湖南科技大学2014操作系统试卷A

第1页共5页湖南科技大学考试试题（A卷）课程名称操作系统开课学院计算机学院命题教师刘敏上课学院计算机学院年级2012级班级计算机1-4、网络1-3、信息1-2考试时量100分钟系主任考核方式（闭卷）交题时间：2014年5月30日一、单选题（本题共20分，每小题2分）1、目前平板电脑的主流操作系统中不包括（D）。A.苹果iOSB.AndroidC.Windows8D.UnixSystemV2、在一个单处理器系统中，多道程序设计通过(B)的方式提高处理器效率。A.提高处理器速度B.充分利用长时间等待的中断处理的空闲时间C.消除所有空闲的处理器周期D.以上选项均是3、在采用最高响应比优先的某系统中，有一进程8：00达到，估计其运行时间为1小时。若10：00开始执行该进程，其响应比是（C）。A.2B.1C.3D.0.54、若一个信号量的初始值是3，经过多次semWait、semSignal操作以后其当前值为-1，表示此时因等待该信号量而处于阻塞状态的进程数是（C）。A.3B.2C.1D.05、在一个分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，现有第0、1、2页依次存放在内存页框5、9、11中，则逻辑地址1C5BH经过地址变换后其物理地址为（C）。A.1C5BHB.5C5BHC.9C5BHD.BC5BH6、在多道程序系统中，为了避免全局变量被不同进程同时访问，各进程应互斥进入临界区。这里临界区是指（C）。A.一段数据区B.一个缓冲区C.一段代码D.同步机制7、在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争(D)而产生死锁。A.打印机B.磁带机C.扫描仪D.CPU8、UNIX系统向用户提供用于创建新进程的系统调用是（C）。A.CreateProcess()B.exec()C.fork()D.clone()9、能够解决进程需要爆发式的执行大量的I/O操作的缓冲方式是（C）。A.单缓冲B.双缓冲C.循环缓冲D.都不是10、文件系统采用树状目录结构的目的之一是（C）A.减少系统开销B.节省存储空间C.解决命名唯一性问题D.减短传送时间第2页共5页二、填空题（本题共10分，每小题2分）1、计算机存储器设计面临价格、容量、访问速度难题，可行的解决方法是使用（存储器的层次结构）。2、进程映像由四个部分组成：一段可执行的用户程序、程序所需要的用户数据、系统栈和（进程控制块），它包括操作系统、处理器管理以及执行过程所需要的进程所有信息。3、常见的三种I/O方式分别为：程序控制I/O、中断驱动I/O和(DMA方式)。4、死锁存在的四个条件是：互斥、不可抢占、占有且等待和（循环等待）。5、(顺序)文件组织是唯一可以很容易地存储在磁盘和磁带中的文件组织。三、简答题（本题共30分，每小题6分）1、什么是操作系统，它一般具有哪些主要功能？答：操作系统是一种控制程序执行，并充当应用程序与计算机硬件之间的接口。它具有的主要功能包括：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件系统管理。2、对下面的五状态进程模型，请简单定义每个状态？新建态就绪态运行态阻塞态退出态加载调度超时等待事件发生事件释放答：运行态：该进程正在执行。就绪态：进程做好了准备，只要有机会就开始执行。阻塞态：进程在某些事件发生前不能执行，如I/O操作完成。新建态：刚刚创建的进程，操作系统还没有把它加入到可执行进程组中。退出态：操作系统从可执行进程组中释放出的进程，或者是因为它自身停止了，或者是因为某种原因被取消。3、为什么需要重定位进程的能力？答：通常情况下，并不能事先知道在某个程序执行期间会有哪个程序驻留在主存中。此外还希望通过提供一个巨大的就绪进程池，能够把活动进程换入和换出主存，以便使处理器的利用率最大化。在这两种情况下，进程在主存中的确切位置是不可预知的，所以需要重定位进程的能力。4、请列出并定义三种文件分配方法？答：1)连续分配：是指在创建文件时，给文件分配一组连续的块，这是一种使用大小可变分区的预分配策略。2)链接分配：基于单个的块，链中的每一块都包含下一块的指针。3)索引分配：每个文件在文件分配表中都有一个一级索引。分配给该文件的每个分区在索引中都有一个表项。文件的索引保存在一个单独的块中，文件分配表中该文件的表项指向这一块。