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苏州大学操作系统原理课程试卷（二）答案共5页学院专业成绩年级学号姓名日期考试形式：闭卷时间：120分钟一、填空题（20分，每空1分）1、操作系统的基本功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、__文件管理，除此之外还为用户使用操作系统提供了用户接口。2、P.V操作当为互斥操作时，它们同处于同一进程；当为同步操作时，则不在同一进程中出现。3、临界资源是指系统中一次只允许一个进程使用的资源，而临界区是指涉及到临界资源的代码段。4、/O型进程是指花费I/O时间多于计算的进程，而CPU型进程是指花费计算多于I/O时间的进程。5、当时间片轮转算法的时间片足够大时，这个算法就等同于FIFO算法。6、重定位的方式有静态重定位和动态重定位两种。7、在分页存储管理系统中，逻辑地址的主要内容由页号和页内偏移构成。8、一个文件的大小为9130个字节，假设每个物理块的大小为4096个字节，那么这个文件需要3个物理块存放。9、一般情况下，FCB中的内容有名称、类型、地址和当前长度等。二、选择题（20分，每题2分）1、在WINDOWS98操作系统中，用户在用word输入文字的同时用realplayer看电影，那么，word和realplayer这两个进程是4执行。（1）并行（2）串行（3）顺序（4）并发2、一般来说，为了实现多道程序设计，计算机首先需要有1。(1)更大的内存(2)更快的外部设备(3)更快的CPU(4)更先进的终端3、采用Microkernel结构的操作系统有2。（1）DOS（2）WINDOWSXP（3）WINDOWS98（4）Linux4、一般情况下，互斥信号量的初值一般为2。（1）0（2）1（3）2（4）45、银行家算法是一种2算法。（1）死锁解除（2）死锁避免（3）死锁检测（4）死锁预防6、作业调度又称为3。（1）进程调度（2）短程(short-term)调度（3）长程(long-term)调度（4）中程(medium-term)调度7、在段页式存储管理系统中，内存分配的单位是1。（1）页框（2）段（3）段页（4）区8、在可变分区式存储管理中，有利于大作业运行的算法是3（1）首次适应算法（2）下次适应算法（3）最佳适应算法（4）最坏适应算法9、可以分配给多个进程的设备是1。（1）共享设备（2）块设备（3）独占设备（4）互斥设备10、假使一个文件系统所确定的物理块大小为4K，则一个4097字节的文件实际占用的外存空间为2。（1）4K（2）8K（3）4097（4）12K三、简答题（20分，每题5分）1、操作系统的主要部件有哪些？操作系统的部件主要有：进程管理主存管理二级储存器管理I/O系统管理文件管理保护系统网络处理命令解释器系统2、请简述为什么要在核心I/O子系统中要引入缓冲机制（Buffering）。引入缓冲的主要原因：（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。（2）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。（3）提高CPU与I/O设备之间的并行性。3、在信号量S上执行P、V操作时，S的值发生变化，当S0，S=0，S0时，它们的物理意义是什么？P（S）、V（S）的物理意义又是什么？S0:有资源可用；S=0:没有资源可用；S0:有进程在等待资源；P(S):当有S资源可用时，S减一；如果没有S资源可用时，阻塞当前进程；V(S):当资源不再使用时，S加一；如果有进程因为等待当前资源而阻塞，需要唤醒他们。4、从内核角度看，内核级线程和用户级线程有什么不同？用户级线程仅存在于用户级中，它的创建、撤消和切换都不利用系统调用实现，与内核无关，相应的，内核也不知道有用户级线程存在。内核级线程依赖于内核，无论用户进程中的线程还是系统进程中的线程，其创建、撤消、切换都由内核实现。在内核中保留了一张线程控制块，内核根据控制块感知线程的存在并对其进行控制。（1）线程的调度与切换速度内核支持线程的调度和切换与进程的调度和切换十分相似。对于用户级线程的切换，通常是发生在一个应用程序的多线程之间，这时，不仅无须通过中断进入OS的内核，而且切换的规则也远比进程调度和切换的规则简单。因此，用户级线程的切换速度特别快。（2）系统调用当传统的用户进程调用一个系统调用时，要由用户态转入核心态，用户进程将被阻塞。当内核完成系统调用而返回时，才将该进程唤醒，继续执行。而在用户级线程调用一个系统调用时，由于内核并不知道有该用户级线程的存在，因而把系统调用看作是整个进程的行为，于是使该进程等待，而调度另一个进程执行，同样是在内核完成系统调用而返回时，进程才能继续执行。如果系统中设置的是内核支持线程，则调度是以线程为单位。当一个线程调用一个系统调用时，内核把系统调用只看作是该线程的行为，因而阻塞该线程，于是可以再调度该进程中的其他线程执行。四、请画出五状态进程图，并说明进程的状态及其相互间的转换关系。解：就绪—运行:被调度程序选中运行—就绪:时间片到时,或有更高优先级的进程出现运行—等待:等待某事件发生等待—就绪:等待的事件发生了五、一个系统中存在某类资源m个，被n个进程共享。资源的分配和释放必须一个一个进行，请证明在以下两个条件下不会发生死锁：每个进程需要资源的最大数在1~m之间；所有进程需要的资源总数小于m+n；证明：假设进程Pi(0in+1)需要的资源数为Ri，则R1+R2+….+Rnm+n(1)1=Ri=m(2)假设进程已经分配到的资源为Ai(0in+1)，则Ai=Ri假设当前发生了死锁，则A1+A2+….+An=mAiRi(0in+1)也就是Ai+1=Ri则A1+A2+….+An+n=R1+R2+….+Rn即m+n=R1+R2+….+Rn和（1）矛盾，死锁不成立。六、一个请求式分页存储系统，页表存放在内存：访问一次内存需要100ns如果仅调入一个页面，需要花费8ms（内存有空页面，或需要进行页面置换，单被置换的页面没有修改过）；如果调入一个页面同时需要进行被置换页面的写出，则需要20ms;假设页面被修改的比例是60%;请问，缺页率必须控制在多少以下，才能使得EAT200ns?解：假设缺页率为f_rate,则，EAT=(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)如EAT200,则，(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)200100-100*f_rate+15200*f_rate200151*f_rate1f_rate1/151即缺页率小于0.66%。七、4一个文件有100个磁盘块，假设文件控制块在内存（如果文件采用索引分配(indexedallocation)，索引表也在内存）。在下列情况下，请计算在contiguous,linked,indexed(single-level)三种分配方式下，分别需要多少次磁盘I/O操作？（每读入或写入一个磁盘块都需要一次磁盘I/O操作）(10%)假设在contiguous分配方式下，文件头部无空闲的磁盘块，但文件尾部有空闲的磁盘块。假设要增加的块信息存放在内存中。在文件开始处添加一个磁盘块；在文件结尾处添加一个磁盘块；在文件中间删除第50块磁盘块；（假设磁盘块编号从0—99）在文件第50块前添加一个磁盘块；（假设磁盘块编号从0—99）解：在文件开始处添加一个磁盘块：连续：201/链接：1/索引：1在文件结尾处添加一个磁盘块：连续：1/链接：101/索引：1在文件中间删除一个磁盘块：连续：48*2＋1＋1=98/链接：52/索引：0在文件中间添加一个磁盘块：连续：101/链接：52/索引：1