操作系统试题.doc

一、填空题（每空1分，共30分）1、操作系统具有 并发 、 共享 、 虚拟 和 异步性 四个基本特征。2、从资源管理的观点出发，操作系统包括 处理器管理 、 作业管理 、 存储管理 、 设备管理 和 文件管理 等功能。3、对一个进程执行唤醒原语使该进程从 等待（或者阻塞）状态变为 就绪 状态。4、系统为死锁状态的充分条件是：当且仅当该状态的进程资源分配图是 不可完全化简的 ，该充分条件称为死锁定理。5、把用户在一次解题过程中要求计算机所做工作的集合称为一个 作业 。作业控制方式包括 批处理控制方式 和 交互式控制方式 两种。 作业控制块 是批处理作业在系统中存在的标志。处于等待状态的进程对应的作业处于 运行（或者执行） 状态。6、操作系统与用户之间的接口包括 作业级接口（或者命令接口） 、 程序级接口（或者系统调用） 和 图形用户接口（或者图形接口） 三种。7、重定位是为了实现从 逻辑地址 到 物理地址 的转换，它包括 静态重定位 和 动态重定位 两种方式。8、设备的独立性是指 应用程序独立于具体使用的物理设备，也称为设备的无关性 。要实现设备的独立性，则在申请设备时要采用 逻辑设备名 ，而不必指明特定的设备。9、文件系统的主要功能是实现对文件的按 名 存取，为此而采用的主要数据结构是 文件目录（或者目录） 。10、文件的逻辑结构，即逻辑文件，可分为两类，包括 无结构文件（或者流式文件） 和有结构文件（或者记录式文件） 。二、问答题（每题6分，共30分）1什么叫死锁?什么原因会引起死锁?答：若系统中存在一组进程（两个或多个进程），它们中的每一个进程都占用了某种资源而又都在等待其中另一进程所占用的资源，这种等待永远不能结束，则说系统出现了“死锁”，或说这组进程处于“死锁”状态。（2分）产生死锁的原因可归结为两点：（1）竞争资源。当系统中供多个进程所共享的资源，不足以同时满足它们的需要时，引起它们对资源的竞争而产生死锁。（2分）（2）进程推进顺序非法。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，导致了进程死锁。（2分）2、什么是抖动？产生抖动的原因是什么？答：刚被调出的页面又立即要用，因而又要把它调入，而调入不久又被选中调出，调出不久又被调入，如此反复，使调度非常频繁，以至于大部分时间都花费在来回调度上，导致系统的效率急剧降低。这种现象称为“抖动”或称“颠簸”。（3分）产生抖动的原因是系统分配给该作业的主存空间不足，需要通过页面置换满足作业占有主存的要求。（3分）3、在设备管理中，引入缓冲的主要原因是什么？答：引入缓冲的主要原因：(1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；（2分）(2)减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制；（2分）(3)提高CPU和I/O设备之间的并行性。（2分）4、什么是记录的成组？采用这种技术有什么优点？答：把若干个逻辑记录合并成一组存入一个物理块的过程称记录的成组。（3分）记录的成组操作不仅提高了存储空间的利用率，而且还减少了启动外设的次数，大大提高了系统的工作效率。（3分）5、什么是作业调度？什么是进程调度？简述它们两者之间的关系。答：按照一定的算法，从“输入井”中选择若干作业，把它们装入主存，并为它们分配资源、创建进程，等待进程调度的过程称为作业调度。（2分）按照一定的算法，从就绪队列中选择一个就绪进程，为它分配处理机的过程称为进程调度。（2分）对于批处理作业而言，要占用处理机执行，则先要进行作业调度（即高级调度），再进行进程调度（即低级调度）。作业调度只是选择若干作业，把它们装入主存，并为它们分配资源、创建进程，但并没有为作业分配处理机，只有通过进程调度才为进程分配物理处理机（2分）三、综合题1、（10分）有三个并发进程，进程R负责从输入设备输入一个整数，并把该整数保存到缓冲区B1中；进程M负责从缓冲区B1中读取一个整数进行加工处理，处理后的结果也是一个整数，把处理后的结果保存到缓冲区B2中，进程P负责从缓冲区B2中获取一个整数打印输出。缓冲区B1和B2都可存放10个整数。