操作系统期末试题

1、1.操作系统中采用多道程序设计技术提高A. 利用率 B. 可靠性 C. 稳定性2.建立进程就是（ B ）。A. 建立进程的目标程序B.3.A.457A891011.A.12.CPU和外部设备的（D. 兼容性为其建立进程控制块C. 建立进程及其子孙的进程控制块文件系统用（ C ）组织文件。堆栈 B. 指针 C. 目录临界区是（ C ）。A. 一段共享数据区 B.C. 一段互斥执行的程序段D. 将进程挂起D. 路径一个缓冲区D. 一个互斥资源进程之间的直接制约关系主要源于（）。A.进程间的合作 B 进程间共享资源C 进程调度 D下列调度算法中，满足短进程又不会产生饥饿现象的是（先来先服务 B 优先

2、权优先 C一个计算机系统虚存的最大容量是由A. 主存的容量C. 主存容量 +辅存容量B.D.A ）。进程间通信D ）。时间片轮转D 非抢占短进程优先C ）决定的。辅存的容量计算机的地址机构最佳适应算法的空闲区按（A .地址递增 B .地址递减当系统发生死锁时有效的操作是A.提高部分进程的优先权c.增大磁盘交换区容量）排序。C 容量递增 D 容量递减B ）B .撤销部分进程修改页表下列算法中可用于磁盘移臂调度算法的是（LRU算法B.电梯调度算法）。C.时间片轮转法 D 响应比高者优先算法下列进程状态的转换中，（ D ）是不可能的。A.运行态 就绪态 B .运行态等待态C.等待态就绪态D.等待态运

3、行态13.存储器管理方法中，不产生外部“零头”的是（A ）。A 页式管理B段式管理 C.连续管理D.动态分区管理14.分段虚拟存储管理中，当查找的段不在（B） ，要产生缺段中断。A .虚拟存储器 B.主存C .高速缓存 D.辅存15.文件在逻辑组织方式上可分为记录文件和（）。A .索引文件B.流式文件C .字符文件D.读写文件二、填空题：（每空 1分，共 15 分）1. 高级进程通信方式有三种 共享存储器 、 消息传递 和 管道2并发和 共享 是操作系统的两个最基本的特征 , 两者之间互为存在条件。3引入线程的系统中，调度和分派的基本单位是线程 ，拥有资源的基本单位是 进程 。4进程运行满一个

4、时间片后让出中央处理器，它的状态应变为就绪 状态。5在文件系统中，文件的外存分配方法有连续分配、链接分配 和 索引分配 三种。6在进行设备分配时所需的数据结构有设备控制表、控制器控制表 、 通道控制表 和系统设备表。产生死锁的原因是 竞争资源寻道时间78 磁盘的访问时间由和 进程推进顺序非法（不当） 。 磁盘旋转时间 和 数据传输时间 三部分组成。三多选择题（多选、少选及选错不给分。每题2 分，共 10 分）1一个正在运行的进程调用P(S) 后，若 S 的值为（ AC），则该进程可继续运行。A. S> 0B . Sv 0CS=0D . S<02 进程具有哪些特性（ABCD）。A.动

5、态性 B 共享性C并发性 D 独立性3. 段式和页式存储管理的有实质上的不同，表现为（BCD）。A. 页式是连续的，段式可以不连续B 页式的地址是一维的，段式的地址是二维的C.页的大小是系统确定的，段的大小是用户确定的D.各页可以分散存放在主存，每段必须占用连续的主存空间ABCD )4 在文件系统中，为实现文件保护一般应采用下面哪些方法。（A 口令 B密码 C访问控制D复制5. 从资源分配角度，操作系统把外部设备分为ABD )A.独占型设备B 共享型设备 C .块设备D.虚拟设备四、简答题：（每个 5 分，共 20 分）1进程和程序有哪些区别和联系？, 是进程的实体。每一个进程由PCB程序和数

6、据集合组成，这说明程序是进程的一部分进程和程序的区别：进程是动态的，而程序静态概念。一个进程可以执行一个或几个程序，反之，同一程序可能由几个进程同时执行。程序可作为软件资源长期保留，而进程是程序的一次执行过程 ，是暂时的。进程具有生命期。进程具有并发性，能与其它进程并发运行。而程序不具备这种特征。进程是一个独立的运行单位 ， 也是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。因此 ， 进程具有独立性 ， 但有时进程间又具有相互制约性。注意 :说进程是一个独立的运行单位， 是指在不具有线程的系统中而言的 ， 在引入线程的系统中 ， 进程不再是运行的基本单位 ， 只是资源分配的基本单 位。2 以打印机为例

