操作系统期末试题.doc

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1、一、选择题1. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的（ A ）。A. 利用率 B. 可靠性 C. 稳定性 D. 兼容性2. 建立进程就是（ B ）。 A. 建立进程的目标程序 B. 为其建立进程控制块 C. 建立进程及其子孙的进程控制块 D. 将进程挂起3. 文件系统用（ C ）组织文件。A. 堆栈B. 指针C. 目录 D. 路径4临界区是（ C ）。A. 一段共享数据区 B. 一个缓冲区C. 一段互斥执行的程序段 D. 一个互斥资源5进程之间的直接制约关系主要源于（ A ）。A进程间的合作 B进程间共享资源 C进程调度 D进程间通信7下列调度算法中，满足短进程又不会产生饥饿现

2、象的是（ D ）。A先来先服务 B优先权优先C时间片轮转 D非抢占短进程优先8一个计算机系统虚存的最大容量是由（ C ）决定的。A. 主存的容量 B. 辅存的容量C. 主存容量+辅存容量 D. 计算机的地址机构9最佳适应算法的空闲区按（ C ）排序。 A地址递增 B地址递减 C容量递增 D容量递减10当系统发生死锁时有效的操作是（ B ）A提高部分进程的优先权 B撤销部分进程C增大磁盘交换区容量 D修改页表11下列算法中可用于磁盘移臂调度算法的是（B ）。 ALRU算法 B电梯调度算法 C时间片轮转法 D响应比高者优先算法12下列进程状态的转换中，（ D ）是不可能的。A运行态就绪态 B运行态

3、等待态C等待态就绪态 D等待态运行态13存储器管理方法中，不产生外部“零头”的是（ A ）。 A页式管理 B段式管理C连续管理D动态分区管理14分段虚拟存储管理中，当查找的段不在(B)，要产生缺段中断。 A虚拟存储器B主存 C高速缓存D辅存15文件在逻辑组织方式上可分为记录文件和（ B ）。 A索引文件 B流式文件 C字符文件D读写文件二、填空题：（每空1分，共15分）1 高级进程通信方式有三种 共享存储器、 消息传递 和 管道2 并发和 共享 是操作系统的两个最基本的特征,两者之间互为存在条件。 3 引入线程的系统中，调度和分派的基本单位是 线程，拥有资源的基本单位是 进程。4 进程运行满一

4、个时间片后让出中央处理器，它的状态应变为 就绪 状态。5 在文件系统中，文件的外存分配方法有连续分配、 链接分配 和 索引分配 三种。6 在进行设备分配时所需的数据结构有设备控制表、控制器控制表、通道控制表和系统设备表。7 产生死锁的原因是 竞争资源 和 进程推进顺序非法（不当）。8磁盘的访问时间由 寻道时间 、磁盘旋转时间 和 数据传输时间 三部分组成。三多选择题（多选、少选及选错不给分。每题2分，共10分）1一个正在运行的进程调用P(S)后，若S的值为（ AC ），则该进程可继续运行。AS0 BS0 CS=0 D S02进程具有哪些特性（ ABCD ）。A动态性 B共享性 C并发性 D独立

5、性 3. 段式和页式存储管理的有实质上的不同，表现为（ BCD ）。 A页式是连续的，段式可以不连续 B页式的地址是一维的，段式的地址是二维的 C页的大小是系统确定的，段的大小是用户确定的 D各页可以分散存放在主存，每段必须占用连续的主存空间 4在文件系统中，为实现文件保护一般应采用下面哪些方法。（ ABCD ）A 口令 B 密码 C 访问控制 D 复制5. 从资源分配角度，操作系统把外部设备分为 ( ABD ) 。A独占型设备 B共享型设备 C 块设备 D虚拟设备四、简答题：（每个5分，共20分）1进程和程序有哪些区别和联系？每一个进程由PCB、程序和数据集合组成,这说明程序是进程的一部分,

6、是进程的实体。进程和程序的区别：进程是动态的,而程序静态概念。一个进程可以执行一个或几个程序，反之,同一程序可能由几个进程同时执行。程序可作为软件资源长期保留,而进程是程序的一次执行过程,是暂时的。进程具有生命期。进程具有并发性,能与其它进程并发运行。而程序不具备这种特征。进程是一个独立的运行单位,也是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。因此,进程具有独立性,但有时进程间又具有相互制约性。注意:说进程是一个独立的运行单位,是指在不具有线程的系统中而言的,在引入线程的系统中,进程不再是运行的基本单位,只是资源分配的基本单位。2以打印机为例说明SPOOLing的工作原理,系统如何利用SPOOLi

