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文檔簡介
1、1. 操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計技術(shù)提高CPU和外部設(shè)備的( A )。A. 利用率 B. 可靠性 C. 穩(wěn)定性 D. 兼容性2. 建立進程就是( B )。A. 建立進程的目標(biāo)程序 B. 為其建立進程控制塊C. 建立進程及其子孫的進程控制塊 D. 將進程掛起3. 文件系統(tǒng)用( C )組織文件。A. 堆棧 B. 指針 C. 目錄 D. 路徑 4臨界區(qū)是( C )。A. 一段共享數(shù)據(jù)區(qū) B. 一個緩沖區(qū)C. 一段互斥執(zhí)行的程序段 D. 一個互斥資源 5進程之間的直接制約關(guān)系主要源于(A )。A進程間的合作 B 進程間共享資源 C 進程調(diào)度 D 進程間通信 7下列調(diào)度算法中,滿足短進程又不會產(chǎn)生饑餓現(xiàn)
2、象的是(D )。A先來先服務(wù) B 優(yōu)先權(quán)優(yōu)先 C時間片輪轉(zhuǎn) D 非搶占短進程優(yōu)先 8一個計算機系統(tǒng)虛存的最大容量是由( C )決定的。A. 主存的容量 B. 輔存的容量C. 主存容量 +輔存容量D. 計算機的地址機構(gòu)9最佳適應(yīng)算法的空閑區(qū)按(C )排序。A 地址遞增 B 地址遞減 C 容量遞增 D 容量遞減 10當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生死鎖時有效的操作是(B )A提高部分進程的優(yōu)先權(quán)B 撤銷部分進程C增大磁盤交換區(qū)容量D 修改頁表11下列算法中可用于磁盤移臂調(diào)度算法的是(B )。A LRU 算法 B電梯調(diào)度算法C時間片輪轉(zhuǎn)法D 響應(yīng)比高者優(yōu)先算法12下列進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中,( D )是不可能的。 A運行態(tài)就緒
3、態(tài) B 運行態(tài)等待態(tài) C等待態(tài)就緒態(tài)D等待態(tài)運行態(tài)13存儲器管理方法中,不產(chǎn)生外部“零頭”的是(A )。A 頁式管理B 段式管理 C連續(xù)管理 D動態(tài)分區(qū)管理14分段虛擬存儲管理中,當(dāng)查找的段不在(B) ,要產(chǎn)生缺段中斷。A 虛擬存儲器 B主存C 高速緩存 D輔存15文件在邏輯組織方式上可分為記錄文件和( B )。A 索引文件 B流式文件 C 字符文件 D讀寫文件二、填空題:(每空 1分,共 15 分) 1 高級進程通信方式有三種共享存儲器 、 消息傳遞 和 管道2 并發(fā)和 共享 是操作系統(tǒng)的兩個最基本的特征 , 兩者之間互為存在條件。3 引入線程的系統(tǒng)中,調(diào)度和分派的基本單位是線程 ,擁有資源
4、的基本單位是進程 。4 進程運行滿一個時間片后讓出中央處理器,它的狀態(tài)應(yīng)變?yōu)榫途w 狀態(tài)。5 在文件系統(tǒng)中,文件的外存分配方法有連續(xù)分配、鏈接分配 和 索引分配 三種。6 在進行設(shè)備分配時所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有設(shè)備控制表、控制器控制表 、 通道控制表 和系統(tǒng)設(shè)備表。7 產(chǎn)生死鎖的原因是競爭資源 和 進程推進順序非法(不當(dāng)) 。8磁盤的訪問時間由 尋道時間 、磁盤旋轉(zhuǎn)時間 和 數(shù)據(jù)傳輸時間 三部分組成。三多選擇題(多選、少選及選錯不給分。每題 2 分,共 10 分)1一個正在運行的進程調(diào)用 P(S) 后,若 S 的值為( AC ),則該進程可繼續(xù)運行。AS>0B S<0CS=0D S02 進
5、程具有哪些特性( ABCD )。A動態(tài)性 B 共享性 C 并發(fā)性 D 獨立性3. 段式和頁式存儲管理的有實質(zhì)上的不同,表現(xiàn)為( BCD )。A頁式是連續(xù)的,段式可以不連續(xù)B頁式的地址是一維的,段式的地址是二維的C頁的大小是系統(tǒng)確定的,段的大小是用戶確定的D各頁可以分散存放在主存,每段必須占用連續(xù)的主存空間4在文件系統(tǒng)中,為實現(xiàn)文件保護一般應(yīng)采用下面哪些方法。( ABCD )A 口令B 密碼 C 訪問控制 D 復(fù)制5. 從資源分配角度,操作系統(tǒng)把外部設(shè)備分為 ( ABD ) 。A獨占型設(shè)備 B 共享型設(shè)備 C 塊設(shè)備D虛擬設(shè)備四、簡答題:(每個 5 分,共 20 分)1進程和程序有哪些區(qū)別和聯(lián)系
6、?每一個進程由 PCB、程序和數(shù)據(jù)集合組成 ,這說明程序是進程的一部分 , 是進程的實體。 進程和程序的區(qū)別:進程是動態(tài)的 , 而程序靜態(tài)概念。一個進程可以執(zhí)行一個或幾個程序,反之 , 同一程序可能由幾個進程同時執(zhí)行。程序可作為軟件資源長期保留 , 而進程是程序的一次執(zhí)行過程 , 是暫時的。進程具有生命期。進程具有并發(fā)性 , 能與其它進程并發(fā)運行。而程序不具備這種特征。 進程是一個獨立的運行單位 , 也是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。因此,進程具有獨立性 ,但有時進程間又具有相互制約性。 注意 :說進程是一個獨立的運行單位 ,是指在不 具有線程的系統(tǒng)中而言的 ,在引入線程的系統(tǒng)中 ,進
