计科操作系统试卷.doc

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1、贵州大学计算机科学与技术学院 2014-2015 学年第一学期考试试卷 A操作系统注意事项：1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。4. 满分100分，考试时间为120分钟。题 号一二三四五总 分统分人得 分得 分评分人一、填空题(每空1分，共10分)1. 文件系统的模型可分为三个层次，最底层是 对象及其属性 ，中间层是对对象操纵和管理的软件集合 ，最高层是文件系统提供给用户的接口。2. I/O设备有四种控制方式，采用何种控制方式与I/O设备的传输速率、传输数据

2、单位等因素有关。如打印机、键盘等低速的字符设备应采用中断控制方式；而对于磁盘、光盘等高速的块设备应采用DMA方式。3. 在具有对换功能的操作系统中，通常把磁盘空间分为文件区和对换区两部分。对文件区管理的主要目标是提高文件存储空间的利用率，故对文件区空间的管理采取离散分配方式；对对换空间管理的主要目标是提高进程换入和换出的速度，因此对对换区空间的管理采取 方式。4. 线程的实现方式有两种类型，即内核支持线程和用户级线程。5. 现代操作系统的最基本特征是并发性。6. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力。得 分评分人二、单选题(每题2分，共20分)1. 临界区

3、是指并发进程中访问临界资源的（ D ）段。 A.管理信息 B.信息存储 C.数据 D.程序 2. 批处理系统的主要缺点是（ B ）。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是3.下列各项步骤中，（ B ）不是创建进程所必须的步骤。A. 建立一个进程控制块 B. 由调度程序为进程调度CPUC. 为进程分配内存等必要的资源 D. 将PCB链入进程就绪队列4树型目录结构的第一级称为目录树的（ B ）。 A.分支节点 B.根节点C.叶节点 D.终节点5（ D ）实现了段式、页式两种存储方式的优势互补。A.请求分页管理 B.可变式分区管理C.段式管理 D.段页式管理6

4、用户进程A从“运行”状态转换到“阻塞”状态可能是由于（ C ）。A. 该进程执行了V操作 B. 某进程执行了V操作C. 该进程执行了P操作 D. 某进程执行了P操作7假设系统中有三类互斥资源R1、R2和R3，可用资源数分别为8、7和4。在T0时刻系统中有P1、P2、P3、P4和P5五个进程，这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下图所示。在T0时刻系统剩余的可用资源数为（1、1、0）。如果进程按（ D ）序列执行，那么系统状态是安全的。进程最大需求量R1 R2 R3已分配资源数R1 R2 R3P1P2P3P4P56 4 22 2 28 1 12 2 13 4 21 1 12 1 12 1

5、01 2 11 1 1A. P1P2P4P5P3 B. P2P1P4P5P3C. P4P2P1P5P3 D. P4P2P5P1P38. 假定磁盘文件空间共有640块，若用字长为32位的位示图进行管理，则位示图需要 B 字节。A、16 B、20 C、32 D、649. 动态重定位是在作业的（ A ）过程中进行的。 A、执行 B、编译 C、装入 D、修改10.文件系统在创建一个文件时，为它建立一个（ A ）。 A.文件目录 B.目录文件 C.逻辑结构 D.逻辑空间得 分评分人三、简答题。(共20分)1. 引入缓冲的主要原因是什么？（4分）答：1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾（1分）2）

6、减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制（1分）3）提高CPU和I/O设备之间的并行性（1分）4）解决数据粒度不匹配的问题 （1分）2. 试说明系统调用的处理步骤。（6分）答：首先，将处理机状态由用户态转为系统态；之后，由硬件和内核程序进行系统调用的一般处理；然后将用户定义的参数传送到指定的地址并保存起来。 （2分） 其次，分析系统调用类型，转入相应的系统调用处理子程序。 （2分） 最后，恢复被中断的或设置新进程的CPU现场，然后返回被中断进程或新进程，继续往下执行。 （2分）3. 假设某系统现有两个用户user1和user2共用其文件系统（该文件系统采用两级目录结构）。假定us

7、er1有四个文件，其文件名为A、B、C、D；user2也有四个文件，其文件名为A、E、F、G。已知：user1的文件A和user2的文件A实际上不是同一个文件，user1的文件C和user2的文件E是同一文件。请画出该系统的文件目录结构，使这两个用户能共享该文件系统而不致造成混乱。并说明此题中有无重名问题？如有，是如何解决的？此题中有无文件共享问题？如有，是如何解决的？（6分）答：（1）（2分）（2）有重名问题，通过二级目录解决。User1的A和User2的A同名，但由于系统取文件时是先找用户名再找文件名，因此完整的文件名是由用户名和文件名组成。（2分）（3）有文件共享问题，通过二级目录解决。

8、User1的C和User2的E虽然文件名不同，但它们在UFD中指向同一文件，这样两个用户就可以用不同的文件名共享一个文件。（2分）4. 在请求分页系统中影响缺页率的因素是什么？（4分）答：（1）页面大小。（1分）（2）进程所分配物理块的数目。（1分）（3）页面置换算法 （1分）（4）程序固有特性（程序编制方法）（1分）得 分评分人四、计算题(每题10分， 共30分)1. 有5个任务A到E几乎同时到达，它们预计运行时间为10，6，2，4，8分钟，其优先级分别为3，5，2，1和4，这里5为最高优先级。对于下列每一种调度，计算其平均进程周转时间（进程切换开销不考虑）。（1） 先来先服务（按A,B,C

