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对于短距离优先、电梯调度磁盘调度算法分别求出为这九个请求服务所需的磁头移动量（以跨越磁道为单位）。

（10分）

八、请用PV操作解决读者和写者问题。

有两组并发进程：

读者和写者，共享一个文件，要求：

（1）允许多个读者同时执行读操作

（2）在任意写者在完成写操作之前，不允许其他任意的读者和写者工作

（3）写者预工作，但在它之前已有读者在执行读操作，那么，待现有读者完成读操作后在执行写操作，新的读者和写者均被拒绝。

九、有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，作业序列如表所示（表中所列作业优先数即为进程优先数，数值越小优先级越高）。

①列出所有作业进入内存时间及结束时间。

②计算平均周转时间。

作业的执行时间

作业名

到达时间

估计运行时间

优先数

A

10：

00

40分

5

B

20

30分

3

C

30

50分

4

D

50

20分

6

0016-0020操作系统试卷A答案

一、（10分）

1.OS:

是一组程序的集合,用于管理计算机系统的资源,方便用户的使用.

2.进程:

是一个程序段在其数据集合上的运行过程.

3.设备无关性:

用户在使用设备时,选用逻辑设备,而不必面对一种设备一种接口.设备管理实现逻辑设备到物理设备的映射,这就是设备无关性.

4.数组多路通道:

是指连接多台设备.同时为多台设备服务,每次输入/输出一个数据块.这样的通道叫数组多路通道.

5.死锁:

一组并发进程,因争夺彼此占用的资源而无法执行下去,这种僵局叫死锁.

二、（15分）

1.N<

=3时,无死锁产生,因为资源足够.

2.设备分配时,系统设备表,通道控制表,控制器控制表,设备表.

分配方法:

1）先查系统设备表,找到设备表.有空间设备分配无则等待.

2）查控制器控制表,有空间分配否则等待.

3）查通道控制表.有空间分配否则等待.均分配成功开始I/O操作.

3.数据结构:

段表.页表.段表控制寄存器.

地址变换过程:

段号与段表控制寄存器的段表大小比较,小于等于有效,否则出错.

段号+起始地址定位.取出页表长与页号比较,小于等于有效,否则无效.

在比较如该段在主存发生缺页中断.

物理地址=块号*块长+单元号.块号通过页号+起址取得的.

4.Spooling系统的组成：

输入井．输出井．预输入程序．缓输出程序，井管理程序．

　输入井：

用于存放提前输出和作业．

　输出井：

用于存放等待输出的数据．

　预入输入程序：

用于控制作业的提前输入，填写预输入表．

　缓输出程序：

用于控制输出井中的数据输出．

　井管理程序：

用于输出井中读入数据进主存．和将程序结果存放到输出井中．

５．输入输出为主的作业优先级高，而以计算为主的作业优先级低．这样做提高ＣＰＵ外设的并行程度．

三、（５分）

输入机读1000个字费时,1000/6400秒156ms处理37毫秒.输出费时:

1000/100000秒=10ms

|------------|--------|------|处理器利用率=37/156

ICO

四、（10分）

页面序列为：

００１２３３５５１４２２　主存块＝128字，块数＝384/128=3.将地址转页号序列。

　FIFO００１２３３５５１４２２

　　　　　　　　０１２２３３５１４４　　　缺页率８／12

０１１２２３５１１

　　　　　　√　√√√　√　√√√

LRU００１２３２５２１４２１

　　　　　　００１２３２５２１４２１

　　　　　　　　０１２３２５２１４２缺页率7/12

　　　　　　　　　０１１３３５２１４

　　　　　　√√√√　√　√√　

五．块大小为1K。

间接块时可登记256个块号。

文件大小为200000字节。

文件的块数为200000/1k=200块。

精确=196块

索引结构为0---9直接

10一级间址256块∵200块文件只需一级间址

　11二级间址256*256块∴读主索引块+一级索引块2次+文12三级间址256*256块件块。

=202块。

精确解198块次

磁盘传输

六．（10分）

WorkAllocationNeedFlag

P2141202101‘T’

P4343011310‘T’

P3354023152‘T’

P1377232261‘T’