7、程不再是運行的基本單位 , 只是資源分配的基本單 位。2以打印機為例說明 SPOOLing的工作原理 , 系統(tǒng)如何利用 SPOOLing技術(shù)將打印機模擬為虛擬打印機? 當(dāng)某進程要求打印輸出時 , 操作系統(tǒng)并不是把某臺實際打印機分配給該進程, 而是在磁盤上輸出井中為其分配一塊區(qū)域 ,該進程的輸出數(shù)據(jù)高速存入輸出井的相關(guān)區(qū)域中 , 而并不直接在打印機上輸出。輸出井上的相 關(guān)區(qū)域相當(dāng)于一臺虛擬的打印機 , 各進程的打印輸出數(shù)據(jù)都暫時存放在輸出井中, 形成一個輸出隊列。最后 ,由 SPOOLing 的緩輸出程序依次將輸出隊列中的數(shù)據(jù)實際地打印輸出。這樣, 從用戶的角度來看 ,他似乎獨占一臺打印機 ,
8、可以隨時根據(jù)運行的情況輸出各種結(jié)果 ;但從系統(tǒng)的角度 來看, 同一臺打印機又可以分時地為每一個用戶服務(wù)。用戶進程實際上獲得的是虛擬設(shè)備。SPOOLing系統(tǒng)的引入緩和了 CPU與設(shè)備的速度的不均勻性 , 提高了 CPU與設(shè)備的并行程度。3寫出動態(tài)分區(qū)存儲管理方式中收回主存空間時的四種可能情況。(1)被收回區(qū)既無上鄰空閑區(qū)又無下鄰空閑區(qū)。(2)被收回區(qū)有上鄰空閑區(qū)。(3)被收回區(qū)有下鄰空閑區(qū)。(4)被收回區(qū)既有上鄰空閑區(qū)又有下鄰空閑區(qū)。4簡述產(chǎn)生死鎖的四個必要條件。(1)互斥條件 : 進程應(yīng)互斥使用資源, 任一時刻一個資源僅為一個進程獨占, 若一個進程請求一個已被占 用的資源時,它被置成等待狀態(tài)
9、,直至占用者釋放已占有 資源。(2)占有和等待條件 : 一個進程請求資源得不到滿足時,不釋放已占有的資源。(3)不剝奪條件 : 任一進程不能從另一進程那里搶奪資源, 即已被占用的資源, 只能由占用進程自己來釋 放。(4)循環(huán)等待條件 : 存在一個循環(huán)等待鏈, 其中,每一個進程分別等待它一個進程所持有的資源, 造成永 遠等待。五、綜合題: (每題 10 分,共 40 分)1. 假定某請求頁式虛擬系統(tǒng)中,某進程運行時訪問頁面的順序是1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5,若采用 FIFO調(diào)度算法、 LRU調(diào)度算法時分別計算內(nèi)存使用 3 塊時的缺頁 率。答:FIFOm=3 時,共9次缺頁缺頁
10、率 9/121 2341 2512 3 45333 2222 2 442221 1111 3 331 1144 4555 5 55缺缺缺缺缺缺缺 缺 缺LRUm=3時,共10次缺頁缺頁率 10/121 2341 2512 3 45341 2512 3 452234 1251 2 341 1123 4125 1 23缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺2在一個單處理器的計算機系統(tǒng)中,有五個進程P1,P2, P3,P4,P5依次進入就緒隊列,它們的優(yōu)先級和所需要的處理器時間如下表所示:進程名P1P2P3P4P5到達時間02468服務(wù)時間36452寫出采用“先來先服務(wù)”調(diào)度算法和“非搶占式短作業(yè)優(yōu)
11、先“調(diào)度算法時,進程運行的次序、及兩種算法 下系統(tǒng)的平均周轉(zhuǎn)時間。答:( 1)選中進程運行的次序如下: 先來先服務(wù)算法: P1、 P2、 P3、P4、P5 非搶占式的優(yōu)先級算法: P1、P4、P3、 P5、P2(哪個對?) 非搶占式的優(yōu)先級算法: P1、P2、 P5、P4、 P3(哪個對?)( 2)進程在就緒隊列中的平均等待時間為: 先來先服務(wù)算法:( 3791212) 586(ms) 非搶占式短作業(yè)優(yōu)先:( 3711143) 576(ms)3 . 己知某分頁系統(tǒng)統(tǒng) , 主存容量為 64K,頁面大小為 1K,對一個 4頁大的作業(yè) ; 其 0、1、2、3頁分別被分配到 主存的 2、 4、6、7塊
12、中。試將十進制的邏輯地址1023、2500轉(zhuǎn)換成物理地址 (要求畫出地址轉(zhuǎn)換簡圖,并用十進制表示物理地址)。2, 故物理6, 故物理地的互斥和同步,并列出信號量的初值。 答: S1 為空座位的信號量, process 顧客 ;beginS1.VALUE=20,processbeginS2 為已等待顧客的數(shù)量的信號量, S2.VALUE=0 營業(yè)員P(S1)取號;V(S2)S2);叫號服務(wù);S1);、選擇題 ( 每題end ;1 分,共 15 分 )end1下列通信方式中,屬于消息傳遞方式的是()。3AP、V 操作B 緩存通信C信箱通信D Socket分頁存儲管理中,主存的分配是()。A以塊為單
13、位B 以作業(yè)的大小為單位C以物理段為單位D以邏輯記錄為單位4磁盤上的文件以(為單位進行讀寫。A 盤塊B 記錄C磁道D邏輯卷5分時操作系統(tǒng)通常采用C )策略為用戶服務(wù)。A可靠性和靈活性優(yōu)先權(quán)分配C時間片輪轉(zhuǎn)短作業(yè)優(yōu)先6產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是:互斥、()循環(huán)等待(環(huán)路等待)和不剝奪。A請求與阻塞B請求與保持請求與釋放D 釋放與阻塞7 UNIX文件系統(tǒng)對磁盤空間的管理采用)。AFAT表法B位示圖法C空閑塊鏈接法D空閑塊成組鏈接法8文件系統(tǒng)是指(D )。A文件的集合B 文件的目錄C實現(xiàn)文件管理的一組軟件9操作系統(tǒng)的( D ) 管理部分負責(zé)對進程進行調(diào)度。D處理機A主存B控制器C 運算器10從用戶的觀
