1、1苏州大学 操作系统原理 课程试卷（二）答案共 5 页学院 专业 成绩 年级 学号 姓名 日期 考试形式： 闭卷 时间： 120 分钟 一、 填空题（20 分，每空 1 分）1、操作系统的基本功能包括 处理机 管理、 存储器 管理、 设备 管理、 _文件 管理，除此之外还为用户使用操作系统提供了用户接口。2、P.V 操作当为互斥 操作时，它们同处于同一进程；当为同步 操作时，则不在同一进程中出现。 3、临界资源是指 系统中一次只允许一个进程使用的资源 ，而临界区是指 涉及到临界资源的代码段 。4、/O 型进程是指 花费 I/O 时间多于计算的进程 ，而 CPU 型进程是指 花费计算多于 I/O
2、 时间的进程 。5、当时间片轮转算法的时间片足够大时，这个算法就等同于 FIFO 算法。6、重定位的方式有 静态重定位 和 动态重定位 两种。7、在分页存储管理系统中，逻辑地址的主要内容由 页号 和 页内偏移 构成。8、一个文件的大小为 9130 个字节，假设每个物理块的大小为 4096 个字节，那么这个文件需要 3 个物理块存放。9、一般情况下，FCB 中的内容有名称 、类型 、地址 和当前长度 等。二、 选择题（20 分，每题 2 分）1、在 WINDOWS 98 操作系统中，用户在用 word 输入文字的同时用 real player看电影，那么，word 和 real player 这
3、两个进程是 4 执行。（1）并行 （2）串行 （3）顺序 （4）并发2、一般来说，为了实现多道程序设计，计算机首先需要有 1 。(1)更大的内存 (2)更快的外部设备2(3)更快的CPU (4)更先进的终端3、采用 Microkernel 结构的操作系统有 2 。（1）DOS （2）WINDOWS XP（3）WINDOWS 98 （4）Linux4、一般情况下，互斥信号量的初值一般为 2 。（1）0 （2）1 （3） 2 （4）45、银行家算法是一种 2 算法。（1）死锁解除（2）死锁避免（3）死锁检测（4）死锁预防6、作业调度又称为 3 。（1）进程调度 （2）短程(short-term)调
4、度（3）长程(long-term)调度 （4）中程(medium-term)调度7、在段页式存储管理系统中，内存分配的单位是 1 。（1）页框 （2）段（3）段页 （4）区8、在可变分区式存储管理中，有利于大作业运行的算法是 3 （1）首次适应算法 （2）下次适应算法（3）最佳适应算法 （4）最坏适应算法9、可以分配给多个进程的设备是 1 。（1）共享设备 （2）块设备（3）独占设备 （4）互斥设备10、假使一个文件系统所确定的物理块大小为 4K，则一个 4097 字节的文件实际占用的外存空间为 2 。（1）4K （2）8K （3）4097 （4）12K三、 简答题（20 分，每题 5 分）1
5、、 操作系统的主要部件有哪些？操作系统的部件主要有：进程管理主存管理二级储存器管理I/O 系统管理3文件管理保护系统网络处理命令解释器系统2、请简述为什么要在核心 I/O 子系统中要引入缓冲机制（Buffering）。引入缓冲的主要原因：（1） 缓和 CPU 与 I/O 设备间速度不匹配的矛盾。（2） 减少对 CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。（3） 提高 CPU 与 I/O 设备之间的并行性。3、在信号量 S 上执行 P、V 操作时，S 的值发生变化，当 S0，S=0，S0: 有资源可用；S=0:没有资源可用；S0:有进程在等待资源；P(S):当有 S 资源可用时，S 减一；如果
6、没有 S 资源可用时，阻塞当前进程；V(S):当资源不再使用时，S 加一；如果有进程因为等待当前资源而阻塞，需要唤醒他们。4、从内核角度看，内核级线程和用户级线程有什么不同？用户级线程仅存在于用户级中，它的创建、撤消和切换都不利用系统调用实现，与内核无关，相应的，内核也不知道有用户级线程存在。内核级线程依赖于内核，无论用户进程中的线程还是系统进程中的线程，其创建、撤消、切换都由内核实现。在内核中保留了一张线程控制块，内核根据控制块感知线程的存在并对其进行控制。（1）线程的调度与切换速度 内核支持线程的调度和切换与进程的调度和切换十分相似。对于用户级线程的切换，通常是发生在一个应用程序的多线程之
