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操作系统复习南京工业大学信息学院计算机系2020/5/30操作系统复习2一、单项选择题每题2分，共60分。二、应用题每题10分，共40分。应用题类型：①进程互斥、同步；②处理机调度；③死锁问题；④地址重定位；⑤页面置换算法；⑥磁盘调度；⑦文件物理结构；⑧目录管理；⑨外存空间的管理等。2020/5/30操作系统复习3一、选择题1．下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是。A．系统调用B．中断C．库函数D．原语2．下列选项中，导致创建新进程的操作是。I．用户登录成功II．设备分配III．启动程序执行A．仅I和IIB．仅II和IIIC．仅I和IIID．I、II和III3．下列选项中，降低进程优先级的合理时机是。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D．进程从就绪队列转为运行状态ACA2020/5/30操作系统复习44．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。A．0、1B．1、0C．1、2D．2、05．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(BestFit)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。A．7MBB．9MBC．10MBD．15MB6．设置当前工作目录的主要目的是。A．节省外存空间B．节省内存空间C．加快文件的检索速度D．加快文件的读/写速度BBC2020/5/30操作系统复习57．下列选项中，能引起外部中断的事件是__________。A．键盘输入B．除数为0C．浮点运算下溢D．访存缺页8．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台打印机。该系统可能会发生死锁的k的最小值是__________。A．2B．3C．4D．59．一个分段存储管理系统中，地址长度32位，其中段号占8位，则最大段长是________。A．2的8次方字节B．2的16次方字节C．2的21次方字节D．2的32次方字节ACC2020/5/30操作系统复习610．下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是__________。A．连续结构B．索引结构C．链式结构且磁盘块定长D．链式结构且磁盘块变长11．设文件F1当前引用计数值为1，先建立F1的符号链接(软链接)文件F2，再建立F1的硬软链接文件F3，然后删除F1。此时，F2和F3的引用计数值分别是__________。A．0、1B．1、1C．1、2D．2、112．单处理机系统中，能并行的是__________。I.进程与进程II.处理机与设备III.处理机与通道IV.设备与设备A．I、II和IIIB．I、II和IVC．I、III和IVD．II、III和IVBBD2020/5/30操作系统复习713．下列进程调度算法中，综合考虑进程等待时间和执行时间的是__________。A．时间片轮转调度算法B．短进程优先调度算法C．先来先服务调度算法D．高响应比优先调度算法14．多道程序系统中，当时，进程从执行状态转变为就绪状态。A.进程被进程调度程序选中B.时间片到C.等待某一事件D.等待的事件发生15．下述各项中，不是引起进程切换的直接原因。A.运行进程的时间片用完B.运行进程出错C.运行进程要等待某一事件发生D.有新进程进入就绪状态DBD2020/5/30操作系统复习816．在支持多线程的系统中，进程P创建的若干线程不能共享的是。A．进程P的代码段B．进程P中打开的文件C．进程P的全局变量D．进程P中某线程的栈指针17．在缺页处理过程中，操作系统执行的操作可能是。Ⅰ．修改页表Ⅱ．磁盘I/OⅢ．分配页框A．仅Ⅰ、ⅡB．仅ⅡC．仅ⅢD．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ18．下列选项中，在用户态执行的是。A．命令解释程序B．缺页处理程序C．进程调度程序D．时钟中断处理程序2020/5/30操作系统复习919．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。//加1操作loadR1,x//取x到寄存器R1中incR1storex,R1//将R1的内容存入x//减1操作loadR2,xdecR2storex,R2两个操作完成后，x的值。A．可能为-1或3B．只能为1C．可能为0、1或2D．可能为-1、0、1或22020/5/30操作系统复习101．某多道程序设计系统供用户使用的主存为100KB，磁带机2台，打印机1台。采用可变分区内存管理，采用静态方式分配外围设备，忽略用户作业的I/O时间。现有如下作业序列：二、应用题作业名提交时间需运行时间主存需求量磁带机需求打印机需求J18:0025分钟15KB11J28:2010分钟30KB01J38:2020分钟60KB10J48:3020分钟20KB10J58:3515分钟10KB11作业调度采用FCFS策略，优先分配主存低地址区域且不准移动已在主存中的作业，进程调度采用时间片轮转算法(即在主存中的作业均分CPU时间)。现求：2020/5/30操作系统复习11(1)作业被调度的先后次序；(2)全部作业运行结束的时间；(3)作业的平均周转时间；(4)最大作业周转时间。先在草稿上分析如下：8:00J1到达，分配它所需资源(15KB内存、1台磁带机、1台打印机后，调入内存运行。余内存85KB、磁带机1台。8:20J2到达，因无打印机，不调入。同时J3到达，分配它内存60KB，磁带机1台，调入内存，与J1均分CPU时间运行。余内存25KB、磁带机和打印机都已分完(余0台)。8:30J1结束，释放内存15KB、磁带机1台、打印机1台。