7、说明 SPOOLing的工作原理，系统如何利用 SPOOLing技术将打印机模拟为虚拟打印机？ 当某进程要求打印输出时 ， 操作系统并不是把某台实际打印机分配给该进程 ，而是在磁盘上输出井中为其分 配一块区域 ，该进程的输出数据高速存入输出井的相关区域中 ， 而并不直接在打印机上输出。输出井上的相 关区域相当于一台虚拟的打印机 ， 各进程的打印输出数据都暂时存放在输出井中 ，形成一个输出队列。最后 ， 由SPOOLing的缓输岀程序依次将输岀队列中的数据实际地打印输岀。这样， 从用户的角度来看 ，他似乎独占一台打印机 ， 可以随时根据运行的情况输出各种结果;但从系统的角度来看， 同一台打印机又

8、可以分时地为每一个用户服务。用户进程实际上获得的是虚拟设备。SPOOLing系统的引入缓和了 CPU与设备的速度的不均匀性，提高了 CPU与设备的并行程度。3写出动态分区存储管理方式中收回主存空间时的四种可能情况。（1）被收回区既无上邻空闲区又无下邻空闲区。（2）被收回区有上邻空闲区。(3)被收回区有下邻空闲区。(4 )被收回区既有上邻空闲区又有下邻空闲区。4.简述产生死锁的四个必要条件。(1) 互斥条件：进程应互斥使用资源， 任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若一个进程请求一个已被占用的资源时，它被置成等待状态，直至占用者释放已占有资源。(2) 占有和等待条件：一个进程请求资源得不到满足时，

9、不释放已占有的资源。(3) 不剥夺条件：任一进程不能从另一进程那里抢夺资源，即已被占用的资源，只能由占用进程自己来释放。(4) 循环等待条件：存在一个循环等待链，其中，每一个进程分别等待它一个进程所持有的资源， 远等待。造成永五、综合题：(每题10分，共40分)1.假定某请求页式虚拟系统中，某进程运行时访问页面的顺序是 1, 2, 3, 4, 1 , 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5,若采用FIFO调度算法、LRU调度算法时分别计算内存使用 3块时的缺页 率。答：FIFO m=3 时，22共9次缺页52缺页率9/12541 1缺LRU m=3时，共10次缺页1 25缺缺页率5缺10/12

10、2.在一个单处理器的计算机系统中,有五个进程P1, P2,P3, P4, P5依次进入就绪队列，它们的优先级和所需要的处理器时间如下表所示:进程名P1P2P3P4P5到达时间02468服务时间36452写岀采用“先来先服务”调度算法和“非抢占式短作业优先“调度算法时，进程运行的次序、及两种算法下系统的平均周转时间。答：(1)选中进程运行的次序如下：先来先服务算法：P1、P2、P3、P4、P5非抢占式的优先级算法： P1、P4、P3、P5、P2 (哪个对？) 非抢占式的优先级算法： P1、P2、P5、P4、P3 (哪个对？)(2)进程在就绪队列中的平均等待时间为：先来先服务算法：(3 + 7+

11、9+12+ 12)/ 5= 8 . 6 ( ms)非抢占式短作业优先：(3 + 7+11 + 14+ 3)/ 5= 7 . 6 ( ms)3 .己知某分页系统统，主存容量为64K,页面大小为1K,对一个4页大的作业；其0、1、2、3页分别被分配到 主存的2、4、6、7块中。试将十进制的逻辑地址 1023、2500转换成物理地址(要求画岀地址转换简图，并 用十进制表示物理地址)。答：（ 1）逻辑地址 1023:1023/1k, 得到页号为 0, 页内地址为 1023, 查页表找到对应的物理块号为 2, 故物理 地址为 2X 1K+1023=3071（2）逻辑地址 2500：2500/1K ，得到

12、页号为 2,页内地址为 452, 查页表找到对应的物理块号为 6,故物理地 址为 6X 1K+452=65964、某银行提供 20 个座位供顾客等待服务。顾客到达时，如有空座位，则从取号机取号，并等待叫号服务；如没有空座位，则不允许进入。营业员逐一叫号服务。请用记录型信号量机制实现顾客和营业员之间的互斥和同步，并列出信号量的初值。 答： S1 为空座位的信号量， process 顾客 ；beginS1.VALUE=20，processbeginS2为已等待顾客的数量的信号量，S2.VALUE=0营业员P（S1）取号；V（S2）S2）；叫号服务；S1）；一、选择题 （ 每题end ；1 分，共

