826操作系统答案11

河南科技大学
2011年硕士研究生入学考试试题答案及评分标准考试科目代码： 826 考试科目名称：操作系统
一.单项选择题（共15小题，每小题2分，共30分）
1.A
2.A
3.C
4.A
5.B
6.D
7.A
8.D
9.C 10.D
11.B 12.A 13.C 14.B 15.D
二. 判断题（共10小题，每小题1分，共10分，正确的打√，错误的打×）
1.√
2. ×
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7.√
8. ×
9. × 10. √
三.问答题（共5小题，每小题8分，共40分）
1.进程控制块的作用，是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。

（3分）在创建进程时，系统将为它配置一个PCB。

在进行进程调度时，系统将根据PCB中的状态和优先级等信息来选择新进程，然后将老进程的现场信息保存到它的PCB中，再根据新进程PCB 中所保存的处理机状态信息来恢复运行的现场。

执行中的进程，如果需要访问文件或者需要与合作进程实现同步或通信，则也都需要访问PCB。

当进程因某种原因而暂停执行时，也必须将断点的现场信息保存到它的PCB中。

当进程结束时，系统将回收它的PCB。

可见，在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制和管理，亦即系统是根据其PCB而感知到进程的存在，所以说PCB是进程存在的唯一标志。

（5分）
2.在进行地址变换时，首先去检索快表，试图从中找到所要访问的页。

若找到，便修改页表项中的访问位。

对于写指令，还须将修改位置为“1”，然后利用页表项中给出的物理块号和页内地址形成物理地址。

地址变换过程到此结束。

（2分）如果在快表中未找到该页的页表项时，应到内存中去查找页表，再从找到的页表项中的状态位P，来了解该页是否已调入内存。

若该页已调入内存，则利用页表项中给出的物理块号和页内地址形成物理地址，同时应将此页的页表项写入快表，当快表已满时，应先调出按某种算法所确定的页的页表项，然后再写入该页的页表项。

（3分）若该页尚未调入内存，这时应产生缺页中断，请求OS从外存把该页调入内存。

调入内存后，再利用页表项中给出的物理块号和页内地址形成物理地址。

（3分）
3.设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备。

即用户或用户程序在使用系统设备时，不直接使用物理设备名，而使用逻辑设备名，由系统实现逻辑设备向物理设备的映射。

（4分）在实现了设备独立性的功能后，能带来如下好处：（1）增加了系统分配设备的灵活性；（2）使用户程序不受影响，易于实现I/O重定向。

（4分）
4.在操作系统中，虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。

（2分）
在虚拟处理机技术中，利用多道程序设计技术，为每道程序建立一个进程，让多道程序并发地执行，以此来分时使用一台处理机。

此时，虽然系统中只有一台处理机，但它却能同时为多个用户服务，使每个终端用户都认为是有一台处理机在专门为它服务。

即利用多道程序设计技术，
把一台物理上的处理机虚拟为多台逻辑上的处理机，在每台逻辑处理机上运行一道程序。

（3分）虚拟存储器是指应用程序在运行之前，没有必要全部装入内存，仅须将那些当前需要运行的少数页面或段先装入内存便可运行，其余部分暂存在磁盘上。

在程序执行中，如果所需页（段）尚未调入内存，便利用系统的“请求调入功能”和“置换功能”，将所需页（段）调入内存。

从用户角度看，该系统所具有的内存容量，将比实际内存容量大得多。

这样的存储器，称作虚拟存储器。

（3分）
5. 系统调用是指操作系统的核心中设置的一组用于实现各种系统功能的子程序（过程），并将它们提供给应用程序调用。

（2分）系统调用与一般过程调用的区别为：
（1）运行在不同的系统状态。

一般过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同的状态－系统态或核心态；而系统调用的调用程序运行在用户态，被调用程序运行在核心态。

（2）通过软中断进入。

一般过程调用可直接由调用过程转向被调用过程；系统调用要通过软中断机制，先由用户态转为核心态，经核心分析后，才能转向相应的系统调用处理子程序。

（3）返回问题。

一般过程返回时返回原进程，系统调用不一定返回原进程。

（4）嵌套调用。

系统调用对嵌套深度有一定限制，一般过程调用对嵌套的深度没有什么限制。

（6分）
四.综合题（共5小题，第1小题10分，2～5小题每题15分，共70分）
1.（2）可能会发生死锁。

只要一个进程占用了2个资源而另一个进程占用了1个资源，两个进程都会相互处于等待对方进程释放资源的状态。

（5分）
（3）也可能会发生死锁。

当每个进程都分配了两个资源时，3个进程都会彼此等待。

（5分）
2.（1）40MB硬盘
共有盘块40MB/1KB=40K 32K<40K<64K,故40K个盘块号要用16位二进制表示，占用16/8=2B，即FAT表的每个表目为2B
FAT表占用的存储空间为：2*40K=80KB （5分）（2）540MB硬盘
共有盘块540MB/1KB=540K 512K<540K<1024K,故540K个盘块号要用20位二进制表示，占用20/8=2.5B，即FAT表的每个表目为2.5B
FAT表占用的存储空间为：2.5*540K=1350KB （5分）（3）FAT16文件系统，FAT表项为16位，即2B
540MB硬盘要用16位表示，即盘块数<64K，假设盘块大小为X，则540MB/X<64K
得出X>15640B，X=16KB>15640B，故盘块至少要为16KB，才能表示540MB硬盘（5分）
平均周转时间：（10+16+18+22+27）/5=18.6 （5分）
平均周转时间：（21+6+23+27+11）/5=17.6 （5分）（3）时间片轮转（设时间片为2min）
A(2min)-B(2min)-C(2min)完成-D(2min)-E(2min)-A(2min)-B(2min)-D(2min)完成-E(2min) -A(2min)
平均周转时间：（27+22+6+16+23）/5=18.8 （5分）
4.按题意内存分配情况见表1。

表1
（1）1s后，按首次适应算法链接80→50→529（B→E→I）
按最佳适应算法链接50→80→529（E→B→I）（4分）（2）2s后，按首次适应算法链接80→110→15→529（B→（D+E）→G→I）
按最佳适应算法链接15→80→110→529（G→B→（D+E）→I）（4分）（3）按首次适应算法应把B（80KB）分割，切割下12KB分配给作业X，剩余68KB仍留在链中，此时链接情况为68→110→15→529，其内存分配图见表2。

按最佳适应算法应把G（15KB）分割，切割下12KB分配给作业X，剩余3KB仍留在链中，此时链接情况为3→80→110→529，其内存分配图见表3。

（7分）
5. 应设如下信号量：S：初值为1，表示酒吧老板是否可以出售物品
S1，S2，S3：初值为0，分别表示音乐爱好者i是否得到需要的两种物品
设置3个布尔变量flag1，flag2，flag3分别代表出售的3种物品：随身听、音乐磁带、电池var S,S1,S2,S3:semaphore:=1,0,0,0;
flag1, flag2,flag3:Boolean:=false,false,false;
parbegin
process BOSS
begin
repeat
P(S);
出售两种物品，由flagi标记；if flag2&flag3 then V(S1);
else if flag1&flag3 then V(S2); else V(S3);
until false;
end process MUSIC1
begin
repeat
P(S1);
听音乐；
V(S);
until false;
end
process MUSIC2
begin
repeat
P(S2);
听音乐；
V(S);
until false;
end
process MUSIC3
begin
repeat
P(S3);
听音乐；
V(S);
until false;
end
parend。