2013操作系统作业 - 4类12次

操作系统作业

【注意】对于作业中的选择题，都要求抄写题目(题中若有插图可不画)，并在题目上填写答案。 作业1——进程同步（1）

1．设有n个进程使用同一个共享变量，如果最多允许m（m < n）个进程同时进入相关临界区，则信号量的变化范围是 。 A. n,n-1,...,n-m B. m,m-1,...1,0,-1,...m-n C. m,m-1,...1,0,-1,...m-n-1 D. m,m-1,...1,0,-1,...m-n+1

2．对于有两个并发进程的系统，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则 。 A. 表示没有进程进入与mutex相关的临界区 B. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区

C. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区，另一个进程等待进入 D．表示有两个进程进入与mutex相关的临界区

3．S.queue，S.value是信号灯S的两个组成部分，当S.queue为空时，S.value的值是 。 A．S.value≤0 B．S.value=0 C．S.value=1 D．Svalue≥0

4．如果信号量的当前值为-3，则表示系统中在该信号量上有 个等待进程。

5．设与某资源关联的信号量初值为3，当前值为1。若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M、N分别是 。（2010全国试题） A．0、1 B．1、0 C．1、2 D．2、0

6．有两个并发进程P1和P2，共享初值为1的变量x。P1对x加1，P2对x减1。加1和减1操作的指令序

列分别如下所示。（2011全国试题）

//加1操作 //减1操作

load R2, x load R1, x //取x到寄存器R1中

inc R1 dec R2

store x, R2 store x, R1 //将R1的内容存入x

两个操作完成后，x的值 。 A．可能为-1或3 B．只能为1 C．可能为0、1或2 D．可能为-1、0、1或2

7．一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达，它们的计算和I/O操作顺序如

下：

P1：计算60ms，I/O80ms，计算20ms P2：计算120ms，I/O40ms，计算40ms

若不考虑调度和切换时间，则完成两个作业需要的时间最少是 。（2012全国试题）

A．240ms

B．260ms

C．340ms

D．360ms

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作业2——进程同步（2）

1．若一只盘子一次只能放一个水果，A只往盘中放苹果，B只往盘中放梨子，C只从盘中取苹果，D只从盘中取梨子。试用P、V操作写出同步算法。 2．(2009全国试题)三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲区。P1每次用produce( )生成一个正整数并用put( )送入缓冲区某个单元中；P2每次用getodd( )从缓冲区中取出一个奇数并用countodd( )统计奇数个数；P3每次用geteven( )从缓冲区中取出一个偶数并用counteven( )统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。要求用伪代码描述。 3．今有3个并发进程R、M、P，它们共享一个缓冲器B。进程R负责从输入设备读入信息，每读一个记录后把它存放在缓冲器B中。进程M在缓冲器B中加工进程R存入的记录。进程P把加工后的记录打印出来。缓冲器B中每次只能存放一个记录，当记录被加工输出后，缓冲器B中又可以存放一个新的记录。为协调它们的工作，采用PV操作进行管理。

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作业3——进程同步（3）

1．试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。

2．今有一个文件F供进程共享，现把这些进程分成A、B两组，规定同组的进程可以同时读文件F；但当有A组（或B组）的进程在读文件F时就不允许B组（或A组）的进程读文件F。试用P、V操作来进行管理。

3．进程P0和P1的共享变量定义及其初值为：

boolean flag[2]; int turn=0;

flag[0]=FALASE; flag[1]=FALSE;

若进程P0和P1访问临界资源的类C伪代码实现如下：

void P0( ) //进程P0 { while(TRUE) { flag[0]=TRUE; turn=1; while(flag[1] && (turn==1)) ; 临界区; flag[0]=FALSE; } } void P1( ) //进程P1 { while(TRUE) { flag[1]=TRUE; turn=0; while(flag[0] && (turn==0)) ; 临界区; flag[1]=FALSE; } } 则并发执行进程P0和P1时产生的情形是 。（2010全国试题） A．不能保证进程互斥进入临界区，会出现“饿死”现象 B．不能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饿死”现象 C．能保证进程互斥进入临界区，会出现“饿死”现象 D．能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饿死”现象

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作业4——调度与死锁（1）

1．有两个作业A和B，分别在7:00和8:30到达系统，它们估计的计算时间分别为0.8小时和0.1小时，系统在9:00开始以响应比高者优先算法进行调度。在单道系统中该两个作业被选中时的响应比各为多少？

2．有一个具有两道作业的批处理系统（最多可有两道作业同时装入内存执行），作业调度采用计算时间短的作业优先调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，今有如下作业序列（表中所列作业优先数即为进程优先数，数值越小优先级越高）： 作业名 J1 J2 J3 J4 到达时间 10 : 10 10 : 20 10 : 30 10 : 50 估计运行时间 20分钟 30分钟 25分钟 20分钟 优先数 5 3 4 6 (1) 列出所有作业进入内存时间及结束时间。 (2) 计算平均周转时间。

