操作系统大题

1.假设有一磁盘含有64000块，块号记为1～64000，现用2000个32位(Bit)的字作该盘

的位示图，试问第59999块对应于位示图中第几字的第几位(字、位均从0开始)；而第1599字的第17位对应于磁盘的第几块

2.页式存储管理中，主存空间按页分配，可用一张“位示图”构成主存分配表。假设主存

容量为2M字节，页面长度为512字节，若用字长为32位的字作主存分配的“位示图”

需要多少个字如页号从1开始，字号和字内位号（从高位到低位）均从1开始，试问：第2999页对应于何字何位；99字19位又对应于第几页

3.进程P1使用缓冲区buffer向进程P2，P3，P4发送消息，要求每当P1向buffer中发

消息时，只有当P2，P3，P4进程都读取这条消息后才可向buffer中发送新的消息。利用P、V原语描述如下图所示进程的动作序列。

4. 有如下图所示的工作模型：

三个进程P0、P1、P2和三个缓冲区B0、B1、B2，进程间借助相邻缓冲区传递消息：P0每次从B0中取出一条消息经加工后送入B1中，P1每次从B1中取出一条消息经加工后送入B2中，P2每次从B2中取出一条消息经加工后送入B0中。B0，B1，B2分别可存放3，2，2个消息。初始时B0中有2个消息，B1 ，B2中各有1个消息。用P、V操作写出P0，P1，P2的同步及互斥流程。

5.在一个生产车间中，有3个工人共同协作生产某种产品，工人1负责生产零件A并放入车间的货架，工人2负责生产零件B并放入车间的货架，工人3从货架上获取零件，并将1个零件A和一个零件B组装成成品运出车间，车间的货架上最多共可以存放1000个零件，为了保证合理的库存和零件配比，当某种零件数量比另一种零件数量多出100个时，相应的工人暂时停止该种零件的生产。试用PV操作描述上述生产过程。

6. 某银行提供1个服务窗口和10个顾客等待座位。顾客到达银行时，若有空座位，则到取号机领取一个号，等待叫号。取号机每次仅允许一位顾客使用。当营业员空闲时，通过叫号选取一位顾客，并为其服务。顾客和营业员的活动过程描述如下：

7. 在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题：

(1)按FIFO调度算法，将产生多少次缺页中断依次淘汰的页号是什么缺页中断率为多少

(2)按LRU调度算法，将产生多少次缺页中断依次淘汰的页号是什么缺页中断率为多少

8. 请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示。

页表内容

页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表(TLB)的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns(已含更新TLB和页表的时间)，进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法(LRU)和局部淘汰策略。假设①TLB初始为空；②地址转换时先访问TLB，若TLB未命中，在访问页表(忽略访问页表之后的TLB更新时间)；③有效位为0表示页面不再内存，产生缺页中断，缺页中断后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列2362H、1565H、25A5H，请问：

(1) 依次访问上述三个虚地址，各需多少时间给出计算过程。

(2) 基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少请说明理由。

9. 某计算机主存按字节编址，逻辑地址和物理地址都是 32 位，页表项大小为 4 字节。请回答下列问题。

1）若使用一级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：

则页的大小是多少字节页表最大占用多少字节

2）若使用二级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：

设逻辑地址为 LA，请分别给出其对应的页目录号和页表索引的表达式。

3）采用（1）中的分页存储管理方式，一个代码段起始逻辑地址为 0000 8000H，其长度为8 KB，被装载到从物理地址 0090 0000H 开始的连续主存空间中。页表从主存0020 0000H 开始的物理地址处连续存放，如下图所示（地址大小自下向上递增）。请计算出该代码段对应的两个页表项的物理地址（假设每个页表项的长度为4字节）、这两个页表项中的页框号以及代码页面 2 的起始物理地址。

10. 设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。若某进程最多需要6页(Page)数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框(Page Frame)。在时刻260前的该进程访问情况如下表所示(访问位即使用位)。

当进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题：

（1）该逻辑地址的对应的页号是多少

（2）若采用先进先出(FIFO)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少要求给出计算过

程。

（3）若采用时钟(CLOCK)置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少要求给出计算过程(设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向2号页框，示意图如下)。

11. 若递交给磁盘驱动程序的磁盘柱面请求按到达时间顺序分别是10、22、20、2、40、6和38，设磁头初始处于20柱面，磁头从一柱面移到另一相邻柱面的时间是2ms，则对于FCFS、最短寻道时间优先、电梯算法（初始磁头向高柱面移动），平均寻道时间各为多少

12. 设文件索引节点中有7个地址项，其中4个地址项是直接地址索引，2个地址项是一级间接地址索引，1个地址项是二级间接地址索引，每个地址项大小为4字节。若磁盘索引块和磁盘数据块大小均为256字节，则可表示的单个文件最大长度是多少

13. 假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘块的空闲状态。

（1）请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。

（2）设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动(如下图所示)，磁道号请求队列为50,90,30,120，对请求队列中的每一个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这4个扇区总共需要多少时间给出计算过程。

14. 考虑一个存在于磁盘上的文件系统，其中的文件由大小为512B的逻辑块组成。假定每一个文件有一个文件目录项，该目录项包含该文件的文件名、文件长度以及第一块（或第一索引块）和最后一块的位置，而且该目录项位于内存。对于索引结构文件，该目录项指明第一索引块，该索引块又一次指向511个文件块（每个索引值占4B），且有一指向下一索引块的指针(指针占4B)。针对连续、链接、索引结构的每一种，如果当前位于逻辑块30（即之前最后一次访问的块是逻辑块30）且希望访问逻辑块20(假设逻辑块号从0开始编号)，那么，必须分别从磁盘上读多少个物理块

15. 一台转速为3600（转分）的磁盘，其存储密度为（K/道）。已知磁盘由启动到运转平稳的时间为3ms，磁头臂的移动速度为（ms/道），请回答：

（1）设磁头的当前位置在第20号磁道上，移动方向为磁道号增加的方向。若系统收到4条记录访问请求，请求序列如下表所示。

请写出电梯调度算法的访问序列。

（2）若上述4条记录的长度皆为，求系统按电梯调度算法访问磁盘，上述4条记录的最长时间为多少(计算时间时保留2位小数)