11级计科操作系统平时练习题(201306)答案、】

2011级计科操作系统平时练习题第1页共9页11级计科《操作系统》平时练习题（2013.6）一、基本概念练习题1、判断题：1）（错）在设有快表支持的页式系统中，取一条指令要访问2次内存。（指令放在内存中，相当于数据，取一条指令相当于取一条数据。命中的话访问一次就可以了。）2）（对）RAID(廉价磁盘阵列)技术可以把一个逻辑盘建立在多个物理盘上。3）(错)存储扩充是存储管理的功能之一，它是指通过增加物理存储器的容量达到扩充存储器的目的。（存储扩充是指逻辑上的扩充，不是物理上的。）4）(错)段页式系统中逻辑地址的形式是由段号、页号和页内地址组成的三维地址。（是二维地址，基内地址分为三部分。）5）（错）文件系统为了实现对文件的保护，在每次读或写文件时都要检查进程是否有读或写的权限。（检查的时机是在文件打开的时候。）*加上期中练习题和期中考试题。2、填空题：（1）地址重定位（地址映射）是把（逻辑地址）相对地址__转换为（物理地址）绝对地址_；有静态重定位和动态重定位两种方式，动态重定位的过程是在__运行（执行）_时候进行的；静态重定位的过程是在_________程序装入________时候进行的。(2)分区存储管理中可以用___保护键法________和界地址法实现存储保护。(3)I/O控制方式有程序控制方式、中断控制方式、通道方式和___DMA____。除了程序I/O方式以外的三种方式中，属于设备完成技术的是中断控制方式。(4)在缓冲池结构中，当前正在和输入设备交换数据的工作缓冲区是收容输入缓冲区，输入完成后，应该把此缓冲区插入输入缓冲队列；当前正在和输出设备交换数据的工作缓冲区是提取输出缓冲区，输出完成后应该把此缓冲区插入空（闲）缓冲队列。（5）WINDOWS、UNIX和LINUX采用的文件的目录结构是多级目录结构。*加上期中练习题和期中考试题。3、单选题：2011级计科操作系统平时练习题第2页共9页（1）在存储区分区管理的系统中，当回收了一个空闲区后，分区表中的某一项的内容和在表中的位置都发生了变化，则这个系统采用的是（C）Ａ可变分区分配，首次适应算法Ｂ固定分区分配Ｃ可变分区分配，最佳适应算法或最坏适应算法ＤA,B,C都不是（2）设备管理中引入缓冲的主要目的是（B）。Ａ提高设备的效率Ｂ改善CPU和外部设备速度不匹配的矛盾Ｃ节省内存Ｄ提高CPU的利用率（3）为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用(A)。Ａ多级目录Ｂ约定的方法Ｃ索引Ｄ路径*（4）在LINUX系统中，用户使用chmodo-rabc和ls–labc，终端上不可能出现的是（D）（第一列出来的永远是文件的类型：“-”—普通文件，“d”—目录文件，“l”—符号链接文件）（前三组：主人，中间三组：同组，后三组：其他；“=”：重新赋值）A–rwxr-x—xBdrwxr-x--xClrwxr-x--xD–r-xr-xr--(5)假设一索引文件由50块组成，若该系统内存很大，硬盘也很大(即有足够大的空间对该文件进行操作)，现要在文件的尾部加一块，需启动磁盘(C)次。(该文件的控制信息和索引表都已在内存，并且修改后无须写回磁盘)。A51B5C1Ｄ0*加上期中练习题和期中考试题。*加上期中练习题和期中考试题。4、简答题：（1）请简述进程的定义和特征，并比较进程和管程的主要不同点。进程的定义：程序在数据上运行的过程特征：结构特征、动态性、并发性、独立性、异步性进程和管程的不同：（1）虽然两者都定义了数据结构，但进程定义的是私有数据结构PCB，管程定义的是公有数据结构。（2）二者都存在对各自数据结构上的操作，但进程是有顺序程序执行有关的操作，而管程主要是进程同步操作和初始化操作（3）设置进程的目的在于实现系统的并发性，而管程的设置则是解决共享资源的虎刺使用问题（4）进程通过调用管程中的过程对共享主句结构实行操作，该过程就如通常的子程序一样被调用，因而管程为被动工作方式，进程则为主动工作方式2011级计科操作系统平时练习题第3页共9页（5）进程之间能并发执行，而管程则不能与其调用者并发（6）进程具有动态性，而管程则是操作系统中的一个资源管理模块，供进程调用。