操作系统整理习题
第一章
例：设内存中有三道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。它们的计算和I/O操作的时间如下表所示（单位：ms）：
序
假设三道程序使用相同设备进行I/O操作，即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的执行时间忽略不计）。在两种情况下，完成这三道程序要花多少时间？
分析：若采用单道方式运行这三道程序，则运行次序为A 、 B 、 C ，总的时间为：30+40+10+60+30+10+20+40+20=260ms若采用多道方式运行，其程序运行总时间为：190ms。
第二章
1、P82 25题。我们为临界资源设置一把锁W，当W=1时表示关锁，W=0时表示锁已打开。试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们实现互斥。
解：关锁原语LOCK（W）：While (W=1) DO NO-OP; W:=1;开锁原语UNLOCK(W): W:=0在利用关锁原语和开锁原语实现进程互斥时，可将临界区CS放在其间，即：LOCK（W）；CSUNLOCK（W）；注意：这里的开锁原语和关锁原语存在“忙等”问题。
2、P83 28：在测量控制系统中的数据采集任务时，把所采集的数据送往一单缓冲区；计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享单缓冲区的同步算法。解：算法描述如下：
Var empty,full:semaphore:=1,0;
Buffer:data;
Begin
Parbegin
Collect：begin
Repeat
……
collect data in nextp;
……
wait(empty);
buffer:=nextp;
signal(full);
until false;
end
Computer：begin
Repeat
Wait(full);
nextc:= buffer;
signal(empty);
compute in nextc;
until false;
end
parend
end
4、某寺庙，有小和尚、老和尚若干。有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚引用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次只能容一个桶取水。水桶总数为3个。每次入、取缸水仅为1桶，且不可同时进行。试给出有关取水、入水的算法描述。
解：本题中需设置5个信号量：bucket对应临界资源水桶，初值为3；mutex2用来对水缸进行互斥操作，初值为1；full表示水缸中可以使用的水，初值为0；empty表示缸中还可入水的容量，初值为10；mutex1用来保证互斥地使用水井，初值为1。
semaphore bucket=3,mutex=1,full=0,empty=10,mutex2=1;
little-monk(){/*小和尚入水算法*/
while (1){
P(empty);
P(bucket);
P(mutex1);
从水井中打水；
V(mutex1);
P(mutex2);
倒水入缸；
V(mutex2);
V(full);
V(bucket);
}
}
old-monk(){/*老和尚取水算法*/
while (1){
P(full);
P(bucket);
P(mutex2);
从水缸中取水
V(mutex2);
V(empty);
从桶中倒水饮用；
V(bucket);
}
}
第三章
例2、设系统中仅有一类独占资源，进程一次只能申请一个资源，系统中多个进程竞争该类资源。试判断下述哪些情况会发生死锁，为什么？（1）资源数为4，进程数为3，每个进程最多需要2个资源。（2）资源数为6，进程数为2，每个进程最多需要4个资源。（3）资源数为8，进程数为3，每个进程最多需要3个资源。（4）资源数为20，进程数为8，每个进程最多需要2个资源。解答：根据例1可知，第2种情况下可能发生死锁。
第四章
例1、某请求页式管理系统，用户编程空间有40个页面，每个200H个字节。假定，某时刻用户页表中页号和物理块号对照表如下：
求虚地址0A3CH、223CH分别对应的物理地址。解：由题意知，页面大小为200H。逻辑地址0A3CH：页号5，页内地址003CH块号8，物理地址：8*200H+003CH=103CH逻辑地址223CH：页号17，页内地址003CH块号14，物理地址：14*200H+003CH=1C3CH
例2、有一矩阵为100行200列，即：int a[100][200]; 在一个虚存系统中，采用LRU算法，系统分给该进程5个页面来存储数据（不包含程序）。设每页可存放200个整数，该程序要对整个数组初始化，数组存储时是按行存放的。试计算下列两个程序各自的缺页次数（假定所有页都以请求方式调入）。
程序一：for (i=0; i <=99; i ++) for (j=0; j <=199; j++)a[i][j]=i*j;
程序二：for (j=0; j <=199; j ++)for (i=0; i <=99; i ++)a[i][j]=i*j;问：程序一和程序二的缺页次数分别是多少？解：矩阵a有100*200=20000个整数，每页存放200个整数，故一页可以存放一行数组元素。系统分配给进程5个页面存放数据，假设程序已调入内存（因题目中没有提供与程序相关的数据，可以不考虑程序的调入问题），因此只需考虑矩阵访问时产生的缺页中断次数。对于程序一，由于矩阵存放是按行存储，本程序对矩阵a的访问也是按行进行的，因此本程序依次将矩阵a的内容调入内存，每一页只调入一次，每一页都会产生一次缺页中断。因此会产生100次缺页中断。对于程序二，矩阵存放是按行存储，而本程序对矩阵a的访问是按列进行的。当j=0时，内层循环的执行将访问矩阵a的所有元素，需要依次将矩阵a的100行调入内存，将产生100次缺页中断。当j=1时，因留在内存中的是95、96、97、98、99行，仍将产生100次缺页中断。后续循环，可以此类推。由此可知，程序二将产生20000次缺页中断。
例3、在页式虚存管理系统中，假定驻留集为m个页（初始所有页均为空），在长为p的引用串中具有n个不同页号（n>m），对于FIFO、LRU两种置换算法，试给出页故障数（缺页次数）的上限和下限，说明理由。
