聊城大学计算机12第2学期操作系统A卷.docx
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聊城大学计算机12第2学期操作系统A卷
聊城大学计算机学院2012—2013学年第2学期2011级本科期末考试《操作系统》试题（闭卷A卷）
题号
一
二
三
四
五
总分
复核人
得分
一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）将答案填写在下面表格中！
得分
阅卷人
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
1．批处理系统的主要缺点是（）。
A、CPU的利用率不高B、失去了交互性
C、不具备并行性D、以上都不是
2．分段管理提供（）维的地址结构。
A、1B、2C、3D、4
3．虚拟内存的容量只受（）的限制。
A、物理内存的大小B、磁盘空间的大小
C、数据存放的实际地址D、计算机地址位数
4．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（）状态。
A、就绪B、等待C、运行D、完成
5．产生死锁的四个必要条件是互斥条件和（），不剥夺条件和环路等待。
A、请求和阻塞条件B、请求和释放条件
C、请求和保持条件D、释放和阻塞条件
6．在（）中，要求空闲分区按空闲区地址递增顺序链接成空闲分区链。
A、首次适应算法B、最坏适应算法
C、最佳适应算法D、循环首次适应算法
7．在请求调页中可采用多种置换算法，其中LRU是（）置换算法。
A、最佳B、最近最久未用C、最近未用D、最少使用
8．为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（）。
A、先进先出调度算法B、优先级法C、最短作业优先调度D、时间片轮转法
9．页式存储管理的快表一般存放在（）。
A、内存B、外存C、硬盘D、CACHE
10．一作业8:
00到达系统，估计运行时间为1小时，若10:
00开始执行该作业，其响应比是（）。
A、1.5B、1C、2D、3
11．在页式存储管理中，若地址用m个2进制位表示，页内地址部分占用n个2进制位，则最大允许程序有（）个页面。
A、2mB、2nC、2m-nD、2n-1
12．若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20,44,40,4,80,12,76，当前磁头位于40号柱面，若用最短寻道时间优先磁盘调度算法，则访问顺序为（）。
A、20,44,40,4,80,12,76B、40,44,20,12,4,76,80
C、40,44,76,80,20,1,2,4D、40,44,76,80,4,12,20
13．某计算机系统中有8台打印机，有K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台。
该系统可能会发生死锁的K的最小值是（）。
A、2B、3C、4D、5
14．程序员利用系统调用打开I/O设备时，通常使用的设备标识是（）。
A、逻辑设备名B、物理设备名
C、主设备号D、从设备号
15．对临界资源应采取（）访问方式来实现共享．
A、互斥B、同时C、抢夺D、并发
二、填空题（共6题，每空1分，共10分）
得分
阅卷人
1．设有8页的逻辑空间，每页有1024字节，它们被映射32块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效位（）位，物理地址至少是（）位。
2．按资源分配特点，设备类型可分为以下三类：
（）,（），（）。
3．通常，进程实体是由（）、程序、（）这三部分组成。
4．（）是操作系统中采用空间换时间的技术。
5．刚被调出的页面又立即要用而装入，而装入后不久又被调出，如此反复，使调度非常频繁，这种现象称为（）。
6．在请求式分页存储管理系统中，不能在计算机中实现的页面淘汰算法是（）。
三、简答题（共4题，每题5分，共20分）
得分
阅卷人
1．（5分）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PV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）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）。
2．（5分）三个进程P1、P2和P3并发工作。
进程P1需要资源S3和S1；进程P2需用资源S1和S2；进程P3需用资源S2和S3，请回答：
（1）若对资源分配不加限制，会发生什么情况？
为什么？
（2）为保证进程正确工作，应采用何种资源分配策略？
为什么？
3．（5分）简要回答影响缺页率的因素有哪些？
4．（5分）以独占设备为例简述设备分配的过程。
四、计算题（共5题，每题6分，共30分）
得分
阅卷人
1．（6分）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）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。
页号
块号
装入时刻
访问位
0
7
130
1
1
4
230
1
2
2
200
1
3
9
160
1
当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据，请问答下列问题：
（1）该逻辑地址对应的页号是多少？
（2）若采用先进先出置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
要求给出计算过程。
（3）若采用时钟置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
（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）。
2．（6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，如表所示的作业序列（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）
作业名
到达时间
估计运行时间
优先数
A
10：
00
40分
5
B
10：
20
30分
3
C
10：
30
50分
4
D
10：
50
20分
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．（6分）假设有A，B，C，D4个记录存放在磁盘的某个磁道上，该磁道划分成4块，每块存放1个记录，其布局如下表所示。
块号
1
2
3
4
记录号
A
B
C
D
现在要顺序处理这些记录。
假定磁盘转速为20ms/圈，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花5ms进行处理，若磁头现在正处于首个逻辑记录的始点位置。
请问：
（1）处理程序处理完这4个记录所花费的时间是多少?
