电子科大02级操作系统试卷-有答案

0250-0252操作系统试卷A一、简答题（每题5分，共30分）1.什么是虚拟设备？2.What’s the differrence between a process and a program？3.What’s Hyper-Treading technology？4.死锁的必要条件是什么？5.为什么将文件控制块分成主部和次部两部分？6.若系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m<=n时每个进程最多可以请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？为什么？二、填空题（每空1分，共10分）1.操作系统的两个重要特性是： (1) 和 (2) 。

2.只能在管态下执行的指令称为 (3) 。

处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是 (4) ，管态到目态的转换可以通过修改 (5) 来实现。

3.进程在其生存期内可以处于如下三种基本状态之一：运行态、就绪态和等待态。

当一个就绪进程 (6) 时，其状态由就绪变为运行，当一个运行进程被抢占处理机时，其状态由运行变为 (7) ，当一个运行进程因某事件受阻时，其状态由运行变为 (8) ，当进程所等待的事件已经发生时，该进程状态由 (9) 变为就绪。

4.线程是进程内的一个相对独立的 (10)。

三、计算题（每题10分，共40分）1.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，进程的虚拟地址空间为64KB，页面尺寸为4KB。

假设当前进程的页表如右图所示（页表以二进制形式表示），请将虚拟地址8196和2050转换为物理地址。

2.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，内存中为该进程分配4个物理页架, 开始时内存页架为空,假设进程在一段时间内的页面访问序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，请画图表示采用以下页面淘汰算法时的缺页中断次数：（1）最佳页面淘汰算法（OPT）；（2）先进先出页面淘汰算法（FIFO）；（3）使用过最久的先淘汰(LRU)。

3.在UNIX系统中，设磁盘物理块大小为1KB，每个索引块可以保存256个索引项，请画出UNIX文件的物理结构。

假设某文件大小为1028KB，请计算访问以下逻辑块时需要多少次I/O传输：（1）8；（2）300；（3）16。

4.设有周期性实时任务集如下表所示，用最早截止期优先算法（EDF算法）和速率单调算法（RMS算法）是否可以调度？画出相应的Gantt图。

四、算法设计（每题10分，共20分）1.设有一个可以装A、B两种物品的仓库，其容量无限大，但要求仓库中A、B两种物品的数量满足下述不等式:-M≤A物品数量－B物品数量≤N其中M和N为正整数。

试用信号灯和PV操作描述A、B两种物品的入库过程。

2.用信号量和PV操作实现读者/写者问题，要求读者优先，即：当有读者在读文件时，对随后到达的读者和写者，要首先满足读者，阻塞写者。

0250-0252试题A答案一、1．虚拟设备是利用共享型设备实现的数量较多、速度较快的独占型设备。

2．进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

程序是指令的有序序列。

进程与程序的区别在于：○1进程是动态的，程序是静态的；○2进程是短暂的，程序可以永久保存；○3进程与程序之间不具有一一对应关系：一个程序可以对应一个进程，也可以对应多个进程；一个进程可以对应一个程序，或者对应一段程序。

5．树型目录结构解决了命名冲突；有利于提高文件的检索速度；有利于实现文件共享；有利于用户对文件进行分门别类地组织。

6．7．并发执行的进程为了协调一致地完成指定任务，进程之间具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行。

进程间交换数据叫进程通信。

进程之间所交换的信息量，少则是一个状态或数值，多则是成千上万个字节。

因而进程通信的类型分为：低级通信（进程间交换少量数据，如信号量机制）；高级通信（进程间交换大量数据）。

8．UC/OS-II是一个嵌入式操作系统，其功能包括任务管理、时间管理、任务间通信、内存管理等。

二、（1）[0，350]：由段号0查段表得其段长200，将虚拟地址中的段内偏移350与该段段长相比较：350>200，所以产生越界中断；（2）[1,25]：由段号1查段表得其段长100，将虚拟地址中的段内偏移25与该段段长相比较：25<100，是合法虚拟地址，所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地址：25+3000=3025；（3）[2,120]：由段号2查段表得其段长105，将虚拟地址中的段内偏移120与该段段长相比较：120>105，所以产生越界中断；（4）[3,415]：由段号3查段表得其段长600，将虚拟地址中的段内偏移415与该段段长相比较：415<600，是合法虚拟地址，所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地址：415+1200=1615；（5）[4,20]：由段号4查段表得其段长150，将虚拟地址中的段内偏移20与该段段长相比较：20<150，是合法虚拟地址，所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地址：20+4000=4020；三、FIFO页面替换算法：LRU页面替换算法：四、semaphore a=n,b=m; void main(){ createprocess(A,…); createprocess(B,…);}void A(){while(1){P(a);输入化合物A;V(b);}}void B(){while(1){P(b);输入化合物B;V(a);}}五、六、UNIX中的进程可能处于以下九个状态之一：创建、内存就绪、外存就绪、内存睡眠、外存睡眠、核心态执行、用户态执行、剥夺、僵死。

