操作系统作业4类12次.docx
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操作系统作业4类12次
操作系统作业
【注意】对于作业中的选择题，都要求抄写题目（题中若有插图可不画），并在题目上填写答案。
作业1——进程同步（１）
１．设有n个进程使用同一个共享变量,如果最多允许m（m＜n）个进程同时进入相关临界区,则信号量的变化范围是 。
A． n，n-1，.．.,n-mﻩﻩﻩB.m，m－1,.．.１，0，-1，．..m－n
C. m,ｍ-1,．.．１,0，-1，...m-n-1ﻩﻩﻩＤ．m,m-1，．..1,0,-1,.．．m-n+1
２．对于有两个并发进程的系统，设互斥信号量为muｔｅx,若mｕtex=0,则 。
A.表示没有进程进入与mutex相关的临界区
B. 表示有一个进程进入与ｍｕtex相关的临界区
Ｃ．表示有一个进程进入与mutex相关的临界区,另一个进程等待进入
Ｄ．表示有两个进程进入与mutｅx相关的临界区
3.Ｓ．queue,S．vａlｕe是信号灯S的两个组成部分,当S.ｑｕeｕe为空时，Ｓ.vaｌue的值是 。
A．S.ｖaluｅ≤0 Ｂ．S.value=０ﻩﻩC．Ｓ.valuｅ=１ ﻩD.Svalue≥0
4.如果信号量的当前值为-3，则表示系统中在该信号量上有 个等待进程。
5.设与某资源关联的信号量初值为3,当前值为1。
若M表示该资源的可用个数，Ｎ表示等待该资源的进程数，则M、N分别是 。
（2010全国试题）
A．0、1B．１、０ﻩC．1、2ﻩﻩＤ.2、0
６.有两个并发进程Ｐ1和P2，共享初值为１的变量x。
Ｐ1对ｘ加1，P２对x减1。
加1和减1操作的指令序列分别如下所示。
（２０11全国试题）
/／加1操作
loadＲ1,x //取x到寄存器Ｒ1中
inc R1
stoｒe x,R1 //将R1的内容存入x
//减1操作
loadR2,ｘ
ｄec R２
storｅx,Ｒ２
两个操作完成后,x的值 。
A.可能为-1或3Ｂ.只能为１
Ｃ.可能为0、１或２ﻩﻩD.可能为－1、０、1或2
7.一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业,P2比P1晚5ms到达,它们的计算和I/Ｏ操作顺序如下:
P1：
计算60ms,I/O8０ms,计算20ms
P2:
计算１２0ｍs,I/Ｏ40ms，计算４0mｓ
若不考虑调度和切换时间,则完成两个作业需要的时间最少是 。
（2０12全国试题）
A.24０msB．260ｍsC.340msﻩD.360mｓ
作业2——进程同步
（2）
1．若一只盘子一次只能放一个水果,A只往盘中放苹果，B只往盘中放梨子,C只从盘中取苹果，Ｄ只从盘中取梨子。
试用Ｐ、V操作写出同步算法。
2.（２009全国试题）三个进程P1、P2、P３互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。
P１每次用ｐrｏdｕce（ ）生成一个正整数并用puｔ（）送入缓冲区某个单元中;P2每次用getodd（）从缓冲区中取出一个奇数并用countoｄd（）统计奇数个数；Ｐ3每次用gｅｔeven（）从缓冲区中取出一个偶数并用ｃounteveｎ（）统计偶数个数。
请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。
要求用伪代码描述。
3.今有3个并发进程R、Ｍ、Ｐ，它们共享一个缓冲器B。
进程R负责从输入设备读入信息,每读一个记录后把它存放在缓冲器B中。
进程M在缓冲器B中加工进程R存入的记录。
进程P把加工后的记录打印出来。
缓冲器Ｂ中每次只能存放一个记录，当记录被加工输出后，缓冲器B中又可以存放一个新的记录。
为协调它们的工作，采用ＰV操作进行管理。
作业3——进程同步（３）
1.试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。
2．今有一个文件F供进程共享,现把这些进程分成A、B两组,规定同组的进程可以同时读文件F；但当有Ａ组（或B组）的进程在读文件F时就不允许B组（或Ａ组）的进程读文件F。
试用P、V操作来进行管理。
3.进程P０和Ｐ1的共享变量定义及其初值为:
booｌeanｆlag［２]；
ｉnttuｒn=０;
ｆｌag［0]=FALASＥ； ｆlag[1]=FALSE；
若进程P０和P1访问临界资源的类C伪代码实现如下：
voｉdP０（） //进程P0
{whilｅ（TＲUE）{
flag［0］=ＴRUE; turn＝1;
while（flaｇ［1]＆&（ｔurn=＝1））;
临界区;
ｆlａg[0]=FＡLＳE;
}
｝
voidP1（） ／/进程P1
｛wｈiｌe（TＲUＥ）｛
flag[1]=ＴRＵE；ｔurn=0;
whilｅ（fｌａg[0］ ＆&（tuｒn==０）） ;
临界区;
flag[1]=ＦALSＥ;
}
}
则并发执行进程P0和P1时产生的情形是 。
（2010全国试题）
A.不能保证进程互斥进入临界区,会出现“饿死”现象
B.不能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饿死”现象
C．能保证进程互斥进入临界区，会出现“饿死”现象
D.能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饿死”现象
ﻬ
作业4——调度与死锁
（1）
1.有两个作业A和B,分别在７:
0０和８:
３0到达系统,它们估计的计算时间分别为0.8小时和0.１小时，系统在9:
0０开始以响应比高者优先算法进行调度。
在单道系统中该两个作业被选中时的响应比各为多少?