（2）按最优化分布重新安排这4个逻辑记录，写出记录的安排，并计算出所需要处理的时间。
4．（6分）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调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号是什么，计算缺页中断率。
（2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号是什么，计算缺页中断率。
5．（6分）某系统有A、B、C、D四类资源可供五个进程P1、P2、P3、P4、P5共享。
系统对这四类资源的拥有量为:
A类3个、B类14个、C类12个、D类12个。
进程对资源的需求和分配情况如下，按银行家算法回答下列问题：
进程
已占有资源
最大需求数
ABCD
ABCD
P1
0012
0012
P2
1000
1750
P3
1354
2356
P4
0632
0652
P5
0014
0656
（1）现在系统中的各类资源还剩余多少？
（2）现在系统是否处于安全状态？
为什么？
（3）如果现在进程P2提出需要A类资源0个、B类资源4个、C类资源2个和D类资源0个，系统能否去满足它的请求？
请说明原因。
五、程序与算法（共10分）
得分
阅卷人
一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一个人过桥。
现河东和河西都有相等的人数在等待过桥，为了使两边的人都有同样的过桥机会，规定某边的一个人过桥后要让另一边的一个人过桥，即两边的人交替过桥。
如果把每个过桥者看做一个进程，为保证安全，用PV操作来管理。
（1）写出应定义的信号量及其初值。
（2）假定开始时让河东的一个人先过桥，然后交替过桥。
请用适当的PV操作，达到上述管理要求。
聊城大学计算机学院2012—2013学年第2学期2011级本科期末考试《操作系统》试题A卷
参考答案及评分标准
一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）将答案填写在下面表格中！
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
B
D
A
C
A
B
B
D
D
C
B
C
A
A
二、填空题（共6题，每空1分，共10分）
1．1315
2．独占设备共享设备虚拟设备
3．PCB（或进程控制块）数据集合
4．Spooling技术
5．抖动
6．最佳算法
三、简答题（共4题，每题5分，共20分）
注：
本题答案均为参考答案，与本答案有出入，可酌情给分。
1．（5分）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PV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）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）。
答：
（1）定义一信号量S，初始值为20。
S>0S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<0|S|的值为等待进入售票厅的人数 （3分）
（2）S的最大值为20
S的最小值为20-N（2分）
2．（5分）三个进程P1、P2和P3并发工作。
进程P1需要资源S3和S1；进程P2需用资源S1和S2；进程P3需用资源S2和S3，请回答：
（1）若对资源分配不加限制，会发生什么情况？
为什么？
（2）为保证进程正确工作，应采用何种资源分配策略？
为什么？
答：
（1）若对进程间的资源分配不加限制，可能会发生死锁。
若进程P1、P2和P3分别获得资源S3、S1和S2，后再继续申请资源时会导致进程间的“循环等待”，并且这种状态将永远持续下去。
（2分）
（2）为保证系统处于安全状态，应采用下面列举3种资源分配策略：
1）采用静态资源分配：
由于执行前已获得所需全部资源，故不会出现占有资源又等待资源的现象，从而避免资源的循环等待。
2）采用资源按序分配，避免出现循环等待资源的现象。
3）采用银行家算法进行分配资源前的检测。
（3分）
3．（5分）简要回答影响缺页中断率的因素有哪些？
答：
4个因素，分别是：
（1）分配给程序的主存块数；
（2）页面的大小；（3）程序编制方法；（4）页面调度算法。
（5分）
4．（5分）以独占设备为例简述设备分配的过程。
答：
（1）设备的分配。
根据物理设备名，查找SDT；找出该设备的DCT，得该设备的状态：
忙则将进程的PCB排入设备队列中等待；闲则分配设备给进程。
（1分）
（2）控制器的分配。
根据设备的DCT找到与之相连的控制器的COCT，从中得到控制器的状态：
忙则将进程的PCB排入控制器的等待队列中；闲则分配控制器给进程。
（2分）
（3）通道的分配。
如果系统有通道，则根据控制器的COCT找到与之相连的通道的CHCT，从中得到通道的状态：
忙则将进程的PCB挂入通道的等待队列中；否则分配通道给进程。
（2分）
只有在三者都分配成功时，设备分配才算成功。
四、计算题（共5题，每题6分，共30分）
注：
本题答案均为参考答案，与本答案有出入，可酌情给分。
1．（6分）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）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。
页号
块号
装入时刻
访问位
0
7
130
1
1
4
230
1
2
2
200
1
3
9
160
1
当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据，请问答下列问题：
（1）该逻辑地址对应的页号是多少？
（2）若采用先进先出置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
