湖南大学操作系统期末考试卷2014

1. 什么是多道程序技术，它带来了什么好处？

答：多道程序技术即是指在内存中存放多道作业，运行结束或出错，自动调度内存中另一道作业运行。多道程序主要优点如下：

（1）资源利用率高。由于内存中装入了多道程序，使它们共享资源，保持系统资源处于忙碌状态，从而使各种资源得以充分利用。

（2）系统吞吐量大。由于CPU和其它系统资源保持“忙碌”状态，而且仅当作业完成或运行不下去时才切换，系统开销小，所以吞吐量大。

2. 系统调用是OS与用户程序的接口，库函数也是OS与用户程序的接口，这句话对吗？为什么？

答：不正确，系统调用可以看成是用户在程序一级请求OS为之服务的一种手段。而库函数则是在程序设计语言中，将一些常用的功能模块编写成函数，放在函数库中供公共选用。函数库的使用与系统的资源分配并无关系，仍属用户程序而非OS程序，其功能的实现并不由OS完成，且运行时仍在用户状态而非系统状态。

3. Which of the following components of program state are shared across threads in a multithreaded process? a. Register values b. Heap memory c. Global variables d. Stack memory

答：b、c 此处要简单说明原因

4. 下面哪种调度算法会导致饥饿？并说明原因。a. 先到先服务调

度 (FCFS) b. 最短作业优先调度(SJF) c. 轮转调度(RR) d. 优先级调度(Priority)

答：b（长作业的可能饥饿）、d（低优先级的可能饥饿） 5. 有结构文件可分为哪几类，其特点是什么？

答：有结构文件可分为以下三类，分别是：

（1）顺序文件。它是指由一系列记录，按某种顺序排列所形成的文件。

（2）索引文件。当记录为可变长度时，通常为之建立一张索引表，并为每个记录设置一表项，以加速对记录的检索速度。

（3）索引顺序文件。这是上述两种文件方式的结合，它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一表项。 或者：连续、链式、索引。

6. 已知某系统页面长4K字节，页表项4字节，采用多层分页策略映射64位 虚拟地址空间。若限定最高层页表占1页，问它可以采用几层分页策略。

解答：

该系统虚拟地址空间为264字节，页面长212字节，页表每项4字节，即每页可放页表项的个数为210；最高层页表占1页，该页最多存放页表项个数为210；每项指向一页，每页又存放表项个数为210；依次类推，最多可以采用的分页策略的层数为[64/10]=6。

7. 有5个批处理的作业（A,B,C,D,E）几乎同时到达一个计算中心，估计的运行时间分别为2,4,6,8,10分钟，它们的优先数分别为1,2,3,4,5(1为最低优先级）。对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间。

（1）最高优先级优先；

（2）时间片轮转（时间片为2分钟）; （3）FIFO（作业到达顺序为C,D,B,E,A); （4）短作业优先。

答：（1）对最高优先级优先算法 作图

平均周转时间=110/5=22分钟； （2）对时间片轮转算法 作图

平均周转时间=90/5=18； （3）对FIFO算法 作图

平均周转时间=96/5=19.2分钟； （4）对短作业优先算法 作图

平均周转时间=70/5=14分钟。

8. Consider the following snapshot of a system:

Allocation Max Available

A B C D A B C D A B C D

P0 0 0 1 2 0 0 1 2 1 5 2 0

P1 1 0 0 0 1 7 3 0

P2 1 3 5 4 2 3 5 6

P3 0 6 3 2 0 6 4 2 P4 0 0 1 4 0 6 5 6 Answer the following questions using the banker’s algorithm:

a. What is the content of the matrix Need? b. Is the system in a safe state?

c. If a request from process P1 arrives for (0,4,2,0), can the request be granted immediately? 解： a. Need矩阵 A B C D P0 0 0 0 0 P1 0 7 3 0 P2 1 0 0 2 P3 0 0 1 0 P4 0 6 4 2

b.系统安全，如可以找到安全执行序列P0 P2 P3 P4 P1（安全序列不唯一）。 c.可以，因为给P1分配请求后，系统仍旧是安全的，如安全序列P0 P2 P3 P4 P1。 9. 在采用分页存贮管理系统中，地址结构长度为18位，其中11至17位表示页号，0至10位表示页内位移量。若有一作业依次被放入2、5、7号物理块中，相对地址1500处有一条指令store 1,2500。请问：

（1）主存容量最大可为多少K？分为多少块？每块有多大？

（2）上述指令和存数地址分别在几号页内？对应的物理地址又分别为多少？ 解：（1）主存容量最大为218，即256K

可分为27块，即128块 每块大小为211，即2K

（2）相对地址为1500，没有超出一页的长度，所以指令所在页号为0号，数据存储在2500单元，页号为1号，相对偏移为2500-2048=452。

由题意：页号0、1、2的逻辑块（相对地址）分别放在2、5、7的物理块中，所以：

指令的物理地址为：2×2048+1500=5596 数据的物理地址为：5×2048+452=10692

10. 某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚饮用。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（试用信号量写出两个进程的同步算法）。

答：应首先考虑清楚本题需要几个进程。从井中取水后向缸中倒水此为连续动作，可算同一进程，从缸中取水为另一进程。再考虑信号量，有关互斥的资源有水井（一次仅一个水桶进出），水缸（一次入、取水为一桶），分别为之设信号量mutex1，mutex2控制互斥；另有同步问题存在：三个水桶无论从井中取水还是入出水缸都是一次一个，应为之设信号量count，抢不到水桶的进程只好等待；还有水缸满时，不可入水，设信号量empty，控制入水量，水缸空时不可出水，设信号量full，控制出水量。

semaphore mutex1= 1, mutex2 = 1; semaphore empty = 10, full = 0, count = 3; 从井中打水入缸中：

do {

P(empty); P(count); P(mutex1); 从井中取水； V(mutex1); P(mutex2); 送入水缸； V(mutex2); V(count); V(full); while(1);

从缸中取水： do {

P(full); P(count); P(mutex2); 从缸中取水；

V(mutex2); V(count); V(empty);

while(1);

注：P、V可以分别写为wait、signal

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