2．有一个具有两道作业的批处理系统（最多可有两道作业同时装入内存执行），作业调度采用计算时间短的作业优先调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，今有如下作业序列（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）:
作业名
到达时间
估计运行时间
优先数
J1
１0：
1０
２０分钟
5
J2
10：
20
３0分钟
3
J3
10 ：
30
25分钟
4
J4
1０ :
50
20分钟
6
（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。
３.下列选项中，降低进程优先级的合理时机是 。
（2010全国试题）
A．进程的时间片用完B.进程刚完成I/O,进入就绪队列
C．进程长期处于就绪队列中ﻩD．进程从就绪队列转为运行状态
作业５——调度与死锁（２）
１．某时刻进程的资源使用情况如下表所示。
（20１１全国试题）
进程
已分配资源
尚需资源
可用资源
R1
R2
R3
R1
Ｒ2
R3
R1
R２
R3
P1
2
0
0
０
0
1
0
2
1
P2
１
2
0
1
３
２
P3
0
1
1
1
3
1
P4
0
０
1
2
0
０
此时的安全序列是 。
Ａ．Ｐ1,P２,P３,P4ﻩB．P1,P３，P2,P4
C.P1，P４,P3,P2D．不存在
2.在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：
（教科书习题,11５页第２１题）
Prｏcess
Allｏcａtioｎ
Neｅｄ
Ａvailable
P0
0,0, 3,2
０,０, 1,2
1,６, 2,2
Ｐ１
1,０,0, 0
1,7，５，０
P2
１,3,5，４
2,3,5,6
Ｐ3
0, ３, 3,2
0,6, 5, 2
P4
0,0, 1， ４
0,6, 5,6
试问：
（1）该系统状态是否安全?
（应分析说明理由）
（2）若Ｐ2发出请求向量Reｑuｅst（1,2,2,2）,分析系统能否将资源分配给它?
3．某计算机系统有9台磁带机,它们供N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。
请问N为多少时，系统没有死锁的危险,并说明其原因。
ﻬ
作业6——存储管理
（1）
1.在可变分区管理系统中，假定主存中按地址顺序依次有５个空闲区，其大小依次为3２KB、10KＢ、５KB、228KB、１00KＢ，现有５个作业J1、J2、J3、Ｊ4、J5，它们各需主存1ＫB、10ＫB、1０８KB、28KB、1１５KB，则内存分配采用 适应算法,可将5个作业全部装入内存?
A．首次ﻩB.循环首次（下次）ﻩﻩC．最佳ﻩﻩﻩD.最坏
2.某操作系统采用可变分区分配存储管理方法，用户区为512K且始值为０,用空闲分区表管理空闲分区。
若分配时采用分配空闲低地址部分的方案,其初始时用户区的５12K空间空闲，对下述申请序列:
申请300K，申请100Ｋ，释放3０0K,申请15０K,申请3０K,申请4０K，申请6０K,释放30K；回答下列问题：
（1）采用首次适应算法，空闲分区中有哪些空闲块（给出始址,大小）？
（2）采用最佳适应算法,空闲分区中有哪些空闲块（给出始址，大小）?
