操作系統(tǒng) 計(jì)算題

1、四、計(jì)算題1均周轉(zhuǎn)時(shí)間各是什么？是否還可以給出一種更好的調(diào)度算法作業(yè)到達(dá)時(shí)間所需CPU 時(shí)間10.0820.4431.01解：（1）采用先來(lái)先服務(wù)作業(yè)調(diào)度算法時(shí)的實(shí)施過(guò)程如下。作業(yè)到達(dá)時(shí)間所需CPU 時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間10.080.08.08.020.448.012.011.631.0112.013.012.0這時(shí)，作業(yè)的調(diào)度順序是 123。其平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（8 + 11.6 + 12）/ 3 = 10.53采用短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法時(shí)的實(shí)施過(guò)程如下。作業(yè)到達(dá)時(shí)間所需CPU 時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間10.080.08.08.031.018.09.08.020.449.013.0

2、12.61 2 3 3 運(yùn)行，最后調(diào)度作業(yè)2 132 + 8 + 12.6）/ 3 = 9.531 1 作業(yè)到達(dá)時(shí)間所需CPU 時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間31.011.02.01.020.442.06.05.610.086.014.014.0這時(shí)的作業(yè)調(diào)度順序是 321 + 5.6 + 3 = 6.87 2有一組作業(yè)，它們的到達(dá)時(shí)間和所需CPU 作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法，給出它們的調(diào)度順序、作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間以及平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU 時(shí)間19:0070 分鐘29:4030 分鐘39:5010 分鐘410:105 分鐘解：（1）采用先來(lái)先服務(wù)作業(yè)調(diào)度算法時(shí)的實(shí)施過(guò)程如下：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間

3、所需CPU 時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間19:0070 分鐘9:0010:1070 分鐘29:4030 分鐘10:1010:4060 分鐘39:5010 分鐘10:4010:5060 分鐘410:105 分鐘10:5010:5545 分鐘這時(shí)，作業(yè)的調(diào)度順序是 1234，其平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（70 + 60 + 60 + 45）/ 4 = 58.75采用短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法時(shí)的實(shí)施過(guò)程如下：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU 時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間19:0070 分鐘9:0010:1070 分鐘410:105 分鐘10:1010:155 分鐘39:5010 分鐘10:1510:2535 分鐘29:

4、4030 分鐘10:2510:5575 分鐘這時(shí)，作業(yè)的調(diào)度順序是 1432，其平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（70 + 5 + 35 + 75）/ 4 = 46.25三、簡(jiǎn)答題對(duì)臨界區(qū)的管理應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？準(zhǔn)則：什么是死鎖？死鎖的預(yù)防措施有哪些？答：死鎖是指多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源而造成的一種僵局，若無(wú)外力作用， 這些進(jìn)程都將無(wú)法向前推進(jìn)。4 4 個(gè)必要 3）破壞“循環(huán)等待” 進(jìn)程之間有哪些基本的通信方式？分別有什么特點(diǎn)？如V 操作）；送大量數(shù)據(jù)，目的不是為了控制進(jìn)程的執(zhí)行速度，而是為了交換信息。（1） 消息傳遞：它以消息為單位在進(jìn)程間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。三、簡(jiǎn)答題將一個(gè)程序裝入內(nèi)存通常有哪幾種方式

5、？答：（1）0通過(guò)轉(zhuǎn)換來(lái)確定它們?cè)趦?nèi)存中的實(shí)際位置。簡(jiǎn)述基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理的主要優(yōu)缺點(diǎn)。CPU什么是虛擬存儲(chǔ)器？虛擬存儲(chǔ)器具有哪些特征？虛擬存儲(chǔ)器的特征可以概括為以下 4 點(diǎn)：離散性：裝入虛擬存儲(chǔ)器的進(jìn)程都是離散存放的，這是虛擬存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)。再將它調(diào)入。（換出），待以后需要時(shí)再將它們從外存 調(diào)至內(nèi)存（換進(jìn)）。簡(jiǎn)述分頁(yè)與分段的區(qū)別。硬件的支持。但它們也存在以下幾個(gè)方面的不同：段對(duì)用戶是可見的。固定，由用戶編寫的程序決定，段可以從內(nèi)存的任何地址開始。分實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)。段式管理與分區(qū)管理一樣可能產(chǎn)生內(nèi)存碎片，而頁(yè)式管理則能很好地消除碎片。常用的頁(yè)面置換算法有哪幾種？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。Clock 置換