14、點看,操作系統(tǒng)是(B)。A控制和管理計算機資源的軟件B用戶和計算機之間的接口C合理地組織計算機工作流程的軟件D若干程序按一定結(jié)構(gòu)組成的有體12操作系統(tǒng)是通過(B )對進程進行管理A 進程B進程控制塊C進程啟動程序D進程的程序段D文件、管理文件的軟件及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的總體答:( 1)邏輯地址 1023:1023/1k, 得到頁號為 0, 頁內(nèi)地址為 1023, 查頁表找到對應(yīng)的物理塊號為 地址為 2×1K+1023=3071。( 2)邏輯地址 2500 : 2500/1K ,得到頁號為 2, 頁內(nèi)地址為 452, 查頁表找到對應(yīng)的物理塊號為 址為 6×1K+452=65964、某銀
15、行提供 20 個座位供顧客等待服務(wù)。顧客到達時,如有空座位,則從取號機取號,并等待叫號服 務(wù);如沒有空座位,則不允許進入。營業(yè)員逐一叫號服務(wù)。請用記錄型信號量機制實現(xiàn)顧客和營業(yè)員之間13在存儲管理中,(D ) 可與緊湊技術(shù)配合使用A 頁式管理B段式管理C段頁式管理D動態(tài)分區(qū)管理14虛擬存儲器的最大容量(B )。A 為內(nèi)外存容量之和B 由計算機系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu)決定C 是任意的D 由作業(yè)的地址空間決定15. 在存儲管理中作業(yè)必須占有連續(xù)主存空間的是( D )。A段頁式存儲管理B 頁式存儲管理C 段式存儲管理D 動態(tài)分區(qū)存儲管理二、多項選擇題(每小題 2 分,共 10 分)1 在存儲管理中常用的頁面置
16、換算法是( BCD )。A 最佳置換算法B先進先出算法C最近最久未使用算法D CLOCK算法2 操作系統(tǒng)的管理功能包括( ABCD )A處理機管理B存儲器管理C 設(shè)備管理D文件管理3 下列提法中正確的是( ACD )。A從用戶角度看 , 引入文件系統(tǒng)的主要目的是實現(xiàn)對文件的按名存取。B從用戶角度看 , 引入文件系統(tǒng)的主要目的是實現(xiàn)虛擬存儲。 C訪問索引順序文件時,先進行索引,然后用順序方法進行查詢。D 邏輯記錄是有結(jié)構(gòu)文件存取操作的基本單位。5 I/O 控制方式有( ABCD )。A中斷方式B DMA方式C程序 I/O 方式D通道方式三、填空題:(每空 1 分,共 15 分)1 在單處理機多任
17、務(wù)環(huán)境下,任何時刻只能有 1 個進程處于執(zhí)行狀態(tài),可能有 多 個進程處于就緒狀 態(tài)。2處理死鎖的四種方法: 預(yù)防死鎖 、避免死鎖、檢測死鎖 和 解除死鎖 。3 操作系統(tǒng)中的 SPOOLING技術(shù) , 實質(zhì)是將 獨占 設(shè)備轉(zhuǎn)化為共享設(shè)備的技術(shù)。4在 OS中,信號量機制解決進程間同步 和 互斥 問題的一種方法。5 有一個長度為 6000 個字符的流式文件要存在磁盤上,磁盤的每個盤塊可以存放 512 字節(jié),該文件至少占 用 12 個盤塊。6邏輯文件存放在存儲介質(zhì)上時,如果組織成 索引 文件或 鏈接 文件,則邏輯記錄可不必存放在連續(xù)的 存儲塊中。7. 高級進程通信機制可歸結(jié)為三類 共享存儲器系統(tǒng) 、
18、消息傳遞系統(tǒng) 和 管道通信 。 8進程實體由 進程控制塊 、 程序段 、數(shù)據(jù)段三部分構(gòu)成。四、簡答題:(每個 5 分,共 20 分)1寫出記錄型信號量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)值變化的物理含義。答: type semaphore=recordValue:intger;L:list of process;End;信號量 S 可用來表示共享資源或臨界區(qū)的使用情況,其值的物理含義如下:S >0 時名表示可用的資源數(shù);或表示可使用資源的進程數(shù);或表示允許進人臨界區(qū)的進程數(shù)。S 0 時,表示已無資源可供使用;或表示不允許進程再進人臨界區(qū)。S<0 時, |S| 表示等待使用資源的進程數(shù);或表示等待進人臨界
19、區(qū)的進程數(shù)。2 描述文件系統(tǒng)主要有哪些功能,要解決哪些問題答:文件系統(tǒng)的主要目標(biāo)是提高存儲空間的利用率 ,它要解決的主要問題有 :完成文件存儲空間的管理 , 實現(xiàn) 文件名到物理地址的轉(zhuǎn)換 , 實現(xiàn)文件和目錄的操作 , 提供文件共享能力和安全措施 , 提供友好的用戶接口。 文件系統(tǒng)向用戶提供了有關(guān)文件和目錄操作的各種功能接口和系統(tǒng)調(diào)用 , 如命令接口、程序接口和交互接口 等。3簡述設(shè)備分配的過程。答:首先根據(jù) I/O 請求中的物理設(shè)備名,查系統(tǒng)設(shè)備表 ( SDT),找出 DCT設(shè)備控制,如該設(shè)備忙,則等待, 否則,計算本次分配的安全性,不安全等待,安全分配。從 DCT中找出 COCT,設(shè)備控制器
20、控制表,如控制器忙,則等待,如果不忙,分配。從 COCT中找到 CHCT,通道控制表,如通道忙,則等待,否則分配。且啟動I/O 設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。) 五、綜合題 (每題 10 分,共 40分)1磁盤的某一時刻輸入輸出請求序列(磁道號) 為: 0, 23,5,7,11, 21,2,18, 19,4。當(dāng)前磁道號為10,磁頭移動方向為從小到大。分別用最短尋道時間優(yōu)先,SCAN算法計算平均尋道長度。答:最短尋道: 11,7,5,4,2,0,18,19,21,23 。 3.5SCAN : 11,18,19,21,23,7,5,4,2,0 。 3.6 2. 在一個請求分頁存儲管理系統(tǒng)中 ,一個作業(yè)的頁面走
