河北工程大學(xué)操作系統(tǒng)(同等學(xué)力加試)考研復(fù)試核心題庫

2017年河北工程大學(xué)操作系統(tǒng)(同等學(xué)力加試)考研復(fù)試核心題庫(一)說明：本資料為學(xué)員內(nèi)部使用，整理匯編了2017考研復(fù)試重點(diǎn)題及歷年復(fù)試?？碱}型。一、綜合題I?什么是SRT任務(wù)帶兗和盡力而為任務(wù)帶寬?為什么要設(shè)置這兩種帶寬？【答案】(1)SRT任務(wù)帶寬。把CPU的一部分帶寬分配給SRT任務(wù)運(yùn)行。如果SRT任務(wù)被接納了，它將獲得(分配到)一部分SRT任務(wù)帶寬，進(jìn)程管理便會(huì)盡可能地保證它們的實(shí)時(shí)性。(2)盡力而為任務(wù)帶寬。如果SRT任務(wù)未能被接納，系統(tǒng)則有可能將該SRT任務(wù)分配到盡力而為任務(wù)帶寬中運(yùn)行，此時(shí)系統(tǒng)只是盡可能地讓它們得到運(yùn)行的機(jī)會(huì)，但不做任何保證。設(shè)置這兩種帶寬是為了能確保SRT任務(wù)的實(shí)時(shí)性，并適當(dāng)考慮耳咬時(shí)任務(wù)的運(yùn)行。時(shí)間郵戳定序機(jī)構(gòu)和事件計(jì)數(shù)的作用是什么？【答案】(1)時(shí)間由職定序機(jī)構(gòu)(TimestampOrderingMechanism)對(duì)時(shí)間由曜淀序機(jī)構(gòu)最基本的要求是，在系統(tǒng)中應(yīng)具有唯一的、由單F理時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的物理時(shí)鐘體系，確保各處理機(jī)時(shí)鐘間的嚴(yán)格同步。該定序機(jī)構(gòu)的基本功能是：對(duì)所有的特殊事件，如資源請(qǐng)求、通信等，加印上時(shí)間郵戳：對(duì)每一種特殊事件，只能使用唯一的時(shí)間郵戳；根據(jù)事件上的時(shí)間郵戳，定義所有事件的全序。利用時(shí)間由卩戳定序機(jī)構(gòu)，再配以相應(yīng)的算法，可實(shí)現(xiàn)不同處理機(jī)的進(jìn)程同步。實(shí)際上，許多集中式和分布式同步方式，都是以時(shí)間郵戳定序機(jī)構(gòu)作為同步機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。(2)事件計(jì)數(shù)(EventCounts)在這種同步機(jī)構(gòu)中，使用了一個(gè)稱為定序器(Sequencers)的整型量，為所有特定事件進(jìn)行排序。定序器的初值為0,且為非減少的，對(duì)其僅能施加〔icket(S)操作。當(dāng)f事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)便為之分配一個(gè)稱為編號(hào)(或標(biāo)號(hào))V的序號(hào)，然后使licket自動(dòng)加1,一系列的lickel操作形成了一個(gè)非負(fù)的、増加的整數(shù)序列，然后把打上標(biāo)號(hào)的事件送至等待服務(wù)隊(duì)列排隊(duì)。與此同時(shí)，系統(tǒng)將所有已服務(wù)事件的標(biāo)號(hào)保留，并形成一個(gè)稱為事件計(jì)數(shù)E的棧。實(shí)際上，E是保存已出現(xiàn)的某特定類型事件編號(hào)計(jì)數(shù)的對(duì)象(Objeci)，其初值為0,當(dāng)前值是棧頂?shù)臉?biāo)號(hào)。簡(jiǎn)要說明I/O軟件的四個(gè)層次的基本功能。[答案】I/O軟件涉及的面很寬，向下與硬件有密切關(guān)系，向上又與文件系統(tǒng)、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)和用戶直接交互，它們都需要I/O系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)I/O操作，通常把UO軟件分為四個(gè)層次，其基本功能如下(])用戶層U0軟件：實(shí)現(xiàn)與用戶交互的接口，用戶可直接調(diào)用該層所提供的、與I/O操作有關(guān)的庫函數(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。