线程的实现主要有哪三种方式？并分别举例说明各自的特点。1.内核支持线程(OS)：(1)支持轮转式调度——进程、线程都可见。（2）采用非阻塞系统调用——不会存在进程阻塞，线程执行的情况2.用户级线程(VNT)：(1)可以在不支持线程的OS上实现。（2）开销和性能较优（3）线程切换无需系统调用——（与内核无关）（4）进程阻塞或等待，但线程执行。3.混合级线程（组合方式）：(LINUX)（1）LWP实现了在内核与用户级线程之间的隔离，从而使用户级线程与内核无关（2）只有内核级线程调度，内核级的线程同步不需要系统调用（2）在Linux系统的终端命令窗口中，解释分别执行下面2个命令的操作结果，并由此简述与之相关的两种文件共享方式的优缺点。（6分）(1)lnfilenf1硬链接文件(2)ln-sfilenf2符号链接文件时空观上：硬连接，几乎不占用空间。符号链接占用少量的空间存放inode的信息链接上：硬连接，不可跨文件系统，符号链接可跨越网络。删除文件上：硬连接，一次只能删除一个指针，连接文件数减一。符号链接，建立的只是路径文件，删除对原文件无影响。（4）设备管理中，引入缓冲的原因是什么？循环缓冲是公用缓冲区吗？原因：为了缓和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU和I/O设备的并行性,减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制不是，循环缓冲区仅适用于某特定的I/O进程和计算进程，因而它们属于专用通道。（5）简述动态分区管理中的最先（首次）适应法、循环首次（下次）适应法和最佳适应法基本原理，并从搜索速度、回收速度和空闲空间的利用率比较它门的优缺点，指出哪一种分配算法性能相对比较好。（1）首次适应算法要求在空闲区按其起始地址由小到大排列，当某一用户作业要求装入内存时，存储分配程序从起始地址最小的空间区开始扫描，直到找到满足作业要求的空闲区为止。分配与回收都需要对可利用空间表从头至尾查询一遍（2）循环首次适应算法在查找空闲区时，不再每次从链首开始查找，而是从上一次找到的空闲区的下一个空闲区开2011级计科操作系统平时练习题第4页共9页始查找，直到找到一个能满足要求的空闲区为止，并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分给该作业（3）最佳适应算法该算法总是把满足要求，又是最小的空闲区分配给请求进程，即在空闲区表中，按空闲区的大小由小到大排序，建立索引，当用户进程请求分配内存时，从索引表中找到第一个满足该进程大小要求的空闲区分配给它（6）一个分层结构系统操作系统由以下几部分组成：裸机、用户、CPU调度和PV操作、文件管理、作业管理、内存管理、设备管理、命令管理，试按层次结构的原则从内到外将各部分重新排列。裸机—CPU调度和PV操作—内存管理—作业管理—设备管理—文件管理—命令管理—用户（7）在请求页式管理的系统中，何谓系统的“抖动”现象？为何系统会“抖动”？当系统发生“抖动”时，你认为应采取什么措施来加以克服？内外存交换频繁使效率下降的这种现象称为“抖动”。产生的原因：频繁的调进调出使页面置换算法不合理，分配给进程的物理页面数太少解决办法：调整算法，多分配物理页面数。（8）在文件系统中，为什么要引入打开文件和关闭文件两个操作？②“打开”操作：为了避免重复地检索目录，可以一次打开多次使用。④“关闭”操作：不再需要对该文件实施相应的操作时（9）分页存储管理有效地解决了什么问题？实现页式存储管理需要什么硬件支持？在这种管理方式中，如何实现地址的变换？（1）是为了能支持虚拟存储器功能而增加了请求调页功能和页面置换功能，实现了虚拟存储器，解决了碎片问题。（2）需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机系统，还需要有页面机制、缺页中断机构以及地址变换机构（3）是通过页表实现地址变换（10）为什么要引入通道？有哪几种类型的通道？它们各自有什么特点？