解：对于FIFO、LRU置换算法，缺页次数上限均为p，下限均为n。发生缺页中断的原因是当前访问的页不在内存中，需要通过缺页中断将缺页调入内存。无论采用怎样的置换算法，n个不同页面在进入内存时都至少要发生一次页故障（缺页中断），总共发生n次缺页中断。虽然不同页面数为n，一般情况下，n小于页面引用串的长度p，但驻留集（即分配给进程的物理块数）m 例4、在一个请求页式存储管理方式中，进程P共有5页，访问串为：3，2，1，0，3，2，4，3，2，1，0，4时，试采用LRU置换算法，计算当分配给该进程的物理块数分别是3和4时，访问过程中发生的缺页次数和缺页率。比较所得的结果。 解：分配给该进程的页框数为3时，缺页次数为10，缺页率为10/12=82.7分配给该进程的页框数为4时，缺页次数为8，缺页率为8/12=66.7%过程略。从上述结果可以看出，对于LRU算法来说，分配给进程的页面数越多，产生的缺页次数越少。 例5、在一个请求分页系统中，采用FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得的结果。 解：分配给该进程的页框数为3时，缺页次数为9，缺页率为9/12=75% 分配给该进程的页框数为4时，缺页次数为10，缺页率为10/12=82.7% 过程略。 在FIFO页面置换算法中，有时出现分配的物理块数增多缺页率反而升高的现象，称为Belady现象。 例6：（东南大学）现有一请求分页的虚拟存储器，内存最多容纳4个页面，对于下面的引用串：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6，应用下面的页面置换算法，计算各会出现多少次缺页中断。注意，所给定的页块初始均为空，因此，首次访问一页时就会发生缺页中断。 （1）LRU； （2）FIFO； （3）Optimal。 解答：过程略。 FIFO：14次缺页中断 LRU：10次缺页中断 Optimal：8次缺页中断 1、请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示： 页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns（已含更新 TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。假设：①TLB初始为空②地址转换时先访问TLB，若TLB未命中，再访问页表（忽略访问页表之后的TLB更新时间）；③有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列2362H、1565H、25A5H，请问：（1）依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。（2）基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？请说明理由。 解：(1)页面大小4K:01000000000000=1000H2362H：页号2，页内地址362H。由页表知，此页在内存。访问时间：10 ns +100 ns +100 ns =210ns 1565H: 页号1，页内地址565H。由页表知，此页不在内存。访问时间：10 ns +100 ns +108ns+100 ns≈108 ns25A5H: 页号2，页内地址5A5H。由页表项已放入快表。访问时间：10 ns +100 ns =110ns(2) 1565H: 页号1，页内地址565H。此页不在内存，把0号页面换出，1号页面放入101H页框，所以物理地址为101565H。 2、某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55M（初始空间），采用最佳适配（best fit）算法，分配和释放的顺序为：分配15M，分配30M，释放15M，分配8M，分配6M，此时主存最大空闲分区的大小是（B）A7MB9MC10MD15M 3、某计算机采用二级页表的分页存储管理方式，按字节编制，页大小为210字节，页表项大小为2字节，逻辑地址结构为： 逻辑地址空间大小为2页，则表示整个逻辑地址空间的页目录表中包含表项的个数至少是（B）A64B128C 256D512 4、设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。若某进程最多需要6页（Page）数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部转换策略为此进程分配4个页框（Page Frame）。 当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题：（1）该逻辑地址对应的页号是多少？（2）若采用先进先出（FIFO）转换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。（3）若采用时钟（Clock）转换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向2号页框，示意图如下） 解：17CAH=(0001 0111 1100 1010)2（1）页大小为1K，所以页内偏移地址为10位，于是前6位是页号，所以第一问的解为：5；（2）FIFO，则被转换的页面所在页框为7，所以对应的物理地址为(0001 1111 1100 1010)2=1FCAH（3）Clock，则被转换的页面所在页框为2，所以对应的物理地址为(0000 1011 1100 1010)2=0BCAH 6、在某页式虚拟系统中，假定访问内存的时间是10ms，平均缺页中断处理为25ms，平均缺页中断率为5%，试计算在该虚存系统中，平均有效访问时间是多少？ 解：若要访问的页面在内存中，一次访问的时间是：10ms+10ms=20ms；如果不在内存，所花的时间是：10ms(问内存页表)+25ms(中断 处理)+10ms(访问内存页表)+10ms(访问内存)=55ms 。所以平均有效访问时间为： 20ms × (1-5%)+55ms ×5%=21.75ms 第六章 例1：假定盘块的大小为1KB ，硬盘的大小为500MB 。采用显式链接分配方式时，其FA T 需占用多少存储空间？如果A 占用硬盘的第11、12、16、14四个盘块，试画出文件A 中各盘块间的链接情况及FAT 的情况。解：由题意知，该硬盘共有500K 个盘块，故FAT 中有500K 个表项；如果盘块从0开始编号，为了能保存最大盘块号，该FAT 的表项最少需要19位。将它扩展为半个字节的整数倍后，可知每个FA T 表项需20位，即2.5个字节。因此，FA T 需占用的存储空间大小为：2.5*500KB=1250KB 文件A 中各盘块间的链接情况及FAT 的情况如下图所示： FCB A FA T 例2：存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式。其FCB 中共有13个地址项，第0~9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11 个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。如果每个盘块的大小为512字节，盘块号需要3个字节来描述，而 每个盘块最多存放170个盘块地址， 问：1该文件系统允许文件的最大长度是多少？