要求给出计算过程。
（3）若采用时钟置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
（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）。
答案：
17CAH=（0001011111001010）2
（1）页大小为1K，所以页内偏移地址为10位，于是前6位是页号，
所以第一问的解为：
5（2分）
（2）FIFO，则被置换的页面所在页框为7，所以对应的物理地址为（0001111111001010）21FCAH（2分）
（3）CLOCK,则被置换的页面所在页框为2，所以对应的物理地址为（0000101111001010）20BCAH（2分）
2．（6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，如表所示的作业序列（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）
作业名
到达时间
估计运行时间
优先数
A
10：
00
40分
5
B
10：
20
30分
3
C
10：
30
50分
4
D
10：
50
20分
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。
答案：
各作业进入内存的时间和结束时间见表：
作业名
进入内存时间
结束时间
A
10：
00
11：
10
B
10：
20
10：
50
C
11：
10
12：
00
D
10：
50
12：
20
各作业执行时的周转时间为：
A：
70分钟B：
30分钟C：
90分钟D：
90分钟（4分）
平均周转时间：
70分钟（2分）
3．（6分）假设有A，B，C，D4个记录存放在磁盘的某个磁道上，该磁道划分成4块，每块存放1个记录，其布局如下表所示。
块号
1
2
3
4
记录号
A
B
C
D
现在要顺序处理这些记录。
假定磁盘转速为20ms/圈，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花5ms进行处理，若磁头现在正处于首个逻辑记录的始点位置。
请问：
（1）处理程序处理完这4个记录所花费的时间是多少?
（2）按最优化分布重新安排这4个逻辑记录，写出记录的安排，并计算出所需要处理的时间。
答案：
磁盘旋转速度为20ms/周，磁道划分为4块，每块存放一个记录，所以读出一个记录要花5ms的时间。
优化前处理的总时间＝（5+5）+（5*4+5）+（5*4+5）+（5*4+5）=85
优化后记录的顺序为：
A、C、B、D
优化后处理的总时间＝（5+5）+（5+5）+（5+5+5）+（5+5）=45
4．（6分）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调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号是什么，计算缺页中断率。
（2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号是什么，计算缺页中断率。
答：
（1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断;依次淘汰的页号为:
0,1,2;
缺页中断率为:
5/10=50%（3分）
（2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断;依次淘汰的页号为:
2,0,1,3;
缺页中断率为:
6/10=60%（3分）
5．（6分）某系统有A、B、C、D四类资源可供五个进程P1、P2、P3、P4、P5共享。
系统对这四类资源的拥有量为:
A类3个、B类14个、C类12个、D类12个。
进程对资源的需求和分配情况如下，按银行家算法回答下列问题：
进程
已占有资源
最大需求数
ABCD
ABCD
P1
0012
0012
P2
1000
1750
P3
1354
2356
P4
0632
0652
P5
0014
0656
（1）现在系统中的各类资源还剩余多少？
（2）现在系统是否处于安全状态？
为什么？
（3）如果现在进程P2提出需要A类资源0个、B类资源4个、C类资源2个和D类资源0个，系统能否去满足它的请求？
请说明原因。
答案：
（1）A：
1；B：
5；C：
2；D：
0（2分）
（2）need矩阵为：
P10000
P20750
P31002
P40020
P50642
存在安全序列，如P1，P3，P4，P5，P2，所以安全。
（2分）
（3）能，因为试探分配后，可用资源为1，1，0，0。
可找到安全序列，所以可分配。
（3分）
五、程序与算法（共10分）
注：
本题答案为参考答案，与本答案有出入，可酌情给分。
一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一个人过桥。
现河东和河西都有相等的人数在等待过桥，为了使两边的人都有同样的过桥机会，规定某边的一个人过桥后要让另一边的一个人过桥，即两边的人交替过桥。
如果把每个过桥者看做一个进程，为保证安全，用PV操作来管理。
（1）写出应定义的信号量及其初值。
（2）假定开始时让河东的一个人先过桥，然后交替过桥。
请用适当的PV操作，达到上述管理要求。
答：
（1）定义两个信号量S1和S2，S1：
=1，S2：
=0。
（2）假定开始时让河东的一个人先过桥，则用PV操作管理时的程序应如下：
processE->W；
begin
……
P（S1）；
过桥；
V（S2）；
……
end；
processW->E；
begin
……
P（S2）；
过桥；
V（S1）；
……
end；
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