操作系統(tǒng)B卷及答案

1、.操作系統(tǒng)試卷B題號(hào)一二三四五六分?jǐn)?shù)閱卷人本題得分：一、 填空題（ 20 分，每空 1 分）1、操作系統(tǒng)的基本功能包括管理、管理、管理、_管理，除此之外還為用戶使用操作系統(tǒng)提供了用戶接口。2、P.V 操作當(dāng)為操作時(shí)，它們同處于同一進(jìn)程；當(dāng)為操作時(shí)，則不在同一進(jìn)程中出現(xiàn)。3、臨界資源是指，而臨界區(qū)是指。4、I/O 型進(jìn)程是指，而 CPU 型進(jìn)程是指。5、當(dāng)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法的時(shí)間片足夠大時(shí)， 這個(gè)算法就等同于算法。6、重定位的方式有和兩種。7、在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中， 邏輯地址的主要內(nèi)容由和構(gòu)成。8、一個(gè)文件的大小為9130 個(gè)字節(jié)，假設(shè)每個(gè)物理塊的大小為4096 個(gè)字節(jié)，那么這個(gè)文件需要個(gè)物理塊存放

2、。9、一般情況下， FCB 中的內(nèi)容有、和等。本題得分：二、 選擇題（ 20 分，每題 2 分）1、在 WINDOWS 98操作系統(tǒng)中，用戶在用word 輸入文字的同時(shí)用real player;.看電影，那么， word 和 real player這兩個(gè)進(jìn)程是執(zhí)行。（1）并行（2）串行（3）順序（ 4）并發(fā)2、一般來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)首先需要有。(1)更大的內(nèi)存(2)更快的外部設(shè)備(3) 更快的 CPU(4)更先進(jìn)的終端3、采用 Microkernel結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)有。（ 1） DOS（ 2） WINDOWS XP（ 3） WINDOWS 98（ 4） Linux4、一般情況下，

3、互斥信號(hào)量的初值一般為。（ 1）0 （2）1 （3） 2 （4）45、銀行家算法是一種算法。（ 1）死鎖解除（ 2）死鎖避免（ 3）死鎖檢測(cè)（ 4）死鎖預(yù)防6、作業(yè)調(diào)度又稱(chēng)為。（ 1）進(jìn)程調(diào)度（2）短程 (short-term)調(diào)度（ 3）長(zhǎng)程 (long-term)調(diào)度（4）中程 (medium-term) 調(diào)度7、在段頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，內(nèi)存分配的單位是。（ 1）頁(yè)框（2）段（ 3）段頁(yè)（4）區(qū)8、在可變分區(qū)式存儲(chǔ)管理中，有利于大作業(yè)運(yùn)行的算法是。（ 1）首次適應(yīng)算法（2）下次適應(yīng)算法（ 3）最佳適應(yīng)算法（4）最壞適應(yīng)算法9、可以分配給多個(gè)進(jìn)程的設(shè)備是。（ 1）共享設(shè)備（2）塊設(shè)備（ 3）

4、獨(dú)占設(shè)備（4）互斥設(shè)備10、假使一個(gè)文件系統(tǒng)所確定的物理塊大小為4K，則一個(gè) 4097 字節(jié)的文件實(shí)際占用的外存空間為。（1）4K（2）8K（3）4097（ 4） 12K本題得分：三、 簡(jiǎn)答題（ 20 分，每題 5 分）;.1、 操作系統(tǒng)的主要部件有哪些？2、請(qǐng)簡(jiǎn)述為什么要在核心I/O 子系統(tǒng)中要引入緩沖機(jī)制（Buffering ）。3、在信號(hào)量 S 上執(zhí)行 P、V 操作時(shí)， S 的值發(fā)生變化，當(dāng) S>0，S=0，S<0 時(shí)，它們的物理意義是什么？ P（S）、V（S）的物理意義又是什么？4、從內(nèi)核角度看，內(nèi)核級(jí)線程和用戶級(jí)線程有什么不同？;.本題得分：四、 (10 分 )請(qǐng)畫(huà)出五狀

