2022年西安交通大学操作系统有答案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用西安交通高校考试卷课 程操作系统原理 <A 卷）月日成果学院考 试 日 期年专业班号姓名学 号 期中期末留意：请将答案全部写在答题纸上,写在试卷和草稿纸上无效；一名词说明 <每道题 3分,共 15 分）1. 信号量： 信号量是表示资源的实体,是一个与队列有关的整型变量,其值仅能由 P、V 操作来转变；2. 死锁： 死锁是系统中一组进程,该组进程中的每一个进程都占用了某些资源,而又都在无限等待该组中其它进程释放资源,它们都无法向前推动,称此时系统处于死锁状态或系统产生了死锁；3. 系统调用： 系统调用是操作系统为了扩充机器功能、增强系统才能、便利用户使用而建立的；它作为操作系统与用户编程时使用的接口；4. 虚拟储备器： 依据局部性原理,一个作业在运行之前,没有必要把全部作业装入内存,而仅将那些当前要运行的那部分页面或段,先装入内存便可启动运行,其余部分临时留在磁盘上, 程序在运行时假如用到时再装入；这样,便可使一个大的用户程序在较小的内存空间中运行,也可使内存中同时装入更多的进程并发执行；从用户角度看,该系统所具有的内存容量,将比实际内存容量大得多,人们把这样的储备器称为虚拟储备器；5. 设备独立性： 为了提高 OS的可适应性和可扩展性,目前几乎全部的 OS都实现了设备的独立性<也称为设备无关性）；其基本思想是：用户程序不直接使用物理设备名 <或设备的物理地址）,而只能使用规律设备名；而系统在实际执行时,将规律设备名转换为某个详细的物理设备名,实施 I/O 操作；二填空 <每空 1 分,共 20 分）1. 现代操作系统的两个最基本的特点是 并发性 和共享性 ；2. 产生死锁的必要条件是：互斥条件、恳求保持 、不行剥夺条件和 环路等待 ；3. 磁盘储备器闲暇储备空间的常用治理方法有：闲暇表法,闲暇链表法和 位示图 ；4. 活动头磁盘的拜访时间包括寻道时间、旋转等待 <推迟）时间 和传输时间；5. 采纳交换技术获得好处是以牺牲 时间 和空间 为代价的；6. 实现虚拟储备器的理论基础是 局部性 原理；7. 在操作系统中引入线程的主要目的是 提高系统效率、提高系统资源利用率、削减进程并发执行时所付出的时空开销,使 OS 具有更好的并发性；8. 在分区安排算法中,首次适应算法倾向于优先利用内存中 低地址 部分的闲暇分区；1 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用9. 在进程中,拜访 临界资源 的代码称为临界区；10. 进程掌握块的初始化工作包括初始化标识符信息、初始化处理机状态信息和 进程调度和掌握信息；11. I/O 进行设备安排时所需的表格主要有 表；系统设备表 、设备掌握表、 掌握器掌握表 和通道掌握12. 一台运算机有 13 台磁带机,它们由N 个进程竞争使用,每个进程可能需要4 台磁带机； N 最大为 4 时系统没有死锁危急；13. 页式储备治理中,一个由 4 个页面,每页有 512 个字节组成的规律空间,把它装入到有 32 个物理块的储备器中,规律地址需要 2 11 位二进制数来表示,肯定地址需要 2 14 位二进制数来表示；14. CPU调度的任务是从 就绪 队列中选择一个进程,把 CPU 安排给它；15. 交换技术与虚拟储备治理 技术答应进程部分装入内存就可以执行；三判定题,正确用 T 表示,错误用 F 表示 <每题 1 分,共 10 分）；1,分时系统中,时间片设得越小,就平均响应时间越短；F2,一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化；F 3,为提高对换空间的利用率,一般对其采纳离散的安排方式；T4,隐式链接结构可以提高文件储备空间的利用率,但不适合文件的随机存取；T5,设备的独立性是指每类设备有自己的设备驱动程序；F6,虚拟设备是指答应用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备；T7,在内存中就绪等待接受调度的进程组成了等待队列；F8,磁盘文件的拜访时间与磁头的位置无关；F9,系统调用的执行不能被中断；F10,系统处于担心全状态必定导致死锁；F四简答题 <共 25 分）1.什么是文件目录？