Методические рекомендации
По выполнению контрольной работы
Студентами заочной формы обучения
По дисциплине Операционные системы
Контрольная работа по дисциплине «Операционные системы» оформляется в виде стандартной работы с титульным листом, данными студента: специальности, группы, шифра зачетной книжки, нумерацией страниц, содержанием, списком литературы и высылается в адрес деканата факультета заочного обучения за месяц до сессии.
Контрольная работа выполняется по вариантам и состоит из двух частей: теоретической и практической. Номера вариантов выдаются преподавателем (табл.1).
Теоретическая часть – это ответ на вопрос из списка вопросов к зачету/экзамену (прил.).
Практическая часть состоит из выполнения трех заданий. В первом задании необходимо выполнить планирование процессов с помощью алгоритмов краткосрочного планирования (в каждом варианте - 10 задач). Второе задание связано с решением задач по организации и управлению памятью. Третье задание состоит в написании bat-файлов создания и удаления структуры каталогов и файлов.
Таблица - ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
№ п/п |
ФИО |
Теоретический вопрос (из списка вопросов к зачету (прил.)) |
Задание 1 (вариант) |
Задание 2 (номера задач) |
Задание 3 (вариант) |
1 |
Баксанова Ю.В. |
2 |
1 |
2,12,22 |
12 |
2 |
Вечканова Н.Б. |
3 |
2 |
4,14,24 |
11 |
3 |
Лужбин А.В. |
4 |
3 |
6,16а,10 |
10 |
4 |
Пигасова К.И. |
5 |
4 |
8,18а,20 |
9 |
5 |
Расимов Р.Р. |
6 |
5 |
2,10,14 |
8 |
6 |
Теменник А.Н. |
7 |
6 |
4,16б,24 |
7 |
7 |
Шестаков В.В. |
8 |
1 |
6,18б,22 |
6 |
8 |
Широглазова К.В. |
9 |
2 |
8,20,26 |
5 |
9 |
Шургот Н.В. |
10, 14 |
3 |
4,18б,24 |
4, 3 |
ЗАДАНИЕ 1. ВЫПОЛНИТЬ КРАТКОСРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ.
При решении использовать табличный способ. Сначала строится и заполняется таблица, столбцы которой соответствуют моментам времени, а строки – процессам. Обозначение И используется для процессов, находящихся в состоянии исполнение, обозначение Г – для процессов, находящихся в состоянии готовность, пустые ячейки соответствуют еще не родившимся или завершившимся процессам. Состояния процессов показаны на протяжении соответствующей единицы времени, т.е. колонка с номером 1 соответствует промежутку от 0 до 1. При вычислении считать, что процессы не совершают операций ввода-вывода, поэтому временем переключения контекста можно пренебречь. Чем меньше значение приоритета, тем он выше.
Задача №1. Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности по следующей схеме (табл.2). Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процессов при использовании алгоритма планирования FCFS (First Come First Served).
Таблица 2
Номер процесса |
Время выполнения | |||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | |
1 |
4 |
5 |
7 |
2 |
1 |
4 |
2 |
4 |
1 |
1 |
3 |
3 |
5 |
3 |
2 |
5 |
5 |
7 |
5 |
2 |
4 |
3 |
7 |
9 |
2 |
9 |
5 |
5 |
3 |
3 |
3 |
4 |
5 |
2 |
Задача №2. Определить оптимальный порядок исполнения процессов с минимальным средним временем ожидания и средним временем выполнения.
Задача №3. Решить задачу №1 с учетом момента поступления процессов в систему (табл.3). Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процесса при использовании алгоритма планирования FCFS (First Come First Served).
Таблица 3
Номер процесса |
Момент поступления в систему | |||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | |
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
0 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
2 |
2 |
4 |
4 |
2 |
4 |
3 |
3 |
3 |
2 |
0 |
3 |
5 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Задача №4. Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности (табл.4). Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процесса при использовании алгоритма планирования RR (Round Robin) с квантом времени равным 9.
Таблица 4
Номер процесса |
Время выполнения | |||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | |
1 |
4 |
1 |
4 |
9 |
8 |
2 |
2 |
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
8 |
7 |
3 |
4 |
4 |
4 |
6 |
5 |
2 |
2 |
2 |
5 |
5 |
1 |
1 |
1 |
13 |
1 |
5 |
Задача №5. Решить задачу №4 с квантом времени равным 3.
Задача №6. Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности (табл.4). Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процесса при использовании алгоритма планирования RR (Round Robin) с квантом времени равным 3. При решении задачи учесть моменты поступления процессов в систему (табл.5).