2将文件的字节偏移量3假设某个文件的FCB 解：（1）直接地址：10块一次间接地址：170块二次间接地址：170*170*170块文件最大长度：10+170+170*170+170*170*170=2471040KB （2）5000/512=9…392 10<29<10+170故可从FCB 的第10个地址项iaddr(10)得到一次间接块地址，并从一次间址块的第193个字节）中获得相应的物理块号，块内偏移量为152。150000/512=292…496 10+170《292《10+170+170*170…112故可以从FCB 的第11个地址项，即二次间址项中得到二次间址块的地址，并从二次间址块的第0112项中获得对应的物理块号，块内偏移量为496。 （3）最少1次，最多4次。 第五章例1、一个SPOOLing 系统由输入进程I 、用户进程P 、输出进程O 、输入缓冲区和输出缓冲区组成。进程I 通过输入缓冲区为进 程P 输入数据，进程P 的处理结果通过输出缓冲区交给进程O 输出。进程间数据交换以等长度的数据块为单位，这些数据块均存储在同一个磁盘上。因此，SPOOLing 系统的数据块通信原语保证始终满足：I+O≤max （3-1）式中，max 为磁盘最大容量（以数据块为单位），I 为磁盘上输入数据块总数，O 为磁盘上输出数据块总数。设SPOOLing 系统运行时： 1只要有输入数据，进程I 终究会将它放入输入缓冲区；2只要输入缓冲区有数据块，进程P 终究会读入、处理并产生结果数据写到输出缓冲区；3只要输出缓冲区有数据块，进程O 终究会输出它。 请说明该SPOOLing 系统在什么情况下死锁，请说明如何修正约束条件避免死锁，同时仍允许输入数据和输出数据块均存储在同一个磁盘上。 分析：系统的工作流程：首先，进程I 在输入数据时，首先判断当前磁盘有无空闲缓冲区，若有则进行数据输入操作，无则等待；进程P 首先判断输入缓冲区有无数据，有则处理，并将结果输出到输出缓冲区，无则等待；进程O 根据输出缓冲区的情况，决定是否进行输出操作。因此整个系统实际上包含了两组生产者和消费者。这里由于输入缓冲区和输出缓冲区是使用的同一块磁盘区域，所以进程I 和进程O 申请的是同类资源，则可以将进程I 和进程O 分为同一个进程集合。 解答：在输入数据块数I≥max ，输出数据块数O=0时，进程I 和进程O 均处于阻塞状态。此时，P 在处理一块已经读入内存的数据，当 11 12 13 14 15 16 它处理完毕，它要把数据写入磁盘。此时，磁盘已满，因此P无法写入，进入阻塞状态，从而导致了死锁的产生。要使死锁不会产生，此时必须保证磁盘上至少有一块空间供P进程输出。因此，约束条件应为：I+O≤max-1 该限制可以确保任一时刻磁盘中的空闲块至少有一个可用于输出缓冲区，从而确保进程P和进程O可以继续运行。 例2、假定有一个具有200个磁道（编号为0到199）的移动头磁盘，在完成了磁道125处的请求后，当前正在磁道143处为一个请求服务。若请求队列以FIFO次序存放，即86，147，91，177，94，150，102，175，130。对下列每一个磁盘调度算法，若要满足这些要求，则总的磁头移动次数为多少？FCFS SSTF SCAN CSCAN 解：不同的磁道访问序列为：（1）86，147，91，177，94，150，102，175，130（2）147，150，130，102，94，91，86，175，177（3）147，150，175，177，130，102，94，91，86（4）147，150，175，177，86，91，94，102，130总的磁头移动次数分别为：（1）565（2）162（3）125（4）169 例3、假定磁盘转速为20ms/圈，磁盘格式化时每个磁道被划分成10个扇区，今有10个逻辑记录（每个记录的大小刚好与扇区大小相等）存放在同一磁道上，处理程序每次从磁道读出一个记录后要花4ms进行处理，现要求顺序处理这10个记录，若磁头现在正处于首个逻辑记录的始点位置，请问： 1按逆时针方向安排10个逻辑记录（磁盘顺时针方向转），处理程序处理完这10个记录所花费的时间是多少？2按最优化分布重新安排这10个逻辑记录，写出记录的安排，并计算出所需要处理的时间。 解：（1）由题意知，读一个逻辑记录需2ms，处理需4ms，系统处理完一个逻辑记录后将磁头转到下一个逻辑记录的始点需要16ms，从而可算出处理程序处理这10条记录所需的时间：6+9*（16+6）=204ms （2） 1 8 5 2 9 6*10=60ms 例4、为100us，将缓冲区中的数据传送到用户区的时间M为50us，而CPU 对这一块数据进行计算的时间C为50us。这样，系统对每一块数据的处理时间为（A）(3)；如果将单缓冲改为双缓冲，则系统对每一块数据的处理时间为（B）(2)。 A，B：(1)50us; (2)100us; (3)150us; (4)200us; (5)250us 《操作系统》练习题及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 1.操作系统是一种（） A.系统软件 B.系统硬件 C.应用软件 D.支援软件 2.MS—DOS的存贮管理采用了（） A.段式存贮管理 B.段页式存贮管理 C.单用户连续存贮管理 D.固定式分区存贮管理 3.用户程序在目态下使用特权指令将引起的中断是属于（） A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.访管中断 4.MS—DOS中用于软盘整盘复制的命令是（） https://www.doczj.com/doc/ac12137849.html,P B.DISKCOPY C.SYS D.BACKUP 5.位示图方法可用于（） A.盘空间的管理 B.盘的驱动调度 C.文件目录的查找 D.页式虚拟存贮管理中的页面调度 6.下列算法中用于磁盘移臂调度的是（） A.时间片轮转法 B.LRU算法 C.最短寻找时间优先算法 D.优先级高者优先算法 7.在以下存贮管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是（） A.单用户连续分配 B.固定式分区分配 C.可变式分区分配 D.页式存贮管理 8.已知，作业的周转时间=作业完成时间－作业的到达时间。现有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 A.T1＋T2＋T3 B.（T1＋T2＋T3） C.T1＋T2＋T3 D. T1＋T2＋T3 9.任何两个并发进程之间（） A.一定存在互斥关系 B.一定存在同步关系 C.一定彼此独立无关 D.可能存在同步或互斥关系 10.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A.被选中占有处理机 B.等待某一事件 C.等待的事件已发生 D.时间片用完 11.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成（） A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.目录文件 12.一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（） A.2 B.1 C.3 D.0.5 13.