(2)設(shè)備蛇性軟件用于實(shí)現(xiàn)用戶程序與設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的統(tǒng)一接口、設(shè)備命名、設(shè)備的保護(hù)以及設(shè)備的分配與釋放等，同時(shí)為設(shè)備管理和數(shù)據(jù)傳S提供必要的存儲(chǔ)空間。(3)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與硬件直接相關(guān)，用于具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備發(fā)出的操作指令,驅(qū)動(dòng)I/O設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)程序。(4)中斷曄程序用于保存被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理，處理完畢再恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)后，返回到被中斷的進(jìn)程。trap.S是什么程序?它完成哪些主要功能？【答案】在UNIX系統(tǒng)V的內(nèi)核程序中，有一個(gè)trap.S文件，它是中斷和陷入總控程序。該程序用于中斷和陷入的一般性處理。為提高運(yùn)行效率，該文件采用匯編語言編寫。由于在mp.S中包含了絕大部分的中斷和陷入向量的入口地址，因此,每當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了中斷和陷入情況時(shí)，通常都是先進(jìn)入irap.S程序。二、應(yīng)用題5.進(jìn)程資源的使用情況和可用情況如下表所示(四個(gè)進(jìn)程和三類資源)：進(jìn)程當(dāng)前已分配資源數(shù)星最大需求?系女R可用資源數(shù)■R1R2R3R1R2R3RlR2R3PI2003100婦0P2310310P3130131P4011021(I)請(qǐng)畫出資源分配圖。(2)分析目前系統(tǒng)中是否會(huì)發(fā)生死鎖?！敬鸢浮?I)資源分配圖每一條便是一個(gè)有序?qū)Pi,ri＞或vri,Pi＞。Pi是進(jìn)程(Pi$P)，ri是資源類型保R)如果〈Pi,ri＞$E.則存在一條從Pi指向ri的有向邊，它表示Pi提出了一個(gè)要求分配ri類資源中的一個(gè)資源的請(qǐng)求,并且當(dāng)前正在等待分配。如果A,Pi〉$E，則存在f從ri類資源執(zhí)行進(jìn)程Pi的有向邊，它表示ri類資源中的某個(gè)資源已分配給了進(jìn)程4有向邊vPi,ri＞叫做請(qǐng)求邊，而有向邊vri.Pi〉做分配邊。在有向圖中，用圓圈代表進(jìn)程，用方框表示每類資源。每一類資源ri可能有多個(gè)實(shí)例，可用方框中的圓點(diǎn)表示各個(gè)資源實(shí)例。申請(qǐng)邊為從進(jìn)程到資源的有向邊，表示進(jìn)程申請(qǐng)一個(gè)資源,但當(dāng)前該進(jìn)程在等待該資源。分配邊為從資源到進(jìn)程的有向邊，表示有一個(gè)資源實(shí)例分配給進(jìn)程。注意：一條申請(qǐng)便僅指向代表資源類ri的方框，表示申請(qǐng)時(shí)不指定哪一個(gè)資源實(shí)例，而分配邊必須由方框中的圓點(diǎn)引出，表目哪一個(gè)資源實(shí)例也被占有。當(dāng)進(jìn)程日請(qǐng)求資源類ri的一個(gè)實(shí)例時(shí)，將一條請(qǐng)求邊加入資源分配圖，如果這個(gè)請(qǐng)求是可以滿足的，則該請(qǐng)求邊立即轉(zhuǎn)換成分配邊：當(dāng)進(jìn)程隨后釋放了某個(gè)資源時(shí)’貝刪除分配邊。(2)從進(jìn)程對(duì)各類資源的占有量尚需胃口系統(tǒng)中各類資源的剩余量來考慮是否有死鎖存在。可以看岀進(jìn)程P2已得到全部資源，能在有限的時(shí)間內(nèi)歸還資源，得到可分配的資源數(shù)為(3,1,0)+(0,0,0)=(3,1,0)可滿足進(jìn)程P1的申請(qǐng)，PI也能在有限的時(shí)間內(nèi)歸還資源，于是可分配資源數(shù)増加為(3,1,0)+(2.0,0)=(5,1,0)接著，對(duì)進(jìn)程P4的申請(qǐng)也能滿足，最后讓進(jìn)程P3運(yùn)行。所以存在一個(gè)進(jìn)程推進(jìn)的序列fP2.PLP4.P3),先后都能完成，目前系統(tǒng)是安全的，沒有死鎖。