21、向為 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5, 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)分別為3 時, 試計算采用最佳置換淘汰算法、先進先出淘汰算法時的缺頁率 (假設(shè)開始執(zhí)行時主存中沒有頁面 ), 并比較所得結(jié)果。 答:使用最佳頁面淘汰算法時 , 頁面置換情況如下 :走向4 3 2 1 4 3 5 4 321 5塊14 4 44422塊23 33331塊321555缺頁缺缺缺缺缺缺缺缺頁率為 :7/12 使用先進先出頁面淘汰算法時 , 頁面置換情況如下 : 走向4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5塊 1 4 4 4 1 1 1 5 5 5 塊 23 3 3 4 4 42 2塊 3 2 2 2
22、 3 33 1缺頁 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁率為 :9/12一、選擇題:(每空 2 分,共 20 分)1從總體上說,采用多道程序設(shè)計技術(shù)可以 單位時間的算題量,但對每一個算題,從算題開始到全部完成所需的時間比單道執(zhí)行所需的時間可能要 。 ( B )A、增加 減少 B、增加 延長 C、減少 延長 D 、減少 減少2操作系統(tǒng)的管理資源按性質(zhì)一般分為 、程序和數(shù)據(jù)信息文件。 ( D )A、處理器B 、存儲器C、外設(shè)D、 處理器、存儲器、外設(shè)3進程和程序的一個本質(zhì)區(qū)別是 A、 前者為動態(tài)的,后者為靜態(tài)的;B、前者存儲在內(nèi)存,后者存儲在外存;C、前者在一個文件中,后者在多個文件中;D、前
23、者分時使用 CPU,后者獨占 CPU;4某計算機系統(tǒng)中有 8 臺打印機,有 K 個進程競爭使用,每個進程最多需要3 臺打印機。該系統(tǒng)可能會發(fā)生死鎖的K 的最小值是 。( C )A、2 B 、 3C、 4D 、55.按_分類可將設(shè)備分為塊設(shè)備和字符設(shè)備。( D )A、從屬關(guān)系 B、操作特性C 、共享屬性D、信息交換單位6采用不會產(chǎn)生內(nèi)部碎片。(D )A、分頁式存儲管理B 、分段式存儲管理C、固定分區(qū)式存儲管理D 、段頁式存儲管理7若有 4 個進程共享同一程序段,每次允許 3 個進程進入該程序段,用 PV 操作作為同步機制。則信號量S的取值范圍是 。 ( B )A、 4, 3, 2, 1, 0B
24、、 3,2, 1, 0, -1C、2,1,0,-1 ,-2D、1,0,-1 ,-2 ,-38. 有一個長度為 3000 個字節(jié)的流式文件要存儲在磁盤上,磁盤的每塊可以存放 512 個字節(jié),該文件至少用 塊。 ( B )A、5B、6C、 7D 、30009目錄文件所存放的信息是 。 (D )A、某一文件存放的數(shù)據(jù)信息B 、某一文件的文件目錄C、該目錄中所有數(shù)據(jù)文件目錄D、該目錄中所有子目錄文件和數(shù)據(jù)文件的目錄10設(shè)有 12 個同類資源可供四個進程共享,資源分配情況如表:進程已占用資源數(shù)最大需求數(shù)P124P236P347P414目前剩余資源數(shù)為 2。當(dāng)進程 P1,P2,P3,P4 又都相繼提出申請
25、要求, 為使系統(tǒng)不致死鎖, 應(yīng)滿足 的要求。 ( A )A、P1B、P2C、 P3D、P4二.填空題(每空 1分,共 30 分):1進行設(shè)備分配時所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有 設(shè)備控制表 DCT ,控制器控制表 COCT, 通道控制表 CHCT , 系統(tǒng)設(shè)備表 SDT 。2進程通信根據(jù) 交換信息量的多少 分為高級通信和低級通信, PV 操作屬于 低級通信 。3如果信號量 S的值 >0 ,q 進程對 S信號量執(zhí)行 P操作后將繼續(xù)執(zhí)行;如果執(zhí)行V操作后信號量 S=<O,則從對應(yīng)的阻塞隊列中 移出(喚醒) 一個進程 R,并將 就緒 狀態(tài)賦予該進程。 4從用戶的源程序進人系統(tǒng)到相應(yīng)程序在機器上運行
26、,所經(jīng)歷的主要處理階段有 編譯階段 , 連接階 段 , 裝入階段 和運行階段。5將作業(yè)地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為主存中的物理地址的過程稱為 重定位 ( 地址映射 ) 。 6按資源的共享屬性設(shè)備類型可分為以下三類: 獨占設(shè)備 共享設(shè)備 虛擬設(shè)備 。 7某進程頁面訪問序列為 4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5 且開始執(zhí)行時內(nèi)存中沒有頁面,分配給該 進程的物理塊數(shù)是 3。則采用 FIFO 頁面置換算法時頁面置換次數(shù)是 6 ,則采用 LRU(最近最久未使用) 頁面置換算法時頁面置換次數(shù)是 7 。8某計算機系統(tǒng)一條指令執(zhí)行需10ns ,一次缺頁需要額外的 20ms,如果每 1000 000
27、條指令發(fā)生一次缺頁,則指令的平均執(zhí)行時間為 30 ns 。9對某系統(tǒng)進行監(jiān)測后表明平均每個進程在 I/O 阻塞之前的運行時間為 T。一次進程切換的系統(tǒng)開銷時間 為 S。若采用時間片長度為 Q的時間片輪轉(zhuǎn)法,在 Q=S 時, CPU的利用率是 50% 。10多道動態(tài)分區(qū)法中,可通過 _ 緊湊 _ 技術(shù)來減少外部碎片。11. 某作業(yè) 9:00 進入輸入井,要求計算時間 1 小時。作業(yè)調(diào)度采用響應(yīng)比最高優(yōu)先算法在 10:00 選中該作 業(yè),則該作業(yè)被選中時的響應(yīng)比為 2 。12特權(quán)指令只能在 系統(tǒng)態(tài)(管態(tài)) 態(tài)下執(zhí)行,若在 用戶態(tài)(目態(tài)) 態(tài)下執(zhí)行則被認為是非法指令。13. 已知某文件采用鏈接結(jié)構(gòu),
