操作系統(tǒng)期末考試試卷(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上操作系統(tǒng)期末考試試卷0250-0252操作系統(tǒng)試卷A 0250-0252操作系統(tǒng)試卷A 一、簡答題（每題5分，共30分）1.什么是虛擬設(shè)備？2.Whats the differrence between a process and a program？3.Whats Hyper-Treading technology？4.死鎖的必要條件是什么？5.為什么將文件控制塊分成主部和次部兩部分？6.若系統(tǒng)有同類資源m個，被n個進程共享，問：當m>n和m<=n時每個進程最多可以請求多少個這類資源，使系統(tǒng)一定不會發(fā)生死鎖？為什么？二、填空題（每空1分，共10分）1.操

2、作系統(tǒng)的兩個重要特性是： (1) 和 (2) 。2.只能在管態(tài)下執(zhí)行的指令稱為 (3) 。處理機狀態(tài)由目態(tài)轉(zhuǎn)換為管態(tài)的唯一途徑是 (4) ，管態(tài)到目態(tài)的轉(zhuǎn)換可以通過修改 (5) 來實現(xiàn)。3.進程在其生存期內(nèi)可以處于如下三種基本狀態(tài)之一：運行態(tài)、就緒態(tài)和等待態(tài)。當一個就緒進程 (6) 時，其狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\行，當一個運行進程被搶占處理機時，其狀態(tài)由運行變?yōu)?(7) ，當一個運行進程因某事件受阻時，其狀態(tài)由運行變?yōu)?(8) ，當進程所等待的事件已經(jīng)發(fā)生時，該進程狀態(tài)由 (9) 變?yōu)榫途w。4.線程是進程內(nèi)的一個相對獨立的 (10)。三、計算題（每題10分，共40分）1.設(shè)某計算機系統(tǒng)采用虛擬頁式存儲

3、管理方法，進程的虛擬地址空間為64KB，頁面尺寸為4KB。假設(shè)當前進程的頁表如右圖所示（頁表以二進制形式表示），請將虛擬地址8196和2050轉(zhuǎn)換為物理地址。2.設(shè)某計算機系統(tǒng)采用虛擬頁式存儲管理方法，內(nèi)存中為該進程分配4個物理頁架, 開始時內(nèi)存頁架為空,假設(shè)進程在一段時間內(nèi)的頁面訪問序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，請畫圖表示采用以下頁面淘汰算法時的缺頁中斷次數(shù)：（1）最佳頁面淘汰算法（OPT）；（2）先進先出頁面淘汰算法（FIFO）；（3）使用過最久的先淘汰(LRU)。3.在UNIX系統(tǒng)中，設(shè)磁盤物理塊大小為1KB，每個索引塊可以保存

4、256個索引項，請畫出UNIX文件的物理結(jié)構(gòu)。假設(shè)某文件大小為1028KB，請計算訪問以下邏輯塊時需要多少次I/O傳輸：（1）8；（2）300；（3）16。4.設(shè)有周期性實時任務集如下表所示，用最早截止期優(yōu)先算法（EDF算法）和速率單調(diào)算法（RMS算法）是否可以調(diào)度？畫出相應的Gantt圖。四、算法設(shè)計（每題10分，共20分）1.設(shè)有一個可以裝A、B兩種物品的倉庫，其容量無限大，但要求倉庫中A、B兩種物品的數(shù)量滿足下述不等式:-MA物品數(shù)量B物品數(shù)量N其中M和N為正整數(shù)。 試用信號燈和PV操作描述A、B兩種物品的入庫過程。2.用信號量和PV操作實現(xiàn)讀者/寫者問題，要求讀者優(yōu)先，即：當有讀者在讀

5、文件時，對隨后到達的讀者和寫者，要首先滿足讀者，阻塞寫者。0250-52試題A答案 一、1虛擬設(shè)備是利用共享型設(shè)備實現(xiàn)的數(shù)量較多、速度較快的獨占型設(shè)備。2進程是具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的獨立單位。程序是指令的有序序列。進程與程序的區(qū)別在于：1進程是動態(tài)的，程序是靜態(tài)的；2進程是短暫的，程序可以永久保存；3進程與程序之間不具有一一對應關(guān)系：一個程序可以對應一個進程，也可以對應多個進程；一個進程可以對應一個程序，或者對應一段程序。5樹型目錄結(jié)構(gòu)解決了命名沖突；有利于提高文件的檢索速度；有利于實現(xiàn)文件共享；有利于用戶對文件進行分門別類地組織。67并發(fā)

