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同济大学课程考核试卷(A卷)-华东师范大学数据学院

华东师范大学软件学院期末考试卷(2014—2015学年第二学期)得分课程名称操作系统课程性质(专业必修)学生姓名学号学生系别专业年级班级一.单项选择题(每题2分,共20分)1. 操作系统的基本功能是(A)A. 控制和管理系统内的各种资源,有效地组织多道程序的运行B. 提供用户界面,方便用户使用C. 提供方便的可视化编辑程序D. 提供功能强大的网络管理工具2. 进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构,一个进程(D)。

A. 可以有多个进程控制块B. 可以和其他进程共用一个进程控制块C.可以没有进程控制块D. 只能有惟一的进程控制块3. 若当前进程因时间片用完而让出处理机时,该进程应转变为( A)状态。

A. 就绪B. 等待C. 运行D.完成4. 在可变分区存储管理中,最优适应分配算法要求对空闲区表项按( D)进行排列。

A. 地址从大到小B.地址从小到大C. 尺寸从大到小D.尺寸从小到大5. 在请求分页系统中,LRU算法是指(B)。

A. 最早进入内存的页先淘汰B. 近期最长时间以来没被访问的页先淘汰C. 近期被访问次数最少的页先淘汰D. 以后再也不用的页先淘汰6. 文件系统采用二级目录结构,这样可以(D )。

A.缩短访问文件存储器时间B.实现文件共享C.节省主存空间D.解决不同用户之间的文件名的冲突问题7. 下列操作系统强调交互性的系统是(B)。

A. 批处理系统B. 分时系统C. 实时系统D. 网络操作系统8. 虚拟存储的基础是程序局部性理论,它的基本含义是( B )。

A.代码的顺序执行B.程序执行时对内存访问的不均匀性C.变量的连续访问D.指令的局部性9. 磁盘上的文件是以( A )为单位读写的。

A. 块B. 记录C. 区段D. 页面10. 下面的叙述中,(D)不是设备管理中引入缓冲机制的主要原因。

A.缓和CPU和I/O设备间的速度不匹配问题B.减少对CPU的中断频率和放宽对CPU响应时间的限制C.提高CPU和I/O设备间的并行性D.节省系统内存二.填空题(每题2分,共10分)1.通常,线程的定义是进程中可执行单元。

在现代操作系统中,资源的分配单位是进程,而处理机的调度单位是线程。

2.进程控制的功能是负责进程状态的变化,当执行了一条进程等待原语后,该进程的状态将由______运行__状态转变为______阻塞___状态。

3.磁盘访问时间包含:寻道时间、旋转延迟时间、和存取时间。

4.死锁的四个必要条件是持有并等待,互斥操作,不可抢夺资源、循环等待资源。

5.在段页式存储管理中,用段式方法来管理逻辑存储空间,用页式方法来管理物理存储空间。

三.判断题(每小题2分,共20分)1.当某进程执行P操作时,首先对S信号量减1,当S<=0时表示资源得不到满足,系统将执行P操作的进程插入等待队列。

(×)2.引入线程概念的主要目的是处理进程与进程之间的竞争。

(×)3.采用可变分区存储方式管理存储器时,可利用设置空闲区表的方法,用于管理主存中的空闲区的数目和大小。

(√)4.移臂调度的目标是使磁盘旋转周数最少。

(×)5.采用树形目录结构可以节省存储空间。

(×)6.在引入线程的OS中,线程是资源分配和凋度的基本单位。

(×)7.当进行系统调用时,将涉及到进程上下文的保存和恢复,此时系统所保存和恢复的是同一个进程的上下文。

(×)8.由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足,所以有必要引入其它的通讯原语或机制,如send,receive或Monitor等。

(×)9.在分时系统中,由于采用了分时技术,用户可以独占计算机的资源。

(×)10.使用RAID可以提高数据存储可靠性和数据传输速度。

(√)四、简答题(每题5分,共20分)1.什么是进程?画出进程状态转换图,并给出导致状态转化的典型事例。

答:2.什么是进程的同步?什么是进程的互斥,并分别举例说明。

答:同步:并发进程之间存在的相互制约和相互依赖的关系。

互斥:若干进程共享一资源时,任何时刻只允许一个进程使用。

3.一个含五个逻辑记录的文件,系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上,每个记录占用一个磁盘块,现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录,简述它的操作过程。

答:从文件目录中找到该文件,按址读出第一个记录;(2分)取出第一个记录块中指针,存放到新记录的指针位置;(1分)把新记录占用的物理块号填入第一个记录的指针位置;(1分)启动磁盘把第一个记录和新记录写到指字的磁盘块上。

