操作系统原理模拟卷答案(2007-09-17)

《操作系统》模拟试卷答案
(一)选择题（每一选项1.5分，共计45分）
1． A---（ 2 ） 2． A---（ 1 ）
3． A---（ 2 ） 4． A---（ 2 ）
5． A---（ 2 ） 6． A---（ 3 ）
7． A---（ 4 ） 8． A---（ 5 ）
9． A---（ 4 ） 10． A---（ 1 ）
11． A---（ 4 ） 12． A---（ 4 ）
13． A---（ 2 ） 14． A---（ 3 ）
15． A---（ 3 ） 16． A---（ 1 ）
17． A---（ 2 ） 18． A---（ 3 ）
19． A---（ 4 ） 20． A---（ 2 ）
21． A---（ 4 ） 22． A---（ 2 ）
23． A---（ 5 ） 24． A---（ 2 ）
25． A---（ 1 ） 26． A---（ 1 ）
27． A---（ 4 ） 28． A---（ 3 ）
29． A---（ 2 ） 30． A---（ 2 ）
(二)编程填空题(8分)
var (信号量)﹎﹎ S , S1 , S2 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎：semaphore：=
(信号量初值) ﹎ 1 , 0 , 0 ﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎；begin
parbegin
妈:begin
repeat
準備
﹎﹎﹎P(S) ﹎﹎
向盒内放桔子
﹎﹎﹎V(S1) ﹎﹎
準備
﹎﹎﹎P(S) ﹎﹎
向盒内放苹果
﹎﹎﹎V(S2) ﹎﹎
until false
end
儿：begin
repeat
﹎﹎﹎P(S1) ﹎﹎
拿盒中的桔子
﹎﹎﹎V(S) ﹎﹎
吃桔子
until false
end
女：begin
repeat
﹎﹎﹎P(S2) ﹎﹎
拿盒中的苹果
﹎﹎﹎V(S) ﹎﹎
吃苹果
until false
end
parend
end
(三)计算填空题（每个填空2分，共计12分）
1. 某系统采用页式存储器管理，页长为1K(1024)，该作业分页后0、1、2三页分别装入到主存的2、4、8块中去。

现有一逻辑地址为1369，它在第﹎﹎ 1 ﹎﹎﹎页，页内地址为﹎1369-1024=345 ﹎﹎﹎，相应物理地址为﹎1024*4+345=4441 ﹎﹎。

2．设有一个包含1000个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块。

一个物理块可以存放10个索引表目。

建立索引时，一个物理块应有一个索引表目，一级索引至少占用一个物理块。

试问该文件至少应该建立﹎﹎﹎ 3 ﹎﹎﹎﹎﹎级索引，索引本身应占﹎﹎﹎﹎﹎﹎100+10+1=111 ﹎﹎﹎个物理块。

3. 一个系统磁盘每块大小为2KB,每块地址用4B表示。

采用UNIX System V文件系统管理的最大的文件是﹎﹎2KB*(10+2KB/4B+512*512+512*512*512)=20KB+1MB+0.5GB+0.25TB ﹎。

(四)计算题（每题7分，共计21分）
1. 假定在一个处理机上执行以下五个作业：
作业号到达时间运行时间(分)
A 0 3
B 1 5
C 3 2
D 9 5
E 12 5
画出采用SJF调度算法时调度图，并计算每个作业的周转时间和平均周转时间。

解：
(1) T=0 作业A到达, 调度作业A。

(2)T=3 作业A完成，作业B、C已到达，C运行时间短调度作业C
(3) T=5作业C完成，作业B已到达，调度作业B
(4)T=10作业B完成，作业D已到达，调度作业D
(5)T=15作业D完成，作业E已到达, 调度作业E
2. 设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。

在T0时刻系统状态如下表。

若T0时刻是安全的，采用银行家算法，回答下问题：在T0时刻若进程P1请求资源（0，3，0），系统是否能实施资源分配？为什么？（提示：先要计算需求量Need和剩余资源数Available）最大请求资源数已分配资源数
A B C A B C
P1 5 5 9 2 1 2
P2 5 3 6 4 0 2
P3 4 0 11 4 0 5
P4 4 2 5 2 0 4
P5 4 2 4 3 1 4
解：
A已分配资源数为（2+4+4+2+3）=15，B已分配资源数为（1+0+0+0+1）=2，C已分配资源数为（2+2+5+4+4）=17。

A剩余资源数为（17-15）=2，B剩余资源数为（5-2）=3，C 剩余资源数为（20-17）=3。

T0时刻安全，在T0时刻若进程P1请求资源（0，3，0），
P1-Req（0，3，0）<= P1-NEED（3，4，7）
P1-Req（0，3，0）<=Avai （2，3，3）
假设把资源（0，3，0）分配给P1，得到新状态T1：
最大请求资源数已分配资源数NEED 剩余资源数
A B C A B C A B C A B C A B C
P1 5 5 9 2 4 2 3 1 7 2 0 3
P2 5 3 6 4 0 2 1 3 4
P3 4 0 11 4 0 5 0 0 6
P4 4 2 5 2 0 4 2 2 1
P5 4 2 4 3 1 4 1 1 0
剩余资源数（2，0，3）无法满足任一进程需要，无法找到一个安全序列，进程P1请求资源（0，3，0）不能满足，进程P1要等待。

3.某采用页式存储管理的系统，假如系统分配给一个作业的物理块数为4，作业执行时依次访问的页为： 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。

当用先进先出（FIFO）调度算法时，作业执行过程中会产生多少次缺页中断？写出页面调度过程。

用FIFO调度算法产生缺页次数6次。

(五)问答题(每题7分，共计14分)
1.试比较段式存贮管理与页式存贮管理异同？
答：分页和分段系统有许多相似之处。

两者都采用离散分配方式，且都要通过地址映射机构来实现地址变换。

分页和分段的主要区别：
（1）页是信息的物理单位，分页仅仅是由于系统管理的需要；段是信息的逻辑单位,分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。

（2）页的大小是固定的，而且由系统确定。

段的长度却是不固定的，决定于用户所编写的程序。

（3）分页的作业地址空间是一维的，分段的作业地址空间是二维的。

（4）分页以页架为单位离散分配，无外碎片，所以也无紧缩问题；分段以段为单位离散分配，类同可变分区，会产生许多分散的小自由分区――外碎片，造成主存利用率低，需采用紧缩解决碎片问题，但紧缩需化机时。

（4）分段便于处理变化的数据结构段，可动态增长；分页不能动态增长。

（5）分段便于共享段逻辑上完整信息共享有价值提高主存利用率；分页共享困难。

（6）分段提供动态连接的便利，运行中不用的模块可以不连接调入，节省内存空间；分页不能动态连接。

（7）分段便于控制存取访问，段是逻辑上完整信息可根据各段信息决定存取访问权；分页存取访问控制困难。

2. 写出在编程时使用文件的操作步骤和简要依据。

在编程时使用文件的操作步骤：
1.如是新文件需使用创建文件操作
2.打开文件操作
3. 读写文件操作
4. 关闭文件操作
5.如文件不需要则使用删除文件操作
简要依据：
为了减少在多次读写同一文件查目录时盘I/O操作次数，在读写文件前需先执行打开文件操作，它的作用是将要用到的文件目录从磁盘拷到内存，在内存建立内存文件目录表。

在读写文件结束后再执行关闭文件操作，它的作用是将内存中修改过的内存文件目录表中的信息写回到磁盘中的文件目录中，避免已修改文件目录信息的丢失。