13、15 分 ）end1下列通信方式中，属于消息传递方式的是（）。A. P、V操作B 缓存通信C.信箱通信D . Socket3.分页存储管理中，主存的分配是（）。A.以块为单位B .以作业的大小为单位C.以物理段为单位D .以逻辑记录为单位4磁盘上的文件以（）为单位进行读写。A 盘块B 记录C 磁道D 逻辑卷5 分时操作系统通常采用C ）策略为用户服务。A.可靠性和灵活性优先权分配C时间片轮转短作业优先6 产生死锁的四个必要条件是：互斥、（）循环等待（环路等待）和不剥夺。A.请求与阻塞B.请求与保持请求与释放D 释放与阻塞7 UNIX 文件系统对磁盘空间的管理采用（）。A. FAT表法B.位示图

14、法C.空闲块链接法D.空闲块成组链接法8 文件系统是指（D ）。A.文件的集合B 文件的目录C实现文件管理的一组软件13在存储管理中，（D ） 可与紧凑技术配合使用。D.文件、管理文件的软件及数据结构的总体9操作系统的（ D ） 管理部分负责对进程进行调度。A.主存B 控制器C 运算器D.处理机10从用户的观点看，操作系统是（A.控制和管理计算机资源的软件）。B.用户和计算机之间的接口C.合理地组织计算机工作流程的软件D 若干程序按一定结构组成的有体12操作系统是通过（ B ）对进程进行管理A 进程B.进程控制块C 进程启动程序D.进程的程序段A .页式管理B.段式管理C .段页式管理D.动态

15、分区管理14.虚拟存储器的最大容量（B ）。A .为内外存容量之和B 由计算机系统的地址结构决定C是任意的D .由作业的地址空间决定15.在存储管理中作业必须占有连续主存空间的是（D )。A.段页式存储管理B 页式存储管理C .段式存储管理D 动态分区存储管理二、多项选择题（每小题2分，共10分）1 .在存储管理中常用的页面置换算法是（BCD）。A 最佳置换算法B.先进先岀算法C.最近最久未使用算法CLOCK算法2 操作系统的管理功能包括（ABCDA.处理机管理B. 存储器管理C 设备管理D文件管理3下列提法中正确的是（ACD）。A.从用户角度看，引入文件系统的主要目的是实现对文件的按名存取。

16、B.从用户角度看，引入文件系统的主要目的是实现虚拟存储。C. 访问索引顺序文件时，先进行索引，然后用顺序方法进行查询D. 逻辑记录是有结构文件存取操作的基本单位。5 . I/O控制方式有（ ABCD）。A.中断方式B. DMA方式C.程序I/O方式D.通道方式三、填空题：（每空 1分，共15分）1 在单处理机多任务环境下，任何时刻只能有1个进程处于执行状态，可能有多个进程处于就绪状态。2 处理死锁的四种方法：预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁。3 操作系统中的 SPOOLINGi术，实质是将 独占 设备转化为共享设备的技术。4 在OS中，信号量机制解决进程间同步和互斥问题的一种方法。5 有

17、一个长度为 6000个字符的流式文件要存在磁盘上，磁盘的每个盘块可以存放512字节，该文件至少占用12个盘块。6 逻辑文件存放在存储介质上时,如果组织成索引文件或链接文件，则逻辑记录可不必存放在连续的存储块中。7.高级进程通信机制可归结为三类共享存储器系统消息传递系统和管道通信8进程实体由进程控制块程序段、数据段三部分构成。四、简答题：（每个 5分，共20分）1写岀记录型信号量的数据结构及数值变化的物理含义。答：type semaphore=recordValue:i ntger;L:list of pr ocess; En d;信号量S可用来表示共享资源或临界区的使用情况，其值的物理含义如下

18、：S >0时名表示可用的资源数；或表示可使用资源的进程数；或表示允许进人临界区的进程数。S=0时，表示已无资源可供使用；或表示不允许进程再进人临界区。SV 0时，|S|表示等待使用资源的进程数；或表示等待进人临界区的进程数。2 .描述文件系统主要有哪些功能，要解决哪些问题答：文件系统的主要目标是提高存储空间的利用率，它要解决的主要问题有：完成文件存储空间的管理 ，实现文件名到物理地址的转换，实现文件和目录的操作，提供文件共享能力和安全措施，提供友好的用户接口。文件系统向用户提供了有关文件和目录操作的各种功能接口和系统调用，如命令接口、程序接口和交互接口等。3 .简述设备分配的过程。答：首