7、ng技术将打印机模拟为虚拟打印机？当某进程要求打印输出时,操作系统并不是把某台实际打印机分配给该进程,而是在磁盘上输出井中为其分配一块区域,该进程的输出数据高速存入输出井的相关区域中,而并不直接在打印机上输出。输出井上的相关区域相当于一台虚拟的打印机,各进程的打印输出数据都暂时存放在输出井中,形成一个输出队列。最后,由SPOOLing的缓输出程序依次将输出队列中的数据实际地打印输出。这样,从用户的角度来看,他似乎独占一台打印机,可以随时根据运行的情况输出各种结果;但从系统的角度来看,同一台打印机又可以分时地为每一个用户服务。用户进程实际上获得的是虚拟设备。SPOOLing系统的引入缓和了CPU

8、与设备的速度的不均匀性,提高了CPU与设备的并行程度。3写出动态分区存储管理方式中收回主存空间时的四种可能情况。（1）被收回区既无上邻空闲区又无下邻空闲区。（2）被收回区有上邻空闲区。（3）被收回区有下邻空闲区。（4）被收回区既有上邻空闲区又有下邻空闲区。4简述产生死锁的四个必要条件。(1)互斥条件:进程应互斥使用资源，任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若一个进程请求一个已被占用的资源时，它被置成等待状态，直至占用者释放已占有 资源。(2)占有和等待条件:一个进程请求资源得不到满足时，不释放已占有的资源。(3)不剥夺条件:任一进程不能从另一进程那里抢夺资源，即已被占用的资源，只能由占用进程自己

9、来释放。(4)循环等待条件:存在一个循环等待链，其中，每一个进程分别等待它一个进程所持有的资源，造成永远等待。五、综合题：(每题10分，共40分)1. 假定某请求页式虚拟系统中，某进程运行时访问页面的顺序是1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，若采用FIFO调度算法、LRU调度算法时分别计算内存使用3块时的缺页率。答：FIFO m=3时，共9次缺页 缺页率 9/121 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 3 3 3 2 2 2 2 2 4 4 2 2 2 1 1 1 1 1 3 3 31 1 1 4 4 4 5 5 5 5 5 5缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺LRU m=

10、3时，共 10次缺页 缺页率10/121 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 2 2 3 4 1 2 5 1 2 3 41 1 1 2 3 4 1 2 5 1 2 3缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺2在一个单处理器的计算机系统中，有五个进程P1，P2，P3，P4，P5依次进入就绪队列，它们的优先级和所需要的处理器时间如下表所示：进程名P1P2P3P4P5到达时间02468服务时间36452写出采用“先来先服务”调度算法和“非抢占式短作业优先“调度算法时，进程运行的次序、及两种算法下系统的平均周转时间。答：（1）选中进程运行的次序如下：先来先

11、服务算法：P1、P2、P3、P4、P5非抢占式的优先级算法：P1、P4、P3、P5、P2（哪个对？）非抢占式的优先级算法：P1、P2、P5、P4、P3（哪个对？）（2）进程在就绪队列中的平均等待时间为：先来先服务算法：（3791212）586（ms）非抢占式短作业优先：（3711143）576（ms）3 .己知某分页系统统,主存容量为64K,页面大小为1K,对一个4页大的作业;其0、1、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中。试将十进制的逻辑地址1023、2500转换成物理地址（要求画出地址转换简图，并用十进制表示物理地址）。答：（1）逻辑地址1023:1023/1k,得到页号为0,页内

12、地址为1023,查页表找到对应的物理块号为2,故物理地址为21K+1023=3071。（2）逻辑地址2500：2500/1K，得到页号为2,页内地址为452,查页表找到对应的物理块号为6,故物理地址为61K+452=65964、某银行提供20个座位供顾客等待服务。顾客到达时，如有空座位，则从取号机取号，并等待叫号服务；如没有空座位，则不允许进入。营业员逐一叫号服务。请用记录型信号量机制实现顾客和营业员之间的互斥和同步，并列出信号量的初值。答：S1为空座位的信号量，S1.VALUE=20，S2为已等待顾客的数量的信号量，S2.VALUE=0process 顾客 ； process 营业员begi