虽有打印机但内存不够，J2仍不能调入；J4到达，因低端内存15KB不够，分配高端内存20KB和磁带机1台，调入内存与J3一起运行。剩下内存空闲块是15KB、5KB，打印机1台8:35J5到达，因无磁带机，不能调入。2020/5/30操作系统复习129:00J3结束。释放资源后，系统有内存75KB，5KB、打印机和磁带机个1台。J2调入，内存余45KB，5KB、磁带机剩1台、打印机0台。J5仍不能进入(无打印机)。将J2、J4运行。J4还需运行5分钟。9:10J4结束，释放资源后，内存空余70KB、磁带机空2台、打印机0台。J5仍不能进入。J2单独运行(还需5分钟)。9:15J2结束，释放资源后，内存有100KB、磁带机有2台、打印机有1台。J5调入运行。9:30J5结束。解：(1)作业被调度的先后次序为J1,J3,J4,J2,J5(2)全部作业运行结束的时间为9:30(3)作业的平均周转时间为(30+55+40+40+55)÷5=44(分钟)(4)最大作业周转时间为55分钟。2020/5/30操作系统复习13CPU磁带1磁带2打印机8:008:20J1J1J1J1,J3J38:30J1J1J1结束J4J3J2,J3到J2不入J3进入J3,J48:35J3,J4J5到达J5不入9:00J4J3J3结束9:10J4结束内存余85K25K15,515,5J2,J445,5J4J29:15J2J270KJ2结束9:3090KJ5J5J5J5结束J1到达J1进入J4到达J2不入J4进入J2进入J5仍不能进入J5进入以下是画图分析法：2020/5/30操作系统复习142．多道批处理系统中配有一个处理器和2台外设(D1和D2)，用户存储空间为100MB。已知系统采用可抢占式的高优先数调度算法和不允许移动的可变分区分配策略，设备分配按照动态分配原则。今有4个作业同时提交给系统，如下表所示。作业名优先数运行时间内存需求A65分钟50MB34分钟10MC87分钟60MD46分钟20M作业运行时间和I/O时间按下述顺序进行：A.CPU(1分钟)，D1(2分钟)，D2(2分钟)B.CPU(3分钟)，D1(1分钟)C.CPU(2分钟)，D1(3分钟)，CPU(2分钟)D.CPU(4分钟)，D1(2分钟)忽略其他辅助操作，求4个作业的平均周转时间是多少分钟。11分钟分析见后页2020/5/30操作系统复习15CCDDDCCADBBBCCCAADDBAA12345678910111213CPUD1D2时间A的周转时间为12分钟B的周转时间为13分钟C的周转时间为7分钟D的周转时间为12分钟所以平均周转时间为(12+13+7+12)/4=11(分钟)2020/5/30操作系统复习163.进程P1使用缓冲区buffer向进程P2，P3，P4发送消息，要求每当P1向buffer中发消息时，只有当P2，P3，P4进程都读取这条消息后才可向buffer中发送新的消息。利用P、V原语描述如下图所示进程的动作序列。P1bufferP2P3P42020/5/30操作系统复习17设P1、P2、P3、P4的资源信号量分别为S1、S2、S3、S4semaphoreS1,S2,S3,S4;S1.value=3;S2.vale=S3.vale=S4.value=0;parbeginprocessP1{while(condition){P1生成一个消息；P（S1）；P（S1）；P（S1）；P1将消息存入缓冲区buffer；V（S2）；V（S3）；V（S4）；}}解:2020/5/30操作系统复习18processPi(i=2,3,4){while（condition）{P（Si）；Pi从buffer中取出消息；V（S1）；Pi消费（使用）该消息；}}parend2020/5/30操作系统复习194.有n个输入进程、m个计算进程和p个输出进程，通过循环缓冲区A和循环缓冲区B进行数据传送，如下图所示。2020/5/30操作系统复习20已知缓冲区A有N个缓冲块，缓冲区B有M个缓冲块。输入进程每次输入1个数据块存入缓冲区A的1个缓冲块中；计算进程每次从缓冲区A取出1个数据块，处理后的数据块存入缓冲区B的1个缓冲块中；输出进程每次从缓冲区B中取出1个数据块进行输出操作。试用P、V操作实现进程间的同步与互斥。2020/5/30操作系统复习21semaphoremutex1,mutex2,empty1,full1,empty2,full2;intin1,out1,in2,out2;mutex1=1;//互斥信号量，用于互斥访问共享变量in1和out1mutex2=1;//互斥信号量，用于互斥访问共享变量in2和out2empty1=N;//同步信号量，表示缓冲区A的空缓冲区个数empty2=M;//同步信号量，表示缓冲区B的空缓冲区个数full1=0;//同步信号量，表示缓冲区A的满缓冲区个数full2=0;//同步信号量，表示缓冲区B的满缓冲区个数in1=out1=in2=out2=0;//共享变量，表示缓冲区的下标变量3分parbeginprocessinputi()//n个输入进程，i=1,2,...,n{while(1){2020/5/30操作系统复习225.三个吸烟者在一个房间内，还有一个香烟供应者。为了制造和抽掉香烟，每个吸烟者需要三样东西：烟草、纸和火柴，供应者有丰富的货物提供。三个吸烟者中，第一个有自己的烟草，第二个有自己的纸，第三个有自己的火柴。供应者随机地将两样东西放在桌子上，允许一个吸烟者进行对健康不利的吸烟。当吸烟者完成吸烟后唤醒供应者，供应者再把两样东西放在桌子上，唤醒一个吸烟者。试采用信号量和P、V操作，编写他们同步工作的算法程序。2020/5/30操作系统复习23分析：一个生产者三个消费者的问题。可用资源：供应者：空闲位置吸烟者1：纸和火柴吸烟者2：烟草和火柴吸烟者3：烟草和纸因此可以定义4个资源信号量SemaphoreS0,S1,S2,S3;S0=1;S1=S2=S3=0;2020/5/30操作系统复习24Process供应者{While(1){P(S0);//测试桌上是否空着随机地取两样东西x,y放在桌子上;if(x,y是纸和火柴)V(S1);//通知第一个吸烟者els