28、它由 10 個邏輯記錄組成,每個邏輯記錄剛好存放于一個磁盤塊上,都為1024 字節(jié),并依次存放在 10、61、32、75、87、 98、46、37、33和 11號磁盤塊上。若要存取文件相對于文 件頭偏移 7654 字節(jié)處的信息,則要訪問的磁盤塊塊號為 37_,塊內(nèi)的偏移量是 _486。14. 分頁式虛擬存儲空間中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)某頁不在 主存 的時候,將由 缺頁中斷機構(gòu) 產(chǎn)生缺頁中斷,當(dāng)沒有 空閑主存塊時,需要用調(diào)度算法進行頁面 置換 ,如果這時沒有選擇好一種好的調(diào)度算法,就會產(chǎn)生 抖 動 現(xiàn)象。三. 簡答題 (每個 3分,共 15 分):1臨界資源、臨界區(qū)答:臨界資源:由多個進程互斥訪問的資源臨界區(qū)
29、:每個進程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)2快表答:快表是一個高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲器,用于存放正運行的進程的當(dāng)前頁號和塊號,或者 段號和段起始地址。加入快表后 , 在地址轉(zhuǎn)換時,首先在快表中查找,若找到就直接進行地址轉(zhuǎn)換;未找到,則在主存頁表繼續(xù) 查找,并把查到的頁號和塊號放入聯(lián)想存儲器中??毂淼拿新屎芨撸行У靥岣吡说刂忿D(zhuǎn)換的速度。3. 設(shè)備獨立性 答:應(yīng)用程序獨立于具體使用的物理設(shè)備,程序中使用邏輯設(shè)備名稱來請求使用某類設(shè)備,而系統(tǒng)在 實際執(zhí)行時,必須使用物理設(shè)備名稱。因此系統(tǒng)必須具有將邏輯設(shè)備名稱轉(zhuǎn)換為物理設(shè)備名稱的功能。4.SPOOLING技術(shù)答: 在主機的直接控制下,
30、實現(xiàn)脫機輸入、輸出功能。外圍操作與CPU對數(shù)據(jù)的處理同時進行,這種聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作稱為 SPOOLING5. 簡述進程的幾種狀態(tài)和引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因,以及相關(guān)的操作原語。答 : 進程的基本狀態(tài)有:新、就緒,阻塞,執(zhí)行、掛起和終止六種。新到就緒:交換,創(chuàng)建原語就緒到執(zhí)行:進程調(diào)度執(zhí)行到阻塞: I/O 請求,阻塞原語阻塞到就緒: I/O 完成,喚醒原語執(zhí)行到就緒:時間片完阻塞到掛起:掛起原語掛起到就緒:喚醒原語執(zhí)行到終止:進程執(zhí)行完畢四、論述題(共 15 分):1. 試比較內(nèi)存管理和外存管理的異同點.答:主要任務(wù):內(nèi)存管理的主要任務(wù)是為多道程序的運行,提供良好的環(huán)境;而外存管理的主
31、要任務(wù)則是 為文件提供存儲空間?;竟δ埽簝?nèi)存管理的基本功能包含了內(nèi)存空間的分配、回收、內(nèi)存保護、對換、內(nèi)存擴充等方面;而對 外存管理的基本功能則只是對外存空間的分配和回收。分配方式:它們都可采用連續(xù)分配或離散分配方式,且都以離散分配方式為主。分配算法或機制:對于連續(xù)分配方式,內(nèi)存與外存管理中的分配和回收算法類似,主要有首次適應(yīng)算法、 循環(huán)首次適應(yīng)算法等;在離散分配方式中,兩者采用的機制不同,內(nèi)存管理主要是利用頁(段)表;而在外 存管理中,則主要利用文件分配表 FAT 。2請說明系統(tǒng)調(diào)用和一般的過程調(diào)用有什么區(qū)別? 答:從四方面來比較(1)運行在不同的系統(tǒng)狀態(tài)(2)通過軟中斷進入一般的過程調(diào)用
32、不涉及狀態(tài)的轉(zhuǎn)換, 故可直接調(diào)用 , 而系統(tǒng)調(diào)用要用軟中斷機制(3)返回問題 一般的過程調(diào)用將返回到調(diào)用過程,繼續(xù)執(zhí)行 , 但采用搶占式的剝奪調(diào)度的系統(tǒng)調(diào)用中 , 必須做優(yōu)先權(quán)分析(4)嵌套層次一般的過程調(diào)用嵌套層次不受限制, 系統(tǒng)調(diào)用不超過 6 層。五. 綜合題 (, 共 20 分):1( 7分)假定某采用頁式存儲管理的系統(tǒng)中,主存容量為1M,被分成 256 個物理塊,塊號為 0,1,2, 255?,F(xiàn)有一個共 4頁(頁號為 0,1,2,3)的作業(yè)被依次裝人到主存的第2,4,1,5 塊中。請回答:( 8 分)( 1 )主存地址應(yīng)該用多少位來表示? (2)作業(yè)每一頁的長度為多少字節(jié)?邏輯地址中的
33、頁內(nèi)地址部分應(yīng)占用多少位?( 3 )把作業(yè)中每一頁占用的主存塊起始地址填入下表。(4)若作業(yè)執(zhí)行中要從第 0頁的第 75單元和第 3頁的第 548 單元讀信息,那么,實際應(yīng)從主存的哪兩個單 元讀信息?請把應(yīng)訪問的主存絕對地址用二進制編碼的十六進制數(shù)表示。答:( 1)主存地址應(yīng)該用 20 位來表示。(2)作業(yè)每一頁的長度應(yīng)為 2的12 次方=4096 個字節(jié),邏輯地址中的頁內(nèi)地址部分應(yīng)占用 12位。( 3 )作業(yè)中每一頁占用主存塊的起始地址為:頁號起始地址08K116K2 4K3 20K(4)若作業(yè)執(zhí)行中要從第 0 頁的第 75 單元讀信息,則實際應(yīng)從主存的第 2塊第 75 單元讀,應(yīng)訪問的主存
