集美大学操作系统期末考试试卷1分析

一 简答题 每题 5 分 共 30 分 1 什么是虚拟设备 2 What s the differrence between a process and a program 3 What s Hyper Treading technology 4 死锁的必要条件是什么 5 为什么将文件控制块分成主部和次部两部分 6 若系统有同类资源 m 个 被 n 个进程共享 问 当 m n 和 m200 所以产生越界中断 2 1 25 由段号 1 查段表得其段长 100 将虚拟地址中的段内偏移 25 与该段段长相 比较 25105 所以产生越界中断 4 3 415 由段号 3 查段表得其段长 600 将虚拟地址中的段内偏移 415 与该段段长 相比较 415 600 是合法虚拟地址 所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对 地址 415 1200 1615 5 4 20 由段号 4 查段表得其段长 150 将虚拟地址中的段内偏移 20 与该段段长相 比较 20 150 是合法虚拟地址 所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地 址 20 4000 4020 三维谷屋 三 FIFO 页面替换算法 LRU 页面替换算法 四 semaphore a n b m void main createprocess A createprocess B void A while 1 P a 输入化合物 A V b void B while 1 P b 输入化合物 B V a 五 六 UNIX 中的进程可能处于以下九个状态之一 创建 内存就绪 外存就绪 内存睡眠 外存睡眠 核心态执行 用户态执行 剥夺 僵死 UNIX 进程的状态转换图如下 七 设 cache 的命中率为 h1 访问时间为 t1 主存的命中率为 h2 访问时间为 t2 则被 访问的字在 cache 中的概率为 h1 则不在 cache 中但在主存中的概率为 1 h1 h2 不在 cache 中也不在主存中的概率为 1 h1 1 h2 设磁盘的访问时间为 t3 那么一个字的平 均访问时间为 t1h1 t1 t2 1 h1 h2 t1 t2 t3 1 h1 1 h2 八 设每个进程最多可以请求 x 个这类资源 为了使系统一定不会发生死锁 m x n 需要满 足关系式 n x 1 1 m 即 x m 1 n 1 当 mn 时 x INT m 1 n 1 其中 INT 表示向下取整数 0219 0224 0279 操作系统试卷 A 一 名词解释 10 分 每题 2 分 1 操作系统 2 进程 3 线程 4 作业 5 中断 三维谷屋 二 简要回答下述问题 20 分 每题 4 分 1 常用的文件物理结构有哪几种 请简述它们 至少给出三种 2 请你简述段页式虚拟存储系统使用的数据结构 3 请简述 SPOOLING 系统的组成及各部分的功能 4 请叙述在进程通信中有哪几种通信方式 5 什么是地址重定位 动态重定位和静态重地位有何区别 三 在一个支持虚拟分页并采用请求页式调度的存储管理系统中 有一用户程序 它访问 其地址空间的字地址序列是 70 74 135 276 400 300 700 266 148 560 284 172 问 若分配给该作业的内 存大小为 384 字 初始为空 页大小为 128 字 试按 FIFO LRU 页面淘汰算法 分别计算 页面访问的缺页率 10 分 四 在下面的段表中对于以下逻辑地址 段号 单元号 求对应的物理地址 10 分 1 0 400 2 3 300 3 1 20 五 有一个具有两道作业的批处理系统 作业调度采用短作业优先的调度算法 进程调度 采用以优先数为基础的抢占式调度算法 作业序列如表所示 表中所列作业优先数即为进 程优先数 数值越小优先级越高 15 分 列出所有作业进入内存时间及结束时间 计算平均周转时间 作业的执行时间 六 设由 n 个缓冲区组成缓冲池 每个缓冲区可以存放一个消息 有两类进程 x 个生产 者和 y 个消费者 且只要缓冲池未满 生产者便可以将消息送入缓冲池 而只要缓冲池未 空 消费者就可以取走一个消息 各个进程对缓冲池进行互斥访问 用信号量实现协调过 程 要求写出使用的信号量 初值及其作用 并写出生产者进程和消费者进程的处理流程 10 分 七 假定 UNIX 系统 V 中磁盘块地大小为 1K 每个磁盘块当用于做间接块时最多可登记 256 个块号 现在要对一个大小为 2000K 已经打开的文件检索一遍 请画出该文件的索引结 构 