5、態(tài)進(jìn)程圖，并說(shuō)明進(jìn)程的狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。本題得分：五、 (10 分 )一個(gè)系統(tǒng)中存在某類(lèi)資源 m 個(gè)，被 n 個(gè)進(jìn)程共享。資源的分配和釋放必須一個(gè)一個(gè)進(jìn)行，請(qǐng)證明在以下兩個(gè)條件下不會(huì)發(fā)生死鎖：;.每個(gè)進(jìn)程需要資源的最大數(shù)在1m 之間；所有進(jìn)程需要的資源總數(shù)小于m+n；本題得分：六、 (8 分 )一個(gè)請(qǐng)求式分頁(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)，頁(yè)表存放在內(nèi)存：訪問(wèn)一次內(nèi)存需要100ns如果僅調(diào)入一個(gè)頁(yè)面， 需要花費(fèi) 8ms（內(nèi)存有空頁(yè)面， 或需要進(jìn)行頁(yè)面置換，單被置換的頁(yè)面沒(méi)有修改過(guò)） ；如果調(diào)入一個(gè)頁(yè)面同時(shí)需要進(jìn)行被置換頁(yè)面的寫(xiě)出，則需要 20ms; 假設(shè)頁(yè)面被修改的比例是 60%;請(qǐng)問(wèn)，缺頁(yè)率必須控制在多少

6、以下，才能使得EAT<200ns?;.本題得分：七、 (12 分 )一個(gè)文件有 100 個(gè)磁盤(pán)塊，假設(shè)文件控制塊在內(nèi)存（如果文件采用索引分配 (indexed allocation)，索引表也在內(nèi)存） 。在下列情況下，請(qǐng)計(jì)算在 contiguous, linked, indexed(single-level)三種分配方式下，分別需要多少次磁盤(pán) I/O 操作？（每讀或?qū)懸淮未疟P(pán)塊都需要一次磁盤(pán) I/O 操作）假設(shè)在 contiguous分配方式下，文件頭部無(wú)空閑的磁盤(pán)塊，但文件尾部有空閑的磁盤(pán)塊。假設(shè)要增加的塊信息存放在內(nèi)存中。在文件開(kāi)始處添加一個(gè)磁盤(pán)塊；在文件結(jié)尾處添加一個(gè)磁盤(pán)塊；在文件

7、中間刪除第50 塊磁盤(pán)塊；（假設(shè)磁盤(pán)塊編號(hào)從099）在文件第 50 塊前添加一個(gè)磁盤(pán)塊；（假設(shè)磁盤(pán)塊編號(hào)從099）;.八、 填空題（ 20 分，每空 1 分）1、操作系統(tǒng)的基本功能包括處理機(jī)管理、 存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、 _文件 管理，除此之外還為用戶使用操作系統(tǒng)提供了用戶接口。2、P.V 操作當(dāng)為互斥操作時(shí)，它們同處于同一進(jìn)程；當(dāng)為同步操作時(shí)，則不在同一進(jìn)程中出現(xiàn)。3、臨界資源是指系統(tǒng)中一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源，而臨界區(qū)是指涉及到臨界資源的代碼段。4、/O 型進(jìn)程是指花費(fèi) I/O時(shí)間多于計(jì)算的進(jìn)程，而 CPU 型進(jìn)程是指花費(fèi)計(jì)算多于 I/O時(shí)間的進(jìn)程。5、當(dāng)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法的時(shí)間片足夠大時(shí)

8、， 這個(gè)算法就等同于 FIFO算法。6、重定位的方式有靜態(tài)重定位和 動(dòng)態(tài)重定位兩種。7、在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中， 邏輯地址的主要內(nèi)容由頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移 構(gòu)成。8、一個(gè)文件的大小為9130 個(gè)字節(jié)，假設(shè)每個(gè)物理塊的大小為4096 個(gè)字節(jié)，那么這個(gè)文件需要 3個(gè)物理塊存放。9、一般情況下， FCB 中的內(nèi)容有名稱(chēng)、類(lèi)型、地址和當(dāng)前長(zhǎng)度等。九、 選擇題（ 20 分，每題 2 分）1、在 WINDOWS 98操作系統(tǒng)中，用戶在用word 輸入文字的同時(shí)用real player看電影，那么， word 和 real player這兩個(gè)進(jìn)程是4執(zhí)行。（1）并行（2）串行（3）順序（ 4）并發(fā)2、一般來(lái)說(shuō)，為了