Таблица 5
Номер процесса |
Момент поступления в систему | |||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | |
1 |
2 |
3 |
0 |
2 |
0 |
2 |
2 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
3 |
4 |
1 |
2 |
4 |
3 |
0 |
4 |
0 |
1 |
3 |
3 |
2 |
0 |
5 |
3 |
2 |
4 |
0 |
2 |
3 |
Задача №7. Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности по следующей схеме (табл.6). Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процесса при использовании алгоритма не вытесняющего планирования SJF (Shortest Job First).
Таблица 6
Номер процесса |
Время выполнения | |||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | |
1 |
1 |
5 |
1 |
4 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1 |
4 |
3 |
2 |
4 |
3 |
4 |
2 |
5 |
2 |
1 |
2 |
4 |
3 |
3 |
3 |
1 |
3 |
5 |
5 |
5 |
1 |
2 |
3 |
3 |
1 |
Задача №8. Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности по следующей схеме (табл.6). Моменты поступления процессов в систему указаны в таблице 7. Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процесса при использовании алгоритма вытесняющего планирования SJF (Shortest Job First).
Таблица 7
Номер процесса |
Момент поступления в систему | |||||
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | |
1 |
2 |
2 |
0 |
1 |
0 |
3 |
2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
3 |
0 |
2 |
2 |
3 |
0 |
4 |
4 |
1 |
3 |
3 |
2 |
0 |
5 |
1 |
3 |
0 |
0 |
2 |
1 |
Задача №9. Вычислить среднее время ожидания и среднее время выполнения процесса при использовании алгоритма не вытесняющего приоритетного планирования (табл.8).
Таблица 8
№ процесса |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
Вариант 6 | ||||||||||||
Время выполнения |
Момент поступления |
Приоритет |
Время выполнения |
Момент поступления |
Приоритет |
Время выполнения |
Момент поступления |
Приоритет |
Время выполнения |
Момент поступления |
Приоритет |
Время выполнения |
Момент поступления |
Приоритет |
Время выполнения |
Момент поступления |
Приоритет | |
1 |
3 |
0 |
4 |
3 |
0 |
4 |
4 |
0 |
4 |
3 |
2 |
4 |
4 |
2 |
4 |
3 |
0 |
4 |
2 |
5 |
1 |
2 |
5 |
1 |
2 |
5 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
3 |
1 |
2 |
5 |
1 |
2 |
3 |
2 |
4 |
3 |
2 |
4 |
3 |
2 |
3 |
3 |
4 |
4 |
2 |
2 |
3 |
3 |
2 |
4 |
3 |
4 |
3 |
0 |
0 |
3 |
3 |
0 |
3 |
3 |
0 |
2 |
3 |
1 |
3 |
3 |
1 |
3 |
2 |
0 |
5 |
5 |
1 |
1 |
5 |
1 |
1 |
5 |
1 |
1 |
7 |
0 |
0 |
9 |
0 |
0 |
5 |
1 |
1 |
Задача №10. Решить задачу №9 с помощью алгоритма вытесняющего приоритетного планирования.
ЗАДАНИЕ 2. РЕШИТЬ ЗАДАЧИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЮ ПАМЯТЬЮ.
Из всего списка студенту необходимо решить 3 задачи, номера которых выдает преподаватель.
1. Оперативная память содержит 163840 машинных слов, что составляет 0,625 Мбайт. Сколько бит содержит каждое машинное слово?
2. Объем оперативной памяти компьютера составляет 1/8 часть Мбайта. Сколько машинных слов составляют оперативную память, если одно машинное слово содержит 64 бита?
3. Вы работаете на компьютере с 2-х байтовым машинным словом. С каким шагом меняются адреса машинных слов?
4. Вы работаете на компьютере с 4-х байтовым машинным словом. С каким шагом меняются адреса машинных слов?
5. Компьютер имеет объем оперативной памяти 0,5 Кбайт. Адреса машинных слов меняются с шагом 4. Сколько машинных слов составляют оперативную память компьютера?
6. Компьютер имеет объем оперативной памяти 0,5 Кбайт. Адреса машинных слов меняются с шагом 2. Сколько машинных слов составляют оперативную память компьютера?
7. Компьютер имеет объем оперативной памяти 1 Кбайт. Адреса машинных слов меняются с шагом 2. Сколько машинных слов составляют оперативную память компьютера?
8. Какой объем имеет оперативная память компьютера, если 3FF – шестнадцатеричный адрес последнего байта оперативной памяти?
9. Какой объем имеет оперативная память компьютера, если FF – шестнадцатеричный адрес последнего байта оперативной памяти?
10. FE – шестнадцатеричный адрес последнего машинного слова оперативной памяти компьютера, объем которой составляет ¼ Кбайт. Найти длину машинного слова (в байтах).