6、算法。Belady 置換算法易發(fā)生缺頁(yè)中斷。試述缺頁(yè)中斷與一般中斷的區(qū)別。答：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于某些事件的出現(xiàn)，打斷了當(dāng)前程序的運(yùn)行，而使 CPU 去處理出現(xiàn)的事件，這稱為“中斷”。通常，計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)都是在執(zhí)行完一條指令后，去檢查有無(wú)中斷事件發(fā)生的。如果有，那么就暫停當(dāng)前程序的運(yùn)行，而讓 CPU 去執(zhí)行操作系統(tǒng)的中斷處理程序，這叫“中斷響應(yīng)”。CPU 在處理完中斷后，如果不需要對(duì) CPU 重新進(jìn)行分配，那么就返回被中斷進(jìn)程的程序繼續(xù)運(yùn)行；如果需要進(jìn)行 CPU 的重新分配，那么操作系統(tǒng)就會(huì)去調(diào)度新進(jìn)程。由上面的講述可以看出，缺頁(yè)中斷與一般中斷的區(qū)別如下。三、簡(jiǎn)答題答：引入緩沖的主要原因有如

7、下幾點(diǎn)：引入緩沖可以進(jìn)一步改善CPUI/O可以協(xié)調(diào)邏輯記錄大小和物理記錄大小不一致的問(wèn)題。緩沖技術(shù)的引入還可以減少對(duì)CPU 的中斷次數(shù)，放寬CPU2.SPOOLing系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。答：（1）I/O I/O I/O 操作變?yōu)閷?duì)輸入井或輸出I/O CPU I/O 設(shè)備速度不匹配的矛盾。SPOOLing 系統(tǒng)中，實(shí)際上并沒為任何進(jìn)程I/O 便把獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備。認(rèn)為自己獨(dú)占這一設(shè)備，不過(guò)，該設(shè)備是邏輯上的設(shè)備。3.磁盤調(diào)度算法有哪幾種？各自的特點(diǎn)是什么？(FCFS)。這是一種最簡(jiǎn)單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請(qǐng)求訪問(wèn)磁盤的 (SSTF)。該算法選擇這樣的進(jìn)程：其要求訪問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁頭 (SC

8、AN)”現(xiàn)象，故被廣泛用于大、中、小型機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)中的磁盤調(diào)度。但SCAN 也存在這樣的問(wèn)題：當(dāng)磁頭剛從里向外移(CSCAN)算法。為了減少 SCAN 算法規(guī)定磁頭單的欲訪問(wèn)的磁道，亦即將最小磁道號(hào)緊接著最大磁道號(hào)構(gòu)成循環(huán)，進(jìn)行循環(huán)掃描。三、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述文件的概念及分類。應(yīng)用程序看作是一個(gè)實(shí)體，并可以通過(guò)名字訪問(wèn)。常見的文件分類有以下幾種：按文件用途分類：（1）系統(tǒng)文件；（2）庫(kù)文件；（3）用戶文件。按存取控制權(quán)限分類：（1）只讀文件；（2）讀/寫文件；（3）可執(zhí)行文件；（4）不保護(hù)文件。按存放時(shí)限分類：（1）臨時(shí)文件；（2）永久文件；（3）檔案文件。按文件的信息流向分類：（1）輸入文件；（2）輸

9、出文件；（3）輸入/輸出文件。按文件的組織形式分類：（1）普通文件；（2）目錄文件；（3）特殊文件。簡(jiǎn)述文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)三者間的關(guān)系。文件中不可再分解的最小“數(shù)據(jù)單位”。文件控制塊包含哪些內(nèi)容？答：FCB 一般應(yīng)該包括以下內(nèi)容：文件類型和文件屬性，即讀寫文件、執(zhí)行文件、只讀文件等。大小等。留日期、記賬信息等。簡(jiǎn)述文件目錄的作用。空間中的物理地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，體現(xiàn)這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為文件目錄。什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)？簡(jiǎn)述文件的檢索過(guò)程。答：每當(dāng)建立一個(gè)新文件時(shí)，系統(tǒng)就要為它設(shè)立一個(gè)FCB，其中記錄了這個(gè)文件的所有屬性信息。多個(gè)文件的 FCB 便組成了文件目錄，文件目錄也用文件形式保存起來(lái)，這