19、先根据I/O请求中的物理设备名，查系统设备表（SDT，找岀DCT设备控制，如该设备忙，则等待，否则，计算本次分配的安全性，不安全等待，安全分配。从DCT中找岀COCT设备控制器控制表，如控制器忙，则等待，如果不忙，分配。从COCT中找到CHCT通道控制表，如通道忙，则等待，否则分配。且启动I/O设备进行数据传输。） 五、综合题（每题10分，共40分）1 .磁盘的某一时刻输入输岀请求序列（磁道号）为：0，23，5，7，11，21，2，18，19，4。当前磁道号为10,答:磁头移动方向为从小到大。分别用最短寻道时间优先，SCAN算法计算平均寻道长度。最短寻道：11,7,5,4,2,0,18,19,

20、21,23。3.511,18,19,21,23,7,5,4,2,0SCAN3.62.在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业的物理块数分别为3时，试计算采用最佳置换淘汰算法、先进先岀淘汰算法时的缺页率设开始执行时主存中没有页面答：使用最佳页面淘汰算法时 走向块1块2块3缺页）,并比较所得结果。,页面置换情况如下：3缺页率为:7/12使用先进先岀页面淘汰算法时走向块1块2块3缺页,页面置换情况如下：3 2 1 53 1缺缺缺缺页率为12 一、选择题：（每空 1 .从总体上说， 从算题开始到全部完成所需的时间比单道执行所需的时

21、间可能要 2分，共20分）采用多道程序设计技术可以单位时间的算题量，但对每一个算题，（B ）A增加 减少B增加 延长C、减少 延长D、减少 减少2.操作系统的管理资源按性质一般分为 、程序和数据信息文件。A处理器B、存储器C外设D、处理器、存储器、外设3 .进程和程序的一个本质区别是 。（A 前者为动态的，后者为静态的； B前者存储在内存，后者存储在外存；5C、前者在一个文件中，后者在多个文件中；D、前者分时使用 CPU,后者独占CPU4 .某计算机系统中有 8台打印机，有 K个进程竞争使用, 生死锁的K的最小值是。B、3C 4分类可将设备分为块设备和字符设备。、操作特性每个进程最多需要台打印

22、机。该系统可能会发A、25.按_A、从属关系B6 采用 不会产生内部碎片。A、分页式存储管理BC、固定分区式存储管理C、共享属性(D )D信息交换单位D )、分段式存储管理段页式存储管理3个进程进入该程序段，用PV操作作为同步机制。则信号量S7 若有4个进程共享同一程序段，每次允许的取值范围是。A 4, 3, 2, 1, 0(3，2，1，0, -1C 2, 1, 0, -1 , -2 D、1, 0, -1 , -2 , -38.有一个长度为3000个字节的流式文件要存储在磁盘上，磁盘的每块可以存放 块。(A、5B 69目录文件所存放的信息是 。A、某一文件存放的数据信息BC、该目录中所有数据文

23、件目录D 、 3000D、512个字节，该文件至少用(某一文件的文件目录该目录中所有子目录文件和数据文件的目录10设有12个同类资源可供四个进程共享，资源分配情况如表:进程已占用资源数最大需求数P124P236P347P414目前剩余资源数为2。应满足的要求。A P1 B二.填空题(每空1分，共当进程P1, P2, P3, P4又都相继提出申请要求，为使系统不致死锁,(A )、P3、P230 分)：、P41 .进行设备分配时所需的数据结构主要有 系统设备表SDT。2 .进程通信根据交换信息量的多少 分为高级通信和低级通信，PV操作属于低级通信。3 .如果信号量S的值_>0_，q进程对S信

24、号量执行P操作后将继续执行；如果执行V操作后信号量S=<Q则从对应的阻塞队列中_移岀(唤醒)_一个进程R,并将_就绪_状态赋予该进程。4 从用户的源程序进人系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有_编译阶段段，_装入阶段 _和运行阶段。5 将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中的物理地址的过程称为重定位(地址映射)。6 按资源的共享属性设备类型可分为以下三类：独占设备共享设备虚拟设备。7 .某进程页面访问序列为 4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5且开始执行时内存中没有页面，分配给该进程的物理块数是 3。则采用FIFO页面置换算法时页面置换次数是_6_，则采用LRU(

