操作系统期末试卷与答案

操作系统原理　课程试卷（一）答案共4页 学院　 　专业　　　　　　　　成绩　　　　　 年级　 　学号　　　　　　姓名　　　　　日期　　　　 考试形式： 闭卷 时间： 120分钟 一、 填空题（20分，每空1分） 1、进程通信的常用方式有 直接通信 和 间接通信 等。 2、如果P(S1)和P(S2)两个操作在一起，那么P操作的顺序至关重要，一个同步P操作与一个互斥P操作在一起时同步 P操作在互斥 P操作前。而两个V操作的次序无关紧要 。 3、P(S)：表示申请一个资源 ； V(S)表示释放一个资源 。信号量的初值应该大于等于0 。 4、在请求式分页系统中，页框的分配中有一种方式称为固定分配。固定分配有两种不同的方式，分别是平均分配 和按比率分配 。 5、在请求式分页存储管理系统中，不能在计算机中实现的页面淘汰算法是最佳算法 ，选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页的算法是先进先出算法 ，选择淘汰在主存驻留时间最长的页的算法是最近最少使用 。 6、将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中的物理地址的过程称为 地址转换。 7、访问磁盘时间由三部分组成 寻道时间 、 旋转延迟时间 和 传输时间 。 8、I/O设备的控制方式有 轮询 、 中断 和 DMA 等。 二、 判断题（20分，每题4分，请说明正确与否的理由） 1、分布式系统就是紧偶合系统。 错。 分布式系统是松散偶合系统。 2、在一个只有单个CPU的计算机中，进程不能并行操作。 错。 一个进程在利用CPU运行，另一个进程可以同时进行I/O操作，它们是并行的。 3、线程可以分为内核级（Kernel Thread）和用户级（User Thread）两种，操作系统不可以直接调度用户级的线程。 对。 4、有m个进程的操作系统出现死锁时, 死锁进程的个数为1<k≤m。 对。 5、在虚存系统中, 只要磁盘空间无限大, 作业就能拥有任意大的编址空间。 错。 作业的编制空间是由计算机的字长决定的。 三、 简答题（20分，每题5分） 1、为什么要在设备管理种引入缓冲技术？ 答： 1）解决设备间速度的不匹配； 2）减少中断频率； 3）提高并行性。 2、CPU调度可能发生的时机有哪些？ 答： CPU调度可能发生在当一个进程: l 从运行转到等待 l 运行转到就绪 l 从等待转到就绪 l 终止运行 3、同步机构应遵循哪些原则？ 答： 使用互斥区的原则： 有空让进：当无进程在互斥区时，任何有权使用互斥区的进程可进入。 无空等待：不允许两个以上的进程同时进入互斥区。 有限等待：任何进入互斥区的要求应在有限的时间内得到满足。 4、文件目录的作用是什么？一个目录表目应包含哪些信息？（5%） 答： 文件目录的作用实现按名存取。内容有：文件名，文件号，用户名，文件地址，文件长度，文件类型，文件属性，共享计数，文件的建立日期，保存期限，最后修改日期，最后访问日期，口令，文件逻辑结构，文件物理结构。 四、 有两个进程P1和P2，它们执行的过程如下： P1: 10秒CPU操作、20秒I/O操作（设备1）、5秒CPU操作、10秒I/O操作（设备2）、5秒CPU操作、结束 P1: 15秒I/O操作（设备1）、10秒CPU操作、15秒I/O操作（设备2）、10秒CPU操作、结束 （1） 如果进程P1和P2顺序执行，请画出进程P1和P2执行情况图； （2） 如果进程P1和P2并发执行，请画出进程P1和P2执行情况图； （3） 分别计算在（1）和（2）情况下，CPU的利用率、设备1和设备2的利用率。 解： (1) P1: ` 0 10 30 35 45 50 P2: 50 65 75 90 100 (2) P1 P1 0 10 15 25 35 40 50 55 (3) 在情况（1）下， CPU的利用率=40/100=40% 设备1的利用率=35/100=35% 设备2的利用率=25/100=25% 在情况（2）下， CPU的利用率=40/55=73% 设备1的利用率=35/55=64% 设备2的利用率=25/55=45% 五、 有一个基于动态优先数的抢占式优先数调度算法，大的优先数表示高的优先级。当一个进程处于就绪状态等待获得CPU运行时，它的优先数以α的比例变化（如在就绪状态等待时间为t，则它的优先数=原来的优先数+(t*α)）；当一个进程处于运行状态时，它的优先数以β的比例变化。所有进程进入就绪队列的初始优先数均为0。 1） 请问当β>α>0时此算法是什么算法？ 2） 请问当α<β<0时此算法是什么算法？ 答： 1) 先来先服务 2) 先来后服务 六、 一个程序P的用户空间为16K,存储管理采用请求式分页系统，每个页面大小为2K，存在以下的页表： 页框号 有效位 12 1 3 1 0 1 0 0 2 1 15 1 0 0 8 1 其中，有效位＝1表示页面在内存；0表示页面不在内存。 请将虚地址0x060C，0x1502，0x1d71，0x2c27，0x4000转换为物理地址。 答： 0x060C：1548+12*2048=0x660C 0x1502：0x502 0x1d71：缺页 0x2c27：0x1427 0x4000：越界 七、 1目录文件采用链接式，每个磁盘块存放10个下级文件的描述，最多存放40个下级文件，若下级文件为目录文件，上级目录指向该目录文件的第一块，否则指向普通文件的文件控制块。普通文件采用二级索引形式，文件控制块中给出12个磁盘块地址，前10个磁盘块地址指出前10页的物理地址，第11个磁盘块地址指向一级索引表，一级索引表给出256个磁盘块地址，即指出该文件第10页至第265页的地址，第12个磁盘块地址指向二级索引表，二级索引表中指出256个一级索引表的地址。 (1) 该文件系统中的普通文件最大可有多少页? (2) 若要读文件/A/D/K/Q中的某一页, 最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次? 答： （1）该文件系统中的普通文件最大可有：10+256+256*256=65802页 （2）若要读文件/A/D/K/Q中的某一页, 最少要启动磁盘1+1+1+1+1=5次，最多要启动磁盘4+4+4+4+2+1=19次