操作系统模拟试题解析：调度算法与资源利用率

"这篇资料是2009年研究生操作系统(OS)考试的模拟试题，主要涉及进程管理和作业管理。题目包括批处理系统的作业调度、多道程序设计系统中的处理器和外设调度，以及虚拟内存的页面替换算法。" 在批处理系统中，短作业优先调度算法用于作业调度，而以优先数为基础的抢占式调度算法用于进程调度。给定的作业序列显示了作业的到达时间、预计执行时间和优先数。根据这些信息，可以计算作业进入内存的时间、结束时间以及周转时间。例如，作业A在10:00进入内存，11:10结束，周转时间为70分钟。同理，计算其他作业的结束时间和周转时间，得到平均周转时间为70分钟。 在多道程序设计系统中，处理器和两个外设IO1、IO2被三个优先级不同的作业J1、J2、J3共享。每个作业的资源使用顺序和时间已给出。使用可抢占的优先数算法，我们可以计算每个作业从开始到完成所需的时间，同时也可以计算CPU和IO1的利用率。例如，J1需要在IO和CPU之间交替进行，其总完成时间会考虑抢占的情况。 对于虚拟内存的问题，考察了三种页面替换算法：先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）和最优化（OPT）算法。给定一个访问页号序列，通过这些算法来预测缺页次数。FIFO算法按照页的访问顺序淘汰，LRU则淘汰最近最久未使用的页，而OPT算法则是理想的，它知道未来页的访问情况，总是淘汰未来最长时间内不会再次使用的页。 在页式存储管理的系统中，逻辑地址需要通过页表转换为物理地址。给定的作业J的页面映像表展示了逻辑页号与物理页号的对应关系。例如，逻辑地址4865可以通过查找页表确定其所在的物理页，并结合页内偏移量来计算物理地址。 这些问题覆盖了操作系统中的核心概念，包括作业调度、进程调度、内存管理和地址映射，这些都是操作系统理论和实践的重要组成部分。通过解答这些题目，学生可以深入理解操作系统的调度策略和内存管理机制。