操作系统(期末)(B卷)(闭卷).doc

试题编号： 重庆邮电大学2014-2015学年1学期操作系统课程试卷（期末）（B卷）（闭卷）题 号一二三四五六七八总 分得 分评卷人一、简答题（本大题共7小题，每小题5分，共35分）1什么是实时系统？答案要点：实时系统(Real Time System)是指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。（5分）2描述整形信号量机制中wait、signal操作（即P、V操作）。答案要点：整型信号量定义为一个用于表示资源数目的整型量S，它与一般整型量不同，除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作(Atomic Operation) wait(S)和signal(S)来访问。很长时间以来，这两个操作一直被分别称为P、V操作。（2分）Wait(S)和signal(S)操作可描述为：wait(S)： while S=0 do no-op； S:=S-1；signal(S)：S:=S+1；（3分）3如何将一个用户源程序变为一个可在内存中执行的程序？答案要点：将一个用户源程序变为一个可在内存中执行的程序，通常都要经过以下几个步骤：首先是要编译，由编译程序将用户源代码编译成若干个目标模块；（2分）其次是链接，由链接程序将编译后形成的一组目标模块，以及它们所需要的库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块；（2分）最后是装入，由装入程序将装入模块装入内存。（1分）4进程控制块的组织方式答案要点：1) 链接方式把具有同一状态的PCB，用链接字链接成队列，可以形成就绪队列、若干个阻塞队列和空白队列等。（3分）2) 索引方式系统根据所有进程状态建立几张索引表。（2分）5批处理系统和分时系统中各采用哪几种进程调度算法？答案要点：批处理系统中，为照顾为数众多的短作业，应采取短作业优先的调度算法；（2分）在分时系统中，为保证系统具有合理的响应时间，应采取轮转法进行调度。（3分）6基本段页式系统中为了获得一条指令需要进行几次访问内存，分别作什么？答案要点：在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须三次访问内存。（2分）第一次访问是访问内存中的段表，从中取得页表始址；（1分）第二次访问是访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；（1分）第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。（1分）7分段存储管理方式的优缺点优点：便于程序模块化处理和便于处理变换的数据结构。便于动态链接。便于共享分段。可以实现虚拟存储器，使作业的地址空间不受主存容量的限制。无内部碎片。（3分）缺点：和分页管理一样，处理器要为地址变换花费时间，要为段表等提供附加的存储空间。为满足分段的动态增长和减少外部碎片，要采用拼接技术。分段的最大尺寸受到主存可用空间的限制。有外部碎片。（2分）二、判断题（正确标记【】，错误标记【】）（本大题共小题，每小题2分，共12分）1用户程序中的输入、输出操作实际上是由标准库程序完成。【】2设计批处理多道系统时，首先要考虑的是交互性和响应时间。【】3在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争CPU而产生死锁。【】4一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是均衡调度。【】5数据文件存放在到存储介质上时，采用的逻辑组织形式是与存储介质特性有关的。【】6在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按尺寸从小到大进行排列。【】三、名词解释题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1地址映射为了保证CPU执行指令时可正确访问存储单元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射。（4分）2进程答案要点：典型定义（至少回答一种定义1、2、3任一即可）(1) 进程是程序的一次执行。（3分）(2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。（3分）(3) 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 （3分）引入进程实体概念后，进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。（1分）3作业控制块答案要点：为了管理和调度作业，在多道批处理系统中为每个作业设置了一个作业控制块，它是作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。（2分）在JCB中所包含的内容因系统而异，通常应包含的内容有：作业标识、用户名称、用户帐户、作业类型、作业状态、调度信息、资源需求、进入系统时间、开始处理时间、作业完成时间、作业退出时间、资源使用情况等。（2分）4作业调度答案要点：作业调度是根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，以及按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源。（3分）然后再将新创建的进程插入就绪队列，准备执行。（1分）5高速缓存答案要点：高速缓存是现代计算机结构中的一个重要部件，其容量大于或远大于寄存器，而比内存约小两到三个数量级左右，从几十KB到几MB，访问速度快于主存储器。（4分）四、计算题（本大题共2小题，每小题11分，共22分）1调度性能往往使用带权周转时间（即作业的周转时间和系统服务时间的比值）来衡量，已知五个进程A、B、C、D、E到达时间与服务时间：进程ABCDE到达时间840”850”920”1000”1030”服务时间(秒)20 25 50 30 40 设调度过程中采用非抢占式，请根据处理机调度算法计算如下问题：（1） 采用高响应比（响应时间与服务时间的比值）优先算法，求进程A、B、C、D、E的带权周转时间。（本题5分）采用高响应比优先算法，调度顺序为：A、B、C、D、E。进程A最先到达，作业的周转时间为20”，系统服务时间为20”，优先权为20/20=1，A的带权周转时间20/20=1.00；进程A执行完毕后，进程B在850”到达，需等待10”，作业的周转时间为25”+10”=35”，优先权为35/25=1.4；进程C在920”到达，无需等待， 优先权为1；进程D在1000”到达，无需等待， 优先权为1；进程E在1030”到达，无需等待， 优先权为1；按高响应比优先算法接下来执行进程B，B的带权周转时间35/25=1.40；进程A、B执行完毕后，进程C在920”到达，需等待5”， 作业的周转时间为50”+5”=55”，优先权为55/50=1.1；进程D在1000”到达，无需等待， 优先权为1；进程E在1030”到达，无需等待， 优先权为1；按高响应比优先算法接下来执行进程C，C的带权周转时间55/50=1.10；进程A、B、C执行完毕后，进程D在1000”到达，需等待15”，作业的周转时间为30”+15”=45”， 优先权为45/30=1.5；进程E在1030”到达，无需等待， 优先权为1；按高响应比优先算法接下来执行进程D，D的带权周转时间45/30=1.50；最后，进程E在1030”到达，需等待15”，作业的周转时间为40”+15”=55”，系统服务时间为40”，因此E的带权周转时间= 55/40=1.38（2）采用轮转调度算法（时间片q=5），求进程A、B、C、D、E的带权周转时间。（本题6分）要求：写出运算过程，结果按四舍五入法精确到小数点后面两位。可用图示表示出轮转顺序及耗时555555555555555555555555555555555ABCDE根据图可计算出A的带权周转时间= 30/20=1.50B的带权周转时间= 40/25=1.60C的带权周转时间= 70/50=1.40D的带权周转时间= 60/30=2.00E的带权周转时间= 55/40=1.382假定系统中有五个进程P0，P1，P2，P3，P4和三类资源A，B，C，在T0时刻系统状态如下表所示。最大需求已分配资源需要资源可获得资源资源总数ABCABCABCABCABCP0860630230234181212P1987054933/P2706102604/P3845702143/P41056210846/根据银行家算法分析完成以下问题： (1) 将表中各种资源总数和进程对资源的需要数目填写完整。（本题5分）表中黑体(2) T0时刻系统是否处于安全状态？如是，则给出进程安全序列。（本题6分）处于安全状态，其中一个安全序列为：P0， P2，P1，P3，P4五、程序题（本大题共1小题，每小题11分，共11分）根据下面的程序画出此程序对应的前趋图。var a,b,c,d,e,f,g,h:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0: begin parbegin begin S1:signal(a);signal(b);end; begin wait(a);S2;signal(c);end; begin wait(b);S5;signal(d);signal(e);end; begin w