13、n begin P（S1）； P（S2）；取号； 叫号服务；V（S2）； V（S1）； end； end；一、选择题(每题1分，共15分)1下列通信方式中，属于消息传递方式的是（ C ）。AP、V操作 B缓存通信 C信箱通信 DSocket3分页存储管理中，主存的分配是（ A ）。A以块为单位 B以作业的大小为单位C以物理段为单位 D以逻辑记录为单位4磁盘上的文件以（ A ）为单位进行读写。 A盘块 B记录 C磁道 D逻辑卷5分时操作系统通常采用（ C ）策略为用户服务。A可靠性和灵活性 B优先权分配 C时间片轮转 D短作业优先6产生死锁的四个必要条件是：互斥、（ B ）循环等待（环路等待）和

14、不剥夺。A请求与阻塞 B请求与保持 C请求与释放 D释放与阻塞7UNIX文件系统对磁盘空间的管理采用（ D ）。AFAT表法 B位示图法C空闲块链接法 D空闲块成组链接法8文件系统是指（ D ）。A文件的集合 B文件的目录 C 实现文件管理的一组软件 D文件、管理文件的软件及数据结构的总体9操作系统的（ D ） 管理部分负责对进程进行调度。A主存B控制器 C运算器 D处理机10从用户的观点看，操作系统是（ B ）。A控制和管理计算机资源的软件 B用户和计算机之间的接口C合理地组织计算机工作流程的软件 D若干程序按一定结构组成的有体12操作系统是通过（ B ）对进程进行管理 A进程 B进程控制块

15、 C进程启动程序D进程的程序段13在存储管理中，（ D ） 可与紧凑技术配合使用。 A页式管理 B段式管理 C段页式管理 D动态分区管理14虚拟存储器的最大容量（ B ）。 A为内外存容量之和 B由计算机系统的地址结构决定 C是任意的 D由作业的地址空间决定15. 在存储管理中作业必须占有连续主存空间的是（ D ）。A段页式存储管理 B页式存储管理 C段式存储管理 D动态分区存储管理二、多项选择题（每小题2分，共10分）1在存储管理中常用的页面置换算法是（ BCD ）。 A最佳置换算法 B先进先出算法C最近最久未使用算法 DCLOCK算法2操作系统的管理功能包括（ ABCD ）A处理机管理B存

16、储器管理 C设备管理 D文件管理3下列提法中正确的是（ ACD ）。A从用户角度看,引入文件系统的主要目的是实现对文件的按名存取。B从用户角度看,引入文件系统的主要目的是实现虚拟存储。C访问索引顺序文件时，先进行索引，然后用顺序方法进行查询。 D 逻辑记录是有结构文件存取操作的基本单位。5I/O控制方式有（ ABCD ）。 A中断方式 BDMA方式C程序I/O方式D通道方式三、填空题：（每空1分，共15分）1在单处理机多任务环境下，任何时刻只能有 1 个进程处于执行状态，可能有 多 个进程处于就绪状态。2处理死锁的四种方法：预防死锁 、避免死锁、检测死锁 和 解除死锁 。3操作系统中的SPOO

17、LING技术,实质是将 独占 设备转化为共享设备的技术。4在OS中，信号量机制解决进程间 同步 和 互斥 问题的一种方法。5有一个长度为6000个字符的流式文件要存在磁盘上，磁盘的每个盘块可以存放512字节，该文件至少占用 12 个盘块。6逻辑文件存放在存储介质上时，如果组织成 索引 文件或 链接 文件，则逻辑记录可不必存放在连续的存储块中。7.高级进程通信机制可归结为三类 共享存储器系统 、 消息传递系统 和 管道通信 。8进程实体由 进程控制块 、 程序段 、数据段三部分构成。四、简答题：（每个5分，共20分）1写出记录型信号量的数据结构及数值变化的物理含义。答：type semaphor

18、e=record Value:intger; L:list of process; End;信号量S可用来表示共享资源或临界区的使用情况，其值的物理含义如下： S0时名表示可用的资源数；或表示可使用资源的进程数；或表示允许进人临界区的进程数。 S0时，表示已无资源可供使用；或表示不允许进程再进人临界区。S0时，|S|表示等待使用资源的进程数；或表示等待进人临界区的进程数。2 描述文件系统主要有哪些功能，要解决哪些问题?答：文件系统的主要目标是提高存储空间的利用率,它要解决的主要问题有:完成文件存储空间的管理,实现文件名到物理地址的转换,实现文件和目录的操作, 提供文件共享能力和安全措施,提供友

