西安交通大學(xué)考操作系統(tǒng)試題3有答案

可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！成績西安交通大學(xué)考試題課程操作系統(tǒng)原理（A卷）系別考試日期2008年月日專業(yè)班號(hào)姓名學(xué)號(hào)期中 期末注意：將答案全部寫在答題紙上。一、名詞解釋(10分)進(jìn)程控制塊線程虛擬存儲(chǔ)器緩沖池磁盤調(diào)度二、填空(每空1.5分，共24分)在單CPU系統(tǒng)中，可以通過采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)使得CPU和I/O設(shè)備并行工作來提高系統(tǒng)性能。操作系統(tǒng)的兩個(gè)主要目標(biāo)是使得系統(tǒng)方便用戶使用以及提高系統(tǒng)的資源利用率。進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)是從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程將CPU分配給它。先來先服務(wù)算法是最簡單的算法，短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法能夠提供最短的平均等待時(shí)間。在信號(hào)量同步機(jī)制中，從資源分配的角度來看，P操作意味著申請一個(gè)單位資源，V操作意味著釋放一個(gè)單位資源。當(dāng)以下四個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)發(fā)生死鎖:互斥使用，請求保持，不可剝奪,和環(huán)路等待。可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！在分頁系統(tǒng)中，允許一個(gè)進(jìn)程的物理地址空間是離散存放,找到在內(nèi)存中并沒有正在使用的某一頁把它換出去，這個(gè)過程叫作頁面置換。文件存儲(chǔ)空間的分配方式:連續(xù)分配，鏈接分配,和索引分配。虛擬存儲(chǔ)技術(shù)（或請求分頁、請求分段、請求段頁式）技術(shù)允許一個(gè)進(jìn)程局部裝入內(nèi)存就可以開始運(yùn)行。常用的文件訪問方式有兩種:連續(xù)訪問和直接（隨機(jī)）訪問。三、判斷正誤，用T表示正確，用F表示錯(cuò)誤(10分)。(F)一個(gè)文件在不同的存儲(chǔ)介質(zhì)上應(yīng)該具有相同的物理結(jié)構(gòu)。(F)等待隊(duì)列是一組在內(nèi)存中就緒、等待運(yùn)行的進(jìn)程的集合。(F)如果系統(tǒng)提供的資源數(shù)目少于請求使用這些資源的進(jìn)程數(shù)，則一定會(huì)發(fā)生死鎖。(T)CPU調(diào)度算法不能影響進(jìn)程使用CPU和I/O設(shè)備的時(shí)間，它只能影響進(jìn)程的等待時(shí)間。(T)緩沖區(qū)技術(shù)是通過將設(shè)備間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)暫時(shí)放在內(nèi)存中，以解決設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)大小不一致的問題。(T)原語的執(zhí)行是不能被中斷的。(T)使用當(dāng)前目錄的目的是為了縮短文件訪問時(shí)間?？蓮?fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！西安交通大學(xué)考試題(F)在分頁系統(tǒng)中，由用戶將進(jìn)程的邏輯地址空間劃分成固定大小的塊。(F)對(duì)于一個(gè)多線程的任務(wù),當(dāng)其中的一個(gè)線程阻塞時(shí)，其它的線程也不能運(yùn)行。(T)臨界區(qū)是一種需要互斥訪問的資源。四、簡要回答下列問題(26分)簡要敘述分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及二者的區(qū)別。(6分)答：分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)有：①同時(shí)性（多路性）：同時(shí)有多個(gè)用戶同時(shí)共享同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，宏觀看是多個(gè)用戶同時(shí)使用一個(gè)CPU和其它資源，微觀上則是多個(gè)用戶在不同時(shí)刻輪流使用CPU和其它資源。②獨(dú)立性（“獨(dú)占”性）：各終端用戶彼此獨(dú)立，互不干擾地使用計(jì)算機(jī)，每個(gè)終端用戶感覺他獨(dú)占了這臺(tái)計(jì)算機(jī)。③及時(shí)性：系統(tǒng)對(duì)終端用戶的請求能在足夠快的時(shí)間之內(nèi)得到響應(yīng)。這一特性與計(jì)算機(jī)CPU的處理速度、分時(shí)系統(tǒng)中聯(lián)機(jī)終端用戶數(shù)目和時(shí)間片的長短密切相關(guān)。④交互性：采用人機(jī)對(duì)話方式，用戶在終端上可以直接輸入、調(diào)試和運(yùn)行自己的程序，能及時(shí)修改程序中的錯(cuò)誤，且直接獲得結(jié)果。