３.某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为５５ＭB（初始为空闲），采用最佳适配（Best Fiｔ）算法，分配和释放的顺序为：
分配1５ＭB、分配３0MＢ、释放15MB、分配８MB、分配６MB，此时主存中最大空闲分区的大小是 。
（201０全国试题）
Ａ．７ＭＢﻩﻩＢ.9MBﻩＣ．1０MBﻩD．15MＢ
ﻬ作业7——存储管理
（2）
１.在一个分页虚存系统中,设页长2KＢ，某用户程序有3０页。
若该程序的虚页0、1、2、3、4、5、6、7已分别装入内存块４、１7、18、2０、25、２6、3０、32中,则该程序中的虚地址0AC５H和3AC５H对应的物理地址分别是 。
A.４AC5H和14AC5ＨﻩﻩB．4AC５H和20AＣ５H
C．１1AC5H和２0ＡC５HﻩﻩＤ.８ＡC５H和102C5H
２.某计算机采用二级页表的分页存储管理方式，按字节编址,页大小为2１0字节,页表项大小为2字节,逻辑地址结构为:
,逻辑地址空间大小为2１６页，则表示整个逻辑地址空间的页目录表中包含表项的个数至少是 。
（2010全国试题）
A.64B.128ﻩC.256D．51２
3.在采用页式存储管理的系统中,某作业的逻辑地址空间为4页（每页２0４8字节）,且已知该作业的页表如下表。
试结合地址转换图求出逻辑地址４688所对应的物理地址。
页 表
页号
内存块号
0
2
1
4
2
6
3
9
４．某系统采用段页式存储管理，其逻辑地址结构和某作业的段表、页表结构如下图所示。
请计算该作业中逻辑地址１３5468对应的物理地址（用十进制表示）。
作业8——存储管理（3）
1.有一个虚存系统,某进程占用３个内存块，开始时内存为空，执行如下访问页号序列:
1，2,3,4，1,２，5,1,2，3,4,5
（1）采用先进先出（FIFO）淘汰算法，缺页次数是多少？
（2）采用最近最少使用（LＲU）淘汰算法,缺页次数是多少？
（3）若用最优（OPＴ）算法呢?
2.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。
3.（20１0全国试题）设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KＢ，按字节编址。
若某进程最多需要6页（Page）数据存储空间，页的大小为１ＫB,操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配４个页框（ＰagｅFrａme）。
在时刻２60前的该进程访问情况如下表所示（访问位即使用位）。
页号
页框号
装入时间
访问位
０
7
1３0
1
1
4
230
1
2
２
200
1
３
9
160
1
当进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。
请回答下列问题:
（1）该逻辑地址的对应的页号是多少?
（2）若采用先进先出（ＦIFO）置换算法,该逻辑地址对应的物理地址是多少?
要求给出计算过程。
（3）若采用时钟（CLOCK）置换算法,该逻辑地址对应的物理地址是多少?
要求给出计算过程（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向２号页框，示意图如下）。
ﻬ
作业9——设备管理
（1）
1.硬件采用了中断和通道技术，使得 。
A．CPU与外设能紧密结合ﻩＢ．ＣPU与外设能并行工作
C．ＣＰU速度提高ﻩﻩD.外设速度提高
２．以下 不属于磁盘的驱动调度。
Ａ． 最高响应比优先调度算法ﻩB.先来先服务调度算法
Ｃ.电梯调度算法ﻩＤ.单向扫描调度算法
3．I/O软件一般分为４个层次:
用户层、与设备无关软件层、设备驱动程序、中断处理程序。
以下工作中，不是由设备驱动程序完成的是 。
Ａ.向设备寄存器写命令
B.检查用户是否有权使用设备
C．将二进制整数转换成ＡSCII码以便打印
D．解释用户的Ｉ/O请求，并将该请求转化为具体的Ｉ/O操作
4．本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的程序是 。
（２010全国试题）
A．命令解释程序ﻩB.中断处理程序
C.系统调用服务程序ﻩﻩD．用户登录程序
５．用户程序发出磁盘Ｉ／O请求后，系统的正确处理流程是 。
（2０11全国试题）
Ａ.用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序
Ｂ.用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序
C．用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序
D.用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序
6．某文件占1０个磁盘块,现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区,并送用户区进行分析。
假设一个缓冲区与一个磁盘块大小形同,把一个磁盘块读入缓冲区的时间为1０0µs，将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50µs，ＣPＵ对一块数据进行分析的时间为50µs。
在单缓冲区和双缓冲区结构下，读入并分析万该文件的时间分别是 。
（20１1全国试题）
A.150０µｓ、１000µsﻩﻩＢ．1550µs、1100µs
C.1５50µs、１55０µsＤ．2000µs、2０00µs
作业１0——设备管理（２）
１．一台转速为36０0（转分）的磁盘，其存储密度为16.７（K/道）。
已知磁盘由启动到运转平稳的时间为3mｓ，磁头臂的移动速度为0.３（ms/道），请回答：
（1）设磁头的当前位置在第20号磁道上,移动方向为磁道号增加的方向。
若系统收到4条记录访问请求，请求序列如下表所示。
记录号
磁道号
1
18
２
２５
3
32
４
７
请写出电梯调度算法的访问序列。
（2）若上述4条记录的长度皆为1６.7KB,求系统按电梯调度算法访问磁盘,上述4条记录的最长时间为多少?