并回答将要发生多少次磁盘传输完成中断 10 分 八 在银行家算法中 若出现如下资源分配情况 Allocation Need Available A B C D A B C D A B C D P0 0 0 3 2 0 0 1 2 1 6 2 3 P1 1 0 0 0 1 7 5 0 P2 1 3 5 4 2 3 5 6 P3 0 3 3 2 0 6 5 2 P4 0 0 1 4 0 6 5 6 试回答下列问题 15 分 1 找出一个安全序列 2 在上述状态下 对于下列由进程 P2 发出申请命令 request 1 2 2 2 会被接受吗 原 因何在 0219 0224 0279 操作系统 A 答案 一 名词解释 10 分 每题 2 分 1 操作系统 是位于硬件层之上 所有其它软件之下的一个系统软件 是管理系统中的软 硬资源 使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合 2 进程 具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动 3 线程 也称轻进程 是进程内的一个相对独立的执行流 4 作业 用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合 5 中断 在程序运行过程中 出现的某种紧急事件 必须中止当前正在运行的程序 转去 处理此事件 然后再恢复原来运行的程序 这个过程称为中断 二 简要回答下述问题 20 分 每题 4 分 1 常用文件的物理结构有顺序文件 链接文件 索引结构 Hash 结构 倒排结构 顺序结构 一个文件占有若干个连续的物理块 首块号块数记录在 FCB 中 链接结构 一个文件占有若干个不连续的存储块 各块之间以指针相连 其首块号及块数 记录于 FCB 中 索引结构 一个文件占有若干个不连续的存储块 这些块的号记录于一个索引块中 2 段页虚拟存储采用的数据结构 每个作业一张段表 系统一张快表 每个段一张页表 页表控制寄存器 主存一张位示图 段表控制寄存器 3 Spooling 系统的组成 磁盘开辟输入井 输出井 其中输入井用于存放预先读入的作业 输出井保存输出结果 提供预输入程序 负责控制外围设备预先装入用户的作业到输入井中 缓输出程序 负责控制将输出井中的信息送往外围设备 井管理程序 负责控制将输入井中的数据读入内存 将程序结果存放到输出井中 4 进程通信中包括共享内存方式和消息缓冲方式 消息缓冲方式又分为直接通信和间接通 信 直接通信分为有缓冲方式和无缓冲方式 5 地址重定位 指逻辑地址转换为物理地址的过程 静态重定位 指装入时完成地址转化 动态重定位 指运行指令时将逻辑地址转化为物理地址 三 10 分 由题知内存为 3 块 地址序列转成页面序列 0 0 1 2 3 2 5 2 1 4 2 1 FIFO 淘汰最先装入主存的页面 使用队列 缺页率 8 12 2 3 LRU 使用栈顶为最新访问项 底为淘汰项 缺页率 7 12 四 10 分 0 400 的物理地址 200 400 600 3 300 的物理地址 1300 300 1600 1 20 的物理地址 因为 1 段长为 14 所以地址越界 出错 五 10 分 10 00 J1 进入 运行 20 分 10 00 10 20 10 20 J2 进入 运行 30 分 10 20 10 50 完成 10 50 J4 进入 级别低于 J1 J1 运行 20 分 10 50 11 10 J4 10 50 进入主存 完成 11 10 J3 进入 运行 50 分 完成 12 00 11 00 12 20 12 20 J4 运行 20 分钟 结束 10 50 12 20 J1 10 00 11 10 J2 10 20 10 50 J3 11 10 12 00 J4 10 50 12 20 TJ1 70 分 TJ2 30 分 TJ3 90 分 TJ4 90 分 平均周转时间 70 30 920 90 4 280 4 70 分钟 六 10 分 七 10 分 由题知 文件共 2000 块 由索引结构知前 10 项直接访问 10 块 一级访问 256 块 2000 256 10 1734 块 1734 256 8 个索引项 二级索引 发生中断次数为 1 1 7 2000 2009 次磁盘传输中断 八 15 分 1 work Allocation Need finish P0 1 6 2 3 0 0 3 2 0 0 1 2 T P3 1 6 5 4 0 3 3 2 0 6 5 2 T P4 1 9 8 6 0 0 1 4 0 6 5 6 T P1 1 9 9 10 1 0 0 