操作系统第五章课后习题答案

第一题

1 ，旋转型设备上信息的优化分布能减少为若干个拍服务的总时间．设磁鼓上分为20 V 个区，每区存放一个记录，磁鼓旋转一周需20 毫秒，读出每个记录平均需用1 毫秒，读出后经2 毫秒处理，再继续处理下一个记录。在不知当前磁鼓位置的情况下：
( 1 ）顺序存放记录1 、… … ，记录20 时，试计算读出并处理20 个记录的总时间；
( 2 ）给出优先分布20 个记录的一种方案，使得所花的总处理时间减少，且计算出这个方案所花的总时间。
答：
（1）定位第1 个记录需10m s 。读出第1 个记录，处理花2ms ，这时已到了第4 个记录，再转过18 个记录（花18ms ）才能找到记录2 ，所以，读出并处理20 个记录的总时间：10 + 3 + ( l+ 2 + 18 ) * 19 = 13 + 2 1 * 19 =412ms
（2）如果给出优先分布20 个记录的方案为：1 , 8 , 15 , 2 , 9 , 16 , 3 , 10 , 17 , 4 , 11 , 18 , 5 , 12 , 19 , 6 , 13 , 20 , 7 , 14 。当读出第1 个记录，花2ms 处理后，恰好就可以处理记录2 ，省去了寻找下一个记录的时间，读出并处理20 个记录的总时间：
10+3+3*19=13+57=70ms

第二题

2.现有如下请求队列：8 , 18 , 27 , 129 , 110 , 186 , 78 , 147 , 41 , 10 , 64 , 12 ：试用查找时间最短优先算法计算处理所有请求移动的总柱面数。假设磁头当前位置下在磁道1000
答：处理次序为：100 -110 -129 -147 -186 -78 -64 -41 -27 -18 -12 -10 -8 。移动的总柱面数：264 。

第三题

3 上题中，分别按升序和降序移动，讨论电梯调度算法计算处理所有存取请求移动的总柱面数。
答：升序移动次序为：100 -110 -129 -147 -186 -78 -64 -41 -27 -18 -12 -10 -8 。移动的总柱面数：264 。降序移动次序为：100 -78 -64 -4l -27 -18 -12 -10 -8 -110 -129 -147 -186 。移动的总柱面数270

第四题

4.某文件为连接文件，由5 个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512 字节，并依次存放在50 、121 、75 、80 、63 号磁盘块上。现要读出文件的1569 字节，问访问哪一个磁盘块？
答：80 号磁盘块

第五题

5对磁盘存在下面五个请求：求！柱面号

请求序列	柱面号	磁头号	扇区号
1	7	2	8
2	7	2	5
3	7	1	2
4	30	5	3
5	3	6	6

答:最少调度次序 :5.3.2.1.和4

第六题

6.有一具有40 个磁道的盘面，编号为0-39 ，当磁头位于第11磁道时，顺序来到如下磁道请求：磁道号：1 、36 、16 、34 、9 、12 ；试用l ）先来先服务算法FIFO 、2 ) 最短查找时间优先算法SST 、3 ）扫描算法SCAN 等三种磁盘驱动调度算法，计算出它们各自要来回穿越多少磁道？
答：1 ) FIFO 为111 (2 ) SST 为61 (3 ) SCAN 为66（先扫地址大的请求），为47（先扫地址小的请求）。

第七题

7 假定磁盘有200 个柱面，编号O - 199 ，当前存取臂的位置在143 号柱面上，并刚刚完成了125 号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是：86 , 147 , 91 , 177 , 94 , 150 , 102 , 175 , 130 ；试问：为完成上述请求，下列算法存取臂移动的总量是多少？并算出存取臂移动的顺序。
( 1 ）先来先服务算法FCFS;
( 2 ）最短查找时间优先算法SSTF :
( 3 ）扫描算法SCAN 。
( 4 ）电梯调度。
答：( l ）先来先服务算法FCFS 为565 ，依次为143 -86 -147 -91 -177 -94 -150 -102 -175 -130 。( 2 ）最短查找时间优先算法SSTF 为162 ，依次为143 -147 -150 -130 -102 -94 -91 -86 -175 -177 。
( 3 ）扫描算法SCAN 为169 ，依次为143 -147 -150 -175 -177 -199 -130 -102 -94 -91 -86 。
( 4 ）电梯调度为125，依次为143 -147 -150 -175 -177 -130-102 -94 -91 -86 。