引入通道原因：减少CPU对I/O的干预，使一些原来由CPU处理的I/O任务转由通道来承担，从而把CPU从繁杂的I/O任务中解脱出来，以保证CPU有更多的时间去进行数据的处理。通道类型：（1）字节多路通道。适用于连接慢速的字符设备，以字节交叉方式控制设备传输信息，可以分时地控制多台外设并行传输（2）数据选择通道。适用于连接高速I/O设备，以数据库方式传送数据，传送速率高，只有一个分配型子通道，可以连接多台设备，每次只能把子通道分配给一台设备2011级计科操作系统平时练习题第5页共9页独占使用，即使暂时出现空闲，也不允许其他设备使用，直到传送完成后才让出子通道，利用率很低（3）数组多路通道。每次只允许一个设备传输数据，它含有多个非分配型子通道具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。其数据传送是按数组方式进行的。（11）何谓SPOOLing系统？请简要说明SPOOLing系统的组成和工作原理。定义：（在联机情况下实现的同时外围操作）是低速输入输出设备与主机交换的一种技术,通常也称为“假脱机真联机系统及工作原理：（1）输入井和输出井。是模拟脱机输入时的磁盘设备，用于暂存I/O设备输入的数据；输出井是模拟脱机输出时的磁盘，用于暂存用户程序的输出数据。（2）输入缓冲区和输出缓冲区。输入缓冲区用于暂存由输入设备送来的数据，以后再传送到输入井。输出缓冲区用于暂存从输出井送来的数据，以后再传送给输出设备。（3）输入进程SPi和输出进程SPo。进程SPi模拟脱机输入时的外围控制机，将用户要求的数据从输入机通过输入缓冲区再送到输入井，当CPU需要输入数据时，直接从输入井读入内存；进程SPo模拟脱机输出时的外围控制机，把用户要求输出的数据先从内存送到输出井，待输出设备空闲时，再将输出井中的数据经过输出缓冲区送到输出设备上（12）请求分页系统中缺页中断的作用是什么？并说明缺页中断与一般中断区别，以及缺页中断与缺段中断的不同点。作用：请求OS将所缺之页调入内存，保护CPU环境、分析中断原因、转入缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU环境与一般中断的区别：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号(2)一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断。二、算法应用练习题1、下表给出了某系统中的空闲分区表，系统采用可变分区管理策略。在此状态下，系统分别按首次适应算法和最佳适应算法依次为三个作业分配了15K,90K和120K内存，请把分配后的空闲分区信息填入下面相应的表中。未分配前的空闲分区表（1）按首次适应算法分配后的空闲表（2）按最佳适应算法分配后的空闲表分区号分区大小起始地址分区号分区大小起始地址分区号分区大小起始地址130K100K115K115K15K200K28K150K28K150K28K150K35K200K35K200K315K115K4228K220K418K430K5108K328K590K530K590K530K42011级计科操作系统平时练习题第6页共9页2、假定某请求分页存储管理系统中，为进程的页面引用串：3,2,1,2,3,4,1,2,3,5,4,3,2,1,4。若系统分配给该进程内存物理块3块。要求：（1）若分别按OPT、LRU、FIFO页面置换算法，请给出发生缺页的次数F（开始的3页不算缺页）和缺页率，并画图示意。OPT:缺页率：5/15页面引用321234123543214物理块333444442222522113331缺页×××××置换√√√√√FIFO：缺页率：6/15页面引用321234123543214物理块333444222222333111115554缺页××××××置换√√√√√√LRU：缺页率：9/15页面引用321234123543214物理块333332224411222111552221444333334缺页×××××××××置换√√√√√√√√√（2）若页面大小为1KB，试给出虚地址8进制数（54123）对应的物理地址（仍用8进制数表示，假定该页已装