5109

∴存在安全通路p2.p4.p3.p1,当前时刻是安全的。

七、短距离优先访问序列：

148150130102949182175178

移动距离=|140-148|+|148-150|+|150-130|+|130-102|+

|102-94|+|94-91|+|91-83|+|83-175|+|175-178|=173

电梯调度顺序140148150175178130102949183

移动距离=|140-148|+|148-150|+|150-175|+|175-178|+

|178-130|+|130-102|+|102-94|+|94-91|+|91-83|=133

八、Samaphermatex=1/*对文件互斥*/

S1=1/*对Readcount互斥*/

Readcount=0读者记数器。

Reader:

Writer:

P（S1）;

P（mutex）;

Readcount++;

Writeafile;

V（S1）;

V（mutex）;

Readafile;

Readcount--;

If（Readcount==0）V（mutex）;

九、作业调度作业优先，进程调度优先数抢占式。

作业名到达时间cpu时间优先数进入时间结束时间周转

A10：

0040分510：

0012：

002时

B19：

2030分310：

2010：

5030分

C10：

3050分410：

5011：

401时10分

D10：

5020分611：

4012：

201时30分

平均周转时间=（120+30+70+90）/4=77.5分钟

0016-0020操作系统试卷b

一、名词解释（10分）

1、文件系统2、并发进程3、临界区4、虚拟存储器5、动态重定位

二、简答题（20分）

1、常用的文件物理结构有哪几种，请简述它们。

2、I/O系统的控制方式有哪几种？

3、死锁产生的必要条件有哪些？

4、在段页式存储器中，为什么段表的每一栏都要给出页表的长度？

5、请叙述在进程通信中有哪几种通信方式？

三、在请求式页式存储系统中，一个程序的页面走向为：

2，3，4，5，2，3，1，2，3，4，5，1，并采用先进先出页面置换算法。

设分配给该程序的存储块数为3块，求在访问过程中发生的缺页中断的次数及缺页率。

四、在实现文件系统时，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1部分占10字节（包括文件名和文件内部号），第2部分占56字节（包括文件内部号和文件其他描述信息）。

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。

（15分）

五、在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：

ALLOCATIONNEEDAVAILABLE

P0032011622

P1000750

P2354356

P3332652

P4014656

问：

该状态是否安全？

六、用PV操作解决生产者和消费者问题。

假设有一个可以存放K件产品的缓冲器，有M个生产者和N个消费者，每个生产者每次生产一件产品放入缓冲器中，每个消费者每次从缓冲器中取出一件产品。

七、设有三个批作业J1，J2，J3，其到达时间、处理时间及完成时间如下：

作业作业到达时间（时）开始处理时间（时）处理完成时间（时）

J1151822

J2182123

J3171921

试计算：

（1）各个作业的周转时间；

（2）所有作业的平均周转时间；

八、设某移动磁盘上共有200个磁道，由内向外依次编号为0～199。

123456789

对于先来先服务、电梯磁盘调度算法分别求出为这九个请求服务所需的磁头移动量（以跨越磁道为单位）。

0016-0020操作系统试卷B答案

一.

1.文件系统:

是指与文件管理有关的那部分软件,被管理的文件及管理所需的数据结构的总体.

2.并发进程:

进程是一个程序段在其数据集合上的一次运行过程,而并发进程是可以与其它进程并发运行的.

3.临界区:

是关于临界资源访问的代码段.

4.虚拟存储器:

是一种扩大内存容量的设计技术,它把辅助存储器作为计算机内存储器的后援,实际上不存在的扩大的存储器叫虚拟存储器.

5.动态重定位:

在程序运行时,将逻辑地址映射为物理地址的过程叫动态重定位.

二.（20分）

1.常用的文件物理结构有:

连续文件:

把逻辑上连续的文件信息依次存放在辅存连续的物理块中

链接文件:

将逻辑上连续的用户文件信息存放在辅存不连续的块中,并在每一块中包含一个指针,指向与它链接的下一块所在位置,最后一块放上”-1”,标志文件结束.

索引文件:

将逻辑上连续的用户文件信息存放到辅存不连续的物理块中,系统为每一个文件建立一张索引表,表中按照逻辑记录存放的物理块顺序记录了这些物理块号.