第3页共5页5、请简要描述三种类型的处理器调度，并比较这三种调度的执行频率？答：长程调度：决定加入到待执行的进程池中，这种调度的执行频率最低；中程调度：决定加入到部分或全部在主存中的进程集合中，这种调度的执行频率略微频繁些；短程调度：决定哪一个可用进程将被处理器执行，这种调度的执行频率最频繁。四、综合题（本题共40分，每小题10分）1、在一个请求页式虚拟存储系统中，假设系统在内存中给某进程固定分配3个页框，开始时页框内容为空，该进程的页面访问序列为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。请分别采用最近最少使用(LRU)和先进先出(FIFO)页面置换算法，画出页面置换的求解过程图，并计算它们在页框初始化之后发生的缺页次数。答LRU：432143543215444111555222333444444112223333335FFFFFFF缺页次数：7次FIFO：432143543215444111555555333444442222223333311FFFFFF缺页次数：6次2、假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求。被请求的磁道，按照磁盘调度程序接收的顺序分别为98、37、14、65、67号磁道。当前磁头在53号磁道上，并向磁道号减小的方向上移动。请给出按最短服务时间优先算法(SSTF)、扫描算法（SCAN）进行磁盘调度时满足请求的次序，并算出它们的平均寻道长度。答：SSTFSCAN被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数65123716672142337306551142367298849831平均寻道长度30.2平均寻道长度24.6第4页共5页3、在如下条件下考虑银行家算法。系统中共4个进程：P0~P3，存在3种资源：A（10单位）、B（5单位）、C（5单位）。T0时刻出现下述的资源分配情况：已分配矩阵最大需求矩阵可用资源向量(Allocation)(Claim)(Available)NEEDABCABCABCABCP0010753332743P1200322122P2302902600P3211222011试问：1）该状态是否安全?若安全请给出一安全序列。2）若此时进程P0又提出资源请求Request(2,1,2)，请问系统能否将资源分配给它，为什么?答：1）该状态是安全的，因为存在一个安全序列：P1-P3-P2-P0。（备选的安全序列还有以下情形：P1/P3-P0/P2）2)若此时进程P0提出请求Request(2,1,2)，预分配后得到一个新状态，这时资源分配情况如下所示：已分配矩阵A最大需求矩阵C需求矩阵可用资源向量(Allocation)(Claim)(C-A)(Available)ABCABCABCABCP0222753531120P1200322122P2302902600P3211222011因为此时的可用资源向量不能满足任何进程的资源需求，系统状态不安全，故不能满足实施上述资源分配，进程P0被阻塞。4、在一测量控制系统中，数据采集任务（collecting）将所采集的数据送入一单缓冲区，计算任务（computing）从该单缓冲区中取出数据进行计算。这两项任务的行为可描述为：voidcollecting()voidcomputing(){while(true){{while(true){采集一笔数据;……从缓冲区中取走一笔数据;将数据送入缓冲区;对数据进行计算与加工;……}}}}请利用计数信号量机制中的semWait与semSignal操作实现这两项任务共享单缓冲的同步算法。（要求说明用到的信号量的含义，并给出其初值）。答：需要定义两个信号量，一个为full，表示单缓冲区是否放满；另一个为empty表示单缓冲区是否为空。/*programcollect_compute*/semaphorefull=1,empty=0;voidcollecting()voidcomputing(){while(true){{while(true){采集一笔数据;semWait(full);semWait(empty);从缓冲区中取走一笔数据;第5页共5页将数据送入缓冲区;对数据进行计算与加工;semSignal(full);semSignal(empty);}}}}voidmain(){parbegin{collecting，computing}}