UNIX进程的状态转换图如下：七、设cache的命中率为h1，访问时间为t1；主存的命中率为h2，访问时间为t2；则被访问的字在cache 中的概率为h1，则不在cache中但在主存中的概率为（1-h1）h2，不在cache中也不在主存中的概率为(1-h1)(1-h2) ；设磁盘的访问时间为t3，那么一个字的平均访问时间为：t1h1+(t1+t2)(1-h1)h2+(t1+t2+t3)(1-h1)(1-h2)。

八、设每个进程最多可以请求x个这类资源，为了使系统一定不会发生死锁m,x,n需要满足关系式：n(x-1)+1<=m，即x<=(m-1)/n+1。

当m<n时，x=1；当m>n时，x=INT（(m-1)/n）+1，其中INT表示向下取整数。

0250-0252操作系统试卷B一、简答题（每题5分，共30分）1. 什么是SPOOLING系统？2. 操作系统有哪些功能？3. 进程与程序有何区别？4. 在文件系统中，为什么将文件控制块FCB分割为两部分？5. 什么是进程通信？6. 什么是死锁？二、填空题（每空1分，共10分）1.操作系统的两个重要特性是： (1) 和 (2) 。

2.只能在管态下执行的指令称为 (3) 。

处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是 (4) ，管态到目态的转换可以通过修改(5) 来实现。

3.进程在其生存期内可以处于如下三种基本状态之一：运行态、就绪态和等待态。

当一个就绪进程 (6) 时，其状态由就绪变为运行，当一个运行进程被抢占处理机时，其状态由运行变为 (7) ，当一个运行进程因某事件受阻时，其状态由运行变为 (8) ，当进程所等待的事件已经发生时，该进程状态由 (9) 变为就绪。

4.线程是进程内的一个相对独立的(10)。

三、计算题（每题10分，共40分）1.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，进程的虚拟地址空间为64KB，页面尺寸为4KB。

假设当前进程的页表如右图所示（页表以二进制形式表示），请将虚拟地址8194和2049转换为物理地址。

2.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，内存中为该进程分配3个物理页架, 开始时内存页架为空,假设进程在一段时间内的页面访问序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，请画图表示采用以下页面淘汰算法时的缺页中断次数：（1）最佳页面淘汰算法（OPT）；（2）先进先出页面淘汰算法（FIFO）；（3）使用过最久的先淘汰(LRU)。

3.在UNIX系统中，设磁盘物理块大小为1KB，每个索引块可以保存256个索引项，请画出UNIX文件的物理结构。

假设某文件大小为1028KB，请计算访问以下逻辑块时需要多少次I/O传输：（1）6；（2）400；（3）26。

4.设有周期性实时任务集如下表所示，用最早截止期优先算法（EDF算法）和速率单调算法（RMS算法）是否可以调度？画出相应的Gantt图。

四、算法设计（每题10分，共20分）1.对于生产者—消费者问题，假设缓冲区是无界的，试用信号灯与PV操作给出解法。

2.用信号量和PV操作实现读者/写者问题，要求写者优先，即：当有读者和写者同时等待时，首先满足写者。

当一个写者声明想写文件时，不允许新的读者再访问文件。

0250-0252试题B答案一、1．它使用直接存取的大容量磁盘作为缓冲，将一个可共享的磁盘空间改造成若干台输入设备和输出设备，并使得I/O设备与CPU并行操作。

SPOOLING系统通常包括井管理模块、预输入模块、缓输出模块组成。

2．重定位用于实现逻辑地址到物理地址的转换。

静态重定位是当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转换（一般在装入内存时由软件完成）；动态重定位是在程序运行过程中要访问数据时再进行地址变换（即在逐条指令执行时完成地址映射。

一般为了提高效率，此工作由硬件地址映射机制来完成。

硬件支持，软硬件结合完成）。

3．操作系统主要有五大功能：存储器管理——内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充。

处理机管理——作业和进程调度、进程控制和进程通信。

设备管理——缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性。

文件管理——文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制。

用户界面管理——命令界面、程序界面和图形界面。

4．进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

程序是指令的有序序列。

进程与程序的区别在于：1) 进程是动态的，程序是静态的；2) 进程是短暂的，程序可以永久保存；3) 进程与程序之间不具有一一对应关系：一个程序可以对应一个进程，也可以对应多个进程；一个进程可以对应一个程序，或者对应一段程序。

5．文件控制块（FCB）是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了为管理文件所需的所有有关信息（文件属性），文件控制块是文件存在的标志。

为加快目录检索可采用目录项分解法：把FCB分成两部分，符号目录顶（次部）和基本目录项（主部）6.7．并发执行的进程为了协调一致地完成指定任务，进程之间具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行。