11. 1FC – шестнадцатеричный адрес последнего машинного слова оперативной памяти компьютера, объем которой составляет ½ Кбайт. Найти длину машинного слова (в байтах).
12. Какой объем имеет оперативная память компьютера, если FC – шестнадцатеричный адрес последнего 4-байтового машинного слова оперативной памяти?
13. Какой объем имеет оперативная память компьютера, если 1FE – шестнадцатеричный адрес последнего 2-байтового машинного слова оперативной памяти?
14. Компьютер имеет объем оперативной памяти равный ½ Кбайта и содержит 128 машинных слов. Укажите адрес последнего байта и адрес последнего машинного слова памяти компьютера (в шестнадцатеричной форме).
15. Программа написана на языке машинных команд. Каждая команда занимает в памяти компьютера четырехбайтовое машинное слово. Определите шестнадцатеричный адрес машинного слова, в котором будет помещена следующая команда, если текущая команда находится в машинном слове с шестнадцатеричным адресом: а) 14, б) 08.
16. Программа написана на языке машинных команд. Каждая команда занимает в памяти компьютера четырехбайтовое машинное слово. Определите шестнадцатеричный адрес машинного слова, в котором находится предыдущая команда, если текущая команда находится в машинном слове с шестнадцатеричным адресом: а) 28, б) 40.
17. Программа на языке машинных команд содержит 11 команд. Каждая команда занимает в памяти компьютера восьмибайтовое машинное слово. Программа размещается в памяти, начиная с нулевого адреса. Укажите шестнадцатеричный адрес последней команды в программе.
18. Программа написана на языке машинных команд и размещается в памяти, начиная с нулевого адреса. Каждая команда занимает в памяти компьютера четырехбайтовое машинное слово. Сколько команд содержит эта программа, если шестнадцатеричный адрес последней команды в программе равен: а) 28, б) 4С.
19. Компьютер имеет объем оперативной памяти, равный X Кбайт. Сколько машинных слов составляют оперативную память компьютера, если адреса машинных слов меняются с шагом Y? а) X=0,25, Y=2; б) X=1, Y=4; в) X=5, Y=4; г) X=1,5, Y=2.
20. Какой объем имеет оперативная память компьютера, если размер машинного слова 2 байта и 510 – десятичный адрес последнего машинного слова оперативной памяти?
21. Объем оперативной памяти компьютера с четырехбайтовым машинным словом составляет 256 байтов. Укажите десятичный адрес последнего машинного слова оперативной памяти.
22. Сколько записей в таблице страниц в системе с 32-разрядной архитектурой и размером страницы 8 Кбайт?
23. Сколько записей в таблице страниц в системе с 32-разрядной архитектурой и размером страницы 4 Кбайт?
24. Известно, что для доступа к памяти через таблицу страниц необходимо 90 нс, а для доступа через ассоциативную память – 20 нс. Частота попаданий в ассоциативную память при обращении к данным составляет 80%. Чему равно среднее время обращения к памяти?
25. Известно, что для доступа к памяти через таблицу страниц необходимо 80 нс, а для доступа через ассоциативную память – 10 нс. Частота попаданий в ассоциативную память при обращении к данным составляет 80%. Чему равно среднее время обращения к памяти?
26. Вычислите номер виртуальной страницы и смещение для виртуального адреса 32768, если размер страницы равен 4 Кбайт. Страницы нумеруются начиная с 0.
27. В вычислительной системе со страничной организацией памяти и 32 битовым адресом размер страницы составляет 8 Мбайт. Для некоторого процесса таблица страниц в этой системе имеет вид:
Номер страницы |
Адрес начала страницы |
1 |
0х00000000 |
2 |
0х02000000 |
5 |
0х06000000 |
6 |
0х10000000 |
Какому физическому адресу соответствует виртуальный адрес 0х00827432?
ЗАДАНИЕ 3. СОЗДАНИЕ BAT-ФАЙЛОВ.
Создать два BAT-файла. Первый файл должен выполнять пункты заданного варианта. ВторойBAT-файл должен удалить полученную при выполнении первого файла структуру. В контрольной работе необходимо приложить распечатку содержимого обоих файлов. Задание выполняется по вариантам (табл.1)
Вариант 1
Сформировать дерево заданной структуры (рис.1).
Рисунок 1
Структура к варианту 1
Скопировать из каталога SHKOLAфайлы в каталогKLASSс теми же именами.
Слить в каталоге KLASSфайлы в один, результат записать в каталогSHKOLAс именемzavuch.txt.
Просмотреть содержимое файла zavuch.txt.
Установить файлу zavuch.txtатрибут «только чтение».
Получить графическое представление полученной структуры.