也可通過對(duì)資源分配圖化簡(jiǎn)的方法，說明沒有死鎖存在?！窘馕觥窟M(jìn)程的死鎖問題可以用有向圖準(zhǔn)確而形象的描述，這種有向圖稱為系統(tǒng)資源分配圖。f系統(tǒng)資源分配圖SRAG可定義為一個(gè)二元組，即SRAG=(V,E),其中V是頂點(diǎn)的集合，而E是有向邊的集合。頂點(diǎn)集合可分為兩種部分：P=(P1，P2,...，Pn),是由系統(tǒng)內(nèi)的所有進(jìn)程組成的集合，每一個(gè)Pi代表一個(gè)進(jìn)程：R=(rl,r2，…，rm),是系統(tǒng)內(nèi)所有資源組成的集合，每—ri代類資源。2017年河北工程大學(xué)操作系統(tǒng)(同等學(xué)力加試)考研復(fù)試核心題庫(二)說明：本資料為學(xué)員內(nèi)部使用，整理匯編了2017W復(fù)試重點(diǎn)題及歷年復(fù)試?？碱}型。一、綜合題I?在請(qǐng)求段表機(jī)制中，應(yīng)設(shè)置哪些段表項(xiàng)？【答案】在段表項(xiàng)中，除了段名(號(hào)'段長、段在內(nèi)存中的起始地址(段基址)夕卜還增加了以下字段(1)存取河由于應(yīng)用程序中的段是信息的邏輯單位，可根據(jù)該信息的屬性5寸它實(shí)施保護(hù)，故在段表中增加存取方式字段，如果該字段為兩位，則存取屬性是只執(zhí)行、只渤口允許讀/寫。訪問字段A其含義與請(qǐng)求分頁的相應(yīng)字段相同，用于記錄該段被訪問的頻繁程度。提供給置換算法選擇換岀頁面時(shí)參考。修改位M該字段用于表示該頁在進(jìn)入內(nèi)存后是否已被修改過，供置換頁面時(shí)參考。存在位p該字段用于指示本段是否己調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問時(shí)參考。(5)增柑立這是請(qǐng)求分段式管理中所特有的字段，用于表示本段在運(yùn)行過程中是否做過動(dòng)態(tài)增長。(6)外存始址指示本段在外存中的起始地址，即起始盤塊號(hào)。試說明引起進(jìn)程被撤消的主要事件。［答案］引起進(jìn)程被撤銷的主要事件有：(I)正常結(jié)束在任佢J計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都應(yīng)有f用于表示進(jìn)程已經(jīng)運(yùn)行完成的指示；(2)異常結(jié)束在進(jìn)程運(yùn)行期間，由于出現(xiàn)某些錯(cuò)誤和故障而迫使進(jìn)程終止(TerminationofProcess)(包括越界錯(cuò)誤、保護(hù)錯(cuò)、非法指令、特權(quán)指令錯(cuò)、運(yùn)行超時(shí)、等待超時(shí)、算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)、I/O故障)；(3)外界干預(yù)夕卜界干預(yù)并非指在本進(jìn)程運(yùn)行中出現(xiàn)了異常事件，而是指進(jìn)程應(yīng)外界的請(qǐng)求而終止運(yùn)行(包括操作員疝作系統(tǒng)干預(yù)、父進(jìn)程請(qǐng)求、父進(jìn)程終止\什么是近似視頻點(diǎn)播?近似視頻點(diǎn)播的文件應(yīng)如何存放？［答案】(1)近似視頻點(diǎn)播是視頻點(diǎn)播的一種近似,它是每隔一定時(shí)間開始一次播放。(2)在近似視頻點(diǎn)播中，即使電影文件是連續(xù)文件，但在它以24個(gè)數(shù)據(jù)流錯(cuò)時(shí)送出時(shí)，由于每兩個(gè)相鄰的數(shù)據(jù)流都相差9000幀，因此從一條數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)至下f數(shù)據(jù)流時(shí)就需要進(jìn)行尋道。但如果能采用如圖所示的方法，則幾乎可以完全消除尋道操作。其基本思想是’將24路數(shù)據(jù)流中的在同一時(shí)間播放的24幀依次放在一起，作為f記錄寫入磁盤。在播放時(shí)’也將它們一起讀出,這樣就避免了尋道。磁盤塊從磁盤讀出的順序磁道】礎(chǔ)道2俊道3數(shù)據(jù)流241數(shù)據(jù)流231數(shù)據(jù)流151???