多道程序设计是指（） A.在实时系统中并发运行多个程序 B.在分布系统中同一时刻运行多个程序 C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理机上并发运行多个程序 14.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名（） A.应该相同 B.应该不同 C.可以相同，也可以不同 D.受系统约束 15.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（） A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区 C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区 二、双项选择题（每小题2分，共16分） 1.能影响中断响应次序的技术是（）和（）。 A.时间片 B.中断 C.中断优先级 D.中断屏蔽 E.特权指令 2.文件的二级目录结构由（）和（）组成。 A.根目录 B.子目录 C.主文件目录 D.用户文件目录 E.当前目录 3.驱动调度算法中（）和（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。 A.电梯调度 B.先来先服务 C.扫描 D.单向扫描 E.最短寻找时间优先 4.有关设备管理概念的下列叙述中，（）和（）是不正确的。 A.通道是处理输入、输出的软件 B.所有外围设备的启动工作都由系统统一来做 C.来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理 D.编制好的通道程序是存放在主存贮器中的 E.由用户给出的设备编号是设备的绝对号 习题4 4－3 解：该电路的输入为3x 2x 1x 0x ，输出为3Y 2Y 1Y 0Y 。真值表如下： 由此可得：1M =当时，33 2 321210 10 Y x Y x x Y x x Y x x =??=⊕?? =⊕??=⊕? 完成二进制至格雷码的转换。 0M =当时，33 2 32 132121 321010 Y x Y x x Y x x x Y x Y x x x x Y x =??=⊕?? =⊕⊕=⊕??=⊕⊕⊕=⊕? 完成格雷码至二进制的转换。 4－9 设计一个全加（减）器，其输入为A,B,C 和X(当X ＝0时，实现加法运算；当X ＝1时，实现减法运算)，输出为S(表示和或差)，P （表示进位或借位）。列出真值表，试用3个异或门和3个与非门实现该电路，画出逻辑电路图。 解：根据全加器和全减器的原理，我们可以作出如下的真值表： 由真值表可以画出卡诺图，由卡诺图得出逻辑表达式，并画出逻辑电路图： A B C X P 4－10 设计一个交通灯故障检测电路，要求红，黄，绿三个灯仅有一个灯亮时，输出F ＝0； 若无灯亮或有两个以上的灯亮，则均为故障，输出F ＝1。试用最少的非门和与非门实现该电路。要求列出真值表，化简逻辑函数，并指出所有74系列器件的型号。 解：根据题意，我们可以列出真值表如下： 对上述的真值表可以作出卡诺图，由卡诺图我们可以得出以下的逻辑函数： F AB AC BC A B C AB AC BC A B C =+++=??? 逻辑电路图如下所示： A F 4－13 试用一片3－8译码器和少量逻辑门设计下列多地址输入的译码电路。 （1） 有8根地址输入线7A ~1A ,要求当地址码为A8H,A9H ,…,AFH 时，译码器输出为 0Y ~7Y 分别被译中，且地电平有效。 （2） 有10根地址输入线9A ～0A ，要求当地址码为2E0H,2E1H, …,2E7H 时，译码器输 出0Y ~7Y 分别被译中，且地电平有效。 习题一操作系统概论 选择题 1. 计算机的操作系统是一种（） ■ A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D 字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（ ). A. CPU 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3. 计算机操作系统的功能是（ ). A. 把源程序代码转换为标准代码 B. 实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时， （），响应时间越长. A. 内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D 用户数 越少 5. 操作系统的（ ）管理部分负责对进程进行调度 . A?主存储器 B.控制器 C.运算器 D 处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（ ）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、 （）管理、设备管理及信息管理 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是 为了提咼计算机的（ 户使用计算机而配备的一种系统软件 . 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D?并行执行 11. （）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 A. CPU 的利用率不高 C.不具备并行性 B.资源利用率 D.以上都不是 A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8.操作系统中采用多道程序设计技术提高 CPU 和外部设备的（） A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 ）和方便用 理机的时间 1.（该题目硕士统招生做）请用框架法和语义网络法表示下列事件。（10分） 2015年2月20日上午11点40分，广东省深圳市光明新区柳溪工业园附近发生山体滑坡，经初步核查，此次滑坡事故共造成22栋厂房被掩埋，涉及公司15家，截至目前已安全撤离900人，仍有22人失联。 答：框架表示法（5分）：（给分要点：确定框架名和框架槽，根据报道给出的相关数据填充，主要内容正确即可给分，不必与参考答案完全一致） <山体滑坡> 时间：2015年2月20日上午11点40分 地点：广东省深圳市光明新区柳溪工业园附近 掩埋厂房：22栋 涉及公司数目：15家 安全撤离人数：900人 失联人数：22人 语义网络表示法（5分）：（给分要点：确定语义网络的节点及其连接关系，根据报道内容进行填充，主要内容正确即可给分，不必与参考答案完全一致） 1. （该题目全日制专业学位硕士做）请用一种合适的知识表示方法来表示下面知识。（10分） How Old Are YOU是微软推出的一款测年龄应用，该应用架设在微软服务平台Azure上，该平台具有机器学习的开发接口，第三方开发者可以利用相关的接口和技术，分析人脸照片。 （给分要点：采用合适的知识表示方法，正确即可给分，不必与参考答案完全一致） 答： 内存 1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。 Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（） 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制 8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加内存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。 Ⅰ．提高系统吞吐量；Ⅱ．提高存储空间的利用率；Ⅲ．降低存储费用；Ⅳ．提高换入换出速度。 正确答案：Ⅳ；Ⅱ 17 在请求调页系统中，若所需的页不在内存中，则会引起（）。 正确答案：缺页中断 18 虚拟存储器一般都引入关联存储器技术，关联存储器是 正确答案：按内容寻址 19 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中访问位供（）参考。 正确答案：置换算法 20 在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使内存空间中空闲区分布得较均匀的算法是（）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。 Ⅰ．最佳适应算法；Ⅱ．最坏适应算法；Ⅲ．首次适应算法；Ⅳ．循环首次适应算法（即Next fit）。 正确答案：Ⅲ；Ⅳ；Ⅰ 操作系统例题讲解 一、调度算法 对如下表所示的5个进程： 采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。 问 题： ⑴ 画出对上述5个进程调度结果的Gantt 图； ⑵ 计算5个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。 解： ⑴ 调度结果的Gantt 图如下： 0 2 4 5 7 9 10 12 14 (2) 时间计算： 二、存储管理 某系统采用虚拟页式存储管理方式，页面大小为2KB ，每个进程分配的页框数固定为4页。采用局部置换策略，置换算法采用改进的时钟算法，当有页面新装入内存时，页表的时钟指针指向新装入页面的下一个在内存的表项。设当前进程P 的页表如下（“时钟”指针指向逻辑页面3的表项）： 逻辑页号 0 1 2 3 4 5 问 题： ⑴ 当进程P 依次对逻辑地址执行下述操作： ① 引用 4C7H ； ② 修改 19B4H ； ③ 修改 0C9AH ； 写出进程P 的页表内容； ⑵ 在 ⑴ 的基础上，当P 对逻辑地址27A8H 进行访问， 该逻辑地址对应的物理地址是多少？ 解：页面大小为2KB，2KB=2×210=211， 即逻辑地址和物理地址的地址编码的低11位为页内偏移； ⑴①逻辑地址4C7H=0100 1100 0111B，高于11位为0，所以该地址访问逻辑页面0； 引用4C7H，页表表项0：r=1； ②逻辑地址19B4H=0001 1001 1011 0100B，高于11位为3，所以该地址访问逻辑页面3； 修改19B4H，页表表项3：r=1, m=1; ③逻辑地址0C9AH=0000 1100 1001 1010B，高于11位为1，所以该地址访问逻辑页面1； 逻辑页1不在内存，发生缺页中断； ①、②两操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 按改进的时钟算法，且时钟指针指向表项3，应淘汰0页面， 即把P的逻辑页面1读到内存页框101H，页表时钟指针指向表项2。 并执行操作：修改0C9AH。 经上述3个操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 ⑵逻辑地址27A8H=0010 0111 1010 1000B，高于11位为4，所以该地址访问逻辑页面4； 页面4不在内存，发生缺页中断；按改进的时钟算法，淘汰页面2，页面4读到110H页框， 所以，逻辑地址27A8H对应的物理地址为： 0001 0001 0000 111 1010 1000B=887A8H。 三、设备与I/O管理 设系统磁盘只有一个移动磁头，磁道由外向内编号为：0、1、2、……、199；磁头移动一个磁道所需时间为1毫秒；每个磁道有32 个扇区；磁盘转速R=7500r/min. 系统对磁盘设备的I/O请求采用N-Step Look （即N-Step Scan，但不必移动到磁道尽头），N=5。设当前磁头在60号磁道，向内移动；每个I/O请求访问磁道上的1个扇区。现系统依次接收到对磁道的I/O请求序列如下： 50, 20, 60, 30, 75, 30, 10, 65, 20, 80,15, 70 问题： ⑴写出对上述I/O请求序列的调度序列，并计算磁头引臂的移动量； ⑵计算：总寻道时间（启动时间忽略）、总旋转延迟时间、总传输时间和总访问处理时间。 解：⑴考虑序列中有重复磁道的I/O请求，调度序列为： 60→75→50→30→20→15→10→65→70→80 磁头移动量=(75-60)+(75-50)+(50-30)+(30-20)+ (20-15)+(15-10)+(65-10)+(70-65)+(80-70) =15+25+20+10+5+5+55+5+10=155（磁道） 西安电子科技大学本科课程考试试卷2008—2009学年第一学期《单片机原理与接口技术》 课程A卷 专业年级：07电信命题教师：郭文川审题教师： 考生班级：学号：考生姓名： 一、填空题：（每空1分，共20分） 1、MCS—5l单片机的最大程序寻址空间是64 KB，该空间的地址范围从0000H 至0FFFFH，系统上电及复位后，程序入口地址为0000H。 2、若由程序设定PSW中的RS1、RS0=01，则工作寄存器R0~R7的直接地址为08H~0FH。 3、MCS-51单片机的I/O端口采用统一编址方式。、 4、一个8位D/A转换器其分辨率为_ 1/256 ，若该8位D/A转换器的基准电压为5V， 则数字量100对应得模拟量为 1.953V（5*100/256V）。 5、单片机系统中经常采用的地址译码技术包括线选法和译码法。 6、INTEL 8051 CPU 是8 位的单片机，其内部有4 KB的ROM。 7、指出下列各指令中源操作数的寻址方式。 （1）MOVC A，@A+DPTR （变址寻址） （2）XCH A，@R0；（寄存器间接寻址） （3）MOV C，P1.0 （位直接寻址） （4）JC LOOP （相对寻址） 8、判断下列各条指令的书写格式是否有错，并指出原因。 （1）MUL R0，R1 （错，乘法指令用A×B ） （2）MOV A, @R7 （错，@R7非法） （3）MOV A, #3000H （错，累加器A为8位存储器） （4）MOV R1, C （错，C为进位位不能送给寄存器R1） 二、选择题：（每题1分，共10分） 1．