(1分)4.列举设备无关I/O软件层的层次,并简单描述其工作过程。

答案:1)设备名到设备驱动程序的映射、2)设备保护、3)缓冲、4)错误报告、5)分配/释放独占型设备。

五、问答题(每题10分,共30分)1.有一阅览室,共有100个座位。

读者进入时必须先在一张登记表上登记,该表为每一座位列表目,包括座号和读者姓名。

读者离开时要消掉登记内容。

试用P、V操作描述读者进程的同步结构。

答:varmutex : semaphere;信号量,用于互斥full : semaphere; 信号量,用于同步table : array 0..n-1 of item; 登记表procedure reader; 读者进程beginP(full);P(mutex);Register_name(table);V(mutex);Reading;P(mutex);Delet_name(table);V(mutex);V(full)end;2. 某计算机系统主存采用请求分页管理技术,主存容量为1MB,被划分为256块,每块大小为4KB。

假设某个作业共有5个页面,其中0,1,2三个页面已分别装入到主存4,9,11三个物理块中,另外两个页面没有装入主存。

该作业的页面变换表(PMT)如下表所示。

表中的状态为0表示页面已经装入到内存中,为1表示没有装入内存。

页号块号状态4 0 19 0 211 0 3- 1 4- 1问题: ① 若给定一个逻辑地址为9016,其物理地址是多少?给出其物理地址的计算过程。

② 若给定一个逻辑地址为12388,其物理地址是多少?地址变换过程中会出现什么问题?答:(1)在请求分页的存储管理系统中,系统是通过查页表来进行地址转换的。

对于本题中采用的页面大小为4KB ,即页内相对地址为12位。

首先从虚拟地址中分离出页号和页内地址。

[9016/4096]=2,所以页号为2,页内地址为824。

查页表知道2号页对应的物理块号为11,即物理地址为:11*4096=45056,再加上页内地址后其真正的物理地址为:45880。

(2)物理地址计算方法:[12388/4096]=3,所以页号为3,12388-4096×3=100,页内地址为100.检查页表发现3号页面没有对应的物理块号,即该页尚未装入内存,因此产生缺页中断,然后等待中断处理程序将该页装入内存中,表中3号页面对应状态置为0,再进行地址变换。

3. 假定一磁盘有200个柱面,编号为0-199,该磁盘在完成了柱面号为125的磁盘请求后,当前正在处理一个柱面号为143的请求。

若后续的磁盘请求队列先后顺序为:86,147,91,177,94,150,102,175,130分别使用以下不同磁盘调度算法对该组磁盘请求进行响应,并解答问题。

(a) FCFS(先来先服务)算法;(b) SSTF(最短寻道时间优先)算法;(c) SCAN(扫描)算法;(d) C-SCAN(循环扫描)算法;(e) Look(查找)算法(1)分别写出利用不同算法调度时,各个请求的响应顺序以及存取臂的移动总量. (5分)(2)在磁盘匀变速运动的情况下,加速度a 、距离d 和时间t 的关系为221at d 。

在磁盘的一次寻道中,前一半是匀加速运动,后一半是匀减速运动(加速度大小不变),假设磁盘转速为7200转/分钟,磁盘驱动器的平均延迟时间是多少?如果寻道时间t与寻道距离L之间的关系可以表示为:L.0+7561=,请问在平均延迟时间内,可以寻道多少距离?请.0t2439根据上述的5种调度算法,分别计算磁盘请求队列的寻道时间,并从寻道时间角度说明哪种磁盘调度算法的时间性能更好一些。

(5分)答案:(1)(a) FCFS(先来先服务)算法 : 86,147,91,177,94,150,102,175,130 . 存取臂移动总量:565(b) SSTF(最短寻道时间优先)算法: 147, 150, 130, 102, 94, 91, 86, 175, 177, 存取臂移动总量:162(c) SCAN(扫描)算法: 147, 150, 175, 177, 130, 102, 94, 91, 86 ,存取臂移动总量:(199-143)+(199-86)=169(d) C-SCAN(循环扫描)算法: 147, 150, 175, 177, 199,0,86,91,94,102,130 ,存取臂移动总量:(199-143)+199+130=385(e) Look:147, 150, 175, 177, 130, 102, 94, 91, 86,存取臂移动总量:125(2)由7200 rpm,可以计算得到每秒120转:7200/60 =120 转/秒进一步,转一圈需要8.33毫秒:1/120*1000 = 8.33毫秒磁盘驱动的平均延迟时间为8.33/2=4.167毫秒。

由于t = 4.167距离L= [(4.167-0.7561)/0.2439 ]2= 195磁盘请求队列的寻道时间为:FCFS :5652439.07561.01+=tSSTF :1622439.07561.02+=t SCAN: 1692439.07561.03+=t C-SCAN 3852439.07561.04+=t Look 1252439.07561.05+=t从寻道时间看,Look 磁盘调度算法时间性能最好,其需要更短的寻道时间。

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