7、间，这时，不仅无须通过中断进入 OS 的内核，而且切换的规则也远比进程调度和切换的规则简单。因此，用户级线程的切换速度特别快。（2）系统调用 当传统的用户进程调用一个系统调用时，要由用户态转入核心态，用户进程将被阻塞。当内核完成系统调用而返回时，才将该进程唤醒，继续执行。而在用户级线程调用一个系统调用时，由于内核并不知道有该用户级线程的存在，因而把系统调用看作是整个进程的行为，于是使该进程等待，而调度另一个进程执行，同样是在内核完成系统调用而返回时，进程才能继续执行。如果系统中设置的是内核支持线程，则调度是以线程为单位。当一个线程调用一个系统调用时，内核把系统调用只看作是该线程的行为，因而阻塞
8、该线程，于是可以再调度该进程中的其他线程执行。四、 请画出五状态进程图，并说明进程的状态及其相互间的转换关系。解： 就绪运行: 被调度程序选中4 运行就绪: 时间片到时,或有更高优先级的进程出现 运行等待: 等待某事件发生 等待就绪: 等待的事件发生了五、 一个系统中存在某类资源 m 个，被 n 个进程共享。资源的分配和释放必须一个一个进行，请证明在以下两个条件下不会发生死锁： 每个进程需要资源的最大数在 1m 之间； 所有进程需要的资源总数小于 m+n；证明：假设进程 Pi(0in+1)需要的资源数为 Ri，则R1+R2+.+Rnm+n (1)1 = Ri = m (2)假设进程已经分配到的
9、资源为 Ai(0in+1)，则Ai=Ri假设当前发生了死锁，则A1+A2+.+An=mAiRi (0in+1)也就是 Ai+1=Ri则A1+A2+.+An+n=R1+R2+.+Rn即m+n=R1+R2+.+Rn和（1）矛盾，死锁不成立。六、 一个请求式分页存储系统，页表存放在内存： 访问一次内存需要 100ns 如果仅调入一个页面，需要花费 8ms（内存有空页面，或需要进行页面置换，单被置换的页面没有修改过） ； 如果调入一个页面同时需要进行被置换页面的写出，则需要 20ms; 假设页面被修改的比例是 60%;请问，缺页率必须控制在多少以下，才能使得 EAT200ns?5解：假设缺页率为 f_
10、rate,则，EAT=(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)如 EAT200,则，(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)200100-100*f_rate+15200*f_rate200151*f_rate1f_rate1/151即缺页率小于 0.66%。七、 4 一个文件有 100 个磁盘块，假设文件控制块在内存（如果文件采用索引分配(indexed allocation)，索引表也在内存） 。在下列情况下，请计算在contiguous, linked, indexed(single-level)三种
11、分配方式下，分别需要多少次磁盘I/O 操作？（每读入或写入一个磁盘块都需要一次磁盘 I/O 操作）(10%)假设在 contiguous 分配方式下，文件头部无空闲的磁盘块，但文件尾部有空闲的磁盘块。假设要增加的块信息存放在内存中。 在文件开始处添加一个磁盘块； 在文件结尾处添加一个磁盘块； 在文件中间删除第 50 块磁盘块；（假设磁盘块编号从 099） 在文件第 50 块前添加一个磁盘块； （假设磁盘块编号从 099）解： 在文件开始处添加一个磁盘块：连续：201/链接： 1/索引：1 在文件结尾处添加一个磁盘块：连续：1/链接： 101/索引：1 在文件中间删除一个磁盘块：连续：48*211=98/链接：52/ 索引：0 在文件中间添加一个磁盘块：连续：101/链接： 52/索引：1