当MCS-51单片机接有外部存储器时，P2口可作为 D 。 A．数据输入口 B. 数据的输出口 C．准双向输入／输出口D．高8位地址线 2．单片机的并行接口中，作为数据线使用的并行口是 A 。 A．P0 B. P1 C. P2 D. P3 3．MCS—5l单片机的堆栈区是设置在 C 中。 A．片内ROM区B．片外ROM区 C．片内RAM区 D. 片外RAM区 4．片内RAM的20H～2FH为位寻址区，所包含的位地址是。 A．00H～20H B. 00H～7FH C．20H～2FH D．00H～FFH 5．在寄存器间接寻址方式中，间址寄存器中存放的数据是。 A．参与操作的数据B．操作数的地址值 C．程序的转换地址D．指令的操作码 6．当需要从MCS-51单片机程序存储器取数据时，采用的指令为。 A. MOV A, @R1 B.MOVC A, @A + DPTR C. MOVX A, @ R0 D.MOVX A, @ DPTR 7. 能够用紫外光擦除ROM中程序的只读存储器称为。 A.掩膜ROM B.PROM C.EPROM D.EEPROM 8. 在片外扩展一片2716程序存储器芯片要地址线。 A.8根 B.13根 C.11根 D.20根 9. 定时器/计数器工作方式1是。 A. 8位计数器结构 B. 2个8位计数器结构 C. 13位计数结构 D. 16位计数结构 10．T0中断的中断入口地址为。 A. 0003H B. 000BH C. 0013H D. 001BH 三、分析程序，写出结果（每空3分，共18分） 1、已知（A）=83H，（R0）=17H，（17H）=34H，执行下列程序段后(A)= 0CBH 。 第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者；(3)OS实现了对计算机资源的抽象。 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：(1)不断提高计算机资源的利用率；(2)方便用户；(3)器件的不断更新换代；(4)计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 1．2例题精选 例如何理解虚拟机的概念？ 解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。操作系统为用户使用计算机提供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序，好像每个程序都独享一个CPU，这就是虚拟。在构造操作系统时，把操作系统分成若干层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样逐次扩充以完成操作系统的功能。 讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如，虚拟存储器，使一台只有4MB内存的计算机可以运行总容量远远超过4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。 例什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？ 解: 所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是： （1）CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I／O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待 I／O操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高了CPU的利用率。 （2）设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存和外设的利用率。 （3）系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。 讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。多遭批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。多道程序处理系统要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。 例1.3 A， B两个程序，程序 A按顺序使用CPU 10 S，使用设备甲 5 S，使用 CPU 5 S，使用设备乙 10 S，最后使用 CPU 10 S。程序 B按顺序使用设备甲 10 S，使用 CPU 10 S，使用设备乙5S，使用CPU 5S，使用设备乙 10S。（忽略调度程序执行时间）试问： （1）在顺序环境下执行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？ （2）在多道程序环境下， CPU的利用率是多少？ 解（1）程序A和程序B顺序执行时，程序A执行完毕，程序B才开始执行。两个程序共耗时80S，其中占用CPU时间为40S，顺序执行时CPU的利用率为50％。 （2）在多道程序环境下，两个程序并发执行，其执行情况如图所示。可以看出，两个程序共耗时45S，其中占用CPU时间为40S，故此时CPU的利用率为40/45=％。 讨论 (1)在单道程序环境下，程序顺序执行，CPU被一道程序独占，即使CPU空闲，其他程序也不能使用，所以 CPU的利用率低。 （2）在多道程序环境下，若干个程序宏观上同时执行，微观上交替执行。当其中一个程序由于某种原因（例如进行1／O操作）而不能占用CPU时，其他程序就可以占用CPU，提高了CPU的利用率。 习题三 3.3如题图3.3所示，求电压u，如果独立电压源的均值增至原值的2倍，独立电流源的值降为原值的一半，电压u变为多少？ Ω3 1 i A Ω 2 V1 图3.3 解：仅考虑电压源（电流源开路） Ω3 1 i Ω 2 V1 对节点a列写节点方程 （1/3+1/6） a u=1/3+10/6 所以 a u＝4V 3 1 i＋1＝4 则1i＝1A 1 u＋4?2＋（－1）＋3?（－1）＝0 则1u＝－4V 仅考虑电流源（电压源短路） Ω3 1 i Ω 2 1i ＝3?2/3＝2A i ＝4－21i ＝1A 2u ＋4?1－3?2－2?3＝0 故 2u ＝8V 所以 u ＝1u ＋2u ＝4V 当电压源增至2倍时，电流源降为原来的一半时，V u u 8211-==' V u u 421 22==' ='∴u V u u 421-=' +' 3.4如题图3.4所示电路，N 为不含独立源的线性电路，已知当s u ＝12V ，s i ＝4A 时，u ＝0V ；当s u ＝－12V ，s i ＝－2A 时，u ＝－1V ；求当s u ＝9V ，s i ＝－1A 时的电压u 。 