34、 絕對地址用二進制編碼的十六進制數(shù)表示為對204B。若要從第 3頁的第 548 單元讀信息,則實際應(yīng)從主存的第 5 塊第 548 單元讀,應(yīng)訪問的主存絕對地址用二進制編碼的十六進制數(shù)表示為:05224 。2(6 分) 生產(chǎn)圍棋的工人不小心把相等數(shù)量的黑子和白子混裝在一個箱子?,F(xiàn)要用自動分揀系統(tǒng)把黑子 和白子分開。該系統(tǒng)由兩個并發(fā)進程 A和 B 組成,系統(tǒng)功能如下:(1)進程 A專揀黑子,進程 B 專揀白子;(2)每個進程每次只揀一粒子,當(dāng)一個進程在揀子時,不允許另一個進程去揀子; (3)當(dāng)一個進程揀了一粒子后必讓另一個進程揀一粒子。請回答:(1)請說明這兩個并發(fā)進程之間的同步互斥關(guān)系?(2)寫
35、出用 PV操作管理時應(yīng)定義的信號量及其初值(假定讓進程A 先揀子)。( 3)根據(jù)定義的信號量,把應(yīng)執(zhí)行的PV操作填人下列程序中的空白處,以保證并發(fā)進程的正確執(zhí)行。cobeginprocess AbeginL1 :_ P ( S1) 揀一粒黑子;_ V(S2)_ goto L1end ;process BbeginL2:_ P ( S2) 揀一粒白子;_ (答案不全) goto L2end ;coend答:(2)應(yīng)定義兩個信號量 S1 和 S2,分別表示兩個不同的消息:“允許揀黑子”和“允許揀白子”。假定 讓進程 A先揀黑子,則 S1 的初值為 1,S2的初值應(yīng)為 0。3.(7 分)某文件系統(tǒng)采
36、用多級索引方式組織文件的存放,假定在文件的i_node 中設(shè)有13 個地址項,其中直接地址 10項,一級間接索引項 1項,二級間接索引項 1 項,三級間 接索引項 1 項。數(shù)據(jù)塊大小為 4k,磁盤地址用 4 個字節(jié)表示,問: (1)這個文件系統(tǒng)允許的最大文件長度是多少?( 2)2G大小的文件,在這個文件系統(tǒng)中實際占用多少空間? (不包括 i_node 占用的空間)。答:( 1)直接索引容量:每個盤塊的大小為4 KB ,4*10=40 KB ,一次間址塊中可存放 1K 個盤塊號,文件長達 4 MB 二次間址塊中記入所有一次間址塊的盤號。文件最大長度可達4 GB。同理,地址項 iaddr(12)
37、作為三次間接地址, 其所允許的文件最大長度可達 4 TB 。 總的容量為 4 TB + 4GB+ 4MB+ 40 KB(2)一個 2G 大小的文件,在這個文件系統(tǒng)中應(yīng)占用的空間應(yīng)該是文件大小和索引塊占用的空間總和; 2G=29*4M=29*1k*4K 所以共占 29*1K 個物理塊,直接索引中占 10 個物理塊;,一級間接索引占用一個索引 塊和 1K個物理盤塊;二級索引中,還需要(29-1 )*1K-10 個物理塊, (29-1)*1K-10)%1K=29-1=28, 則二級索引中占用的索引塊數(shù)為:一個一級索引塊, 28 個二級索引塊。所以一共占用 29+1=30 個索引塊,實際占用的空間為
38、2G+30*4K=2G+2M+4K. 一、選擇題:(每空 2 分,共 20 分, )1實時操作系統(tǒng)追求的目標(biāo)是 _ 。 ( C )A. 高吞吐率B. 充分利用內(nèi)存C. 快速響應(yīng) D. 減少系統(tǒng)開銷2. 多道程序設(shè)計是指 _ 。 ( D )A. 在實時系統(tǒng)中并發(fā)運行多個程序 B. 在分布系統(tǒng)中同一時刻運行多個程序 C.在一臺處理機上同一時刻運行多個程序D. 在一臺處理機上并發(fā)運行多個程序3. 在可變式分區(qū)分配方案中,某一作業(yè)完成后,系統(tǒng)收回其主存空間,并與相鄰空閑區(qū)合 并,為此需修改空閑區(qū)表, 造成空閑區(qū)數(shù)減 1的情況是 _ 。 ( D )A. 無上鄰空閑區(qū),也無下鄰空閑區(qū) B. 有上鄰空閑區(qū),
39、但無下鄰空閑區(qū) C.有下鄰空閑區(qū),但無上鄰空閑區(qū)D. 有上鄰空閑區(qū),也有下鄰空閑區(qū)4. 位示圖方法可用于 _ 。 ( A )A. 盤空間的管理B.C.文件目錄的查找D.5. 下列算法中用于磁盤移臂調(diào)度的是 A. 時間片輪轉(zhuǎn)法 B.LRUC. 最短尋找時間優(yōu)先算法 D.6. 一作業(yè) 8:00 到達系統(tǒng),估計運行時間為比是 _ 。A.2 B.17. 系統(tǒng)調(diào)用的目的是 A.請求系統(tǒng)服務(wù)C.申請系統(tǒng)資源8. 進 程 從 運 行 狀( D )A. 被選中占有處理機C.等待的事件已發(fā)生B.D.態(tài)進入就緒B.9. 以下存儲管理方式中,會產(chǎn)生內(nèi)部碎片的是I 分段虛擬存儲管理III 段頁式分頁管理A. I 、
40、II 和 IIIC. 只有 IIII.IV.B. III盤的驅(qū)動調(diào)度頁式虛擬存貯管理中的頁面調(diào)度( C )算法 優(yōu)先級高者優(yōu)先算法 小時,若 10:00 開始執(zhí)行該作業(yè),其響應(yīng) ( C )C.3D. 0.5終止系統(tǒng)服務(wù)釋放系統(tǒng)資源 狀態(tài)的原因可能等待某一事件D. 時間片用完D)分頁虛擬存儲管理 固定式分區(qū)管理 和 IV.D. II 、III 和 IV.20ms 的分頁硬盤,為了提高10. 假設(shè)一個請求分頁系統(tǒng)具有一個平均訪問和傳輸時間為 性能,加入頁表,多是活動頁表項都可以存在其中。如果頁表放在內(nèi)存中,內(nèi)存訪問時間 是1s, 檢索快表的時間為 0.2 s,若塊表的命中率為 80%,未命中快表的
41、訪問中的 50% 會導(dǎo)致頁錯誤,則內(nèi)C )存的有效存取時間為(A. 1001.4 sB. 1401.6二. 填空題(每空 1 分,共 30 1同步機制應(yīng)遵循的規(guī)則s 分): 空閑讓進C. 2001.4 s D.2401.6 s, 忙則等待 , 有限等待 , 讓權(quán)等待 。 3,且此作業(yè)的頁面走向為2, 3, 2, LRU算法的頁面置換次數(shù)為 _4_ ,2在一個請求分頁系統(tǒng)中,假如系統(tǒng)分配給一個作業(yè)的物理塊數(shù)為 1,5, 2,4,5,3,2,5,2。OTP算法的頁面置換次數(shù)為 _3 CLOCK算法的頁面置換次數(shù)為 _ 5 _ 。3. 進程間利用信箱進行通信時,操作系統(tǒng)必須提供兩條基本的通信原語,即