9、,D,E）答：（1）先来先服务： 进程 周转时间A 0+10=10B 10+6=16C 16+2=18D 18+4=22E 22+8=30平均周转时间：（1016182230）/5=19.2分钟 （3分）（2）优先级调度： 进程 周转时间B 0+6=6E 6+8=14A 14+10=24C 24+2=26D 26+4=30平均周转时间：（614242630）/5=20分钟 （4分）（3） 时间片轮转（2分钟一个时间片）： 进程 周转时间A 30B 22C 6D 16E 28平均周转时间：（302261628）/5=20.4分钟 （3分）2. 假定某移动磁盘上，处理了访问56号柱面的请求后，现在

10、正在70号柱面上读信息，目前有下面的请求访问磁盘柱面的序列：73,68,100,120,60,108,8，50。请回答：（1）访问磁盘所需的时间由哪三部分构成？答：磁盘访问时间由：寻道时间、旋转延迟时间和数据传输时间三部分构成。（2分）（2）若用最短寻道时间优先算法，请列出响应的次序，并计算平均寻道长度。用最短寻道时间优先算法，响应的次序为68、73、60、50、8、100、108、120 （2分）平均寻道长度：（2+5+13+10+42+92+8+12）/8=23 （2分）（3）若用电梯调度算法，请列出响应的次序，并计算平均寻道长度用电梯调度算法，响应的次序为73、100、108、120、6

11、8、60、50、8。（2分）平均寻道长度：（3+27+8+12+52+8+10+42）/8=20.3 （2分）3. 一个请求分页系统中，若系统分配给一个作业的物理块数为2块，且作业的页面走向为2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。试用FIFO和LRU两种算法分别填表计算出程序访问过程中所发生的缺页次数，并计算它们各自的缺页率。（假设初始作业装入时已经依次装入了页号为1和2的两个页面） FIFO (5分)23215245325212331524532552122315245322缺页中断次数为： 9 缺页率为： F=9/12=75% LRU （5分）232152453252123215

12、24532522123215245325缺页中断次数为： 9 缺页率为： F=9/12=75%得 分评分人五、综合分析题（共20分，每题10分）1某多道程序设计系统分配有一台CPU和两台输入输出设备（IO1，IO2），现有3个优先级由高到低的作业J1、J2、J3都已装入了主存，它们使用资源的先后顺序和占有时间分别是： J1:IO2(30ms); CPU(10ms); IO1(30ms); CPU(10ms) J2:IO1(20ms); CPU(20ms); IO2(40ms); J3:CPU(30ms); IO1(20ms); 处理机调度采用可抢占的优先数算法，忽略其它辅助操作时间，回答下列问

13、题：（1） 分别计算3个作业从开始到完成所用的时间。（2） 3个作业全部完成CPU的利用率。（3） 3个作业全部完成时外设IO1和IO2的利用率。3个作业并发执行时的工作情况：J1:IO2(30ms); CPU(10ms); IO1(30ms); CPU(10ms) J2:IO1(20ms); CPU(20ms); IO2(40ms); J3:CPU(30ms); IO1(20ms);答：时间 010 20 30 40 50 60 70 80 90CPUJ3J2J1J2J3等待J1等待IO1 J2 等待 J1 J3IO2 J1 等待 J2J1 IO2CPU IO1CPUJ2 IO1CPU等待C

14、PU IO2J3 CPU 等待CPU等待 IO1（1）由图可以看出，J1从开始到运行完成需要80ms，J2从运行到完成需要90ms，J3从运行到完成需要90ms。（6分）（2）CPU在时段60ms至70ms、80ms至90ms期间空闲，所以CPU利用率为：（9020）/90=77.78% （2分）(3)外设IO1在时段20ms至40ms期间空闲，所以外设IO1利用率为：（9020）/90=77.78% （1分）外设IO2在时段30ms至50ms期间空闲，所以外设IO2利用率为：（9020）/90=77.78% （1分）2. 设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机的活动：启动车辆；正常行车

15、；到站停车。售票员的活动：关车门；售票；开车门。在汽车不断的到站、停站、行驶过程中，试用信号量和P,V操作实现司机和售票员的同步。分析：在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：售票员关车门后向司机发开车信号，司机接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开车门让乘客下车。因此司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得同步；售票员开车门的动作也必须与司机停车取得同步。在本题中，应设置两个信号量s1、s2，s1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0；s2表示是否允许售票员开车门，其初值为0。这两个活动的同步用P,V原语描述如下：Semaphore s1,s2=0; （信号量设置及初值2分） Main() cobegin driver(); （1分） busman(); coendDriver() （3分） busman() （4分） while(true) while(true) p(s1); 关车门； 启动车辆； v(s1); 正常行车； 售票； 到站停车； p(s2); v(s2); 开车门； 上下乘客；