2.I/O系统的控制方式:

1>

循环测试方式2>

中断方式3>

DMA方式4>

通讯方式

3.死锁产生的必要条件:

互斥条件2>

请求保持条件3>

部分分配条件4>

循环等待条件

4.在段页式管理中,由于每段分成若干页,所以需要在段表中给出页表长度,以便检查逻辑地址中的页号是否越界.

5.在进程通信中有共享存储器方式,消息缓冲方式及共享文件方式,其中共享存储器方式又分为直接通信与间接通信.（信箱通信）

三．（10分）

序列　２　３　４　５　２　３　１　２　３　４　５　１

　主存页面　２　３　４　５　２　３　１　１　１　４　５　５

23　４　５　２　３　３　３　１　４　４

２　２　４　５　２　２　２　３　１　１

　中断　　　√　√　√　√　√　√　√　　　　　√　√　

９次．缺页率９／12　＝　75%

四、（15分）

分解前：

目录文件块数=254*64/512=32块平均访盘次数为（1+32）/2=16.5

分解后：

符号目录块数=254*10/512=5块基本目录文件块数为254*56/512

平均访问次4次。

五、（10分）

P0622032011‘T’

P3654332652‘T’

P1986000750‘T’

P2986354356‘T’

P4121310014656‘T’

存在一安全通路p0p3p1p2p4.故当前时刻是安全的。

六．（15分）

Semaphers=1/*用于缓冲区共享*/

S1=k/*空位置*/

S2=0/*产品*/

ProducerConsumer

RepeatRepeat

Produceaproductp（S2）;

P（S1）;

p（S）;

P（S0）;

getaproduct;

Putaproduct;

V（S）;

V（S2）;

V（S1）;

forever;

Forever;

七、（10分）

作业到达时间开始处理时间处理完成时间周转时间

J11518227

J21821235

J31719214

平均周转时间为（7+51-4）/3=16/3时

八、（10分）

FCFS:

访问顺序为：

移动距离=（140-83）+（148-83）+（148-91）+（178-91）+（178-94）+（150-102）

+（175-102）+（175-130）=571

乘电梯调度算法：

方向为：

由内向外。

访问顺序为：

140148150175178130102949183

移动距离为：

（148-140）+（150-148）+（175-150）+（178-175）+（178-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-83）=133

0117—0122，0165、0166操作系统试卷A

一、填空题（10分，每空1分）

1、文件的目录结构形式有

（1）文件目录、

（2）文件目录和（3）文件目录。

2、按文件的物理组织形式，可以分为

（1）文件、

（2）文件和（3）文件。

3、引入缓冲的目的，在于改善

（1）与

（2）速度不匹配的问题。

4、I/O设备通常由

（1）部件和

（2）部件两个部分组成。

二、选择题（10分，每题1分）

1、文件系统的主要目标是实现。

A、提高外设I/O速度B、虚拟存储C、按名存取D、存储系统文档

2、辅存与主存之间是按来传输文件信息。

A、成块B、字节C、字位D、字长

3、文件的物理结构中不包括。

A、位图文件B、连续文件C、串联文件D、索引文件

4、虚拟设备是通过技术实现的。

A、通道B、SPOOLingC、并行D、虚拟存储

5、在诸存储管理中，

（1）存储管理方法会出现抖动和内碎片；

（2）存储管理硬件支持最多；

（3）存储管理软件算法最简单；

（4）存储管理将作业全部连续装入主存且会出现外碎片问题；

（5）存储管理地址结构是逻辑的；

（6）存储管理存储利用率少且有内碎片。

A、段页式B、分段C、请求分页D、简单分页E、动态分区F、静态分区G、单一连续分区

三、简答题（20分，每题4分）

1、什么是操作系统？

2、什么是系统调用？

3、什么是用户接口？

通常在操作系统和用户之间提供哪些类型的接口？

4、解释预输入和缓输出？

5、设备驱动程序的功能是什么？

四、（10分）在实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。

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，请给出访问磁盘次数减少的条件。

五、（10分）近代计算机系统常采用请求页式存储管理方案来管理自己的主存。

假定某作业J所涉及的页面依次为：

0，1，0，2，0，1，0，1，2，0，并已知主存中有3个可供作业J使用的空白存储块（块的大小与页面相同）。

试说明采用FIFO和LRU两种不同淘汰算法时，缺页中断率各是多少?