19、好的用户接口。文件系统向用户提供了有关文件和目录操作的各种功能接口和系统调用,如命令接口、程序接口和交互接口等。3简述设备分配的过程。 答：首先根据I/O请求中的物理设备名，查系统设备表（SDT），找出DCT设备控制，如该设备忙，则等待，否则，计算本次分配的安全性，不安全等待，安全分配。从DCT中找出COCT，设备控制器控制表，如控制器忙， 则等待，如果不忙，分配。从COCT中找到CHCT，通道控制表，如通道忙，则等待，否则分配。且启动I/O设备进行数据传输。）五、综合题(每题10分，共40分)1磁盘的某一时刻输入输出请求序列（磁道号）为：0，23，5，7，11，21，2，18，19，4。当前

20、磁道号为10，磁头移动方向为从小到大。分别用最短寻道时间优先，SCAN算法计算平均寻道长度。答：最短寻道： 11,7,5,4,2,0,18,19,21,23。 3.5 SCAN： 11,18,19,21,23,7,5,4,2,0。 3.62.在一个请求分页存储管理系统中,一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业的物理块数分别为3时, 试计算采用最佳置换淘汰算法、先进先出淘汰算法时的缺页率(假设开始执行时主存中没有页面),并比较所得结果。答：使用最佳页面淘汰算法时,页面置换情况如下:走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5块1 4 4 4 4

21、 4 2 2块2 3 3 3 3 3 1块3 2 1 5 5 5 缺页 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺缺页率为:7/12使用先进先出页面淘汰算法时,页面置换情况如下:走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5块1 4 4 4 1 1 1 5 5 5块2 3 3 3 4 4 4 2 2块3 2 2 2 3 3 3 1缺页 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺缺页率为:9/12一、选择题：（每空2分，共20分）1从总体上说，采用多道程序设计技术可以_单位时间的算题量，但对每一个算题，从算题开始到全部完成所需的时间比单道执行所需的时间可能要_。 （ B ）A、增加 减少B、增加 延长C、减少 延

22、长D、减少 减少2操作系统的管理资源按性质一般分为_、程序和数据信息文件。 （ D ）A、处理器 B、存储器 C、外设 D、 处理器、存储器、外设3进程和程序的一个本质区别是_。 ( A )A、 前者为动态的，后者为静态的； B、 前者存储在内存，后者存储在外存；C、前者在一个文件中，后者在多个文件中；D、前者分时使用CPU,后者独占CPU；4某计算机系统中有8台打印机，有K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。该系统可能会发生死锁的K的最小值是_。 （ C ）A、2 B、 3 C、 4 D、 5 5.按_分类可将设备分为块设备和字符设备。 （ D ）A、从属关系 B、操作特性 C、共享

23、属性D、信息交换单位6采用_不会产生内部碎片。 ( D )A、分页式存储管理 B、分段式存储管理C、固定分区式存储管理 D、段页式存储管理7若有4个进程共享同一程序段，每次允许3个进程进入该程序段，用PV操作作为同步机制。则信号量S的取值范围是_。 ( B )A、4，3，2，1，0 B、3，2，1，0，-1C、2，1，0，-1，-2 D、1，0，-1，-2，-38. 有一个长度为3000个字节的流式文件要存储在磁盘上，磁盘的每块可以存放512个字节，该文件至少用_ 块。 ( B ) A、5 B、6 C、7 D、30009目录文件所存放的信息是_。 ( D )A、某一文件存放的数据信息 B、某一

24、文件的文件目录C、该目录中所有数据文件目录 D、该目录中所有子目录文件和数据文件的目录10设有12个同类资源可供四个进程共享，资源分配情况如表： 进程 已占用资源数 最大需求数 P1 2 4 P2 3 6 P3 4 7 P4 1 4 目前剩余资源数为2。当进程P1，P2，P3，P4又都相继提出申请要求，为使系统不致死锁，应满足_的要求。 ( A ) A、P1 B、P2 C、P3 D、P4 二.填空题（每空1分，共30分）：1进行设备分配时所需的数据结构主要有 设备控制表DCT ，控制器控制表COCT ， 通道控制表CHCT ，系统设备表SDT 。2进程通信根据 交换信息量的多少 分为高级通信和

