操作系统(2006下B答案)_1.doc

20062007学年第一学期操作系统B试卷的参考答案一、判断题（每题1分，共10分）二、单选题（每题1分，共10分）D D A B B A C C D D 三、填空题（每空1分，共20分）1 提交、收容、执行和完成。2 顺序、链接和索引。3 管道、共享存储器和消息传递。4 空闲缓冲区、装有输入数据的缓冲区和装有输出数据的缓冲区。5 死锁预防、死锁避免和死锁检测与恢复。6 操作接口、编程接口。7 换入和换出。四、名词解释与简述题（共34分）1 操作系统管理的对象主要有哪些？其目的是什么？（5分）答：操作系统管理的对象是计算机的硬件和软件，即计算机的所有资源。其根本目的是使系统高效、安全地运行，并为用户提供简单、直观、灵活的接口，以方便用户对计算机系统的使用。2 从系统角度讲何谓作业和进程？说明作业和进程的关系（8分）答：从用户角度看，作业是用户要求计算机进行加工处理的任务。从系统的角度看作业是由程序、数据和作业说明书组成，系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作进程是程序在一个数据集合上执行的过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。进程和作业间的区别为：（1）作业为静态的，是任务实体。进程为动态的，是执行实体。（2）一个作业至少由一个或多个进程组成，但反过来不成立。（3）作业的概念主要用于批处理中，而进程用于几乎所有的多道系统中。3简述设备管理中所用到的数据结构及它们之间的关系。（6分）答：设备的分配和管理过程中使用的数据结构有：设备控制表DCT、系统设备表SDT、控制器控制表COCT和通道控制表CHCT。这四种表之间的关系是：在SDT中存有DCT的指针，通过该指针可找到DCT存放位置；在DCT中存有COCT的指针，通过该指针可找到COCT存放位置；在COCT中存有CHCT的指针，通过该指针可找到CHCT存放位置。4. 何谓并发和并行？两者有何区别？（8分）答：并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。并行是指两个或多个事件在同一时刻同时发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行；对于单处理器系统而言每一时刻只能有一道程序在运行，微观上多道程序只能分时地交替执行几串行执行；对于多处理器系统而言每一时刻可以有多道程序同时在不同的处理器上运行。并发通常是指在同一个环境中发生的行为；并行即可以指在同一个环境中发生的行为，也可以指在不同环境中发生的行为。5. 在可变式存储管理中分配和回收过程中各出现了什么问题？如何解决？（7分）答：在可变式存储管理中分配过程出现如何对空闲区进行管理的问题。对空闲区进行管理的主要方法有：最先适应、最佳适应和最坏适应三种方法在可变式存储管理中回收过程出现对空闲区进行合并问题，合并的类型主要有：（1）无可合并的空闲区（2）有可合并的上邻空闲区（3）有可合并的下邻空闲区（4）有可合并的上、下邻空闲区。六、综合分析题（共26分）1（6分）假设有四个作业，它们的提交时间和需要的计算时间如下表所示。这些作业在一台处理机上按单道方式运行，采用下列两种作业调度算法：（1）短作业优先，（2）非抢占式的静态优先级调度算法（数值大者优先级最高）；请分别给出这些作业的执行顺序和每个作业的周转时间、带权周转时间，计算平均周转时间、平均带权周转时间。作业作业提交时间所需的计算时间（分钟）优先级J18：00801J28：10303J38：30202J49：00104答：（1）采用短业优先调度作业作业提交时间所需的计算时间（分钟）优先级开始运行时间运行结束时间周转时间带权周转时间执行次序J18：008018：009：208011J28：103039：5010：20130434J38：302029：309：508043J49：001049：209：303032平均周转时间=（80+130+80+30）/4=80平均带权周转时间=（1+4。3+4+3）/4=3。08（2）非抢占式的静态优先级调度算法作业作业提交时间所需的计算时间（分钟）优先级开始运行时间运行结束时间周转时间带权周转时间执行次序J18：008018：009：208011J28：103039：3010：001103673J38：3020210：0010：20110524J49：001049：209：303032平均周转时间=（80+110+110+30）/4=82。5平均带权周转时间=（1+3。67+5。2+3）/4=3。21752(6分)有一虚拟存储系统，系统为某一作业分配了3个主存块，该作业待访问的页号依次为：7、0、1、2、0、3、0、4、2、3、0、3。设最初内存页为空，请回答：采用先来先服务和最近最少用的页面淘汰算法该作业运行过程中共产生多少次缺页中断？（写出作业执行时内存中页的变化情况）。答：采用FIFO置换算法，页面装入和调出的情况如表1所示。表1 采用FIFO置换算法，页面装入和调出的情况访问次序701203042303主存中页的变化情况777222244400000033322221111000303在此种情况下共中断10中断率为10/12=83.3%。采用LRU置换算法，页面装入和调出的情况如表2所示。表2 采用LRU置换算法，页面装入和调出的情况访问次序701203042303主存中页的变化情况701203042303701203042307012230422在此种情况下共中断9，中断率为9/12=75%。3（7分）假定磁带的记录密度为每英寸400个字符，每一记录长度为80个字符，块与块之间的间隙为0.3英寸，现有1000条逻辑记录需要存放在磁带上，分别回答下列问题：（1）计算不采用成组操作时磁带空间利用率。（2）计算采用以5条记录为一组的成组操作时磁带空间利用率。（3）为了使磁带空间的利用率大于50%，采用记录成组时块因子最少为多少？答：每条记录占磁带的长度=80/400=0.2英寸不采用成组操作时磁带空间利用率=0.2/(0.2+0.3)=40%5条记录占磁带的长度=5*80/400=1英寸以5条记录为一组的成组操作时磁带空间利用率=1/(1+0.3)=76.9%设为了使磁带空间的利用率大于50%，块因子x,则有：0.2x/(0.2x+0.3)50% (1)有（1）式可得x1.5, x应为整数。为了使磁带空间的利用率大于50%，采用成组记录时块因子最少为2。4（7分）假设有一个成品仓库，总共能存放4台成品，生产者进程生产产品放入仓库，消费者进程从仓库中取出成品。为了防止积压，仓库满时停止生产。由于仓库搬运设备只有一套，故成品的存放和取出只能分别进行，使用操作P、V来实现该方案。答：设信号量Sd表示搬运设备是否可用，值为1时表示可用，初值为1；信号量Sp表示仓库中允许放成品的数量，初始值为4；信号量Sv 表示仓库中有成品的数量，初始值为0。 生产者进程produc