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操作系统习题与答案2015

  设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备,在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。系统在执行时,是使用物理设备名称。(3分)

  要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成,包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口,其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的。 (2分)

  文件的物理结构有:顺序文件、链接文件和索引文件。(4分) 其中索引文件能支持大型文件。(1分)

  ? 利用基本文件目录实现文件共享: ? 基于索引节点的共享方法: ? 利用符号链实现文件共享:

  答:作业调度:从一批后备作业中选择一个或几个作业,给它们分配资源,建立进程,挂入就绪队列。执行完后,回收资源。

  交换调度:按照给定的原则和策略,将外存交换区中的进程调入内存,把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。

  答:作业调度:从一批后备作业中选择一个或几个作业,给它们分配资源,建立进程,挂入就绪队列。执行完后,回收资源。

  交换调度:按照给定的原则和策略,将外存交换区中的进程调入内存,把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。

  死锁:当某进程提出资源申请后,使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态,在无外力作用下,永远不能再继续前进。

  产生死锁的必要条件:互斥条件:某段时间内某资源只能由一个进程使用。不剥夺条件:资源在未使用完前,不能被剥夺,由使用进程释放。部分分配(请求和保持):进程因请求资源而阻塞时,对已分配给它的资源保持不放。环路条件:发生死锁时,有向图必构成一环路。

  分页存储管理是将各进程的地址空间分成大小相等的页,把内存的存储空间也分成与页大小相同的片,称为物理块。在分配存储空间时,以块为单位来分配。

  优点:有效解决存储器的零头问题,能在更高的程度上进行多道程序设计,从而相应提高了存储器和CPU 的利用率。

  缺点:采用动态地址变换为增加计算机成本和降低CPU 的速度。表格占内存空间,费时来管理表格。存在页内碎片。作业动态的地址空间受内存容量限制。

  答:结构:PCB (进程控制块)+程序+数据集合。 特征:动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。 基本状态:就绪态、执行态、等待态。

  答:完全可能有临界区,如打印程序是可以由不同用户的不同进程使用,但是只能有一个进程在某一时刻进入。

  文件的逻辑结构(文件的组织):从用户角度看到的文件的全貌,也就是它的记录结构,包括流式文件、顺序文件、索引文件和索引顺序文件。 文件的物理结构(文件的存储结构):文件在外存上的存储组织形式,包括连续文件、串联文件和索引文件。

  29.请说明系统利用缓冲池进行输入操作的过程。(7分) 收容输入:数据从设备输入到缓冲池

  答:虚拟存储器是一种存储管理技术,用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。但是虚拟存储器的容量并不是无限的,它由计算机的地址结构长度所确定,另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。

  31.比较基于索引节点和基于符号链的文件共享方法。(8分) 答:基于索引节点的文件共享是在文件的目录中填上需要共享文件的索引节点的序号,在索引节点中加上用户计数。基于符号链的文件共享是建立一种特殊的链接文件,内容为需要共享的文件的路径和名字,访问该文件时,根据路径找到共享的文件。基于索引节点的文件共享访问速度快,但可能使索引节点指针悬空;基于符号链的文件共享安全,但访问速度慢,要占用索引节点。

  1. 在一个采用页式虚拟存储管理的系统中,有一用户作业,它依次要访问的字地址序列

  是:115,228,120,88,446,102,321,432,260,167,若该作业的第0页已经装入主存,现分配给该作业的主存共300字,页的大小为100字,请回答下列问题: (1)按FIFO调度算法将产生 次缺页中断,依次淘汰的页号为 , , ,缺页中断率为 。

  (2)按LRU调度算法将产生 次缺页中断,依次淘汰的页号为 , , , ,缺页中断率为 。

  主存的分块个数,后者确定了各块的大小。假定逻辑地址的前一部分为5位,后一部分为10位,则块的个数为 ,块的大小为 。

  10.系统运行有三个进程:输入进程、计算进程和打印进程,它们协同完成工作。输入进程和计算进程之间共用缓冲区buffer1,计算进程和打印进程之间共用缓冲区buffer2。输入进程接收外部数据放入buffer1中;计算进程从buffer1中取出数据进行计算,然后将结果放入buffer2;打印进程从buffer2取出数据打印输出。

  用算法描述这三个进程的工作情况,并用wait和signal原语实现其同步操作。(共8分) 解:(共8分)

  11.在一个请求分页系统中,有一个长度为 5 页的进程,假如系统为它分配 3 个物理块 ,并且此进程的页面走向为 2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2。试用 FIFO 和 LRU 两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数。(10分) 解:FIFO:

  24、在公共汽车上,乘客上完后,售票员关门,驾驶员开车,售票员售票,到站汽车停稳后,售票员开门,乘客上下车,售票员和驾驶员之间密切配合,直到下班。请用信号量描述公共汽车上售票员与驾驶员的工作过程。(10分) 解:建立驾驶员和售票员两进程,驾驶员进程执行过程如下:

  评分标准:执行过程完善3分, 驾驶员与售票员合作消息正确3分 售票员与驾驶员合作消息正确3分 书写格式1分

  25、设某作业占有7个页面,如果在主存中只允许装入4个工作页面(即工作集为4),作业运行时,实际访问页面的顺序是:1, 2, 3, 6, 4, 7, 3, 2, 1, 4, 7, 5, 6, 5, 2, 1。试用FIFO、LRU和CLOCK页面置换算法,列出各自的页面淘汰顺序和页面置换次数。 (10分) 解:FIFO:

  26、某车站售票厅,任何时刻最多可容纳20名购票者进入,当售票厅中少于20名购票者时,则厅外的购票者可立即进入,否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程,请回答下列问题:

  (1)用wait和signal操作管理这些并发进程时,应怎样定义信号量,写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。

  (2)根据所定义的信号量,加上wait和signal原语,写出购票者进程的算法,以保证进程能够正确地并发执行。

  (3)若欲购票者最多为n个人,写出信号量可能的变化范围(最大值和最小值)。 解:(1)定义一信号量S,初始值为20。 意义:

  0 S的值表示可继续进入售 票厅的人数 S=0 表示售票厅中已有20名顾 客(购票者) S

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