數(shù)據(jù)流，>:1I°9000130002700036000■4500054000630007200()81000一12070003 ~~ni19001180012700136001450015400163001720018100120700111亠90021800227002360024500254002630027200281002207002|第27002^(大約為電影的第15分鐘)4.何謂“優(yōu)先級(jí)倒置”現(xiàn)象，可采取什么方法來解決？【答案】當(dāng)前OS廣泛采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法和搶占方式，然而在系統(tǒng)中存在著影響進(jìn)程運(yùn)行的資源而可能產(chǎn)生“優(yōu)先級(jí)倒置”的現(xiàn)象，即高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程(或線程)被低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程(或線程)延遲或阻塞。二、應(yīng)用題5.已知T0時(shí)刻系統(tǒng)資源分配情況如下表所示。T0時(shí)刻系統(tǒng)資源分配表堆程MaxAllocationINeedAvailableRIR2R3RlR2R3RlR2R3RlR2R3P1322I00222I1 2P26135 1 1102P33142 1 1I03P44220 02420(I)判斷系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)是否是死鎖狀態(tài)？(2)P2進(jìn)程發(fā)出請(qǐng)求向量Request2[l,0,1],系統(tǒng)能把資源分給它嗎？(3)若在P2進(jìn)程申請(qǐng)資源后，P3逬程發(fā)出請(qǐng)求向量Request3[0,0,1].系統(tǒng)能把資源分給它嗎？【答案】(1)①初始化，令Work=AvailabIe,Finish列全為false。系統(tǒng)資源初始化分配表

進(jìn)程MaxAllocationNeedWorkFinishR1R2R3R1R2R3RlR2R3RlR2R3PI322100222112falseP2613511102falseP3314211103falseP4422002420false②因?yàn)镹eed2WWork,將資源分配給P2進(jìn)程，同時(shí)標(biāo)記FiniSh⑵為true。P2進(jìn)程使用完后將它所占用的全部資源釋放。此時(shí)系統(tǒng)資源分配情況如下表所示。系統(tǒng)將資源分配給P2進(jìn)程進(jìn)程MaxAllocationNeedWorkFinishRlR2R3RlR2R3RlR2R3RlR2R3PI322I00222falseP2613511102623trueP331421\103falseP4422002420false因?yàn)镹eed3WWo「k.將資源分配給P3進(jìn)程，同時(shí)標(biāo)記FiniSh[3]為true。P3進(jìn)程使用完后將它所占用的全部資源釋放，此時(shí)系統(tǒng)資源分配情況如下表所示。系統(tǒng)將資源分配給P2進(jìn)程進(jìn)程MaxAllocationNeedWorkFinishRlR2R3RlR2R3RlR2R3R)R2R3PI322100222falseP2613511102trueP3314211103834trueP4422002420false因?yàn)镹eed4WWork,將資源分配給P4進(jìn)程，同時(shí)標(biāo)記FiniSh[4]為true.P4進(jìn)程使用完后將它所占用的全部資源釋放，此時(shí)系統(tǒng)資源分配情況如下表所示。系統(tǒng)將資源分配給P4進(jìn)程送程MaxAllocationNeedWorkFinishRlR2R3RlR2R3RlR2R3RlR2R3Pl322100222falseP2613511102trueP3314211103trueP4422002420836true因?yàn)镹eed]WWork,將資源分配給P1進(jìn)程，同時(shí)標(biāo)記FiniSh[l|為trae-PUl程使用完后將人所占用的全部資源釋放，此時(shí)系統(tǒng)資源分配情況如下表所示。系統(tǒng)將資源分配給P1進(jìn)程