25、最近最久未使用)页面置换算法时页面置换次数是8 .某计算机系统一条指令执行需则指令的平均执行时间为设备控制表DCT，控制器控制表COCT，通道控制表CHCT，连接阶7。10ns, 次缺页需要额外的20ms,如果每1000 000条指令发生一次缺页,30ns9 对某系统进行监测后表明平均每个进程在I/O阻塞之前的运行时间为T。一次进程切换的系统开销时间为S。若采用时间片长度为 Q的时间片轮转法，在 Q=S时，CPU的利用率是50%10多道动态分区法中,可通过 _ 紧凑 _ 技术来减少外部碎片。10:00 选中该作11. 某作业 9:00 进入输入井,要求计算时间 1 小时。作业调度采用响应比最高

26、优先算法在 业,则该作业被选中时的响应比为 2。12特权指令只能在 系统态（管态） 态下执行,若在 用户态（目态） 态下执行则被认为是非法指令。13. 已知某文件采用链接结构,它由10 个逻辑记录组成,每个逻辑记录刚好存放于一个磁盘块上,都为1024 字节,并依次存放在 10、61、32、75、87、 98、46、37、33和 11号磁盘块上。若要存取文件相对于文 件头偏移 7654 字节处的信息,则要访问的磁盘块块号为 37_,块内的偏移量是 _486_当没有抖14. 分页式虚拟存储空间中,当发现某页不在 主存 的时候,将由 缺页中断机构 产生缺页中断, 空闲主存块时,需要用调度算法进行页面

27、置换 ,如果这时没有选择好一种好的调度算法,就会产生动 现象。三. 简答题 （每个 3分,共 15 分）： 1临界资源、临界区 答：临界资源：由多个进程互斥访问的资源临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区2快表 答：快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者 段号和段起始地址。加入快表后 , 在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续 查找,并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高,有效地提高了地址转换的速度。3. 设备独立性 答：应用程序独立于具体使用的物理设备,程序中使用逻辑设备

28、名称来请求使用某类设备,而系统在 实际执行时,必须使用物理设备名称。因此系统必须具有将逻辑设备名称转换为物理设备名称的功能。4.S P0 OLING 技术这种联CPU对数据的处理同时进行,答: 在主机的直接控制下,实现脱机输入、输出功能。外围操作与 机情况下实现的同时外围操作称为 SPOOLING5. 简述进程的几种状态和引起状态转换的典型原因,以及相关的操作原语。 答: 进程的基本状态有：新、就绪,阻塞,执行、挂起和终止六种。进程调度I/O 请求,阻塞原语I/O 完成,唤醒原语 时间片完 挂起原语新到就绪：交换,创建原语就绪到执行：执行到阻塞：阻塞到就绪：执行到就绪：阻塞到挂起： 挂起到就绪

29、：唤醒原语 执行到终止：进程执行完毕四、论述题（共 15 分）：1. 试比较内存管理和外存管理的异同点 . 答：主要任务：内存管理的主要任务是为多道程序的运行,提供良好的环境；而外存管理的主要任务则是 为文件提供存储空间。基本功能：内存管理的基本功能包含了内存空间的分配、回收、内存保护、对换、内存扩充等方面；而对 外存管理的基本功能则只是对外存空间的分配和回收。分配方式：它们都可采用连续分配或离散分配方式,且都以离散分配方式为主。分配算法或机制：对于连续分配方式，内存与外存管理中的分配和回收算法类似，主要有首次适应算法、 循环首次适应算法等；在离散分配方式中，两者采用的机制不同，内存管理主要是

30、利用页(段)表；而在外 存管理中，则主要利用文件分配表FAT。2 .请说明系统调用和一般的过程调用有什么区别？ 答：从四方面来比较(1 )运行在不同的系统状态(2 )通过软中断进入一般的过程调用不涉及状态的转换,故可直接调用，而系统调用要用软中断机制(3)返回问题 一般的过程调用将返回到调用过程，继续执行，但采用抢占式的剥夺调度的系统调用中，必须做优先权分析(4 )嵌套层次一般的过程调用嵌套层次不受限制，五.综合题(,共20分):1 .( 7分)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个物理块，块号为 0，1，2，255。现有一个共 4页(页号为0，1，2，3)的作业被依次

31、装人到主存的第2，4，1，5块中。请回答：(8分)(1) 主存地址应该用多少位来表示？(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？(3) 把作业中每一页占用的主存块起始地址填入下表。系统调用不超过 6层。克号嵐殆她址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。答：(1)主存地址应该用 20位来表示。(2)(3)作业每一页的长度应为2的12次方=4096个字节，逻辑地址中的页内地址部分应占用作业中每一页占用主存块的起始地址为：页号起始地址

