操作系统精髓与设计重点店课后习题整理剖析.docx

1 3 4 9 7 8 11 12 6章第10章多CPU调度，实时调度作业：习题P251.31.81.9（更正印刷错误106）1.3操作系统的大神求解答假设有一个32位微处理器，其32位的指令由两个域组成：第一个字节包含操作码，其余部分为一个直接操作数或一个操作数地址。如果微处理器总线具有如下特征，分析a、最大可直接寻址的存储器能力为多少？以字节为单位如果微处理器总线具有如下特征，分析对系统速度的影响：b、（1）一个32位局部地址总线和一个16位局部数据总线，或者一个16位局部地址总线和一个16位局部数据总线。C、程序计数器和指令寄存器分别需要多少位答案：没必要全写捡重点(定长)指令32位，1字节操作码，则后3字节为立即数或内存地址(a) 最大可直接寻址直接寻址是一种基本的寻址方法，其特点是：在指令格式的地址的字段中直接指出操作数在内存的地址。由于操作数的地址直接给出而不需要经过某种变换，所以称这种寻址方式为直接寻址方式。2^24(b) 总线问题地址总线32位，数据总线16位直接寻址存储器24位，bus32位，地址传送一次即可；但指令32位，操作数32位(因为是32位微处理器)，要两次传送地址总线16位，数据总线16位传送地址，传送指令/数据全部需要2次。地址可视作：先行地址后列地址(c) PC和IR 至少：PC24位，IR8位一般：PC32bit IR 32bit更现实复杂情形：是否分段，使用段寄存器; 直接寻址中逻辑地址/位移/偏移offset，与有效地址effective address区别OS中，逻辑地址与物理地址1.8一个DMA模块从外部设备给内存传送字节，传送速度为9600位每秒（b/s)。处理器可以每秒100万次的速度取指令，由于DMA活动，处理器的速度将会减慢多少？答案：没必要全写捡重点看清楚题干：每秒100万次取指令，即1M/s取一次指令，不是100M！该CPU主频多少不知，是否使用cache不知，执行一条指令多少时钟周期不知，此题中无需知道还假设，此CPU只取指令要访问内存，执行指令不需要读写数据，不访内存. 还假设DMA一次访问内存传送1个字节 凭什么如此假设？9600b/s=1200B/s 即1s中要传送1200次，而原本CPU要1M次访存，现在因DMA要减少1200次，所以影响是1200/1M=0.12%1.9一台计算机包括一个CPU和一台I/O设备D，通过一条共享总线连接到主存储器M，数据总线的宽度为1个字。CPU每秒最多可执行106条指令，平均每条指令需要5个机器周期，其中3个周期需要使用存储器总线。存储器读/写操作使用1个机器周期。假设CPU正在连续不断地执行后台程序，并且需要保证95%的指令执行速度，但没有任何I/O指令。假设1个处理器周期等于1个总线周期，现在要在M和D之间传送大块数据。a.若使用程序控制I/O，I/O每传送1个字需要CPU执行两条指令。请估计通过D的I/O数据传送的最大可能速度。b.如果使用DMA传送，请估计传送速度。答案：没必要全写捡重点题干信息：多少位CPU不知，字长多少位不知，以处理器周期为单位，访问内存(读1条指令读1字数据)要1周期，执行1指令需要5周期。CPU每秒最多执行10^6条指令程序IO：传送1字要2条指令限制只能有5%的CPU处理用于IO程序IO：传送1字要2条指令限制只能有5%的CPU处理用于IO此限制下，1秒可执行用于IO的指令为5% * 10^6条指令而2条指令才可传送1字数据，所以每秒IO最大可传送的字为0.5*5%*10^6=25000字/秒DMA情形：最大速度：在CPU执行后台程序时，总共能找到多少周期可以利用。1周期传送1字5%CPU处理能力，全部可用于DMA,可执行指令条数为5%*10^6，而1条有5周期，所以可传送字：5*5%*10^6 个字DMA情形：最大速度：在CPU执行后台程序时，总共能找到多少周期可以利用。1周期传送1字最大吗？要见缝插针！后台程序执行时，执行1条指令共5个周期，但只在3个周期中访存，还有2个没有使用，DMA可用这两个周期DMA情形：最大速度：在CPU执行后台程序时，总共能找到多少周期可以利用。1周期传送1字最后，DMA最大速度为：10^6(0.05 × 5 + 0.95 × 2) = 2.15 × 10^6 即2.15M字/秒：进程描述与控制P103 3.5，3.14 P104 3.111、概念：交换(swapping)：操作系统将内存中进程的内容或部分内容写入硬盘，或反之的操作。进程：具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。2. 进程有哪三个基本状态？试说明状态转换的典型原因，图示。处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程就由就绪状态变为执行状态 正在执行的进程因