進(jìn)程MaxAllocationNeedWorkFinishRIR2R3RlR2R3RlR2R3RlR2R3PI322100222936tmeP2613511102(rueP3314211103trueP4__422_002420true⑥此時(shí)Finish列的所有項(xiàng)均為true,故系統(tǒng)沒有死鎖。⑵P2進(jìn)程發(fā)岀請(qǐng)求向量Request2[l,0,1],假定系統(tǒng)先將資源分配給P2進(jìn)區(qū)由第⑴題的解題過程可以看岀，此時(shí)系統(tǒng)存在一個(gè)安全序列(P2,P3,P4,P1).故系統(tǒng)可把資源分配給P2進(jìn)程。(3)①在P2進(jìn)程申請(qǐng)資源后，P3進(jìn)程發(fā)出請(qǐng)求向量ReqUeSt3[0,0,1|，假定系統(tǒng)先將資源分配給P3進(jìn)程。此時(shí)Available=(0,1,0\初始化,令Work=Available,Finish列全為false。系統(tǒng)將資源分配給P3進(jìn)程進(jìn)程MaxAllocaiionNeedWorkFinishRlR2R3RlR2R3RlR2R3RlR2R3falseP!322100222010falseP2613612001falseP3314212102falseP4422002420false②此時(shí)因?yàn)檎也坏絅eediWWork的進(jìn)程，故系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。因此不能將資源分配給P3。2017年河北工程大學(xué)操作系統(tǒng)（同等學(xué)力加試）考研復(fù)試核心題庫（三）說明：本資料為學(xué)員內(nèi)部使用，整理匯編了2017考研復(fù)試重點(diǎn)題及歷年復(fù)試?？碱}型。一、綜合題I-對(duì)多中斷源的兩種處理方式分別用于何種場(chǎng)合？【答案】（1）屏蔽（禁止）中斷當(dāng)處理機(jī)正在處理f中斷時(shí),將屏蔽掉所有的中斷，即處理機(jī)對(duì)任何新到的中斷請(qǐng)求，都暫時(shí)不予理睬，而讓它們等待。直到處理機(jī)已完成本次中斷的處理后，處理機(jī)再去檢査是否有中斷發(fā)生。若有，再去處理新到的中斷，若無，則返回被中斷的程序。在該方法中，所有中斷都^按順序依次處理。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，但不能用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的中斷請(qǐng)求。（2）嵌套中斷在設(shè)置了中斷優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)中，通常按這樣的規(guī)則來進(jìn)行優(yōu)先級(jí)控制當(dāng)同時(shí)有多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU優(yōu)先響應(yīng)最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求；高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求可以搶占正在運(yùn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷的處理機(jī)，該方式類似于基于優(yōu)先級(jí)的搶占式進(jìn)程調(diào)度。何謂提前讀和廷遲寫？【答案】（1）提讀的定乂提前讀是指用戶（進(jìn)程）對(duì)文件進(jìn)行訪問時(shí)，經(jīng)常采用順序訪問方式，即順序地訪問文件各盤塊的數(shù)據(jù)。在這種情況下，在讀當(dāng)前塊時(shí)可以預(yù)知下一次要讀的盤塊。因此，可以采取預(yù)先讀方式，即在讀當(dāng)前塊的同時(shí)，還要求將下一個(gè)盤塊（提前讀的塊）中的數(shù)據(jù)也讀入緩）中區(qū)。這樣,當(dāng)下一次要讀該盤塊中的數(shù)據(jù)時(shí)，由于該瓣已被提前讀入緩沖區(qū)，因而此時(shí)便可直接從緩）中區(qū)中取得下一盤塊的數(shù)據(jù)，而不需再去啟動(dòng)磁盤1/0,從而大大減少了讀數(shù)據(jù)的時(shí)間。這也就等效于提高了磁盤I/O的灘。