北京工业大学操作系统期末考试试卷二.pdf-资料库

北京工业大学计算机学院 2007～2008 年度第 1 学期 2005 级《操作系统》期末考试题（A）考试形式：闭卷时间：2007 年 12 月 28 日 08:00 — 9:35 班级 ___________ 学号 ____________ 姓名 ______________ 题目分数一 (20) 二 (25) 三 (45) 四 (10) 总分 (100) 一、单选题（20 分，每题 2 分） 1、（）的主要特点是提供即时响应和高可靠性。生产过程的控制、武器系统、航空订票系统、银行业务就是这样的系统。 A、分时系统 B、实时系统 C、批处理系统 D、分布式系统 2、文件系统实现按名存取主要是通过（）实现的。 A、查找位示图 B、内存地址转换 C、查找文件目录 D、查找页表 3、动态重定位是在（）完成的。 A、进程执行前 B、进程执行过程中由用户 C、进程执行过程中由 OS D、进程执行过程中由硬件 4、使用位示图（20 行、30 列）表示空闲磁盘块状态。当分配一个盘块号为 132 的磁盘块时，其在位示图中的行、列数为（注：行为 0-19，列为 0-29,首盘块号为 1（） A、4，11 B、3，11 C、4，12 D、3，12 5、进程在执行中发生了缺页中断，经过操作系统处理后，应让其执行（）指令。 A、被中断的前一条 B、被中断的 C、被中断的后一条 D、启动时的第一条 6、在一个分时系统中，用户进程 A 因为时间片到而被中断，系统选择用户进程 B 到 CPU 上运行。在这个过程中，系统中发生了多少次系统模式和用户模式之间的转换？（） A、1 次 B、2 次 C、3 次 D、4 次 7、下面关于临界区的论点哪个是错误的？（） A、一个进程在临界区中工作时不能被中断。 B、如果有进程在临界区中执行，那么其它进程都不允许进入临界区。 C、如果临界区中没有进程在工作，应该让申请进入临界区的进程进入临界区。 D、不能让一个进程无限制地等待进入临界区。共 8 页 1

8、下面关于页式存储管理的论点哪个是错误的？（） A、分页对程序员来说是透明的 B、页式管理中出现的内部碎片可以通过紧凑（紧缩/压缩/compaction）来解决。 C、共享和保护在页式管理中不容易实现 D、处于就绪状态进程的页表起始地址存储在该进程的 PCB 中。 9、在操作系统的下列各个功能模块中，哪一个不需要有硬件的支持？（） A、进程调度 B、时钟管理 C、地址映射 D、中断系统 10、关于多道程序设计技术，下列哪种说法是错误的？（） A、多道程序设计技术是指将多个程序同时装入内存并运行 B、多道程序系统中，并发工作道数（并发度）与系统效率总是成正比 C、多道程序设计提高了处理器的利用率 D、多道程序设计系统中，应采用存储保护方法保证各道程序在内存中互不干扰二、简答题（共 25 分） 1、（7 分）常用的三种文件物理结构（即文件分配方法）是什么？并简述其优缺点。 2、（6 分）一个分时系统的时间片的长度为 10ms。假设进程 A 的工作流程是：计算 5ms，然后等待用户输入，再执行 15ms 结束。请写出进程从被系统接纳到运行结束所经历的状态转换，并说明状态转换原因。共 8 页 2

3、（6 分）判断下列说法是否正确，并说明原因：“实验室局域网中的激光打印机可以为多个用户提供打印服务，因此这台激光打印机是共享设备。” 4、（6 分）为什么说引入线程可以使操作系统具有更好的并发性？共 8 页 3

三、综合题(45 分) 1、（5 分）现有五个进程 P1、P2、P3、P4、P5，它们共享 R1、R2、R3、R4 这四类资源，进程对资源的最大需求量、已占有资源数和目前分配情况如下：进程 P1 P2 P3 P4 P5 已占有资源数 R1 R2 R3 R4 0 0 1 2 2 0 0 0 0 1 3 4 2 3 5 4 0 3 3 2 最大需求数 R1 R2 R3 R4 0 0 1 2 2 7 5 0 6 6 5 6 4 3 5 6 0 6 5 2 若系统目前剩余资源数为： R1 2 R2 1 请按银行家算法回答下列问题： R3 0 R4 0 ① 目前系统是否处于安全状态？若是，给出安全序列；不是，则说明原因。 ② 现在如果进程 P2 提出申请（0、3、2、1）个资源，系统是否能为它分配资源？为什么？ 2、（6 分）假设某系统有 5 个进程 P1、P2、P3、P4、P5，分别在 0、1、3、5、6 时刻到达计算中心。假设它们预计的运行时间是 3、5、2、3、2（单位：ms），且在执行过程中不进行 I/O 处理和系统调用。设它们的优先级分别为 5、3、1、2、6（10 为最高优先级，1 为最低优先级）。要求：计算系统分别用 SJF（最短作业优先）、优先级调度算法时，进程的执行顺序和平均周转时间。共 8 页 4

