学生参考-操作系统2007期末试卷A.doc

玉林师范学院期末课程考试试卷（2006 2007 学年度第 下 学期）一、填空题（每空1分，总计10分，请将你认为正确的答案填在该题的空格内）（1）现有两道作业，一道单纯计算19分钟，另一道计算2分钟，打印15分钟。那么在单道程序系统中，两道作业的执行总时间至少为 36 分钟；而在多道程序系统中，这一时间至少为 21 分钟。（2）一个结束等待的进程必须先变成 就绪 状态，然后才可能运行。（3）作业由三部分组成，即程序、数据和 作业说明书 。 （4）当采用分页式虚拟存储管理时，如果在作业执行过程中需访问的页面不在主存储器中，则硬件将发出一个 缺页或请求 中断。（5）采用 多级目录 结构可以解决文件重命名问题。（6）用户编制程序时使用 逻辑 地址，处理器访问主存时使用物理 地址。（7）逻辑文件存放在存储介质上时，如果组织成 串联 文件或 索引 文件则逻辑记录可不必存放在连续的存储块中。（8）从使用角度来分析外围设备的特性，可以把外围设备分成独占设备和 共享设备 两大类。二、单项选择题（每题2分，总计20分，请将你认为正确的答案的序号填入该题后的括号内）（1）在计算机系统中配置了批处理操作系统，则能够（ A ）。A.提高资源使用效率 B.及时响应外部事件 C.是用户直接干预作业的执行 D.实现计算机间的通信（2）在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。所谓临界区是指（ A ）。A、一段程序B、一段数据区 C、同步机制 D、一个缓冲区（3）进程调度程序负责把（ D）分配给进程。A进程控制块B主存空间 C外围设备D处理器（4）实时系统中的进程调度通常采用（ D ）算法。A响应比高者优先 B短作业优先C时间片轮转 D抢占式的优先数高者优先（5）在以下的存储管理方案中，能扩充主存容量的是（ D ）。A固定式分区管理 B可变式分区管理C页式存储管理 D分页虚拟存储管理（6）动态重定位是在（ B ）完成的。A作业执行前 B作业执行过程中由硬件 C作业执行过程中由OSD作业执行过程中由用户（7）作业调度是从输入井中处于（B ）状态的作业中选取作业调入主存运行。A、运行B、收容C、输入D、完成（8）在可变分区存储管理中，为了实现主存的空间分配，应设置（ D ）来进行管理。A页表 B段表 C位示图 D空闲区表（9）某采用页式存储管理的系统，接收了一共7页的作业，作业执行时依次访问的页为：l、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7。若把开始4页先装入主存，若用先进先出（FIFO）调度算法，作业执行时会产生（ B ）次缺页中断？A5 B6 C7 D8（10）下面（ C ）中断不属于内中断。A地址非法 B页面失效C IO D算术操作溢出三、简答题（每题4分，总计20分）（1）什么是系统调用？操作系统为支持程序设计语言的工作而编制了一些功能子程序，这些子程序称为“系统功能调用”或简称“系统调用”。系统调用主要供用户程序执行中调用，是操作系统为用户程序提供的一种服务界面，有利于提高系统的扩展性。（2）什么是进程？进程有哪些基本状态？把一个程序在一个数据集合上的一次执行称为一个进程。因而，进程是程序的执行过程，是动态的。（2分，进程的定义可以有多种描述方式，但是一定要阐述明白进程是一个程序的执行过程，是动态的）进程的基本状态有：运行状态，就绪状态，等待状态。（3）什么叫死锁？系统出现死锁的四个必要条件是什么？所谓死锁，是指各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源，各并发进程不能继续向前推进的状态。（2分）四个必要条件：互斥、不剥夺、部分分配，环路等待（4）什么是设备的独立性？用户申请分配设备时不是具体指定要哪台设备，而是指出要申请哪一类设备多少台，且在用户程序中用“设备类相对号”的方式来提出使用设备的要求。系统分配设备时只要从指定的那一类设备中找出“好的且尚未分配的”设备来进行分配。所以，用户编制程序时使用的设备与实际可以使用的设备无关，把这种特性称为“设备的独立性”。（5）外围设备和内存之间的常用数据传送控制方式有DMA和通道方式，请简述通道控制方式与DMA控制方式的区别。DMA方式不同的是，在DMA方式中，数据的传送方向、存放数据的内存始址以及传送的数据块长度等都由CPU控制，（2分）而在通道方式中，这些都由专管输入输出的硬件通道来进行控制。另外，与DMA方式时每台设备至少一个DMA控制器相比，通道控制方式可以做到一个通道控制多台设备与内存进行数据交换，从而，通道方式进一步减轻了CPU的工作负担和增加了计算机系统的并行工作程度。得 分 评卷人四、解析题(共50分)1. 现有三个作业J1、J2、J3，它们的到达时间和计算时间如下表。它们在同一台处理器上按单道运行，9：40开始响应该三个作业。若采用响应比高者优先的调度算法，问（1）这三个作业的执行次序是怎样的？请写出详细分析过程（5分）（2）写出它们被选中时的响应比。 （5分）作业名到达时间计算时间J18:002小时J28:301小时J39:300.25小时提示：请注意转换为分钟进行计算。（1）采用响应比高者优先算法进行调度时，必须对输入井中所有满足作业调度必要条件的作业计算出响应比，从中选出响应比最高者优先装人主存储器。响应比R的计算公式如下：R = 1 + W/T ，其中W为等待时间，T为执行时间本题中的三个作业都没有提出资源要求，因此在 9：40进行调度时应计算出这三个作业的响应比。