32、8K16K4K12位。3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，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204B。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：20K(4)05224。2 .( 6分)生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个箱子。现要用自动分拣系统把黑子和白子分开。该系统由两个并发进程A和B组成，系统功能如下：(1) 进程A专拣黑子，进程 B专拣白子；(2) 每个进程每次只拣一粒子，当一个进程在拣子时，不允许另一个进程去拣子；(3)

33、当一个进程拣了一粒子后必让另一个进程拣一粒子。请回答：(1) 请说明这两个并发进程之间的同步互斥关系？(2) 写岀用PV操作管理时应定义的信号量及其初值(假定让进程A先拣子)。(3) 根据定义的信号量，把应执行的PV操作填人下列程序中的空白处，以保证并发进程的正确执行。cobeg inp rocess AbeginL1 : _ P (S1)拣一粒黑子；_ V(S2)goto L1end ；p rocess BbeginL2:_ P （S2） 拣一粒白子；（答案不全）goto L2end ；coe nd答：（2）应定义两个信号量 S1和S2,分别表示两个不同的消息：“允许拣黑子”和“允许拣白子”

34、。假定 让进程A先拣黑子，则 S1的初值为1，S2的初值应为0。3. （7分）某文件系统采用多级索引方式组织文件的存放，假定在文件的i_node中设有13个地址项，其中直接地址10项，一级间接索引项1项，二级间接索引项1项，三级间 接索引项1项。数据块大小为4k,磁盘地址用4个字节表示，问：（1）这个文件系统允许的最大文件长度是多少？（2） 2G大小的文件，在这个文件系统中实际占用多少空间？（不包括i_node占用的空间）。答：（1）直接索引容量：每个盘块的大小为4 KB，4*10=40 KB，一次间址块中可存放1K个盘块号，文件长达 4 MB二次间址块中记入所有一次间址块的盘号。文件最大长度

35、可达4 GB。4 TB。同理，地址项iaddr（12）作为三次间接地址，其所允许的文件最大长度可达总的容量为 4 TB + 4GB+ 4MB+ 40 KB（2） 一个2G大小的文件，在这个文件系统中应占用的空间应该是文件大小和索引块占用的空间总和； 2G=29*4M=29*1k*4K 所以共占29*1K个物理块，直接索引中占10个物理块；，一级间接索引占用一个索引则二级块和1K个物理盘块；二级索引中，还需要（29-1 ） *1K-10个物理块，（29-1）*1K-10）%1K=29-1=28,索引中占用的索引块数为：一个一级索引块，28个二级索引块。所以一共占用 29+1=30个索引块，实际占

36、用的空间为2G+30*4K=2G+2M+4K.一、选择题：（每空 2分，共20分,）1 .实时操作系统追求的目标是A.高吞吐率 B.充分利用内存C.快速响应 D.减少系统开销2. 多道程序设计是指 0（A.在实时系统中并发运行多个程序B.在分布系统中同一时刻运行多个程序C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序D.在一台处理机上并发运行多个程序1的情况是。（ DB.有上邻空闲区，但无下邻空闲区D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区（A3. 在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合 并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区C.有下邻空闲区，

37、但无上邻空闲区4. 位示图方法可用于A.盘空间的管理B.C.文件目录的查找D.5. 下列算法中用于磁盘移臂调度的是A.时间片轮转法B丄RUC最短寻找时间优先算法D.6. 一作业8 00到达系统，估计运行时间为比是0A.2B.17. 系统调用的目的是 A.请求系统服务C.申请系统资源8.进程从运行状(D )A.被选中占有处理机C.等待的事件已发生9. 以下存储管理方式中，会产生内部碎片的是I .分段虚拟存储管理III .段页式分页管理A. I、II 和 IIIC.只有II盘的驱动调度页式虚拟存贮管理中的页面调度(C )0B.D.态进入就B.II.IV.B. III算法优先级高者优先算法 小时，若

38、10: 00开始执行该作业，其响应 (D.0.5(C.3终止系统服务释放系统资源状态的原因可等待某一事件 D.时间片用完分页虚拟存储管理固定式分区管理和IV.D. II 、III 和 IV.20ms的分页硬盘，为了提高10. 假设一个请求分页系统具有一个平均访问和传输时间为 性能，加入页表，多是活动页表项都可以存在其中。如果页表放在内存中，内存访问时间是1卩S,检索快表的时间为0.2卩S,若块表的命中率为80%未命中快表的访问中的50% 会导致页(C )A. 1001.4 卩 s二.填空题(每空则内存的有效存取时间为B. 1401.61分，共30卩s分)：空闲让进C. 2001.4 卩 s D