3、（4 分）假设一个计算机系统的内存管理采用请求页式管理策略，页表保存在内存中，从页表中读取一个字的开销是 500ns。为了减少开销，采用了 TLB，能在 100 ns 中完成查找。请问，要把得到页框号（页面号）的开销降低到 200 ns，快表的命中率应该为多少？ 4、（6 分）假设一个磁盘驱动器有 3000 个柱面，编号从 0 到 2999。驱动器正在为柱面为 150 的一个请求提供服务，且前面的一个服务请求是在柱面 125。按 FIFO 顺序，即将到来的请求队列是： 82、1600、940、1920、980、1560、1024、2400、144 从现在磁头位置开始，按照 SSTF、SCAN 的磁盘调度算法，要满足队列中即将到来的请求要求：（1）分别给出响应请求的顺序。（2）设寻道时每个柱面移动需要（磁头从一个磁道移动到另一个磁道）6ms，求采用 SSTF 和 SCAN 算法的寻道时间各是多少？ 5、（6 分）在一个请求页式存储管理系统中，一个进程的页面引用序列为：６、５、４、３、２、１、５、４、３、６、５、４、３、２、１、６、５，对分配给该进程的页面数 M＝4 的情况（初始为空），请分别采用 FIFO 和 LRU 页面置换算法，要求：（1）写出该进程在访问过程中所发生的缺页次数（2）给出被置换的页面的页面号共 8 页 5

6、（6 分）假设文件系统采用多重索引结构搜索文件内容，如 UNIX 文件系统所采用的索引节点结构。假设在每个索引节点中有 10 个直接块指针、一个单重间接、一个双重间接和一个三重间接指针。此外，假设每个物理内存块的大小和磁盘扇区大小都是 4K，如果一个磁盘块指针占 32 位，那么 (1)该系统支持的最大文件大小是多少？ (2)假设主存中除了文件索引节点外没有其他信息，访问位于文件 12423956 处的字节需要多少次磁盘访问？ 7、（6 分）进程Ａ的页表如下（假设：1 个页面的大小为 1024 字节，有效位为 1 表示该页面位于内存）页号页框号(页面号) 有效位０１２ 3 4 5 4 7 -- 2 -- 0 １１ 0 1 0 1 分别计算下列逻辑地址所对应的物理地址(要求给出计算过程)。 (1) 1052 (2) 2221 (3) 5499 共 8 页 6

8、（6 分）已知某文件系统采用链式结构存储文件，存储设备用成组块链接法管理磁盘的空闲块，每组 10 块。目前系统的状态如下图： (1)一进程欲申请 10 个磁盘块，请给出其得到的磁盘块号序列，画出分配后的系统状态，并指出完成本次申请，I/O 操作的次数。 (2）在(1)基础上，回收一个以 40 作为起始块号的具有 7 个块的文件，画出回收后的系统状态图，并指出完成本次回收，I/O 操作的次数。 10 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 10 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 第80#磁盘块第90#磁盘块 6 80 79 78 77 76 75 0 1 2 3 4 5 6 堆栈共 8 页 7

四、（P、V 操作题）（10 分）有五个进程 P、Q1、Q2、Q3、Q4，进程 P 通过一个缓冲区不断地向进程 Q1、Q2、Q3、Q4 发送消息。消息分为两类：A 类和 B 类。P 交替发送 A 类和 B 类消息。P 每向缓冲区送入一个 A 类消息后，必须等进程 Q1、Q2 都取走后才可以发送下一个消息；P 每向缓冲区送入一个 B 类消息后，必须等进程 Q3、Q4 都取走后才可以发送下一个消息。进程 Q1、Q2 对 P 发来的每个 A 类消息取且仅取一次；进程 Q3、Q4 对 P 发来的每个 B 类消息取且仅取一次。（1）给出设置的信号量及初值。（2）编写程序，用 P、V 操作实现它们之间的正确并发执行。共 8 页 8

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