25、低级通信，PV操作属于 低级通信 。3如果信号量S的值 0 ，q进程对S信号量执行P操作后将继续执行；如果执行V操作后信号量S=O，则从对应的阻塞队列中 移出（唤醒） 一个进程R，并将 就绪 状态赋予该进程。4从用户的源程序进人系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有 编译阶段 ， 连接阶段 ， 装入阶段 和运行阶段。5将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中的物理地址的过程称为 重定位(地址映射)。6按资源的共享属性设备类型可分为以下三类：独占设备 共享设备 虚拟设备。7某进程页面访问序列为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5且开始执行时内存中没有页面，分配给该进程的物理块

26、数是3。则采用FIFO页面置换算法时页面置换次数是 6 ，则采用LRU（最近最久未使用）页面置换算法时页面置换次数是 7 。8某计算机系统一条指令执行需10ns，一次缺页需要额外的20ms，如果每1000 000条指令发生一次缺页，则指令的平均执行时间为 30 ns。9对某系统进行监测后表明平均每个进程在I/O阻塞之前的运行时间为T。一次进程切换的系统开销时间为S。若采用时间片长度为Q的时间片轮转法，在Q=S 时，CPU的利用率是_50%_。10多道动态分区法中，可通过_ 紧凑_ 技术来减少外部碎片。11.某作业9:00进入输入井，要求计算时间1小时。作业调度采用响应比最高优先算法在10:00

27、选中该作业，则该作业被选中时的响应比为_2_。12特权指令只能在 系统态（管态） 态下执行，若在 用户态（目态） 态下执行则被认为是非法指令。13.已知某文件采用链接结构，它由10个逻辑记录组成，每个逻辑记录刚好存放于一个磁盘块上，都为1024字节，并依次存放在10、61、32、75、87、98、46、37、33和11号磁盘块上。若要存取文件相对于文件头偏移7654字节处的信息，则要访问的磁盘块块号为_37_，块内的偏移量是_486_。14.分页式虚拟存储空间中，当发现某页不在 主存 的时候，将由 缺页中断机构 产生缺页中断，当没有空闲主存块时，需要用调度算法进行页面 置换 ，如果这时没有选择

28、好一种好的调度算法，就会产生 抖动 现象。三. 简答题(每个3分，共15分)：1临界资源、临界区答：临界资源：由多个进程互斥访问的资源 临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区2快表答：快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。 3.设备独立性答：应用程序独立于具体使用的物理设备，程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备，而系统在实际执行时

29、，必须使用物理设备名称。因此系统必须具有将逻辑设备名称转换为物理设备名称的功能。4.SPOOLING技术答:在主机的直接控制下，实现脱机输入、输出功能。外围操作与CPU对数据的处理同时进行，这种联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLING5.简述进程的几种状态和引起状态转换的典型原因，以及相关的操作原语。答:进程的基本状态有：新、就绪，阻塞，执行、挂起和终止六种。新到就绪：交换，创建原语 就绪到执行：进程调度 执行到阻塞：I/O请求，阻塞原语阻塞到就绪：I/O完成，唤醒原语执行到就绪：时间片完阻塞到挂起：挂起原语挂起到就绪：唤醒原语 执行到终止：进程执行完毕四、论述题（共15分）：1.试比

30、较内存管理和外存管理的异同点.答：主要任务：内存管理的主要任务是为多道程序的运行，提供良好的环境；而外存管理的主要任务则是为文件提供存储空间。基本功能：内存管理的基本功能包含了内存空间的分配、回收、内存保护、对换、内存扩充等方面；而对外存管理的基本功能则只是对外存空间的分配和回收。分配方式：它们都可采用连续分配或离散分配方式，且都以离散分配方式为主。分配算法或机制：对于连续分配方式，内存与外存管理中的分配和回收算法类似，主要有首次适应算法、循环首次适应算法等；在离散分配方式中，两者采用的机制不同，内存管理主要是利用页（段）表；而在外存管理中，则主要利用文件分配表FAT。2请说明系统调用和一般的

31、过程调用有什么区别？答：从四方面来比较（1）运行在不同的系统状态（2）通过软中断进入 一般的过程调用不涉及状态的转换,故可直接调用,而系统调用要用软中断机制（3）返回问题 一般的过程调用将返回到调用过程,继续执行,但采用抢占式的剥夺调度的系统调用中,必须做优先权分析（4）嵌套层次 一般的过程调用嵌套层次不受限制，系统调用不超过6层。五.综合题(,共20分)：1（7分）假定某采用页式存储管理的系统中，主存容量为1M，被分成256个物理块，块号为0，1，2，255。现有一个共4页（页号为0，1，2，3）的作业被依次装人到主存的第2，4，1，5块中。请回答：（8分）（1）主存地址应该用多少位来表示？