39、.2401.6 卩 s1.同步机制应遵循的规则2 .在一个请求分页系统中，假如系统分配给一个作业的物理块数为3,且此作业的页面走向为2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2 o OTP算法的页面置换次数为_3_，LRU算法的页面置换次数为_ _4_CLOCK算法的页面置换次数为 _ 5 _ O3.进程间利用信箱进行通信时，操作系统必须提供两条基本的通信原语，即发送原语和接受原语。4 .磁盘的访问时间由三部分组成寻道时间，_磁盘旋转时间和 数据传输时间 。5.在现代操作系统中，资源的分配单位是进程 ,而处理机的调度单位是线程。6 对待死锁，一般应考虑死锁的预防、避免、检测和解除四个问题。典

40、型的银行家算法是属于破坏环路等待条件是属于预防，而剥夺资源是解除的基本方法。7 在页式虚拟存储系统中，选择页面调度算法时应尽量注意减少或避免 象的发生。8 将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中的物理地址的过程称为忙则等待，有限等待，让权等待。避免_抖动(颠簸，频繁调进调岀)_现重定位9. 在一个具有2个处理器的操作系统中共有n个进程，在不考虑进程状态过渡的情况下，阻塞进程队列中最多有 n个进程。某一时刻，处于执行状态的进程为0个，且当前处理机空闲，处于就绪状态的进程有 n 个。10. 设有8页的逻辑空间，每页有 1024字节，它们被映射 32块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效位是 13位

41、，物理地址至少是15 位。3000对应的物理地11. 在一个分页存储管理系统中，页长为4KB,某一作业的页表如右图所示，虚拟地址作，信号量的数值 S减1。若S=0,则该进程_继续执 被阻塞后进入等待队列 _。磁带机被m个进程竞争，每个进程最多需要三台磁带 时，系统没有死锁的危险。须在磁盘上辟岀称为输入井和输岀井的专门区址为 _ 12K+3000=152888页号物理块号03142612. 每执行一次P操 行_ ;若S<0,则该进程_13. 一台计算机有10台机，那么m为_<=4_14. 实现SPOOL系统时必域，以存放作业信息和作业执行结果。15. 在分时系统中，当用户数目为100

42、时，为保证响应时间不超过 2秒，此时时间片最大应为 20ms 。三. 简答题（每个3分，共15分）:1 说明进程的结构、特征和基本状态。答：结构：PCB （进程控制块）+程序+数据集合。特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。基本状态：就绪态、执行态、等待态。2. 设备管理中的数据传送控制方式有哪几种？分别简述如何实现的。答：程序直接控制：由用户进程来直接控制内存或CPU和外设间的信息传送。中断方式：进程通过 CPU发岀指令启动外设，该进程阻塞。当输入完成时，I/O控制器通过中断请求线向CPU发岀中断信号，CPU进行中断处理。DMA方式：在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路。通道控制方

43、式：CPU发岀启动指令，指岀通道相应的操作和I/O设备，该指令就可启动通道并使该通道从内存中调岀相应的通道指令执行。3. 管程答：当共享资源用共享数据结构表示时，资源管理程序可用对该数据结构进行操作的一组过程来表示，这 样一组相关的数据结构和过程一并称为管程。4 系统调用答：在OS的核心中都设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，并将他们提供给应用程序调用。系统调 用的本质是应用程序请求OS内核完成某功能时的一组过程。5. 对换,以便腾岀足够的内存空间把已答：指把内存中暂时不能运行的进程或暂时不用的程序和数据调岀到外存 具备运行条件的进程或进程需要的程序和数据调入内存.四、论述题（共 15分）

44、1 页式和段式内存管理有什么区别？怎样才能实现共享和保护？ 答：段式与页式存储管理的比较如下表所示。分段由用户设计划分，每段对应一个相应的的 程序模块，有完整的逻辑意义。分页用户看不见，由操作系统为内存管理划 分。段面是信息的逻辑单位页面是信息的物理单位便于段的共享，执行时按需动态链接装入。页一般不能共享段长不等，可动态增长，有利于新数据增长。页面大小相冋，位置不能动态增长。二维地址空间：段名、段中地址；段号、段内单元号一维地址空间管理形式上象页式，但概念不同往往需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存页式段式实现页（段）的共享是指某些作业的逻辑页号（段号）对应同一物理页号（内存中该段的起