10、個(gè)文件然后，比較文件名就可以找到所尋文件的文件控制塊文件目錄項(xiàng)），再通過(guò)FCB 指出的文件的文件信息相對(duì)位置或文件信息首塊物理位置等，就能依次存取文件信息。簡(jiǎn)述文件存儲(chǔ)空間管理的幾種常用的方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：文件存儲(chǔ)空間管理的幾種常用的方法：空閑表法、空閑鏈表法、位示圖法、成組鏈接法。I/O 地。由于空閑表和空閑鏈表法在分配和回收空閑塊時(shí)系統(tǒng)中采用。它的實(shí)現(xiàn)方法是：將若干個(gè)空閑塊歸為一組，將每組中的所有空閑塊號(hào)放入其前一組的第一個(gè)空閑塊號(hào)指示的磁盤塊中為什么在使用文件之前，總是先將其打開后再用？有關(guān)文件的信息都存放在該文件的FCB 里，只有找到文件的FCBFCB FCB。這FCB 內(nèi)容復(fù)制到內(nèi)存

11、中來(lái)。這樣，查找文件的FCB，就不必每次都要去訪問(wèn)磁盤。簡(jiǎn)述常見的文件保護(hù)方法。答：通常，可以采用存取控制矩陣、存取控制表、權(quán)限表和口令等方法，來(lái)達(dá)到保護(hù)文件不受侵犯的目的。參見教材 6.5.3。二、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)加密模型的含義。答：數(shù)據(jù)加密過(guò)程就是通過(guò)加密系統(tǒng)把原始的數(shù)字信息（明文），（密文一個(gè)數(shù)據(jù)加密模型如下圖所示。它由 4 部分組成：明文（plain text）：被加密的文本稱為明文。密文（cipher text）：加密后的文本稱為密文。加密（解密）算法：用于實(shí)現(xiàn)從明文（密文）到密文（明文）或程序。鑰是加密和解密算法中的關(guān)鍵參數(shù)。簡(jiǎn)述系統(tǒng)安全性的內(nèi)容與性質(zhì)。:（1） 可用性：要保證計(jì)算機(jī)

12、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全、可靠，必須保證系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境條件。機(jī)房場(chǎng)地環(huán)境的選擇。機(jī)房的安全防 護(hù)。為復(fù)雜，主要表現(xiàn)為多面性、動(dòng)態(tài)性、層次性和適度性。DES 加密處理的過(guò)程。答：第一階段：先將明文分出 64 位的明文段，然后對(duì)64 位明文段做初始易位處理，得到，將其左移 32 位，記為 L0，右移 32 位，記為 R0。X0 16 56 。輸出的左2 位i 是輸入的右2 位1 2 位ii 的控制下，32 Ri-1 做函數(shù)f 32 Li-1 進(jìn)行異或運(yùn)算而形成的，即：Li=Ri1 Ri=f(Ri1,Ki)Li116 (64 位32 32 位互易位置。第四階段：進(jìn)行初始易位的逆變換。使用哪些方法可以提

13、高用戶認(rèn)證的安全性？標(biāo)志的認(rèn)證技術(shù)、智能卡識(shí)別技術(shù)等。答：指紋或聲音、智能卡。簡(jiǎn)述如何進(jìn)行職業(yè)道德教育與法制建設(shè)。答：（1）（2）由于計(jì)算機(jī)犯罪已經(jīng)是造成對(duì)國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定、財(cái)產(chǎn)金融、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、私人 總之，要想保證系統(tǒng)的安全，除了需要發(fā)展安全技術(shù)外，更需要培養(yǎng)用戶的安全意識(shí)， 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的職業(yè)道德教育，以及完善防范計(jì)算機(jī)犯罪的法制建設(shè)。四、計(jì)算題有兩個(gè)用戶進(jìn)程A 和 B算結(jié)果。試說(shuō)明AB 兩進(jìn)程之間存在什么樣的制約關(guān)系？現(xiàn)進(jìn)程的同步算法。答：（1） 、B 個(gè)進(jìn)程使用完之后另一個(gè)進(jìn)程才能使用。（2）mutex 用于互斥的信號(hào)量，初值為1進(jìn)程A B.P(mutex)P(mutex)申請(qǐng)打