第八题

8 除FCFS 外，所有磁盘调度算法都不公平，如造成有些请求饥饿，试分析：( l ）为什么不公平？( 2 ）提出一种公平性调度算法。（3 ）为什么公平性在分时系统中是一个很重要的指标？
答：(1)对位于当前柱面的新请求，只要-到达就可得到服务，但对其他柱面的服务则不
然。如SSTF算法，一个离当前柱面远的请求，可能其后不断有离当前柱面近的
请求到达而得不到服务(饥饿)。
(2)可划定-一个时间界限，把这段时间内尚未得到服务的请求强制移到队列首部,
并标记任何新请求不能插到这些请求前。对于SSTF算法来说，可以重新排列这
些老请求，以优先处理。
(3)可避免分时进程等待时间过长而拉长响应时间。

第九题

9 若磁头的当前位置为100 柱面，磁头正向磁道号减小方向移动。现有一磁盘读写请求队列，柱面号依次为：190 , 10 , 160 , 80 , 90 , 125 , 30 , 20 , 29 , 140 , 25 ．若采用最短寻道时间优先和电梯调度算法，试计算出各种算法的移臂经过的柱面数？
答：采用SSTF 处理次序为：100-90-80-125-140-160-190-30-29-5-20-10 ，总柱面数为：310 。采用电梯调度处理次序为：100-90-80-30-29-25-20-10-125-140-160-190 ，总柱面数为：270 。

第十题

10 若磁头的当前位置为100 柱面，磁头正向磁道号增加方向移动。现有一磁盘读写请求队列，柱面号依次为：23 , 376 , 205 , 132 , 19 , 61 , 190 , 398 , 29 , 4 , 18 , 40 。若采用先来先服务、最短寻道时间优先和扫描算法，试计算出各种算法的移臂经过的柱面数？
答：采用先来先服务处理次序为：100 一23 一376 一205 一132 一19 一61 一190 一398 - 29 -4-18 -40 ，总柱面数为：1596
采用SSTF 处理次序为：100 一132 一190 一05 一61 -40 一9 一3 一19 一18 -4 一376 一398 ，总柱面数
处理次序为：100 -132 一190 一205 一376 一398 一140 一29 一23 一19 一18 -4，总柱面数692（错了吧，不是要到边界吗？明显这是电梯算法）

第十一题

11设有长度为L个字节的文件存到磁带上，若规定磁带物理块长为B 字节，试问
(1）存放该文件需多少块？
( 2 ）若一次启动磁带机交换K 块，则存取这个文件需执行操作多少次？
答：( l ）求I/B ，如整除则需”商”个块数，否则为”商＋l ”个块数．
( 2 ）把上述结果再除以K ，可求出存取这个文件需执行的拍操作次数。

第十二题

12某磁盘共有200 个柱面，每个柱面有20 个磁道，每个磁道有8 个扇区，每个扇区为1024B ．如果驱动程序接到访求是读出606 块，计算该信息块的物理位置。:
答:每个柱面的物理块数为20 X8= 160 块。 606 / 160。得到商为3 ，余数为126 。故可知访求的物理位置在：第3 个柱面（0 柱面开始编号）的126 物理块中。

第十五题

15一个软盘有40 个柱面，查找移过每个柱面花6ms ．若文件信息块零乱存放，则相邻逻辑块平均间隔13 个柱面．但优化存放，相邻逻辑块平均间隔为2 个柱面．如果搜索延迟为100ms ，传输速度为每块25ms ，现问在两种情况下传输100 块文件信息各需多长时间。
答：非优化存放，读一块数据需要时间为：13 6 十100 十25 = = 203ms 因而，传输100 块文件需：2O300ms 。优化存放，读一块数据需要时间为：26 十100 + 25 = = 137ms 因而，传输100 块文件需：13700ms 。