文件目录中包含哪些信息？常用的目录结构形式有哪几种？<6 分）答：文件目录记录文件的治理信息,也称文件掌握块 文件目录通常包含以下三类内容：FCB<File Control Block ,FCB）；<1）有关的文件结构信息：规律结构信息和物理结构信息；<2）有关文件的治理信息：文件建立的日期和时间、文件要求保留的日期和时间、上一次存取文件的日期和时间等；<3）文件的存取掌握权限信息：文件主 有的存取权限；其它用户的存取权限；<本人）所具有的存取权限；文件主、同组用户所具2 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用常用的文件目录结构有：单级目录结构 <或称简洁文件目录）、二级目录结构和多级目录结 构；共 3 页 第 1 页3 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用系统作业和进程的状态和变迁图,说明作业调度、进程调度变迁中的功能； <7 分）输入程序 SPOOLing 输出程序执行完成后备作业调度状态调度 程 进运行等 待 大事作业运行终止完成缓输出片到 时间状态堵塞状态创建用户进程就绪撤消用户进程I/O完成功能：作业调度程序负责作业从“ 后备状态” 到“ 执行状态”状态” 到“ 完成状态” 的转换；作业调度程序为作业安排的是 辑处理机；调度程序具有以下功能：统中各个作业的情形,系统为每个作业建立一个作业掌握块；种调度算法从后备作业队列中选择作业；调度算法的好坏直 的性能；调度时可以选择对资源需求不同的作业进行合理搭 中各部分资源得到均衡利用；的作业安排内存和外设等资源；作业调度程序在选择作业进 储治理程序和设备治理程序中的某些功能；为选中的作业建立束后进行善后处理工作；如输出必要的信息,收回该作业所 源,撤消该作业相关的全部进程和该作业的 JCB；能：进程调度主要任务是实现进程从“ 就绪状态” 到“ 运行；它依据确定的进程调度算法从就绪队列中选择一个进程,让 行；进程调度程序为作业安排的是一台真实的物理处理机；用户供应哪些接口？它们的区分是什么？<5 分）为用户供应了两类接口；一类是命令级接口,供用户组织和控 和治理运算机系统；另一类是程序级接口,供编程人员使用操 系统调用来恳求操作系统供应服务；许发生死锁的系统中,通常会采纳静态方法或动态方法,请方法的原理,并分别给出一个典型算法；<7 分）系统不进入死锁状态的静态策略,它是在采纳的资源安排策略 的四个条件中的任何一个条件不成立,就可以预防死锁的发 源的静态安排策略,要求每一个进程在开头执行前就要申请它 资源,仅当系统能满意进程的资源申请要求时才把资源安排给4 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用才能开头执行<留意,全部并发执行的进程要求的资源总和不 有的资源数）；采纳静态安排策略后,进程在执行中不再申请 不会显现占有了某些资源再等待另一些资源的情形,即破坏了 有和等待条件）的显现,从而防止死锁的发生；是保证系统不进入死锁状态的动态策略；与死锁预防策略不 进程申请资源施加任何限制,而是对于进程发出的资源申请加 并依据检查结果打算是否安排资源；Dijkstra<1965 ）提出了 死锁的调度方法,称为银行家算法；银行家算法是把操作系统 操作系统治理的各种资源比作银行的周转资金,申请资源的进 借款的借款人；银行家占有有限的资金,他不行能满意全部客 可以满意一部分客户的借款恳求,等这些客户归仍后,又可把 其他客户,其原就是不能使银行家的钱被借完,使资金无法周定一个磁盘有 200 个柱面 <编号 0-199）,磁盘恳求队列由对求序列构成：50, 60,30, 18, 90, 165, 150, 38, 12, 190. 已知磁头当面,移动方向为向内；采纳SSTF算法进行调度,那么系统处理完上述全部的磁盘请道距离是多少？采纳SCAN 算法进行调度,那么系统处理完上述全部的磁盘寻道距离是多少？