s u 图3.4 解：u ＝1k s u ＋2k s i 根据题意列方程有： 121k ＋42k ＝0 －121k －22k ＝－1 解之有： 1k =1/6 2k ＝－1/2 即 u ＝1/6s u －1/2s i 故当s u ＝9V ，s i ＝－1A 时，u ＝2V 3.5当开关s 位置在1时，I ＝40mA,s 在位置2时，I ＝－60mA ，求s 在位置3时，I ＝？ V 图3.5 解：当开关s 位置在2时，电路图可以看成下图的叠加 V 4 所以，I '=I =40mA I ''=k 1s u I =I '+I ''=40mA+k 1s u =－60mA 所以k 1s u ＝－100mA 同理，若s 在位置3 I =I '+I ''=40mA+k 2s u 2 3 4621-=-=∴ s s u u k 2s u =150mA 故 I ＝190mA 3.8 N 为不含独立源的线性电阻电路，输出电压u ＝1/2s u ；若数处端 接5Ω电阻，u ＝1/3s u 问：输出端接3Ω电阻时，u 与s u 的关系。 +- u 图3.8 解：根据戴维南定理，电路等效为电压源和电阻串连 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 西安电子科技大学试卷 考试时间120 分钟试卷编号参考答案 班级学号姓名任课老师姓名 请按下述要求正确答题： 1. 在试卷指定位置上正确写入你的班级、学号、姓名和任课老师姓名。 2．全部试卷共 11 页。试卷必须交回，否则以零分计。 3．试题解答必须写在试卷上，若试卷上写不下可以写在试卷的背面，写在草稿纸上的解答一律无效。 4．本试卷的试题共有五道大题，需要全部解答。 5．解答前务必阅读清楚题意，及解答要求，否则导致不能正确评分概由自己负责。 一、单项选择题（每小题1分，共10分） １．访管指令所引起的中断属于（ C ）中断。 A．外中断B．I/O中断C．软中断D．程序中断２．资源静态分配法破坏了死锁产生的（B）条件来预防死锁的发生。 A．互斥控制B．保持和等待 C．不可剥夺控制D．循环等待 ３．虚拟存储的基础是程序局部性理论，它的基本含义是（ B ）。 A．代码的顺序执行B．程序执行时对内存访问的不均匀性 C．变量的连续访问D．指令的局部性 ４．关于SPOOLING系统（D）的描述是错误的。 A．不需要独占设备 B．加快了作业执行的速度 C．使独占设备变成了共享设备 D．利用了处理器与通道并行工作的能力 ５．设系统中有m个同类资源数，n为系统中的并发进程数，当n个进程共享m个互斥资源时，每个进程的最大需求数是w，试问下列情况下系统会死锁的是（D）。 A．m=4，n=3，w=2 B．m=2，n=2，w=1 C．m=5，n=2，w=3 D．m=4，n=3，w=3 ６．文件系统中实现按名存取的功能是通过查找（B）来实现的。 A．磁盘空间B．文件目录C．磁盘控制器D．位示图７．下面的叙述中，（D）不是设备管理中引入缓冲机制的主要原因。 A．缓和CPU和I/O设备间的速度不匹配问题 B．减少对CPU的中断频率和放宽对CPU响应时间的限制 C．提高CPU和I/O设备间的并行性 D．节省系统内存 ８．下列操作系统强调交互性的系统是（B）。 A．批处理系统B．分时系统C．实时系统D．网络操作系统 ９．响应比高者优先作业调度算法是通过计算时间和（D）来实现的。 A．输入时间B．完成时间C．周转时间D．等待时间１０．在可变分区管理方案中，若采用“最佳适应”分配算法，通常将空闲区按（A ）排列。 A．容量递增B．容量递减C．地址递增D．地址递减二、填空题（每空格1分，共15分） 1．把作业装入内存时完成地址变换的方式称静态地址再定位，而在作业执行期间（访问到指令或数据）才进行地址变换的方式称为动态地址再定位。 2．死锁产生的四个必要条件是互斥执行、保持和等待、不可剥夺和循环等待。 存 1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使存碎片尽可能少，而且使存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高存利用率主要是通过存分配功能实现的，存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。 Ⅰ．分配存；Ⅱ．存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种存管理方法有利于程序的动态（）？ 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受存空间的限制，但作业总的尺寸不受存空间的限制 8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。 Ⅰ．提高系统吞吐量；Ⅱ．提高存储空间的利用率；Ⅲ．降低存储费用；Ⅳ．提高换入换出速度。 正确答案：Ⅳ；Ⅱ 17 在请求调页系统中，若所需的页不在存中，则会引起（）。 正确答案：缺页中断 18 虚拟存储器一般都引入关联存储器技术，关联存储器是 正确答案：按容寻址 19 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中访问位供（）参考。 正确答案：置换算法 20 在动态分区式存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使存空间中空闲区分布得较均匀的算法是（）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。 Ⅰ．最佳适应算法；Ⅱ．最坏适应算法；Ⅲ．首次适应算法；Ⅳ．循环首次适应算法（即Next fit）。 正确答案：Ⅲ；Ⅳ；Ⅰ 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU 的利用率不高 B .失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A. 把源程序代码转换为标准代码 B .实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少D用户数越少 5．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度. A?主存储器 B.控制器 C.运算器D处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU 和外部设备的（）. A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理D?并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 时交互地使用计算机. A. 网络 B. 分布式 C.分时 D.实时 12.分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. A. 可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C .