32、（2）作业每一页的长度为多少字节？逻辑地址中的页内地址部分应占用多少位？（3）把作业中每一页占用的主存块起始地址填入下表。（4）若作业执行中要从第0页的第75单元和第3页的第548单元读信息，那么，实际应从主存的哪两个单元读信息？请把应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示。答：（1）主存地址应该用20位来表示。（2）作业每一页的长度应为2的12次方=4096个字节，逻辑地址中的页内地址部分应占用12位。（3）作业中每一页占用主存块的起始地址为： 页号 起始地址 0 8K 1 16K 2 4K 3 20K（4）若作业执行中要从第0页的第75单元读信息，则实际应从主存的第2块第75单元读

33、，应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示为对204B。若要从第3页的第548单元读信息，则实际应从主存的第5块第548单元读，应访问的主存绝对地址用二进制编码的十六进制数表示为：05224。2（6分）生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个箱子。现要用自动分拣系统把黑子和白子分开。该系统由两个并发进程A和B组成，系统功能如下：（1）进程A专拣黑子，进程B专拣白子；（2）每个进程每次只拣一粒子，当一个进程在拣子时，不允许另一个进程去拣子；（3）当一个进程拣了一粒子后必让另一个进程拣一粒子。请回答：（1）请说明这两个并发进程之间的同步互斥关系？（2）写出用PV操作管理时应定义

34、的信号量及其初值（假定让进程A先拣子）。（3）根据定义的信号量，把应执行的PV操作填人下列程序中的空白处，以保证并发进程的正确执行。cobegin process A begin L1：_ P（S1）_ 拣一粒黑子； _ V(S2)_ goto L1 end； process B begin L2:_ P（S2）_ 拣一粒白子； _（答案不全）_ goto L2 end； coend答：（2）应定义两个信号量S1和S2，分别表示两个不同的消息：“允许拣黑子”和“允许拣白子”。假定让进程A先拣黑子，则S1的初值为1，S2的初值应为0。3.（7分）某文件系统采用多级索引方式组织文件的存放，假定在文

35、件的i_node中设有13个地址项，其中直接地址10项，一级间接索引项1项，二级间接索引项1项，三级间接索引项1项。数据块大小为4k，磁盘地址用4个字节表示，问：（1）这个文件系统允许的最大文件长度是多少？（2）2G大小的文件，在这个文件系统中实际占用多少空间？（不包括i_node占用的空间）。答：（1）直接索引容量：每个盘块的大小为 4 KB，4*10=40 KB，一次间址块中可存放1K个盘块号，文件长达4 MB二次间址块中记入所有一次间址块的盘号。文件最大长度可达4 GB。 同理，地址项iaddr(12)作为三次间接地址， 其所允许的文件最大长度可达4 TB。 总的容量为4 TB + 4G

36、B+ 4MB+ 40 KB（2）一个2G大小的文件，在这个文件系统中应占用的空间应该是文件大小和索引块占用的空间总和；2G=29*4M=29*1k*4K 所以共占29*1K个物理块，直接索引中占10个物理块；，一级间接索引占用一个索引块和1K个物理盘块；二级索引中，还需要（29-1）*1K-10个物理块，(29-1)*1K-10)%1K=29-1=28,则二级索引中占用的索引块数为：一个一级索引块，28个二级索引块。所以一共占用29+1=30个索引块，实际占用的空间为2G+30*4K=2G+2M+4K.一、选择题：（每空2分，共20分,）1实时操作系统追求的目标是_ _。 （ C ） A.高吞

37、吐率 B.充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销2.多道程序设计是指_ _。 （ D ）A.在实时系统中并发运行多个程序 B.在分布系统中同一时刻运行多个程序C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理机上并发运行多个程序 3.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是_ _。 （ D ）A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区 4.位示图方法可用于_ _。 （ A ）A.盘空间的管理 B.盘的驱动调度

38、C.文件目录的查找 D.页式虚拟存贮管理中的页面调度 5.下列算法中用于磁盘移臂调度的是_ _。 （ C ） A.时间片轮转法 B.LRU算法C.最短寻找时间优先算法 D.优先级高者优先算法6.一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是_ _。 （ C ）A.2 B.1 C.3 D.0.5 7.系统调用的目的是_ _。 （ A ）A.请求系统服务 B.终止系统服务C.申请系统资源 D.释放系统资源8.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是_ _。 （ D ）A.被选中占有处理机 B.等待某一事件C.等待的事件已发生 D.时间片用完9.以下存储管理方式中