（2）延遲寫的定義延遲寫是指在緩沖區(qū)中的瓣，本應(yīng)立即寫回磁盤，但考慮到該緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)在不久之后可能還會(huì)再被本進(jìn)程或其它進(jìn)程訪問（共享資源、因而并不立即將該緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入磁盤,而是將它掛在空閑緩沖區(qū)隊(duì)列的末尾。隨著空閑緩沖區(qū)的使用，緩沖區(qū)也緩緩?fù)耙苿?dòng)，直至移到空閑緩沖隊(duì)列之首。當(dāng)再有進(jìn)程申請(qǐng)到該緩沖區(qū)時(shí)，才將該緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入磁盤，而把該緩沖區(qū)作為空閑緩沖區(qū)分配出去。當(dāng)該緩沖區(qū)仍在隊(duì)列中時(shí)，任何訪問該麒的進(jìn)程,都可直接讀出其中的數(shù)據(jù)而不必去訪問磁盤。這樣，又可進(jìn)T減小等效的磁盤I/O時(shí)間。為什么說can-EDF算法既能滿足實(shí)時(shí)性要求，又可獲得較好的性能？［答案】性能因素和實(shí)時(shí)因素經(jīng)常會(huì)發(fā)生矛盾。為了滿足前者，往往會(huì)錯(cuò)過最終時(shí)限。反之,為了滿足后者，則又會(huì)增加總尋道時(shí)間。Scan-EDF算法同時(shí)考慮這兩個(gè)因素，并將這兩個(gè)因素結(jié)

合起來，以達(dá)到既能基本上滿足實(shí)時(shí)性要求，又可獲得較好性能的目的。該算法的基本思想是，基于實(shí)時(shí)因素是硬性要求的這一特性，先考慮截止時(shí)間要求，將多個(gè)截止時(shí)間相近的磁盤請(qǐng)求放在一個(gè)組中，由此可以形成若干個(gè)組，在每一個(gè)組中再按照磁道序號(hào)進(jìn)行排序。4.為什么說依靠提高CPL時(shí)鐘頻率提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的方法已接近了極限？【答案】因?yàn)镃PU所運(yùn)算的指令或數(shù)據(jù)及其結(jié)果都是以電子信號(hào)的方式，通過傳輸介質(zhì)送入或送出。因此’在f時(shí)鐘周期內(nèi)’應(yīng)至少保證信號(hào)在傳輸介質(zhì)中能完成一個(gè)往返的傳輸。換言之,CPU的時(shí)鐘頻率將受限于信號(hào)在介質(zhì)上的傳輸時(shí)間。電子信號(hào)在真空中的傳輸速度是30cm/ns,而在銅線或光纖中的傳輸速度大約是20cm/me這意味著，對(duì)于1GHz的計(jì)算機(jī)，信號(hào)的路徑長度不能超過200卩m,對(duì)于100GHz的計(jì)算機(jī)’則不能超過2mm;對(duì)于1000GHz(ITnz)的計(jì)算機(jī)，則傳輸介質(zhì)的長度必須在I。叩m以下。顯然，這對(duì)縮小元器件體積的要求越來越高。二、應(yīng)用題5.系統(tǒng)盤塊大小為S12B(字節(jié))，盤塊編號(hào)長4B.文件說明中可存放10個(gè)盤塊編號(hào)。關(guān)于文件大小有如下統(tǒng)計(jì)結(jié)果：占40%占占40%占30%占20%占8%占2%512BC文件大小W3KB3KB〈文件大小W64KB64KB〈文件大小W192KB192KB〈文件大小W8MB試為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件的物理結(jié)構(gòu)，使訪問文件時(shí)具有盡可能小的平均訪問磁盤次數(shù)，并計(jì)算其平均訪問磁盤次數(shù)。［答案】此文件系統(tǒng)應(yīng)采用多級(jí)索引。先將文件大?；癁楸P塊個(gè)數(shù)，考慮到f索引塊可索引128個(gè)盤塊。因此文件說明中可用編號(hào)aO^a5共6個(gè)標(biāo)號(hào)索引6個(gè)盤塊。用編號(hào)a6^a8共3個(gè)標(biāo)號(hào)索引3個(gè)二級(jí)塊，共3X128=384個(gè)盤塊。用編號(hào)艘可索引1個(gè)三級(jí)塊，共1X128X128=16K個(gè)盤塊。關(guān)于文件大小有如下統(tǒng)計(jì)結(jié)果：占40%占30%占40%占30%占20%128個(gè)盤塊〈文件大小W384個(gè)盤塊占8%384個(gè)盤塊〈文件大小W16K個(gè)盤塊占2%其平均訪問破盤次數(shù)=(40%+30%)Xl+(20%+8%)X2+2%X3=1.32【解析】采用間接索引(多重索引)，也就是在索引表所指的物理塊中存放的不是文件信息,而是裝有這些信息的物理塊地址。