42、 發(fā)送 原語 4磁盤的訪問時間由三部分組成 尋道時間 ,_ 磁盤旋轉(zhuǎn)時間 和 數(shù)據(jù)傳輸時間 。5. 在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中,資源的分配單位是 進程 , 而處理機的調(diào)度單位是 線程 。 6對待死鎖,一般應(yīng)考慮死鎖的預(yù)防、避免、檢測和解除四個問題。典型的銀行家算法是屬于 破壞環(huán)路等待條件是屬于 預(yù)防 ,而剝奪資源是 解除 的基本方法。 7在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中,選擇頁面調(diào)度算法時應(yīng)盡量注意減少或避免 象的發(fā)生。8將作業(yè)地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為主存中的物理地址的過程稱為和 接受 原語。避免 ,抖動(顛簸,頻繁調(diào)進調(diào)出)重定位9. 在一個具有 2 個處理器的操作系統(tǒng)中共有 n 個進程,在不考慮進程狀態(tài)過渡的
43、情況下,阻塞進程隊列中 最多有 _ _ n _ 個進程。某一時刻,處于執(zhí)行狀態(tài)的進程為 0個,且當(dāng)前處理機空閑,處于就緒狀態(tài)的進 程有 _ n 個。10. 設(shè)有 8 頁的邏輯空間,每頁有 1024 字節(jié),它們被映射 32 塊的物理存儲區(qū)中,那么,邏輯地址的有效位 是 13 位,物理地址至少是 15 位。11. 在一個分頁存儲管理系統(tǒng)中,頁長為4KB,某一作業(yè)的頁表如右圖所示,虛擬地址3000 對應(yīng)的物理地址為 _12K+3000=152888 12每執(zhí)行一次 P 操 行 _;若 S<0,則該進程 _ 13. 一臺計算機有 10 臺 機,那么 m為 _<=4_14. 實現(xiàn) SPOOL
44、系統(tǒng)時必頁號物理塊號031426作,信號量的數(shù)值 S 減 1。若 S=0,則該進程 _繼續(xù)執(zhí) 被阻塞后進入等待隊列 _ 。磁帶機被 m 個進程競爭,每個進程最多需要三臺磁帶 時,系統(tǒng)沒有死鎖的危險。須在磁盤上辟出稱為 輸入井 和 _輸出井 _的專門區(qū)域,以存放作業(yè)信息和作業(yè)執(zhí)行結(jié)果。15. 在分時系統(tǒng)中,當(dāng)用戶數(shù)目為 100 時,為保證響應(yīng)時間不超過 2 秒,此時時間片最大 應(yīng)為 20ms 。三. 簡答題 (每個 3分,共 15 分): 1說明進程的結(jié)構(gòu)、特征和基本狀態(tài)。答:結(jié)構(gòu): PCB (進程控制塊 )+程序 +數(shù)據(jù)集合。 特征:動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、制約性、結(jié)構(gòu)性。 基本狀態(tài):就緒態(tài)、
45、執(zhí)行態(tài)、等待態(tài)。2. 設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種?分別簡述如何實現(xiàn)的答:程序直接控制:由用戶進程來直接控制內(nèi)存或CPU和外設(shè)間的信息傳送。中斷方式:進程通過 CPU發(fā)出指令啟動外設(shè),該進程阻塞。當(dāng)輸入完成時,I/O 控制器通過中斷請求線向CPU發(fā)出中斷信號, CPU進行中斷處理。DMA方式:在外設(shè)和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路。通道控制方式: CPU發(fā)出啟動指令,指出通道相應(yīng)的操作和I/O 設(shè)備,該指令就可啟動通道并使該通道從內(nèi)存中調(diào)出相應(yīng)的通道指令執(zhí)行。3 管程 答:當(dāng)共享資源用共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示時,資源管理程序可用對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行操作的一組過程來表示,這 樣一組相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過
46、程一并稱為管程。4系統(tǒng)調(diào)用答:在 OS的核心中都設(shè)置了一組用于實現(xiàn)各種系統(tǒng)功能的子程序,并將他們提供給應(yīng)用程序調(diào)用。系統(tǒng)調(diào) 用的本質(zhì)是應(yīng)用程序請求OS內(nèi)核完成某功能時的一組過程。5. 對換, 以便騰出足夠的內(nèi)存空間把已答:指把內(nèi)存中暫時不能運行的進程或暫時不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)出到外存 具備運行條件的進程或進程需要的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存 .四、論述題(共 15 分) 1頁式和段式內(nèi)存管理有什么區(qū)別?怎樣才能實現(xiàn)共享和保護?答:段式與頁式存儲管理的比較如下表所示。段式 頁式分段由用戶設(shè)計劃分,每段對應(yīng)一個相應(yīng)的的 程序模塊,有完整的邏輯意義。分頁用戶看不見, 由操作系統(tǒng)為內(nèi)存管理劃 分。段面是信息的邏