14、印機(jī) 申請(qǐng)打印機(jī)使用打印機(jī) 使用打印機(jī)V(mutex) V(mutex).有一個(gè)閱覽室，共有100 名。讀者進(jìn)入時(shí)要先在表上登記，退出時(shí)要注銷登記。試用信號(hào)量及其V 操作來(lái)描述各個(gè)讀者“進(jìn)入”和“注銷”工作之間的同步關(guān)系。解：在管理讀者“進(jìn)入”和“注銷” 閱覽室的工作中，存在這樣一些制約關(guān)系：（1）100 個(gè)座位是讀者共同使用的資源，因此要用一個(gè)資源分配信號(hào)量來(lái)管理它；到座位的釋放；因此，可以設(shè)置兩個(gè)信號(hào)量：S1：初值為 100，管理座位的分配；S2：初值為 0，控制“注銷”與“進(jìn)入”間取得同步?！斑M(jìn)入”與“注銷”兩個(gè)進(jìn)程的流程如下圖所示。在讀者進(jìn)入時(shí)，調(diào)用“進(jìn)入”進(jìn)程，通過(guò)P(S1)100

15、101 個(gè)讀者就只有在關(guān)于S1 的隊(duì)列上等待， V(S1)。在有讀者離去時(shí)，就調(diào)用“注銷”進(jìn)程。四、計(jì)算題若在一基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁(yè)表如下所示：頁(yè)號(hào)頁(yè)號(hào)0123塊號(hào)2316已知頁(yè)面大小為 1024 字節(jié)，試將邏輯地址 1011、2148、4000、5012 轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理地址。解：物理地址由頁(yè)號(hào) P 和頁(yè)內(nèi)地址 W 兩部分組成，P 等于邏輯地址除以頁(yè)面大小的除數(shù)，W 等于邏輯地址除以頁(yè)面大小的余數(shù)，物理塊號(hào)和頁(yè)面大小相同。則邏輯地址為 1011 的物理地址算法如下：P=1011/1024=0,W=1011,據(jù)頁(yè)表可知頁(yè)號(hào)為0 的頁(yè)對(duì)應(yīng)的是物理塊號(hào)為 2 的塊，所以物理地址=2*

16、1024+1011=3059；同理，邏輯地址為2148 的物理地址：P=2148/1024=2,W=100。頁(yè)號(hào)為2 對(duì)應(yīng)物理塊號(hào)1，物理地址=1*1024+100=1124；4000 的物理地址：P=4000/1024=3,W=9043 6，物=6*1024+904=7048；5012 4 的頁(yè)面在頁(yè)表中沒有，所以要產(chǎn)生頁(yè)面中斷，請(qǐng)求將外存中的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存。20KB，18KB，7KB，9KB，12KB 和 15KB，現(xiàn)在依次有3 個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求為 12KB，10KB，9KB，問(wèn)使用最先適應(yīng)算法時(shí)的分配情形如何？那么最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法呢？解：用表來(lái)說(shuō)明實(shí)行各種分配算法時(shí)的情形。最先適應(yīng)算法

17、：請(qǐng)求隊(duì)列最先適應(yīng)算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K8K18K7K9K12K15K10K04K8K18K7K9K12K15K9K04K8K9K7K9K12K15K最佳適應(yīng)算法：請(qǐng)求隊(duì)列最佳適應(yīng)算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K20K18K7K9K015K10K04K20K18K7K9K015K9K04K20K18K7K0015K最壞適應(yīng)算法：請(qǐng)求隊(duì)列最壞適應(yīng)算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K8K18K7K9K12K15K10K10K4K8K8K7K9K12K15K9K10K4K8K8K7K9K12K6K可見，分配算法不同，選擇的分配對(duì)象也不一樣。7 1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6。若采用最近最久未用 2 4 先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法時(shí)，結(jié)果又如何？采用最近最久未用頁(yè)面淘汰算法，作業(yè)在得到2 塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生18 4 10 次，如下圖所示。（2）采用先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法，作業(yè)在得到2 18 4 塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)為14 次， 如下圖（b）所示。四、計(jì)算題磁盤請(qǐng)求以 10、2406、38 柱面的次序到達(dá)磁盤驅(qū)動(dòng)器。移動(dòng)臂移動(dòng)一個(gè)柱面需要 20。解：（1）先來(lái)先服務(wù)算法：調(diào)度的順