北京科技大学操作系统习题3

操作系统试题精选（2）

1．填空（10分）。

①操作系统是计算机系统中的一个（），它管理和控制计算机系统中的（）。

②进程是一个程序对某个数据集的（）。

③缓冲区由（）和（）组成。

2．（10分）描述操作系统中使用公用缓冲池时的数据块插入缓冲队列的输入过程。

3．（10分）程序段main（argc，argv）{......}中包含了过程调用copy（old，new），过程copy（old，new）又进一步调用库函数write（）。库函数write（）则调用系统调用write（）来完成相应的写操作。画出UNIX系统中该程序执行时的用户栈和核必栈的参数变化图。

4．（10分）比较段式管理和页式管理的特点。

5．（10分）文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为512字节，每个块号长3字节，如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置，分别求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。

6．（每小题5分，共30分）

名词术语解释

①进程状态

②快表

③目录项

④系统调用

⑤设备驱动程序

⑥微内核

7．填空（每小题1分，共10分）

①如果系统中有n个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为（）个。

②在操作系统中，不可中断执行的操作称为（）。

③如果系统中所有作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度算法是（）。

④如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有（）个等待进程。

⑤在有m个进程的系统中出现死锁时，死锁进程的个数k应该满足的条件是（）。

⑥不让死锁发生的策略可以分为静态和动态的两种，死锁避免属于（）。

⑦在操作系统中，一种用空间换取时间的资源转换技术是（）。

⑧为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了（）硬件机制。

⑨中断优先级是由硬件规定的，若要调整中断的响应次序可通过（）。

⑩若使当前运行进程总是优先级最高的进程，应选择（）进程调度算法。

8．问答题（每小题15分，共30分）

①消息缓冲通信技术是一种高级通信机制，由Hansen首先提出。

a 试叙述高级通信机制与低级通信机制P、V原语操作的主要区别。

b 请给出消息缓冲机制（有界缓冲）的基本原理。

c 消息缓冲通信机制（有界缓冲）中提供发送原语Send（receiver，a），调用参数a表示发送消息的内存区首地址，试设计相应的数据结构，并用P、V原语操作实现Send原语。

②在虚拟段式存储系统中，引入了段的动态连接。

a 试说明为什么引入段的动态连接。

b 请给出动态连接的一种实现方法。

9．（共10分）在实现文件系时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512字节。文件控制块占64字节。其中文件名占8字节。通常将文件控制块分解成两部分，第一部分占10字节（包括文件名和文件内部号），第二部分占56字节（包括文件内部号和文件其他描述信息）。

①假设某一目录文件共有254个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该目录文件的某一个文件控制块的平均访问磁盘次数。

②一般地，若目录文件分解前占用n个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号部分，请组出访问磁盘次数减少的条件。

10．（共10分）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时刻系统状态如表1和表2所示。

系统采用银行家算法实施死锁避免策略。

①T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。

②在T0时刻若进程P2请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？

③在②的基础上，若进程P4请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？为什么？

④在③的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），是否能实施资源分配？为什么？

表1 T0时刻系统状态

表2 T0时刻系统状态

11．（共10分）某高校计算机系开设网络课并安排上机实习，假设机房共有2m台机器，有2n名学生选该课，规定：

①每2个学生组成一组，各占一台机器，协同完成上机实习；

②只有一组2个学生到齐，并且此时机房有空闲机器时，该组学生才能进入机房；

③上机实习由一名教师检查，检查完毕，一组学生同时离开机房。

试用P、V操作模拟上机实习过程。

12．（10分）采用可变分区方式管理主存时，引入移动技术有什么优点？在采用移动技术时应注意哪些问题？

13．（10分）操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程间的合作和协调工作，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面应做哪些工作？

14．（10分）某移动臂磁盘的柱面由外向里顺序编号，假定当前磁头停在100号柱面且移动臂方向是向里的，现有如下表1所示的请求序列在等待访问磁盘：

表1 访问磁盘请求序列

回答下面的问题：

①写出分别采用“最短查找时间优先算法”和“电梯调度算法”时，实际处理上述请求的次序。

②针对本题比较上述两种算法，就移动臂所花的时间（忽略移动臂改向时间）而言，哪种算法更合适？简要说明之。

15．（10分）今有三个并发进程R，M，P，它们共享了一个可循环使用的缓冲区B，缓冲区B共有N个单元。进程R负责从输入设备读信息，每读一个字符后，把它存放在缓冲区B 的一个单元中；进程M负责处理读入的字符，若发现读入的字符中有空格符，则把它改成“，”；进程P负责把处理后的字符取出并打印输出。当缓冲区单元中的字符被进程P取出后，则又可用来存放下一次读入的字符。请用PV操作为同步机制写出它们能正确并发执行的程序。

16．（10分）假定有一个信箱可存放N封信，当信箱不满时发信者可把信件送入信箱；当信箱中有信时收信者可从信箱中取信。用指针R，K分别表示可存信和取信的位置，请用管程（monitor）来管理这个信箱，使发信者和收信者能正确工作。

17．填空（每空1分，共20分）

①现代操作系统的两个最基本的特征是（）和（）。

②进程控制块的初始化工作包括（），（）和（）。

③在操作系统中引入线程概念的主要目的是（）。

④UNIX系统V中，系统向用户提供的用于创建新进程的系统调用是（）；用于建立无名管道的系统调用是（）；用于建立有名管道的系统调用是（）。

⑤UNIX系统V中，引起进程调度的原因有（），（），（）和（）等。

⑥在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中（）部分的空闲分区，从而保留了（）部分的大空闲区。

⑦进行设备分配时所需的数据表格主要有（），（），（）和（）等。

⑧利用符号链实现文件共享时，对文件主删除了共享文件后造成的指针悬空问题，解决的方法是（）。

18．（8分）在消息传递通信方式下：

①发送进程和接收进程在通信过程中可以采用哪三种同步方式？

②试以下面给出的发送进程和接收进程（将接收到的数据存入S）为例，说明当接收进程执行到标号为L2的语句时，采用这三种同步方式，X的值可能各是多少？

发送进程P：

M = 10;

L1: send M to Q;