6、執(zhí)行的進程為了協(xié)調(diào)一致地完成指定任務，進程之間具有一定的聯(lián)系，這種聯(lián)系通常采用進程間交換數(shù)據(jù)的方式進行。進程間交換數(shù)據(jù)叫進程通信。進程之間所交換的信息量，少則是一個狀態(tài)或數(shù)值，多則是成千上萬個字節(jié)。因而進程通信的類型分為：低級通信（進程間交換少量數(shù)據(jù)，如信號量機制）；高級通信（進程間交換大量數(shù)據(jù)）。8UC/OS-II是一個嵌入式操作系統(tǒng)，其功能包括任務管理、時間管理、任務間通信、內(nèi)存管理等。二、（1）0，350：由段號0查段表得其段長200，將虛擬地址中的段內(nèi)偏移350與該段段長相比較：350>200，所以產(chǎn)生越界中斷；（2）1,25：由段號1查段表得其段長100，將虛擬地址中的段內(nèi)偏移

7、25與該段段長相比較：25<100，是合法虛擬地址，所以將段內(nèi)偏移與該段在主存的起始地址相加得絕對地址：25+3000=3025；（3）2,120：由段號2查段表得其段長105，將虛擬地址中的段內(nèi)偏移120與該段段長相比較：120>105，所以產(chǎn)生越界中斷；（4）3,415：由段號3查段表得其段長600，將虛擬地址中的段內(nèi)偏移415與該段段長相比較：415<600，是合法虛擬地址，所以將段內(nèi)偏移與該段在主存的起始地址相加得絕對地址：415+1200=1615；（5）4,20：由段號4查段表得其段長150，將虛擬地址中的段內(nèi)偏移20與該段段長相比較：20<150，是合法虛

8、擬地址，所以將段內(nèi)偏移與該段在主存的起始地址相加得絕對地址：20+4000=4020；三、FIFO頁面替換算法：LRU頁面替換算法：四、semaphore a=n,b=m;void main()createprocess(A,);createprocess(B,);void A()while(1)P(a);輸入化合物A;V(b);void B()while(1)P(b);輸入化合物B;V(a);五、六、UNIX中的進程可能處于以下九個狀態(tài)之一：創(chuàng)建、內(nèi)存就緒、外存就緒、內(nèi)存睡眠、外存睡眠、核心態(tài)執(zhí)行、用戶態(tài)執(zhí)行、剝奪、僵死。UNIX進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：七、設(shè)cache的命中率為h1，訪問時間

9、為t1；主存的命中率為h2，訪問時間為t2；則被訪問的字在cache中的概率為h1，則不在cache中但在主存中的概率為（1-h1）h2，不在cache中也不在主存中的概率為(1-h1)(1-h2) ；設(shè)磁盤的訪問時間為t3，那么一個字的平均訪問時間為：t1h1+(t1+t2)(1-h1)h2+(t1+t2+t3)(1-h1)(1-h2)。八、設(shè)每個進程最多可以請求x個這類資源，為了使系統(tǒng)一定不會發(fā)生死鎖m,x,n需要滿足關(guān)系式：n(x-1)+1<=m，即x<=(m-1)/n+1。當m<n時，x=1；當m>n時，x=INT（(m-1)/n）+1，其中INT表示向下取整數(shù)

10、。02190224，0279操作系統(tǒng)試卷A一、 名詞解釋（10分，每題2分）1操作系統(tǒng) 2進程 3線程 4作業(yè) 5中斷二、 簡要回答下述問題（20分，每題4分）1 常用的文件物理結(jié)構(gòu)有哪幾種，請簡述它們，至少給出三種。2 請你簡述段頁式虛擬存儲系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3 請簡述SPOOLING 系統(tǒng)的組成及各部分的功能。4 請敘述在進程通信中有哪幾種通信方式？5 什么是地址重定位？動態(tài)重定位和靜態(tài)重地位有何區(qū)別？三、在一個支持虛擬分頁并采用請求頁式調(diào)度的存儲管理系統(tǒng)中，有一用戶程序，它訪問其地址空間的字地址序列是：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，

11、172 問：若分配給該作業(yè)的內(nèi)存大小為384字，初始為空，頁大小為128字，試按FIFO、LRU頁面淘汰算法，分別計算頁面訪問的缺頁率。（10分）四、 在下面的段表中對于以下邏輯地址(段號，單元號)，求對應的物理地址。（10分）（1）0,400; (2)3,300; (3)1,20; 五、有一個具有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法，進程調(diào)度采用以優(yōu)先數(shù)為基礎(chǔ)的搶占式調(diào)度算法，作業(yè)序列如表所示（表中所列作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為進程優(yōu)先數(shù)，數(shù)值越小優(yōu)先級越高）。（15分） 列出所有作業(yè)進入內(nèi)存時間及結(jié)束時間。 計算平均周轉(zhuǎn)時間。作業(yè)的執(zhí)行時間六、設(shè)由n個緩沖區(qū)組成緩沖池，每個緩沖區(qū)可以