47、輯單位頁面是信息的物理單位便于段的共享,執(zhí)行時按需動態(tài)鏈接裝入。頁一般不能共享段長不等,可動態(tài)增長,有利于新數(shù)據(jù)增長。頁面大小相同,位置不能動態(tài)增長。二維地址空間:段名、段中地址;段號、段內(nèi) 單元號一維地址空間管理形式上象頁式,但概念不同往往需要多次缺頁中斷才能把所需信息完整地調(diào)入內(nèi)存實現(xiàn)頁(段)的共享是指某些作業(yè)的邏輯頁號(段號)對應(yīng)同一物理頁號(內(nèi)存中該段的起始地址)。 頁(段)的保護往往需要對共享的頁面(段)加上某種訪問權(quán)限的限制,如不能修改等;或設(shè)置地址 越界檢查,對于頁內(nèi)地址(段內(nèi)地址)大于頁長(段長)的存取,產(chǎn)生保護中斷。 2具體闡述常用的幾種文件物理結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點。答:常見的文件
48、物理結(jié)構(gòu)有以下幾種:( 1)順序結(jié)構(gòu)又稱連續(xù)結(jié)構(gòu)。 這是一種最簡單的物理結(jié)構(gòu), 它把邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放在連續(xù)編號的物理塊中。只要知道文件在存儲設(shè)備上的起始地址(首塊號)和文件長度(總塊數(shù)),就能 很快地進行存取。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是訪問速度快,缺點是文件長度增加困難。( 2)鏈接結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)將邏輯上連續(xù)的文件分散存放在若干不連續(xù)的物理塊中, 每個物理塊設(shè)有一 個指針,指向其后續(xù)的物理塊。只要指明文件第一個塊號,就可以按鏈指針檢索整個文件。 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是文件長度容易動態(tài)變化,其缺點是不適合隨機訪問。( 3)索引結(jié)構(gòu)采用這種結(jié)構(gòu), 邏輯上連續(xù)的文件存放在若干不連續(xù)的物理塊中, 系統(tǒng)為每
49、個文件建立一張索引表, 索引表記錄了文件信息所在的邏輯塊號和與之對應(yīng)的物理塊號。 索引表也以文件的形式 存放在磁盤上。 給出索引表的地址, 就可以查找與文件邏輯塊號對應(yīng)的物理塊號。 如果索引表過大, 可 以采用多級索引結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是訪問速度快,文件長度可以動態(tài)變化。缺點是存儲開銷大,因為每個文件有一個索引 表,而索引表亦由物理塊存儲,故需要額外的外存空間。另外,當(dāng)文件被打開時,索引表需要讀入內(nèi)存, 否則訪問速度會降低一半,故又需要占用額外的內(nèi)存空間。五. 綜合題 (, 共 20 分):1(7 分)設(shè)系統(tǒng)中有三種類型的資源 (A,B,C)和五個進程 (P1,P2,P3,P4,P5),A資
50、源的數(shù)量 17, B資源的數(shù)量為 5,C資源的數(shù)量為 20。在 T0 時刻系統(tǒng)狀態(tài)如下表所示。系統(tǒng)采用銀行家算法來避免死鎖。 請回答下列問題:( 1) . T0 時刻是否為安全狀態(tài)?若是,請給出安全序列。(2). 若進程 P4 請求資源( 2,0,1),能否實現(xiàn)資源分配?為什么?(3). 在( 2)的基礎(chǔ)上,若進程 P1請求資源( 0,2,0),能否實現(xiàn)資源分配?為什么? T0 時刻系統(tǒng)狀態(tài)。進程最大資源需求量已分配資源量系統(tǒng)剩余資源數(shù)量ABCABCABCP1559212233P2536402P34011405P4425204P5424314答:( 1)T0 時刻為安全狀態(tài)。其中的一個安全序列
51、為(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)可以為 P4 分配資源,因為分配后的狀態(tài)還是安全的,其安全序列的分析如下表:WORKNEEDALLOCATION新 WORKFINISH2,3,3分配給 P4:( 2, 0, 1)0,3,2P40,3,20,2,04,0,54,3,7TrueP54,3,71,1,03,1,47,4,11TrueP17,4,113,4,72,1,29,5,13TrueP29,5,131,3,44,0,213,5,15TrueP313,5
52、,150,0,64,0,517,5,20True(3)進程 P1 再請求資源( 0,2,0),則不能為之分配資源。因為分配資源后,不存在安全序列,其分析 如下表:WORKNEEDALLOCATION新 WORKFINISH0,3,2分配給 P1:( 0,2,0)0,1,2P40,2,0此時, WORK不能滿足任何一個進 程的請求使之運行結(jié)束,即進入 了不安全狀態(tài)。FalseP51,1,0FalseP13,2,7FalseP21,3,4FalseP30,0,6False2. (7 分)一條小河上有一座獨木橋(如圖),橋只能承受一人的體重,規(guī)定每次只允許一個人過橋?,F(xiàn) 河?xùn)|和河西都有相等的人數(shù)在等待過橋,為了使兩邊的人都有同樣的過橋機會,規(guī)定某邊的一個人過橋后 要讓另一邊的一個人過橋,即兩邊的人交替過橋。如果把每個過橋者看做一個進程,為保證安全,可用 操作來管理。PV(1)寫出應(yīng)定義的信號量及其初值。(2)假定開始時讓河?xùn)|的一個人先過橋,然后交替過橋。 序如下。請在空白處填上適當(dāng)?shù)?PV操作,達到上述管理要求 cobeginprocess E W;begin _ P(S1)_ ;過橋;V(S2) end ;process WE;begin_ _P(S2)_ ;過橋;_ _V(S1)_ ;end ;coend 分析 獨木橋是各進
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