第十六题

16磁盘请求以10 、22 、20 、2 、40 、6 、38 柱面的次序到达磁盘驱动器，如果磁头当前位于柱面20 。若查找移过每个柱面要花6ms ，用以下算法计算出查找时间：1 ) F CFS , 2 ) 最短查找优先，3 ）电梯调度（正向柱面大的方向）.
答：
1)FCFS 查找时间次序为：20 、10 、22 、2 、40、6、38、、查找时间为867ms
2)最短查找优先查找次序为：20 、20 、22 ??10 、6 、2 、38 、40、查找时间为360ms
3 ）电梯调度查找次序为：20 、20 、22 、38 、40 、10 、6 、2 ，查找时间为：348ms

第十七题

17今假定在某移动臂磁盘上，刚刚处理了75 号柱面的请求，目前正在80 号柱面读信息,并且有下请求序列等待访问磁盘:

请求次序           1      2    3       4      5   6   7    8
欲访问的柱面号     160     40  190     188     90  58  32  102

试用：( l ）电梯调度算法( 2 ）最短寻找时间优先算法分别列出实际处理上述请求的次序。
答：( l ）电梯调度算法查找次序为：80 、90 、102 、160 、188 、190 、58 、40 、32 ，总柱面数为：268 .
( 2 ）最短查找优先查找次序为：80 、90 、102 、58 、40 、32 、160 、188 、190总柱面数为：250 。

第二十六题

19 ?磁盘组共有n 个柱面，编号顺序为O 、1 、2 、…、n-1 ；共有m 个磁头，编号顺序为0 、1 、2 、…、m -1 ：每个磁道内的k 个信息块从1 开始编号，依次为1 、2 、…、k 。现用x 表示逻辑磁盘块号，用a , b , c 分别表示任一逻辑磁盘块的柱面号、磁头号、磁道内块号，则x 与a 力，。可通过如下公式进行转换：
x = kma 十kb + c
a = = ( x -l ) DIV (KM )
b = ( ( x -l ) MOD (Km ) ) DIVk
c = ( ( x -l ) MOD (Km ) )MOD k + l
若某磁盘组为n = 200 , m =20 , k =10 ，问：
( 1 ）柱面号为185 ，磁头号为12 ，道内块号为5 的磁盘块的逻辑磁盘块号为多少？( 2 ）逻辑磁盘块号为1200 ，它所对应的柱面号、磁头号及磁道内块号为多少？( 3 ）若每一磁道内的信息块从。开始编号，依次为。、1 、… 、k -1 ，其余均同题设，试写出x 与a 、b 、c 之间的转换公式．
答：( 1 ）由上述公式可知，逻辑磁盘块号x 为：
x = kma+kb+c =1020185+120+5= 37125
所以，柱面号为185 ，磁头号为12 ，道内块号为5 的磁盘块的逻辑磁盘块号为：37125 。( 2 ）由上述公式可知，
a=（X-1 ) DIV ( k m )=（1200-l ) DIV ( 1020=1199 DIV 200 = 5
b = ( ( x 一1 ) MOD ( k * m) ) DIV K=（( 1200 -1 ) MOD ( 1020 ) ) DIV 10
= = ( 1199 MOD 200 ) DIV 10 = =199 DIV 10 = 10
c = ( ( x-l ) MOD ( k m ) ) MOD k + l = ( ( 1200 一1 ) MOD ( 10X20 ) ) MOD 10 + 1 = = ( 1 199 MOD 200 ) MOD 10 + 1 = 199 MOD 10 + l = 9 + l = = 10
所以，逻辑磁盘块号为1200 ，它所对应的柱面号是5 、磁头号是19 及磁道内块号为
( 3 ）转换公式为：
x = kma 十kb + c + 1
A=(x-1)DIV(km)
b = ( ( x 一1 ) MOD (km ) ) DIV K?
c = ( ( x 一1 ) MOD ( k*m ）MOD k