12、存放一個消息，有兩類進程：x個生產(chǎn)者和y 個消費者，且只要緩沖池未滿，生產(chǎn)者便可以將消息送入緩沖池，而只要緩沖池未空，消費者就可以取走一個消息。各個進程對緩沖池進行互斥訪問，用信號量實現(xiàn)協(xié)調(diào)過程。要求寫出使用的信號量、初值及其作用，并寫出生產(chǎn)者進程和消費者進程的處理流程（10分）七、假定UNIX系統(tǒng)V中磁盤塊地大小為1K，每個磁盤塊當用于做間接塊時最多可登記256個塊號，現(xiàn)在要對一個大小為2000K，已經(jīng)打開的文件檢索一遍，請畫出該文件的索引結(jié)構(gòu)，并回答將要發(fā)生多少次磁盤傳輸完成中斷？（10分）八、在銀行家算法中，若出現(xiàn)如下資源分配情況：    Allocation

13、60;           Need                   Available    A B C D               A B C D                 A B C DP0   0 0 3 2      

14、60;       0 0 1 2                   1 6 2 3P1   1 0 0 0               1 7 5 0P2   1 3 5 4               2 3 5 6P3   0 3 3 2        

15、60;     0 6 5 2P4   0 0 1 4               0 6 5 6試回答下列問題：（15分）1、找出一個安全序列。2、在上述狀態(tài)下，對于下列由進程P2發(fā)出申請命令request(1,2,2,2)，會被接受嗎？原因何在？0219-0224、0279操作系統(tǒng)A答案 一、名詞解釋(10分，每題2分)1、操作系統(tǒng)：是位于硬件層之上，所有其它軟件之下的一個系統(tǒng)軟件，是管理系統(tǒng)中的軟硬資源，使其得以充分利用并方便用戶使用的程序集合。2、進程：具有一定獨立功能的程序關(guān)于一個數(shù)據(jù)

16、集合的一次運行活動。3、線程：也稱輕進程，是進程內(nèi)的一個相對獨立的執(zhí)行流。4、作業(yè)：用戶要求計算機系統(tǒng)為其完成的計算任務的集合。5、中斷：在程序運行過程中，出現(xiàn)的某種緊急事件，必須中止當前正在運行的程序，轉(zhuǎn)去處理此事件，然后再恢復原來運行的程序，這個過程稱為中斷。二、簡要回答下述問題(20分，每題4分)1、常用文件的物理結(jié)構(gòu)有順序文件、鏈接文件、索引結(jié)構(gòu)、Hash結(jié)構(gòu)、倒排結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)：一個文件占有若干個連續(xù)的物理塊，首塊號塊數(shù)記錄在FCB中。鏈接結(jié)構(gòu)：一個文件占有若干個不連續(xù)的存儲塊，各塊之間以指針相連，其首塊號及塊數(shù)記錄于FCB中。索引結(jié)構(gòu)：一個文件占有若干個不連續(xù)的存儲塊，這些塊的號記

17、錄于一個索引塊中。2、段頁虛擬存儲采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：每個作業(yè)一張段表系統(tǒng)一張快表每個段一張頁表頁表控制寄存器主存一張位示圖段表控制寄存器3、Spooling系統(tǒng)的組成：磁盤開辟輸入井，輸出井，其中輸入井用于存放預先讀入的作業(yè)，輸出井保存輸出結(jié)果。提供預輸入程序，負責控制外圍設(shè)備預先裝入用戶的作業(yè)到輸入井中。緩輸出程序：負責控制將輸出井中的信息送往外圍設(shè)備。井管理程序：負責控制將輸入井中的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存，將程序結(jié)果存放到輸出井中。4、進程通信中包括共享內(nèi)存方式和消息緩沖方式，消息緩沖方式又分為直接通信和間接通信，直接通信分為有緩沖方式和無緩沖方式。5、地址重定位：指邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過程。靜態(tài)

18、重定位：指裝入時完成地址轉(zhuǎn)化。動態(tài)重定位：指運行指令時將邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址。三、(10分)由題知內(nèi)存為3塊：地址序列轉(zhuǎn)成頁面序列：0 0 1 2 3. 2 5. 2 1 4 2 1FIFO:淘汰最先裝入主存的頁面，使用隊列缺頁率= 8/12=2/3LRU：使用棧頂為最新訪問項，底為淘汰項缺頁率=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：因為1段長為14，所以地址越界，出錯。五、(10 分)10:00 J1 進入，運行20分 10:0010:2010:20 J2 進入，運行30分 1