45、始地址）。 页（段）的保护往往需要对共享的页面（段）加上某种访问权限的限制，如不能修改等；或设置地址 越界检查，对于页内地址（段内地址）大于页长（段长）的存取，产生保护中断。2 .具体阐述常用的几种文件物理结构及其优缺点。 答：常见的文件物理结构有以下几种：（1） 顺序结构又称连续结构。这是一种最简单的物理结构，它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。只要知道文件在存储设备上的起始地址（首块号）和文件长度（总块数），就能 很快地进行存取。这种结构的优点是访问速度快，缺点是文件长度增加困难。每个物理块设有一（2） 链接结构这种结构将逻辑上连续的文件分散存放在若干不连续的物理块中，

46、个指针，指向其后续的物理块。只要指明文件第一个块号，就可以按链指针检索整个文件。 这种结构的优点是文件长度容易动态变化，其缺点是不适合随机访问。采用这种结构，逻辑上连续的文件存放在若干不连续的物理块中, 索引表记录了文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。 给出索引表的地址，就可以查找与文件逻辑块号对应的物理块号。系统为每个文件建 索引表也以文件的形式 如果索引表过大，可（3）索引结构 立一张索引表， 存放在磁盘上。以米用多级索引结构。这种结构的优点是访问速度快，文件长度可以动态变化。缺点是存储开销大，因为每个文件有一个索引 表，而索引表亦由物理块存储，故需要额外的外存空间。另外，当文件被

47、打开时，索引表需要读入内存， 否则访问速度会降低一半，故又需要占用额外的内存空间。五. 综合题（,共20分）:1 .（ 7分）设系统中有三种类型的资源（A,B,C）和五个进程（P1, P2,P3,P4,P5）,A资源的数量17,B资源的数量为5, C资源的数量为20。在TO时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。请回答下列问题：（1）. TO时刻是否为安全状态？若是，请给岀安全序列。（2）.若进程P4请求资源（2, 0, 1）,能否实现资源分配？为什么？（3） .在（2）的基础上，若进程 P1请求资源（0, 2 , 0）,能否实现资源分配？为什么？ TO时刻系统状态。进程最大资源

48、需求量已分配资源量系统剩余资源数量ABCABCABCP1559212233P2536402P34011405P4425204P5424314答：（1） TO时刻为安全状态。其中的一个安全序列为（ P4, P5 , P3, P2, P1） （其他可能的安全序列有：（P4,P5,X，X，X），（P4,P2,X，X，X），（P4, P3, X, X, X）,（ P5, X, X, X, X）（2）可以为P4分配资源，因为分配后的状态还是安全的，其安全序列的分析如下表：WORKNEEDALLOCATION新 WORKFINISH2, 3, 3分配给 P4：( 2, 0, 1)0, 3, 2P40, 3

49、, 20, 2, 04, 0, 54, 3, 7TrueP54, 3, 71, 1 , 03, 1, 47, 4, 11TrueP17, 4, 113, 4, 72, 1, 29, 5, 13TrueP29, 5, 131, 3, 44, 0, 213, 5, 15TrueP313， 5， 150, 0，64, 0, 517, 5, 20True(3)进程P1再请求资源(0 , 2, 0),则不能为之分配资源。因为分配资源后，不存在安全序列，其分析 如下表：WORKNEEDALLOCATION新 WORKFINISH0, 3, 2分配给 P 1:( 0, 2, 0)0, 1, 2P40, 2,

50、 0此时，WOR虾能满足任何一个进 程的请求使之运行结束，即进入 了不安全状态。FalseP51, 1 , 0FalseP13, 2, 7FalseP21, 3, 4FalseP30, 0, 6FalsePV2. (7分) 一条小河上有一座独木桥(如图)，桥只能承受一人的体重，规定每次只允许一个人过桥。现 河东和河西都有相等的人数在等待过桥，为了使两边的人都有同样的过桥机会，规定某边的一个人过桥后 要让另一边的一个人过桥，即两边的人交替过桥。如果把每个过桥者看做一个进程，为保证安全，可用 操作来管理。(1)写岀应定义的信号量及其初值。现进程的程(2)假定开始时让河东的一个人先过桥，然后交替过桥。 序如下。请在空白处填上适当的PV操作，达到上述管理要求。cobegi n process E Wbegin_ P(S1)；过桥；V(S2)；endpro cess W 宀 E;begin_P (S2)_过桥；V(S1)end ;coe ndS1的初值应分析独木桥是各进程的共享资源，由于每次只允许一个人过桥，且河两边的人必须交替过桥，因而相互 间要互通消息。在本题中应区分“允许河东的人过桥”和“允许河西的人过桥”两个不同的消息。所以， 应定义两个信号量 SI和SZ分别与两个消息对应。若开始时让河东的一个人先过桥，则信号量为1,而S2的初值应为0。任何一方