时间片加权分配 D. 短作业优先 13.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）. A.直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用 1．2例题精选 例1.1如何理解虚拟机的概念？ 解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。操作系统为用户使用计算机提供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序，好像每个程序都独享一个CPU，这就是虚拟。在构造操作系统时，把操作系统分成若干层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样逐次扩充以完成操作系统的功能。 讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如，虚拟存储器，使一台只有4MB内存的计算机可以运行总容量远远超过4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。 例1.2什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？ 解: 所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是： （1）CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I／O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待 I／O操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高了CPU的利用率。 （2）设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存和外设的利用率。 （3）系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。 讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。多遭批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。多道程序处理系统要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。 例1.3 A， B两个程序，程序 A按顺序使用CPU 10 S，使用设备甲 5 S，使用 CPU 5 S，使用设备乙 10 S，最后使用 CPU 10 S。程序 B按顺序使用设备甲 10 S，使用 CPU 10 S，使用设备乙5S，使用CPU 5S，使用设备乙 10S。（忽略调度程序执行时间）试问： （1）在顺序环境下执行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？ （2）在多道程序环境下， CPU的利用率是多少？ 解（1）程序A和程序B顺序执行时，程序A执行完毕，程序B才开始执行。两个程序共耗时80S，其中占用CPU时间为40S，顺序执行时CPU的利用率为50％。 （2）在多道程序环境下，两个程序并发执行，其执行情况如图所示。可以看出，两个程序共耗时45S，其中占用CPU时间为40S，故此时CPU的利用率为40/45=88.89％。 讨论 (1)在单道程序环境下，程序顺序执行，CPU被一道程序独占，即使CPU空闲，其他程序也不能使用，所以 CPU的利用率低。 （2）在多道程序环境下，若干个程序宏观上同时执行，微观上交替执行。当其中一个程序由于某种原因（例如进行1／O操作）而不能占用CPU时，其他程序就可以占用CPU，提高了CPU的利用率。 1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的安全度？并解释乀。 Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空闱，外围设备）ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。（ａ）大型电脑戒迷你电脑系统（ｂ）不服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑戒迷你电脑系统：内存呾CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）不服务器相联癿工作站：内存呾CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户 工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。 1.4在下面丼出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实 时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需癿。 1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理乀间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，不剩下癿处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而丏I/O也叧在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，返是因为他们能共享外设，大容量存储呾电源供给。它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、觃模经济、增加可靠性） 1.6集群系统不多道程序系统的区别是什举？两台机器属二一个集群来协作提 供一个高可靠性的服务器的要求是什举？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。集群系统通过消息迕行通信，而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。为了两台处理器提供较高癿可靠性服务，两台机器上癿状态必项被复制，幵丏要持续癿更新。当一台处理器出现敀障时，另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。 1.7试区分分布式系统（distribute system）的客户机-服务器（client-server）模型不对等系统（peer-to-peer）模型《操作系统》练习题及参考答案
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