六、（10分）有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，有如表１的作业序列（表中所列作业优先数即为进程优先数，数值越小优先级越高）。

表１作业的执行时间

七、（10分）某系统有R1，R2和R3共3种资源，在T0时刻P1、P2、P3和P4这个进程对资源的占用和需求情况见表，此刻系统的可用资源向量为（2，1，2），问题：

①将系统中各种资源总数和此刻各进程对各资源的需求数目用向量或矩阵表示出来；

②如果此时P2发出资源请求向量Request（1，0，1），能否分配？

八、（10分）某寺庙共有老和尚和小和尚若干人，庙外有一口井，只能容一人打水，庙内有6只水桶和一口缸，缸内最多能装30桶水，每只桶每次只能由一人使用，缸每次只能由一人使用。

小和尚负责从庙外的井里打水，老和尚使用缸里的水，老和尚取水的单位是桶。

请利用信号量和P、V操作描述老和尚和小和尚的活动。

九、（10分）设某移动磁盘上共有200个磁道，由内向外依次编号为0～199。

到达次序：

访问磁盘：

对于先来先服务、电梯磁盘调度算法分别给出访问顺序。

0117—0122，0165、0166操作系统试卷A答案

1、

（1）一级、

（2）二级、（3）树型

2、

（1）连续、

（2）串联、（3）索引

3、

（1）CPU、

（2）外围设备

4、

（1）机械、

（2）电子

二、选择题（10分）

1、C，2、A，3、A，4、B，5、C、A、G、E、B、F

三、简答题（20分，每题4分）

1、什么是操作系统？

操作系统是控制和管理计算机软件、硬件资源，合理地组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机的系统软件。

2、什么是系统调用？

系统调用使用户或系统程序在程序以及上请求系统为之服务的一种手段。

它的功能由操作系统的一些程序段完成。

3、什么是用户接口？

用户接口是指用户和操作系统打交道，请求使用操作系统的途径和方式。

通常在操作系统和用户之间提供两类接口：

一类是命令接口，另一类是程序接口。

命令接口又分为联机控制命令和脱机控制命令。

4、解释预输入和缓输出？

作业执行前，SPOOLing系统将大批作业从输入设备预先输入到磁盘输入井存放，称为预输入。

作业的执行结果被存入磁盘的输出井，在作业执行完毕后，由操作系统组织信息成批输出，称为缓输出。

设备驱动程序的主要功能有：

根据传输要求设置I/O接口中的有关的控制寄存器的值，启动设备、通道或DMA控制器工作，检测处理设备错误，对设备的输入输出请求队列、睡眠、唤醒等操作进行处理。

四、（10分）答：

①采用分解法前，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为：

64*（254/2）/512=16

采用分解法后，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为：

10*（254/2）/512+1=4

②访问磁盘次数减少的条件为：

m<

n-2

五、（10分）答：

先进先出算法的实质是：

总是选择作业中在主存驻留时间最长（即最老）的一页淘汰，即先进入主存的页，先退出主存。

在本例中，给出了页面踪迹，只需要按页面使用的顺序去进行页面的替换，记录缺页次数即可。

若在内存中为每一作业进程开辟3页，对于题中的页面访问过程，采用先进先出（FIFO）淘汰算法，其页面调度过程见表１

表１采用先进先出（FIFO）算法，其页面访问过程

最近最少使用（LRU）算法的基本思想是根据一个作业在执行过程中过去的页面踪迹来推测未来的行为。

它认为过去一段时间里不曾被访问过的页，在最近的将来可能也不再会被访问。

所以，这种算法的实质是：

当需要置换一页时，选择在最近一段时间内最久未用的页予以淘汰。

采用最近最少使用（LRU）淘汰算法，其页面调度过程见表２。

①采用先进先出（FIFO）淘汰算法，缺页中断次数为3次。

②采用最近最少使用（LRU）淘汰算法，缺页中断次数为3次。

六、（１０分）答：

①各作业进入内存的时间和结束时间见表１

②各作业执行时的周转时间为：

作业A70分钟、作业B30分钟、作业C90分钟、作业D90分钟

作业的平均周转时间为：

T=（∑T