19、0:2010:50 完成10:50 J4 進入，級別低于J1，J1運行20分。10:5011:10 J4 10:50進入主存 完成11:10 J3 進入，運行50分 完成12:00 11:0012:2012:20 J4運行20分鐘，結(jié)束 10:5012:20J1：10:0011:10 J2：10:2010:50 J3：11:1012:00 J4：10:5012:20TJ1=70分 TJ2=30分 TJ3=90分 TJ4=90分平均周轉(zhuǎn)時間 = 70+30+920+90/4 = 280/4 = 70 分鐘六、（10分）七、(10分) 由題知：文件共2000塊，由索引結(jié)構(gòu)知前10項直接訪問10塊，

20、一級訪問256塊，2000256101734塊1734÷2568個索引項（二級索引）發(fā)生中斷次數(shù)為：11720002009次磁盤傳輸中斷。八、（15分）1） work Allocation Need finishP0 1 6 2 3 0 0 3 2 0 0 1 2 TP3 1 6 5 4 0 3 3 2 0 6 5 2 TP4 1 9 8 6 0 0 1 4 0 6 5 6 TP1 1 9 9 10 1 0 0 0 1 7 5 0 TP2 2 9 9 10 1 3 5 4 2 3 5 6 T3 12 14 14存在安全序列P0 P3 P4 P1 P2所以此刻是安全的2）P2發(fā)出請求命

21、令request(1,2,2,2)request < Need(2,3,5,6) 合理Request < Available(1,6,2,3) 有資源試分配：P2: Allocation Need Available2 5 7 6 1 1 3 4 0 4 0 1安全檢查：WORK=0 4 0 1 不能滿足任務資源申請，沒有安全序列，所以不安全，取消試探分配，申請者P2等待。0219-0224、0279操作系統(tǒng)A答案 一、名詞解釋(10分，每題2分)1、操作系統(tǒng)：是位于硬件層之上，所有其它軟件之下的一個系統(tǒng)軟件，是管理系統(tǒng)中的軟硬資源，使其得以充分利用并方便用戶使用的程序集合。2、進

22、程：具有一定獨立功能的程序關(guān)于一個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。3、線程：也稱輕進程，是進程內(nèi)的一個相對獨立的執(zhí)行流。4、作業(yè)：用戶要求計算機系統(tǒng)為其完成的計算任務的集合。5、中斷：在程序運行過程中，出現(xiàn)的某種緊急事件，必須中止當前正在運行的程序，轉(zhuǎn)去處理此事件，然后再恢復原來運行的程序，這個過程稱為中斷。二、簡要回答下述問題(20分，每題4分)1、常用文件的物理結(jié)構(gòu)有順序文件、鏈接文件、索引結(jié)構(gòu)、Hash結(jié)構(gòu)、倒排結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)：一個文件占有若干個連續(xù)的物理塊，首塊號塊數(shù)記錄在FCB中。鏈接結(jié)構(gòu)：一個文件占有若干個不連續(xù)的存儲塊，各塊之間以指針相連，其首塊號及塊數(shù)記錄于FCB中。索引結(jié)構(gòu)：一個文件

23、占有若干個不連續(xù)的存儲塊，這些塊的號記錄于一個索引塊中。2、段頁虛擬存儲采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：每個作業(yè)一張段表系統(tǒng)一張快表每個段一張頁表頁表控制寄存器主存一張位示圖段表控制寄存器3、Spooling系統(tǒng)的組成：磁盤開辟輸入井，輸出井，其中輸入井用于存放預先讀入的作業(yè)，輸出井保存輸出結(jié)果。提供預輸入程序，負責控制外圍設(shè)備預先裝入用戶的作業(yè)到輸入井中。緩輸出程序：負責控制將輸出井中的信息送往外圍設(shè)備。井管理程序：負責控制將輸入井中的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存，將程序結(jié)果存放到輸出井中。4、進程通信中包括共享內(nèi)存方式和消息緩沖方式，消息緩沖方式又分為直接通信和間接通信，直接通信分為有緩沖方式和無緩沖方式。5、地址重定位

24、：指邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過程。靜態(tài)重定位：指裝入時完成地址轉(zhuǎn)化。動態(tài)重定位：指運行指令時將邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址。三、(10分)由題知內(nèi)存為3塊：地址序列轉(zhuǎn)成頁面序列：0 0 1 2 3. 2 5. 2 1 4 2 1FIFO:淘汰最先裝入主存的頁面，使用隊列缺頁率= 8/12=2/3LRU：使用棧頂為最新訪問項，底為淘汰項缺頁率=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：因為1段長為14，所以地址越界，出錯。五、(10 分)10:00 J1 進入，運行20分 10:0010:2010:20 J2 進入，運行30分 1