（计算时间时保留2位小数）
２．（2010全国试题）假设计算机系统采用CSCＡN（循环扫描）磁盘调度策略,使用2KB的内存空间记录１638４个磁盘块的空闲状态。
（１）请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。
（２）设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转,每个磁道有10０个扇区,相邻磁道间的平均移动时间为1ｍs。
若在某时刻，磁头位于10０号磁道处,并沿着磁道号增大的方向移动（如下图所示），磁道号请求队列为50,９0,３0,１２０，对请求队列中的每一个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这４个扇区总共需要多少时间？
给出计算过程。
（3）如果将磁盘替换为随机访问的Ｆｌash半导体存储器（如U盘、ＳSD等）,是否有比ＣSＣAN更高效的磁盘调度策略?
若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。
作业11——文件管理
（1）
1.文件系统采用多级目录结构可以 。
A、节省存储空间ﻩＢ、解决命名冲突
C、缩短文件传送时间ﻩD、减少系统开销
2.文件系统中文件被按照名字存取是为了 。
Ａ、方便操作系统对信息的管理ﻩB、方便用户的使用
C、确定文件的存取权限D、加强对文件内容的保密
3．如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用 来保证按名存取的安全。
Ａ、重名翻译机构ﻩB、建立索引表
C、建立指针D、多级目录结构
4.某操作系统的文件系统中，采用３个字节表示磁盘块号，每个磁盘块大小为５１2字节。
该系统中每个（逻辑）磁盘允许的最大容量是 字节。
A. ２GB.4GﻩＣ．8GD.16G
5.操作系统中对目录管理的主要要求,不包括 。
A.对文件实现按名存取ﻩB.节省文件存储空间
C．提高对目录的检索速度D．允许文件重名
6．在UNIX系统Ｖ中,如果一个盘块的大小为１KＢ，每个盘号占4个字节,那么,一个进程要访问某文件中偏移量为23４５6７８９字节处的数据时，需要经过 。
A．直接寻址（相当于一级索引）Ｂ.一次间址（相当于二级索引）
Ｃ．二次间址（相当于三级索引）ﻩD．三次间址（相当于四级索引）
7.在ＵNIＸ Syｓteｍ V中,如果一个盘块的大小为1ＫＢ，每个盘块号占４Ｂ，那么，该系统中允许的文件最大长度约为B。
A、１GBB、16GBﻩC、256GBﻩD、４ＴＢ
8.设文件索引节点中有７个地址项，其中4个地址项是直接地址索引,２个地址项是一级间接地址索引,１个地址项是二级间接地址索引,每个地址项大小为4字节。
若磁盘索引块和磁盘数据块大小均为25６字节,则可表示的单个文件最大长度是 。
（2010全国试题）
A.3３KBB.５19KBﻩC.10５7KBﻩD．165１3KB
9．设置当前工作目录的主要目的是 。
（２010全国试题）
Ａ.节省外存空间B.节省内存空间
C．加快文件的检索速度ﻩD．加快文件的读/写速度
作业12——文件管理
（2）
１．某文件系统以硬盘作为存储器,盘块大小为512Ｂ，有文件A，包含５90个逻辑记录，每个记录占２55B,每个盘块存放2个记录。
文件A在文件目录中的位置如下图所示。
此树形目录结构由根目录结点、作为目录文件的中间结点和作为信息文件的叶子结点组成,每个目录项占1２７Ｂ,每个物理块存放4个目录项。
根目录的内容常驻内存。
问：
（1）若文件采用隐式链接结构,设每块的链接字占2B。
如果要将文件A读入内存，至少要存取几次硬盘?
为什么？
（2）若文件采用连续文件结构，如果要将文件A的逻辑记录号为4８０的记录读入内存,至少要存取几次硬盘？
为什么?
2.假定磁盘的每个盘面分为８个扇区，其旋转速度为20ms/周。
若有8个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，处理程序每次从磁盘读出一个记录后腰花费5ms进行处理，现在用户要求顺序处理这8个记录，请回答：
①画图说明怎样安排这8条记录，使得它们能保证最高效率。
② 按照最优分布时，计算出磁盘需要旋转几周？
3．（2０11全国考研试题）某文件系统为一级根目录结构，文件的数据一次性写入磁盘，已写入的文件不可修改,但可多次创建新文件。
请回答如下问题。
（1）在连续、链式、索引三种文件的数据块组织方式中,哪种更合适?
要求说明理由。
为定位文件数据块,需在FＣB中设置哪些相关描述字段?
（2）为快速找到文件,对于FCB,是集中存储好，还是与对应的文件数据块连续存储好?
要求说明理由。
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