由于在 9：40时作业J1等待了1小时 40分钟（即 100分钟），作业 J2等待了 1小时 10分钟（即 70分钟），作业 J3等待了 10分钟，而每个作业需计算的时间依次分别为：120分钟，60分钟和15分钟，故调度时这三个作业的响应比分别为：J1的响应比=1 100/120=15/6 （1分）J2的响应比=1 70/60=17/6 （1分）J3的响应比=1 10/15=12/3 （1分）由于系统只有一台处理器且是一个单道系统，因而，第一次选择的序列是J2，J1，J3 （2分）待作业J2执行结束后再次进行调度，由于等待时间发生了变化，故要重新计算响应比。作业J1和J3的等待时间又增加了1小时，因此，这时它们的响应比为：J1的响应比=1 (100+60)/120=1 4/3J3的响应比=1 (10+60)/15=1 14/3显然，作业J3的响应比高于作业J1的响应比，因而作业J1应最后执行。当J1能被选中时它的响应比应该为： J1的响应比=1 (100+60+15)/120=1 35/24 因此：三个作业的执行次序为：J2，J3，J1。 (2分)它们被选中时的响应比为：J1的响应比=1(100+60+15)/120=1 35/24 （1分）J2的响应比=1 70/60=1 7/6 （1分）J3的响应比=1(10+60)/15=1 14/3 （1分）2. 假定一个磁盘的空间由3200块组成，每块为4096个字节。现用字长为32位的100个字作为该磁盘空间的位示图。如果块号、字号和位数都是从“0”开始编号，试问：（1）什么是位视图？位示图的工作原理是什么？(4分)（2）第2999块对应于第几个字的第几位？第40个字的第18位对应于第几块？（6分）(1)位示图实际上是记录存储空间分配情况的“存储空间分配表”，其中每一个二进制位与存储空间的一个存储块相对应，对应关系是顺序的，即按位示图中的字号，每个字又按位号依次与存储块的块号相对应，当分配了内存的一个存储块以后，把相应的位示图对应的二进制改为1，没有分配的使用0表示。（4分） (2) 第 2999块对应的位示图中的字、位号为： 字号=299932=93 （2分）位号=2999 mod 32=23（2分）位示图中第40个字的第18位对应的块号为：块号= 40 * 32 18=1298（2分）3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块，块号编号从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： （1）主存地址应该用多少位来表示？（2分）（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？（5分）（3）把作业中每一页占用的主存块起始地址填人下表。(4分)页号起始地址0123 （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。（4分）（1）由于主存容量为 1M，而 1M等于2的20次方，因而主存地址应用20位来表示。（2分）（2）作业每一页的长度应为2的12次方=4096个字节（2分），1M的主存空间被分成256块，因而每一块的长度为2的20次方2的8次方2的12次方4096（字节）。在页式存储管理的系统中，作业信息分页的大小应该与主存分块的大小一致，故作业每一页的长度应为4096个字节（3分）。于是，逻辑地址中的页内地址部分应占12位。(2分)（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分） 1 16K （1分） 2 4K （1分） 3 20K （1分）（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，于是，高地址部分为块号2，用8位二进制码表示为：00000010；低地址部分为单元号（页内地址）75，用12位二进制码表示为000001001011；形成的20位绝对地址为：00000010000001001011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0204B（2分）。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分）。4阅览室只能容纳200个学生，假设图书馆只有一个门可以出入学生，学生进去的时候可以拿一本书，出来的时候还书，请问：（1）用程序描述信号量的定义以及P和 V原语的定义（5分）（2）请分析学生之间存在的同步与互斥关系 （2分）（3）请设置合理的信号量并赋予它们初值（2分）（4）请用P 、V操作解决这个问题（使用中文描述学生的每一个活动过程）。（6分）(1) 用伪代码程序描述：type semaphore = record value:integer; L: list of process;End （1分）procedure P(var s:semaphore);begin s.value := s.value 1 /* 把信号量减去1 */ if s.value 0 then block(s,L); /* 若信号量小于0，则调用P(s)的进程被置成等待信号量s的状态 */end; （2分）procedure V(var s:semaphore);begins.value := s.value + 1; /* 把信号量加1 */if s.value = 0 then wakeup(s,L); /* 若信号量小于等于0，则释放一个等待信号量s的进程 */end; （2分）如果是使用中文描述P、V操作过程，适当给23分(2)门口是互斥关系，每次只能一个学生出入 ，多个学生进入阅览室是同步关系，因为阅览室只能容纳200个学生，超出部分的