這樣，如果一個(gè)物理塊可裝下，n個(gè)物理塊地址的話，則經(jīng)過一級(jí)間接索引,可尋址的文件長度將變?yōu)閚Xn塊。如果文件長度還大于nXn塊的話，還可以進(jìn)行類似的擴(kuò)充，即二級(jí)間接索引。本題要根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的邊界條件來求岀直接索引、一級(jí)索引和二級(jí)索引的塊數(shù)。1個(gè)盤塊〈文件大小W6個(gè)盤塊6個(gè)盤塊〈文件大小W128個(gè)盤塊20172017年河北工程大學(xué)操作系統(tǒng)(同等學(xué)力加試)考研復(fù)試核心題庫(五)說明：本資料為學(xué)員內(nèi)部使用，整理匯編了2017考研復(fù)試重點(diǎn)題及歷年復(fù)試?？碱}型。一、綜合題?實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)健問題是什么？應(yīng)如何解決？【答案】(1)實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題為實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)，必須解決的關(guān)鍵問題是如何使用戶能與自己的作業(yè)進(jìn)行交互，即當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)接收并及時(shí)處理該命令，再將結(jié)果返回給用戶。(2)解決方案及時(shí)接收問題針對(duì)及時(shí)接收問題，解決辦法是在系統(tǒng)中配置一個(gè)多路卡，多路卡的作用是使主機(jī)能同時(shí)接收不同用戶從終端上輸入的數(shù)據(jù)。此外，還須為每個(gè)終端配置一個(gè)緩沖區(qū)，用來暫存用戶鍵入的命令(或蟾X及時(shí)處理問題針對(duì)及時(shí)處理問題，各個(gè)用戶的作業(yè)應(yīng)該直接進(jìn)入內(nèi)存，并且規(guī)定每個(gè)作業(yè)只運(yùn)行一個(gè)很短的時(shí)間片，然后暫停該作業(yè)的運(yùn)行，并立即調(diào)度下—作業(yè)運(yùn)行。.試說明如何利用“L=S”準(zhǔn)則來調(diào)節(jié)缺頁率，以避免“抖動(dòng)”的發(fā)生?！敬鸢浮緿enning于1980年提岀丁'L=S”的準(zhǔn)則來調(diào)節(jié)多道程序度，其中L是缺頁之間的平均時(shí)間’S是平均缺頁服務(wù)時(shí)間，即用于置換一個(gè)頁面所需的時(shí)間。如果是L遠(yuǎn)比S人，說明很少發(fā)生缺頁，磁盤的能力尚未得到充分的利用；反之，如果是L比S小，則說明頻繁發(fā)生缺頁，缺頁的速度已超過磁盤的處理能力。只有當(dāng)L與S接近時(shí)，磁盤和處理機(jī)都可達(dá)到它們的最大《用率。理論和實(shí)踐都已證明，利用“L=S”準(zhǔn)則，對(duì)于調(diào)節(jié)缺頁率是十分有效的。3.何謂成組調(diào)度方式？按進(jìn)程平均分配處理器和按線程平均分配處理器時(shí)間的方法’哪個(gè)更有效？［答案】為了解決在自調(diào)度方式中線程被頻繁切換的問題，Leutenegge「提出了成組調(diào)度方式。該方式將一個(gè)進(jìn)程中的一組線程分配到一組處理器上去執(zhí)行。在成組調(diào)度時(shí)，如何為應(yīng)用程序分配處理器時(shí)間，可考慮采用以下兩種方式：(1)面向所有應(yīng)用程序平均分配處理器時(shí)間假定系統(tǒng)中有N個(gè)瞧幅口M個(gè)應(yīng)用程序，每個(gè)應(yīng)用程序中至多含有N個(gè)線程，則每個(gè)應(yīng)用程序至多可有1/M的時(shí)間去占有N個(gè)處理機(jī)。例如，有4臺(tái)處理器及兩個(gè)應(yīng)用程序，其中，應(yīng)用程序A中有4個(gè)線程，應(yīng)用程序B中有一個(gè)線程。這樣，每個(gè)應(yīng)用程序可占用4臺(tái)處理機(jī)一半(1/2)的時(shí)間。圖(a)示出了此時(shí)處理器的分配情況。由圖可看出，使用這種分配方式，在應(yīng)用程序A運(yùn)行時(shí)，4臺(tái)處理器都在忙碌；而應(yīng)用程序B運(yùn)行時(shí)，則只有1臺(tái)處理器忙碌，其它3臺(tái)空閑。