要求各进程对缓冲区的操作要互斥。用PV操作写出这三个进程能正确工作的程序。解：设信号量S1表示缓冲区B1目前还能存放的整数个数；初值为10.信号量S2表示进程R保存到缓冲区B1中的整数个数；初值为0.信号量S3表示缓冲区B2目前还能存放的整数个数；初值为10.信号量S4表示进程M保存到缓冲区B2中的整数个数；初值为0.信号量X1用于对缓冲区B1进行互斥；初值为1.信号量X2用于对缓冲区B2进行互斥；初值为1.Var S1，S2，S3，S4，X1，X2: 信号量； S1=10； S2=0； S3=10； S4=0； X1=1；X2=1；（3分）Cobegin R(); M(); P();R( ) WHILE(1) 从输入设备读入一个整数D；P(S1)；P(X1)； 把该整数D放入缓冲区B1中； V(X1)； V(S2); （2分）M( ) WHILE(1) P(S2);P(X1)； 从缓冲区B1中读入一个整数D1； V(X1)； V(S1);对该整数D1进行加工处理，处理后得到整数D2；P(S3)；P(X2)； 把整数D2放入缓冲区B2中； V(X2)； V(S4); （3分）P( ) WHILE(1) P(S4);P(X2)； 从缓冲区B2中读入一个整数D3； V(X2)； V(S3)； 打印整数D3； （2分）2、（10分）有一个具有二道作业的批处理系统，当作业执行结束或有新作业到达时都要进行作业调度，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，如下表所示的作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越大。忽略调度所花费的时间。作业名 到达时间 估计运行时间 优先数A 10：00 40分 5B 10：20 30分 3C 10：30 50分 4D 10：40 20分 6(1)列出所有作业进入系统时间及结束时间。(2)计算平均周转时间和带权平均周转时间。解：（1）作业A：10:0010:20, 10:5011:10；（2分）作业B：10:2010:50;（1分）作业C：11:1012:00; （1分）作业D：12:0012:20; （1分） （2）作业A：周转时间：70分钟， 带权平均周转时间：70/40=1.75（1分）作业B：周转时间：30分钟， 带权平均周转时间：30/30=1（1分）作业C：周转时间：90分钟， 带权平均周转时间：90/50=1.8（1分）作业D：周转时间：100分钟， 带权平均周转时间：100/20=5（1分）平均周转时间=(70+30+90+100)/4=72.5分钟带权平均周转时间=(1.75+1+1.8+5)/4=2.3875（1分）3、（10分）假定某磁盘的旋转速度是每圈10ms，格式化时每个盘面分成10个扇区，现有10个逻辑记录顺序存放在同一个磁道上，处理程序要处理这些记录，每读出一条记录后处理要花4毫秒的时间进行处理，然后再顺序读下一条记录进行处理，直到处理完这些记录，请回答： (1)顺序处理完这10条记录总共花费多少时间？(2)请给出一个优化方案，使处理能在最短时间内完成，并计算出优化分布时需要花费的时间。答：（1）10/2+（1+4）+（6+1+4）*9=109ms。（4分）（2）沿着磁盘旋转方向的相反方向进行扇区编号，1和2扇区之间间隔4个扇区，2和3扇区之间间隔4个扇区，以此类推。（4分）10/2+（1+4）*10=55ms。（2分）4、（10分）若一个硬盘共有100个柱面，每个柱面上有15个磁头，每个磁道划分成8个扇区。现有一个含有6000个逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇区大小一致，该文件以顺序结构的形式被存放到磁盘上。磁盘柱面从“0”开始，磁头、扇区的编号均从“1”开始，逻辑记录的编号从“0”开始。文件信息从0柱面、1磁头、1扇区开始存放，求：(1)该文件的第5000个逻辑记录应放在哪个柱面的第几磁头的第几扇区？(2)36柱面12磁头5扇区中存放了该文件的第几个逻辑记录？答：(1)5000记录号对应的柱面号=5000 div 120=41；(2分) 磁