9、實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)首先需要有1。(1)更大的內(nèi)存(2)更快的外部設(shè)備(3)更快的 CPU(4)更先進(jìn)的終端3、采用 Microkernel結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)有 2。（ 1） DOS（ 2） WINDOWS XP（ 3） WINDOWS 98（ 4） Linux4、一般情況下，互斥信號(hào)量的初值一般為2。（1）0 （2）1（3） 2（4）4;.5、銀行家算法是一種2算法。（ 1）死鎖解除（ 2）死鎖避免（ 3）死鎖檢測(cè)（ 4）死鎖預(yù)防6、作業(yè)調(diào)度又稱(chēng)為3。（ 1）進(jìn)程調(diào)度（2）短程 (short-term)調(diào)度（ 3）長(zhǎng)程 (long-term) 調(diào)度（4）中程 (medium-term) 調(diào)度

10、7、在段頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，內(nèi)存分配的單位是1。（ 1）頁(yè)框（2）段（ 3）段頁(yè)（4）區(qū)8、在可變分區(qū)式存儲(chǔ)管理中，有利于大作業(yè)運(yùn)行的算法是3（ 1）首次適應(yīng)算法（2）下次適應(yīng)算法（ 3）最佳適應(yīng)算法（4）最壞適應(yīng)算法9、可以分配給多個(gè)進(jìn)程的設(shè)備是1。（ 1）共享設(shè)備（2）塊設(shè)備（ 3）獨(dú)占設(shè)備（4）互斥設(shè)備10、假使一個(gè)文件系統(tǒng)所確定的物理塊大小為4K，則一個(gè) 4097 字節(jié)的文件實(shí)際占用的外存空間為 2。（1）4K（2）8K（3）4097（ 4） 12K十、 簡(jiǎn)答題（ 20 分，每題 5 分）2、 操作系統(tǒng)的主要部件有哪些？操作系統(tǒng)的部件主要有：進(jìn)程管理主存管理二級(jí)儲(chǔ)存器管理I/O 系統(tǒng)管

11、理文件管理保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理命令解釋器系統(tǒng)2、請(qǐng)簡(jiǎn)述為什么要在核心I/O 子系統(tǒng)中要引入緩沖機(jī)制（Buffering ）。引入緩沖的主要原因：（ 1） 緩和 CPU與 I/O 設(shè)備間速度不匹配的矛盾。（ 2） 減少對(duì) CPU的中斷頻率，放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制。;.（ 3） 提高 CPU與 I/O 設(shè)備之間的并行性。3、在信號(hào)量 S 上執(zhí)行 P、V 操作時(shí)， S 的值發(fā)生變化，當(dāng) S>0，S=0，S<0 時(shí)，它們的物理意義是什么？ P（S）、V（S）的物理意義又是什么？ S>0: 有資源可用；S=0:沒(méi)有資源可用；S<0:有進(jìn)程在等待資源；P(S): 當(dāng)有 S 資源可用時(shí)

12、， S 減一；如果沒(méi)有S 資源可用時(shí)，阻塞當(dāng)前進(jìn)程；V(S): 當(dāng)資源不再使用時(shí)， S 加一；如果有進(jìn)程因?yàn)榈却?dāng)前資源而阻塞，需要喚醒他們。4、從內(nèi)核角度看，內(nèi)核級(jí)線程和用戶級(jí)線程有什么不同？用戶級(jí)線程僅存在于用戶級(jí)中，它的創(chuàng)建、撤消和切換都不利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)，與內(nèi)核無(wú)關(guān)，相應(yīng)的，內(nèi)核也不知道有用戶級(jí)線程存在。內(nèi)核級(jí)線程依賴(lài)于內(nèi)核，無(wú)論用戶進(jìn)程中的線程還是系統(tǒng)進(jìn)程中的線程，其創(chuàng)建、撤消、切換都由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。在內(nèi)核中保留了一張 線程控制塊 ，內(nèi)核根據(jù)控制塊感知線程的存在并對(duì)其進(jìn)行控制。（1）線程的調(diào)度與切換速度 內(nèi)核支持線程的調(diào)度和切換與進(jìn)程的調(diào)度和切換十分相似。 對(duì)于用戶級(jí)線程的切換， 通常是