因此,將有3/8的處理器時(shí)間(即37.5%)被浪費(fèi)了。應(yīng)用程序A 應(yīng)用程序B 應(yīng)用程序A 應(yīng)用程序B處理器1線程1線程1處理器1線程1線程1處理器2線程2空用處理器2線程2空閑處理器3線程3空閑處理器3線程3空閑處理器4線程4空閑處理器4線程4空閑1/2 1/2(a)浪費(fèi)37.5%4/5 1/5(b)浪費(fèi)15%圖 兩種分配處理機(jī)時(shí)間的方法(2)面向所有線程平均分配處理機(jī)時(shí)間由于應(yīng)用程序A中有4個(gè)線程，應(yīng)用程序B中只有1個(gè)線程，因此，應(yīng)為應(yīng)用程序A分配4/5的時(shí)間，只為應(yīng)用程序B分配1,5的時(shí)間，如圖(b)所示。此時(shí)，將只有15%的處理機(jī)時(shí)間被浪費(fèi)?？梢姡淳€程平均分配處理機(jī)時(shí)間的方法更有效。.如何利用自旋鎖來實(shí)現(xiàn)對(duì)總線的互斥訪問？它與信號(hào)量的主要差別是什么？【答案】(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)總線互斥訪問的方法利用自旋鎖實(shí)現(xiàn)對(duì)總線互斥訪問的方法是:在總線上設(shè)置一個(gè)自旋鎖’該鎖最多只能被一個(gè)內(nèi)核進(jìn)程持有。當(dāng)一個(gè)內(nèi)核進(jìn)程需要使用總線，對(duì)某個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫訪問時(shí)，先請(qǐng)求自旋鎖，以獲得對(duì)總線的使用權(quán)。如果該鎖被占用，那么這個(gè)進(jìn)程就會(huì)一直進(jìn)行“旋轉(zhuǎn)"，循環(huán)測(cè)試鎖的狀態(tài)，直到自旋鎖重新可用。如果鎖未被占用，請(qǐng)求該鎖的內(nèi)核進(jìn)程便能立刻得到它，并且繼續(xù)執(zhí)行，直到完成對(duì)指定存儲(chǔ)單元的讀寫操作后，釋放該鎖?？梢?，自旋鎖可以在缶可時(shí)刻防止多個(gè)內(nèi)核進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)，因此可有效地避免多處理機(jī)上并發(fā)運(yùn)行的內(nèi)核進(jìn)程對(duì)總線資源的競(jìng)爭(zhēng)。(2)自旋鎖與信號(hào)量的主要綁自旋鎖與信號(hào)量的主要差別在于:自旋鎖可避免調(diào)用進(jìn)程阻塞。由于自旋鎖使用者一般保持鎖時(shí)間非常短，調(diào)用進(jìn)程用“旋轉(zhuǎn)”來取代進(jìn)程切換。而我們知道進(jìn)程切換需要花費(fèi)一定開銷，并且會(huì)使高速緩存失效，直接影響系統(tǒng)的性能，因此將自旋鎖應(yīng)用于對(duì)總線資源的競(jìng)爭(zhēng)，其效率遠(yuǎn)高于信號(hào)量機(jī)制’且在多處理器環(huán)境中非常方便。二、應(yīng)用題.分頁式存儲(chǔ)空間的分配由于塊的大小是固定的，可以用一張位示圖來構(gòu)成主存分配表?，F(xiàn)設(shè)主存有8192塊，可用字長為32位的2S6個(gè)字作為位示圖。若塊號(hào)、字號(hào)、位號(hào)(從高位到低位)分別從1、0、0開始，試問5999塊對(duì)應(yīng)的字號(hào)和位號(hào)？199字的19位對(duì)應(yīng)哪一塊？【答案】5999/32=187字5999mo<132=15位199X32+19一、綜合題I-何謂路徑名和當(dāng)前目錄？【答案】(1)路徑名(pathname)在樹形結(jié)構(gòu)目錄中，從根目錄到任何數(shù)據(jù)文件都只有f唯一的通路。在該路徑上，從樹的根(即主目錄開始，把全部目錄文件名與數(shù)據(jù)文件名依次地用“,"連接起來，即構(gòu)成該數(shù)據(jù)文件唯一的路徑名。(2)當(dāng)前目錄為了提高文件的檢索速度，文件系統(tǒng)向用戶提供了—當(dāng)前正在使用的目錄，稱為當(dāng)前目錄。2.為了實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備控制器問的通信’設(shè)備控制器應(yīng)具備哪些功能？［答案］設(shè)備控制器應(yīng)具備的功能包括(I)接