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：（1）實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求對(duì)外部請求在嚴(yán)格的時(shí)間范圍內(nèi)作出反應(yīng)和處理。（2）高可靠性和安全性：實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的故障可能帶來的后果是無法估量的，因此與其它操作系統(tǒng)相比，要更加注意其可靠性，系統(tǒng)保證不出錯(cuò)。分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要區(qū)別：（1）設(shè)計(jì)目標(biāo)不同：前者為了給多用戶提供一個(gè)通用的交互方式開發(fā)的運(yùn)行環(huán)境，后者通常為特殊用途提供專用系統(tǒng)；可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注?。?）交互性強(qiáng)弱不同：前者交互性強(qiáng)，后者交互性弱；（3）響應(yīng)時(shí)間要求不同：前者以用戶能接受的響應(yīng)時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，后者則與受控對(duì)象及應(yīng)用場合有關(guān)，變化范圍很大。請畫出設(shè)置有快表的請求分頁存儲(chǔ)管理方案的地址變換圖，并簡要說明地址變換過程。(6分)答：地址變換過程：1．判斷是否越界，若是，則中斷，否則，繼續(xù)。2．查找快表，若找著頁表項(xiàng)，則修改訪問位等，形成物理地址，結(jié)束。否則，繼續(xù)3．查找頁表，若找著頁表項(xiàng)，則修改訪問位等，形成物理地址，結(jié)束。否則，產(chǎn)成缺頁中斷，繼續(xù)4．若內(nèi)存不滿，則將找著的頁從外存調(diào)入內(nèi)存。否則，置換一頁出內(nèi)存，然后將找著的頁從外存調(diào)入內(nèi)存5．修改頁表請簡單說明并比較輪詢和中斷驅(qū)動(dòng)的I/O控制方式。(6分)可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！答：輪詢I/O控制方式由用戶進(jìn)程直接控制內(nèi)存或CPU和外圍設(shè)備之間的信息傳遞。當(dāng)用戶進(jìn)程需要傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，通過CPU向設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)指令，用戶進(jìn)程進(jìn)入測試等待狀態(tài)，即CPU不斷地執(zhí)行I/O測試指令測試設(shè)備的狀態(tài)。由于CPU的速度比I/O的速度高得多，而輪詢I/O控制方式使得CPU與外設(shè)只能串行工作，極大地浪費(fèi)了CPU資源；另外這種控制方式使設(shè)備與設(shè)備之間也只能串行工作。但是，它的優(yōu)點(diǎn)是管理簡單，在CPU速度不是很高而且外圍設(shè)備種類不多的情況下常被采用。中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式是CPU啟動(dòng)I/O設(shè)備后，可以轉(zhuǎn)去執(zhí)行其它程序，每當(dāng)設(shè)備完成I/O操作后，它便以中斷請求方式主動(dòng)向CPU匯報(bào)。CPU在接到I/O中斷請求時(shí)才花費(fèi)極少時(shí)間去處理。中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式在一定程度上實(shí)現(xiàn)了主機(jī)和外設(shè)并行，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備間的并行，從而提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率，大大提高了CPU的利用率。什么是虛擬設(shè)備?為什么在操作系統(tǒng)中引入虛擬設(shè)備？說明虛擬打印機(jī)的實(shí)現(xiàn)原理。(8分)答：通過虛擬技術(shù)將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備虛擬成多臺(tái)邏輯設(shè)備,供多個(gè)用戶進(jìn)程同時(shí)使用,通常把這種經(jīng)過虛擬的設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。操作系統(tǒng)中引入虛擬設(shè)備，用高速設(shè)備模擬低速設(shè)備，以把原來慢速的獨(dú)占設(shè)備改造成為能為若干進(jìn)程共享的的快速共享設(shè)備。虛擬打印機(jī)實(shí)現(xiàn)原理是：當(dāng)某進(jìn)程要求打印輸出時(shí),操作系統(tǒng)并不是把某臺(tái)實(shí)際打印機(jī)分配給該進(jìn)程,而是在磁盤上輸出井中為其分配一塊區(qū)域,該進(jìn)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(jī)上輸出。