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一、应用题

1． 考虑下列程序

假设矩阵A , B 的初始值已置好，矩阵C 初始为0, 各矩阵均以页为单位连续存放，又假定一

，代码以及变量i 、j 、k 放在其他页面里，并且存取变量i 、j 、k 时不个整数占用一个字（2字节）

缺页。主存初始为空，在请求分页存储管理中，页面淘汰算法为FIFO 。

（1）作业分配10个页面，每个页面为100个字，给矩阵A 、B 、C 使用。问执行上面的程序时，缺页次数是多少？当程序执行完时，留在内存的10个页面各属于哪些矩阵？

（2）当为作业分配两个页面，每个页面为500个字，给矩阵A 、B 、C 使用。问执行上面程序时，缺页次数是多少？

【答案】假设矩阵的存储是按行存储的，且每页均从页面首地址开始存放。

（1）矩阵A 占用150页，矩阵B 占用300页，矩阵C 占用200页。设矩阵A 占用的页面为1至150页，矩阵B 占用的页面为151至450页，矩阵C 占用的页面为451至650页。

程序对矩阵A 和C 的访问是按顺序访问，即从第1个元素开始依次访问矩阵中的所有元素。这样，程序对矩阵A 和C 的访问总是按矩阵在存储器内存放的顺序访问。程序对矩阵B 的访问是按列访问，即顺序访问每一元素后，再顺序访问每一列的第2个元素，如此直至访问所有的元素。这样，由于矩阵B 每行占用两页，因此每次对矩阵B 的访问都要访问与前一次不同的一页。

程序中运算式的执行次数为3000000次，每次需要依次访问矩阵A 、B 和C 。只要不跨页，每次访问矩阵A 和C 时无须调入新页，但访问矩阵B 时每次都需调入新页。这是因为矩阵B 有150行，每行都在不同的页，系统只有10个页面，所以每次访问矩阵B 时所需页面都不可能在系统中。

采用FIFO 算法，对于题中的页面访问过程，页面调度过程如下。

从上面的调度过程可以看出，当循环次数为时，读A , 读B 与读C/写C 都会发生缺页，其他情况只有读B 会发生缺页。前一种情况是由于矩阵B 所用的页面占用了所有的内存中的页面而造成的。后一种情况是由于读矩阵A 或C 时某一页面上数据已用完而读入下一页所致。根据这个规律，可以得出发生缺页的次数为

最后留在内存中的10个页面，其中1个属于矩阵A ，8个属于矩阵B ，1个属于矩阵C 。（2）若每页500个字，则矩阵A 占用30页，矩阵B 占用60页，矩阵C 占用40页。由于内存中只有两个页面，因此每次访问都会发生缺页，发生缺页的次数为

2． 输入进程I 和用户进程P 采用双缓冲技术交换数据。输入进程I 首先填满Bufl ，用户进程P 从Buf1提取数据的同时，输入进程I 填充Buf2。当Buf1出空时，输入进程I 又可填充Buf1; 同样，当Buf2填满时，用户进程P 又可从Buf2提取数据。如此两进程交替使用两缓冲区。试用P 、V 操作实现两进程之间的同步。

【答案】

二、综合题

3． 什么是微内核0S?

【答案】微内核（Micro Kernel）操作系统结构是20世纪80年代后期发展起来的。它能有效地支持多处理机运行，非常适用于分布式系统环境，微内核OS 主要有以下四个方面的特征:

（1）足够小的内核

能实现现代OS 最基本的核心功能的部分，微内核并非是一个完整的OS , 而只是操作系统中最基本的部分。

（2）基于客户/服务器模式

将操作系统中最基本的部分放入内核中，而把操作系统的绝大部分功能都放在微内核外面的一组服务器（进程）中实现。

（3）应用“机制与策略分离”原理

在传统的OS 中，将机制放在OS 的内核的较低层，把策略放在内核的较高层次中。而在微内核操作系统中，通常将机制放在OS 的微内核中。正因为如此，才有可能将内核做得很小。

（4）采用面向对象技术

确保操作系统的“正确性”、 “可靠性”、 “易修改性”、 “易扩展性”等，并提高操作系统的设计速度。

4． 什么是任务流时间和调度流时间？请举例说明之。

【答案】（1）任务流时间

把完成任务所需要的时间定义为任务流时间，例如，如图所示，图中有三台处理机P1〜P3