39、，会产生内部碎片的是_ _。 （ D ）I分段虚拟存储管理 II.分页虚拟存储管理III段页式分页管理 IV.固定式分区管理 A. I、 II和 III B. III和IV.C. 只有 II D. II、III 和IV. 10.假设一个请求分页系统具有一个平均访问和传输时间为20ms的分页硬盘，为了提高性能，加入页表，多是活动页表项都可以存在其中。如果页表放在内存中，内存访问时间是1s,检索快表的时间为0.2s，若块表的命中率为80%，未命中快表的访问中的50%会导致页错误，则内存的有效存取时间为_ _。 （ C ）A. 1001.4s B. 1401.6s C. 2001.4s D.2401

40、.6s二.填空题（每空1分，共30分）：1同步机制应遵循的规则 空闲让进 ， 忙则等待 ， 有限等待 ， 让权等待 。2在一个请求分页系统中，假如系统分配给一个作业的物理块数为3，且此作业的页面走向为2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。OTP算法的页面置换次数为_3_ ，LRU算法的页面置换次数为_4_ ，CLOCK算法的页面置换次数为_ 5 _。3.进程间利用信箱进行通信时，操作系统必须提供两条基本的通信原语，即 发送 原语 和 接受 原语。4磁盘的访问时间由三部分组成 寻道时间,_磁盘旋转时间 和 数据传输时间 。5.在现代操作系统中，资源的分配单位是 进程 ,而处理机的调度单

41、位是 线程 。6对待死锁，一般应考虑死锁的预防、避免、检测和解除四个问题。典型的银行家算法是属于 避免 ，破坏环路等待条件是属于 预防 ，而剥夺资源是 解除 的基本方法。7在页式虚拟存储系统中，选择页面调度算法时应尽量注意减少或避免 抖动（颠簸，频繁调进调出） 现象的发生。8将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中的物理地址的过程称为 重定位9.在一个具有2个处理器的操作系统中共有n 个进程，在不考虑进程状态过渡的情况下，阻塞进程队列中最多有_ _ n _ 个进程。某一时刻，处于执行状态的进程为0个，且当前处理机空闲，处于就绪状态的进程有_ n_ 个。10.设有8页的逻辑空间，每页有1024字节

42、，它们被映射32块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效位是 13 位，物理地址至少是 15 位。11. 在一个分页存储管理系统中，页长为4KB，某一作业的页表如右图所示，虚拟地址3000对应的物理地址为_12K+3000=152888_ 。页号物理块号03142612每执行一次P操作，信号量的数值S减1。若S=0，则该进程_继续执行_；若S0，则该进程_被阻塞后进入等待队列_ 。13.一台计算机有10台磁带机被m个进程竞争，每个进程最多需要三台磁带机，那么m为_=4_时，系统没有死锁的危险。14.实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为 输入井 和_输出井_的专门区域，以存放作业信息和作业执行

43、结果。15.在分时系统中，当用户数目为100时，为保证响应时间不超过2秒，此时时间片最大应为 20ms 。三. 简答题(每个3分，共15分)：1说明进程的结构、特征和基本状态。答：结构：PCB (进程控制块)+程序+数据集合。特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。基本状态：就绪态、执行态、等待态。2. 设备管理中的数据传送控制方式有哪几种？分别简述如何实现的。答：程序直接控制：由用户进程来直接控制内存或CPU和外设间的信息传送。中断方式：进程通过CPU发出指令启动外设，该进程阻塞。当输入完成时，I/O控制器通过中断请求线向CPU发出中断信号，CPU进行中断处理。DMA方式：在外设和内存

44、之间开辟直接的数据交换通路。通道控制方式：CPU发出启动指令，指出通道相应的操作和I/O 设备，该指令就可启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道指令执行。3 管程答：当共享资源用共享数据结构表示时，资源管理程序可用对该数据结构进行操作的一组过程来表示，这样一组相关的数据结构和过程一并称为管程。4系统调用答：在OS的核心中都设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，并将他们提供给应用程序调用。系统调用的本质是应用程序请求OS内核完成某功能时的一组过程。5. 对换答：指把内存中暂时不能运行的进程或暂时不用的程序和数据调出到外存,以便腾出足够的内存空间把已具备运行条件的进程或进程需要的程序和数据调入