SSTF SCAN 次序 移动距离 序号 次序 移动距离 5 1 150 55 30 2 165 15 10 3 190 25 12 4 90 100 8 5 60 30 12 6 50 10 6 7 38 12 0 138 8 30 8 5 15 9 18 12 90 25 10 12 6 距离= 261 移动总距离 = 273 5 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用第 2 页西 安 交 通 大 学 考 试 卷六<10 分） 设正在处理器上执行的一个进程的页表如下表所示,表中的虚页号和物理块号是十进制数,起始页号 <块号）均为 0；全部的地址均是存储器字节地址；页的大小为 1024 字节；1. 详述在设有快表的恳求分页储备治理系统中,一个虚地址转换成物理内存地址的过程；2.以下十进制虚地址对应于什么物理地址：5579,2232 进程的页表虚页号状态位拜访位修改位物理块号0 1 1 0 4 1 1 1 1 7 2 0 0 0 - 3 1 0 0 2 4 0 0 0 - 5 1 0 1 0 注： 当某页被拜访时,其拜访位置 1；答：1. 1判定是否越界,如是,就中断,否就,连续；2查找快表,如找着页表项,就修改拜访位等,形成物理地址,终止；否就, 连续；3查找页表,如找着页表项,就修改拜访位等,形成物理地址,将该页表项放入快表中,终止；否就,产成缺页中断,连续；6 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用4如内存不满,就将找着的页从外存调入内存；否就,置换一页出内 存,然后将找着的页从外存调入内存5修改页表25579 对应 <5,459）,由于虚页号5 对应 0 块,所以虚地址十进制虚地址5579 的物理地址是 459；十进制虚地址 2232 对应<2,184）,虚页号为 故发出缺页中断；2,对应的页不在内存中,七<10 分） 某数据处理系统由数据采集、数据运算和数据输出三个进程组成,采集进程把采集到的数据送入由 M 个缓冲块组成的输入缓冲区 <每次向一个缓冲块送数据）,运算进程从输入缓冲区取数据运算<每次取一个缓冲块的数据）,并将运算结果送入到由N 个缓冲块组成的输出缓冲区<每次向一个缓冲块送数据）,输出进程每次从输出缓冲区取一个结果输出；编写利用信号量机制实现的三者之间同步算法,要求写出信号量的含义和初值；答. 此题是采集进程、数据运算进程和数据输出三个进程共享二个缓冲区 M 和 N；其中采集进程是生产者,数据运算进程既是生产者又是消费者,数据 输出是消费者；设置如下信号量和初值：mutex1:=mutex2:=1 ；avail1:=avail2:=1 ；full1:=full2:=0 ；这里 mutex1 和 mutex2 是两个公用信号量,用于掌握进程对缓冲区 M 和缓冲区 N 这两个临界资源拜访的互斥；avail1、full1 、avail2 和 full2 为两组私用信号量,分别对应两个缓冲区,其中 avail1、avail2 初值分别为 m,n,表示可以利用的缓冲区数目；full1 、full2 的初值为 0,表示存在于缓冲区内的数据的个数为 0；通过对这两组私用信号量和 P、V 操作,就实现了进程的同步；采集进程、数据运算进程和数据输出三个进程协作解决问题的流程为 : 7 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - BEGIN 个人资料整理仅限学习使用数据输出进程PARBEGIN L3： Pfull2> 采集进程Pmutex2> ；L1：read from disk ；Pavail1>；Pmutex1>；put to buffer 1 ；Vfull1> ；get form buffer 2 ；Vavail2> ；Vmutex2> ；print record ；goto L3 ；PAREND END Vmutex1> ；goto L1；数据运算进程 L2：Pfull1> ；Pmutex1>；get form buffer 1 ；Vavail1> ；Vmutex1> ；Pavail2>；Pmutex2>；put to buffer 2 ；Vfull2> ；Vmutex2> ；goto L2；第 3 页8 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用申明：全部资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途；9 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页