13、發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用程序的多線程之間，這時(shí)，不僅無(wú)須通過(guò)中斷進(jìn)入 OS的內(nèi)核，而且切換的規(guī)則也遠(yuǎn)比進(jìn)程調(diào)度和切換的規(guī)則簡(jiǎn)單。因此，用戶級(jí)線程的切換速度特別快。（2）系統(tǒng)調(diào)用當(dāng)傳統(tǒng)的用戶進(jìn)程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，要由用戶態(tài)轉(zhuǎn)入核心態(tài)，用戶進(jìn)程將被阻塞。 當(dāng)內(nèi)核完成系統(tǒng)調(diào)用而返回時(shí)， 才將該進(jìn)程喚醒，繼續(xù)執(zhí)行。而在用戶級(jí)線程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，由于內(nèi)核并不知道有該用戶級(jí)線程的存在， 因而把系統(tǒng)調(diào)用看作是整個(gè)進(jìn)程的行為，于是使該進(jìn)程等待， 而調(diào)度另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行，同樣是在內(nèi)核完成系統(tǒng)調(diào)用而返回時(shí)，進(jìn)程才能繼續(xù)執(zhí)行。如果系統(tǒng)中設(shè)置的是內(nèi)核支持線程， 則調(diào)度是以線程為單位。 當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)， 內(nèi)核把

14、系統(tǒng)調(diào)用只看作是該線程的行為， 因而阻塞該線程， 于是可以再調(diào)度該進(jìn)程中的其他線程執(zhí)行。十一、請(qǐng)畫(huà)出五狀態(tài)進(jìn)程圖，并說(shuō)明進(jìn)程的狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。解：就緒 運(yùn)行 : 被調(diào)度程序選中運(yùn)行 就緒 : 時(shí)間片到時(shí) ,或有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程出現(xiàn)運(yùn)行 等待 : 等待某事件發(fā)生等待 就緒 : 等待的事件發(fā)生了;.十二、 一個(gè)系統(tǒng)中存在某類(lèi)資源 m 個(gè)，被 n 個(gè)進(jìn)程共享。 資源的分配和釋放必須一個(gè)一個(gè)進(jìn)行，請(qǐng)證明在以下兩個(gè)條件下不會(huì)發(fā)生死鎖：每個(gè)進(jìn)程需要資源的最大數(shù)在1m 之間；所有進(jìn)程需要的資源總數(shù)小于m+n；證明：假設(shè)進(jìn)程 Pi(0<i<n+1) 需要的資源數(shù)為Ri ，則R1+R2+

15、.+Rn<m+n(1)1 <= Ri <= m(2)假設(shè)進(jìn)程已經(jīng)分配到的資源為Ai(0<i<n+1) ，則Ai<=Ri假設(shè)當(dāng)前發(fā)生了死鎖，則A1+A2+.+An=mAi<Ri(0<i<n+1)也就是Ai+1<=Ri則A1+A2+.+An+n<=R1+R2+.+Rn即m+n<=R1+R2+.+Rn和（ 1）矛盾，死鎖不成立。十三、一個(gè)請(qǐng)求式分頁(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)，頁(yè)表存放在內(nèi)存：訪問(wèn)一次內(nèi)存需要100ns如果僅調(diào)入一個(gè)頁(yè)面， 需要花費(fèi) 8ms（內(nèi)存有空頁(yè)面， 或需要進(jìn)行頁(yè)面置換，單被置換的頁(yè)面沒(méi)有修改過(guò)） ；如果調(diào)入一個(gè)頁(yè)面同時(shí)需要進(jìn)

16、行被置換頁(yè)面的寫(xiě)出，則需要 20ms; 假設(shè)頁(yè)面被修改的比例是 60%;請(qǐng)問(wèn)，缺頁(yè)率必須控制在多少以下，才能使得EAT<200ns?解：假設(shè)缺頁(yè)率為 f_rate,則，EAT=(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)如 EAT<200,則，(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)<200 100-100*f_rate+15200*f_rate<200151*f_rate<1f_rate<1/151;.即缺頁(yè)率小于 0.66%。十四、 4 一個(gè)文件有 100 個(gè)磁盤(pán)塊，假設(shè)文件控制塊在內(nèi)存（如果文件采用索引分配 (indexed allocation)，索引表也在內(nèi)存） 。在下列情況下，請(qǐng)計(jì)算在 contiguous, linked, indexed(single-level)三種分配方式下，分別需要多少次磁盤(pán) I/O 操作？（每讀入或?qū)懭胍粋€(gè)磁盤(pán)塊都需要一次磁盤(pán) I/O 操作） (10%)假設(shè)在 contiguous分配方式下，文件頭部無(wú)空閑