45、内存.四、论述题（共15分）1页式和段式内存管理有什么区别？怎样才能实现共享和保护？答：段式与页式存储管理的比较如下表所示。段式页式分段由用户设计划分，每段对应一个相应的的程序模块，有完整的逻辑意义。分页用户看不见，由操作系统为内存管理划分。段面是信息的逻辑单位页面是信息的物理单位便于段的共享，执行时按需动态链接装入。页一般不能共享段长不等，可动态增长，有利于新数据增长。页面大小相同，位置不能动态增长。二维地址空间：段名、段中地址；段号、段内单元号一维地址空间管理形式上象页式，但概念不同往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同一物理

46、页号（内存中该段的起始地址）。页（段）的保护往往需要对共享的页面（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址越界检查，对于页内地址（段内地址）大于页长（段长）的存取，产生保护中断。2具体阐述常用的几种文件物理结构及其优缺点。答：常见的文件物理结构有以下几种：（1）顺序结构 又称连续结构。这是一种最简单的物理结构，它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。只要知道文件在存储设备上的起始地址（首块号）和文件长度（总块数），就能很快地进行存取。这种结构的优点是访问速度快，缺点是文件长度增加困难。（2）链接结构 这种结构将逻辑上连续的文件分散存放在若干不连续的物理块中，每个物理块

47、设有一个指针，指向其后续的物理块。只要指明文件第一个块号，就可以按链指针检索整个文件。 这种结构的优点是文件长度容易动态变化，其缺点是不适合随机访问。（3）索引结构 采用这种结构，逻辑上连续的文件存放在若干不连续的物理块中，系统为每个文件建立一张索引表，索引表记录了文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。索引表也以文件的形式存放在磁盘上。给出索引表的地址，就可以查找与文件逻辑块号对应的物理块号。如果索引表过大，可以采用多级索引结构。 这种结构的优点是访问速度快，文件长度可以动态变化。缺点是存储开销大，因为每个文件有一个索引表，而索引表亦由物理块存储，故需要额外的外存空间。另外，当文件被打开

48、时，索引表需要读入内存，否则访问速度会降低一半，故又需要占用额外的内存空间。五.综合题(,共20分)：1（7分）设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。请回答下列问题：（1）. T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。（2）. 若进程P4请求资源（2，0，1），能否实现资源分配？为什么？（3）. 在（2）的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），能否实现资源分配？为什么？T0时刻系统状态。进程最大资源需求量已分配资源量系统剩余资源

49、数量ABCABCABCP1559212233P2536402P34011405P4425204P5424314答：（1）T0时刻为安全状态。其中的一个安全序列为（P4，P5，P3，P2，P1）（其他可能的安全序列有：（P4，P5，X，X，X），（P4，P2，X，X，X），（P4，P3，X，X，X），（P5，X，X，X，X）（2）可以为P4分配资源，因为分配后的状态还是安全的，其安全序列的分析如下表：WORKNEEDALLOCATION新WORKFINISH2，3，3分配给P4：（2，0，1）0，3，2P40，3，20，2，04，0，54，3，7TrueP54，3，71，1，03，1，47，4，

50、11TrueP17，4，113，4，72，1，29，5，13TrueP29，5，131，3，44，0，213，5，15TrueP313，5，150，0，64，0，517，5，20True（3）进程P1再请求资源（0，2，0），则不能为之分配资源。因为分配资源后，不存在安全序列，其分析如下表：WORKNEEDALLOCATION新WORKFINISH0，3，2分配给P1：（0，2，0）0，1，2P40，2，0此时，WORK不能满足任何一个进程的请求使之运行结束，即进入了不安全状态。FalseP51，1，0FalseP13，2，7FalseP21，3，4FalseP30，0，6False2. （7分） 一条小河上有一座独木桥（如图），桥只能承受一人的体重，规定每次只允许一个人过桥。现河东和河西都有相等的人数在等待过桥，为了使两边的人都有同样的过桥机会，规定某边的一个人过桥后要让另一边的一个人过桥，即两边的人交替过桥。如果把每个过桥者看做一个进程，为保证安全，可用PV操作来管理。（1）写出应定义的信号量及其初值。 （2）假定开始时让河东的一个人先过桥，然后交替过桥。现进程的程序如下。请在空白处填上适当的PV操作，达到上述管理要求。cobegin process EW； begin