輸出井上的相關(guān)區(qū)域相當(dāng)于一臺(tái)虛擬的打印機(jī),各進(jìn)程的打印輸出數(shù)據(jù)都暫時(shí)存放在輸出井中,形成一個(gè)輸出隊(duì)列。最后,由SPOOLing的緩輸出程序依次將輸出隊(duì)列中的數(shù)據(jù)實(shí)際地打印輸出?？蓮?fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！這樣,從用戶的角度來看,他似乎獨(dú)占一臺(tái)打印機(jī),可以隨時(shí)根據(jù)運(yùn)行的情況輸出各種結(jié)果;但從系統(tǒng)的角度來看,同一臺(tái)打印機(jī)又可以分時(shí)地為每一個(gè)用戶服務(wù)。用戶進(jìn)程實(shí)際上獲得的是虛擬設(shè)備。五、（10分）在一個(gè)請求分頁存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)的頁面走向?yàn)?，0，l，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，0，1，分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)為3，試計(jì)算采用下列頁面置換算法時(shí)的缺頁率（假設(shè)開始執(zhí)行時(shí)內(nèi)存中沒有頁面）。FIFO置換算法。LRU置換算法FIFO性能分析（M=3）頁面訪問次序501203042303201內(nèi)存塊數(shù)3501223042300001501123042333305001230422223是否缺頁√√√√√√√√√√√缺頁率=11/15=73.33%LRU性能分析（M=3）頁面訪問次序501203042303201內(nèi)存塊數(shù)3501203042303201501203042303205012230422032是否缺頁√√√√√√√√√√缺頁率=10/15=66.67%可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！頁六、（10分）某系統(tǒng)有R1、R2和R3三種資源，在T0時(shí)刻P1、P2、P3、P4這四個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的占用和需求情況如下表所示，此時(shí)系統(tǒng)的可用資源向量為(2，1，2)。問題：將系統(tǒng)中各種資源總數(shù)和此刻各進(jìn)程對(duì)資源的需求數(shù)目用向量或矩陣表示出來。如果此時(shí)P1發(fā)出資源請求向量Request(1,0,1)，為了保證系統(tǒng)的安全，能否分配資源給P1？說明你采用策略的原因。PROCESSMAXALLOCATIONR1R2R3R1R2R3P1322100P2613411P3314211P4422002答：1.PROCESS資源尚需量needR1R2R3P1222P2202P3103P44202.若進(jìn)程P1請求資源(1,0,1)，因：P1請求資源(1,0,1)<P1資源最大需求量(3,2,2)，合理可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！P1請求資源(1,0,1)<剩余資源數(shù)(2,1,2)，請求滿足分配并修改相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：PROCESSALLOCATION資源尚需量need剩余資源R1R2R3R1R2R31，1，1P1201121P2411202P3211103P4002420因?yàn)?，P1,P2,P3和P4每個(gè)進(jìn)程所需的資源數(shù)都大于當(dāng)前可用的資源數(shù)（1，1，1）。因此，找不到一個(gè)安全序列，不可分配，否則會(huì)產(chǎn)生死鎖。七、（10分）今有四個(gè)進(jìn)程協(xié)作加工處理若干批數(shù)據(jù)。為了提高效率，采用以下方式并發(fā)執(zhí)行：進(jìn)程A每讀入一批數(shù)據(jù)后把數(shù)據(jù)分解成二個(gè)可并發(fā)計(jì)算的數(shù)據(jù)塊，分別通知進(jìn)程B和C讓它們加工處理。進(jìn)程B和C在處理時(shí)要涉及到對(duì)同一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問。當(dāng)進(jìn)程B和C均完成處理后，再由進(jìn)程D完成該批數(shù)據(jù)的結(jié)束處理工作。請回答：畫出四個(gè)進(jìn)程之間的關(guān)系圖。寫出用P/V操作實(shí)現(xiàn)四進(jìn)程的同步應(yīng)設(shè)置的信號(hào)量及其初值、工作流程。答：1.可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！可復(fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！2.設(shè)信號(hào)量是s1、s2和s3的初值均為0。工作流程