0 1 7 5 0 T P2 2 9 9 10 1 3 5 4 2 3 5 6 T 3 12 14 14 存在安全序列 P0 P3 P4 P1 P2 所以此刻是安全的 2 P2 发出请求命令 request 1 2 2 2 request Need 2 3 5 6 合理 Request Available 1 6 2 3 有资源 试分配 P2 Allocation Need Available 2 5 7 6 1 1 3 4 0 4 0 1 安全检查 WORK 0 4 0 1 不能满足任务资源申请 没有安全序列 所以不安全 取消试探 分配 申请者 P2 等待 0219 0224 0279 操作系统 A 答案 一 名词解释 10 分 每题 2 分 1 操作系统 是位于硬件层之上 所有其它软件之下的一个系统软件 是管理系统中的软 硬资源 使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合 2 进程 具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动 3 线程 也称轻进程 是进程内的一个相对独立的执行流 4 作业 用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合 5 中断 在程序运行过程中 出现的某种紧急事件 必须中止当前正在运行的程序 转去 处理此事件 然后再恢复原来运行的程序 这个过程称为中断 二 简要回答下述问题 20 分 每题 4 分 1 常用文件的物理结构有顺序文件 链接文件 索引结构 Hash 结构 倒排结构 顺序结构 一个文件占有若干个连续的物理块 首块号块数记录在 FCB 中 链接结构 一个文件占有若干个不连续的存储块 各块之间以指针相连 其首块号及块数 记录于 FCB 中 三维谷屋 索引结构 一个文件占有若干个不连续的存储块 这些块的号记录于一个索引块中 2 段页虚拟存储采用的数据结构 每个作业一张段表 系统一张快表 每个段一张页表 页表控制寄存器 主存一张位示图 段表控制寄存器 3 Spooling 系统的组成 磁盘开辟输入井 输出井 其中输入井用于存放预先读入的作业 输出井保存输出结果 提供预输入程序 负责控制外围设备预先装入用户的作业到输入井中 缓输出程序 负责控制将输出井中的信息送往外围设备 井管理程序 负责控制将输入井中的数据读入内存 将程序结果存放到输出井中 4 进程通信中包括共享内存方式和消息缓冲方式 消息缓冲方式又分为直接通信和间接通 信 直接通信分为有缓冲方式和无缓冲方式 5 地址重定位 指逻辑地址转换为物理地址的过程 静态重定位 指装入时完成地址转化 动态重定位 指运行指令时将逻辑地址转化为物理地址 三 10 分 由题知内存为 3 块 地址序列转成页面序列 0 0 1 2 3 2 5 2 1 4 2 1 FIFO 淘汰最先装入主存的页面 使用队列 缺页率 8 12 2 3 LRU 使用栈顶为最新访问项 底为淘汰项 缺页率 7 12 四 10 分 0 400 的物理地址 200 400 600 3 300 的物理地址 1300 300 1600 1 20 的物理地址 因为 1 段长为 14 所以地址越界 出错 五 10 分 10 00 J1 进入 运行 20 分 10 00 10 20 10 20 J2 进入 运行 30 分 10 20 10 50 完成 10 50 J4 进入 级别低于 J1 J1 运行 20 分 10 50 11 10 J4 10 50 进入主存 完成 11 10 J3 进入 运行 50 分 完成 12 00 11 00 12 20 12 20 J4 运行 20 分钟 结束 10 50 12 20 J1 10 00 11 10 J2 10 20 10 50 J3 11 10 12 00 J4 10 50 12 20 TJ1 70 分 TJ2 30 分 TJ3 90 分 TJ4 90 分 平均周转时间 70 30 920 90 4 280 4 70 分钟 六 10 分 七 10 分 由题知 文件共 2000 块 由索引结构知前 10 项直接访问 10 块 一级访问 256 块 2000 256 10 1734 块 1734 256 8 个索引项 二级索引 发生中断次数为 1 1 7 2000 2009 次磁盘传输中断 八 15 分 1 work Allocation Need finish P0 1 6 2 3 0 0 3 2 0 0 1 2 T P3 1 6 5 4 0 3 3 2 0 6 5 2 T P4 1 9 8 6 0 0 1 4 0 6 5 6 T P1