3．下列选项中，降低进程优先级的合理时机是 。（2010全国试题）

A．进程的时间片用完 B．进程刚完成I/O，进入就绪队列 C．进程长期处于就绪队列中 D．进程从就绪队列转为运行状态

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作业5——调度与死锁（2）

1．某时刻进程的资源使用情况如下表所示。（2011全国试题）

进程 P1 P2 P3 P4 已分配资源 R1 2 1 0 0 R2 0 2 1 0 R3 0 0 1 1 R1 0 1 1 2 尚需资源 R2 0 3 3 0 R3 1 2 1 0 0 2 1 R1 可用资源 R2 R3 此时的安全序列是 。 A．P1，P2，P3，P4 C．P1，P4，P3，P2

B．P1，P3，P2，P4 D．不存在

2．在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：（教科书习题，115页第21题）

Process P0 P1 P2 P3 P4 Allocation 0, 0, 3, 2 1, 0, 0, 0 1, 3, 5, 4 0, 3, 3, 2 0, 0, 1, 4 Need 0, 0, 1, 2 1, 7, 5, 0 2, 3, 5, 6 0, 6, 5, 2 0, 6, 5, 6 Available 1, 6, 2, 2 试问：（1）该系统状态是否安全？（应分析说明理由）

（2）若P2发出请求向量Request（1,2,2,2），分析系统能否将资源分配给它？

3．某计算机系统有9台磁带机，它们供N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。请问N为多少时，系统没有死锁的危险，并说明其原因。

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作业6——存储管理（1）

1．在可变分区管理系统中，假定主存中按地址顺序依次有5个空闲区，其大小依次为32KB、10KB、5KB、228KB、100KB，现有5个作业J1、J2、J3、J4、J5，它们各需主存1KB、10KB、108KB、28KB、115KB，则内存分配采用 适应算法，可将5个作业全部装入内存？ A．首次

B．循环首次（下次）

C．最佳

D．最坏

2．某操作系统采用可变分区分配存储管理方法，用户区为512K且始值为0，用空闲分区表管理空闲分区。若分配时采用分配空闲低地址部分的方案，其初始时用户区的512K空间空闲，对下述申请序列：申请300K，申请100K，释放300K，申请150K，申请30K，申请40K，申请60K，释放30K；回答下列问题：

（1）采用首次适应算法，空闲分区中有哪些空闲块（给出始址，大小）？ （2）采用最佳适应算法，空闲分区中有哪些空闲块（给出始址，大小）？ 3．某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空闲），采用最佳适配（Best Fit）算法，分配和释放的顺序为：分配15MB、分配30MB、释放15MB、分配8MB、分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是 。（2010全国试题） A．7MB B．9MB C．10MB D．15MB

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作业7——存储管理（2）

1．在一个分页虚存系统中，设页长2KB，某用户程序有30页。若该程序的虚页0、1、2、3、4、5、6、7已分别装入内存块4、17、18、20、25、26、30、32中，则该程序中的虚地址0AC5H和3AC5H对应的物理地址分别是 。 A．4AC5H和14AC5H B．4AC5H和20AC5H C．11AC5H和20AC5H D．8AC5H和102C5H

2．某计算机采用二级页表的分页存储管理方式，按字节编址，页大小为210字节，页表项大小为2字

节，逻辑地址结构为： 页目录号 页号 页内偏移量 ，逻辑地址空间大小为216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 。（2010全国试题） A．64 B．128 C．256 D．512

3．在采用页式存储管理的系统中，某作业的逻辑地址空间为4页（每页2048字节），且已知该作业的页表如下表。试结合地址转换图求出逻辑地址4688所对应的物理地址。

页 表

页 号 0 1 2 3

4．某系统采用段页式存储管理，其逻辑地址结构和某作业的段表、页表结构如下图所示。请计算该

0段页表 0 段表 0 1 2 3 1 2 5 7 8 8位 4位 12位 S P W 内存块号 2 4 6 9 1段页表 0 1 2 3 6 9 逻辑地址结构 2段页表 0 1 2 10 4 15 作业中逻辑地址135468对应的物理地址（用十进制表示）。

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作业8——存储管理（3）

1．有一个虚存系统，某进程占用3个内存块，开始时内存为空，执行如下访问页号序列：

1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5

(1) 采用先进先出（FIFO）淘汰算法，缺页次数是多少？ (2) 采用最近最少使用（LRU）淘汰算法，缺页次数是多少？ (3) 若用最优（OPT）算法呢？

2．在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为。 （2）按LRU调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为。

3．(2010全国试题)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置换策略为此进程分配4个页框(Page Frame)。在时刻260前的该进程访问情况如下表所示(访问位即使用位)。

页号 页框号 装入时间 访问位 0 1 2 3 7 4 2 9 130 230 200 160 1 1 1 1 当进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题： （1）该逻辑地址的对应的页号是多少？

（2）若采用先进先出(FIFO)置换算法，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)置换算法，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)。

2号页框

3号页 2号页 9号页框 0号页 7号页框

1号页 4号页框

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作业9——设备管理（1）

1．硬件采用了中断和通道技术，使得 。

A．CPU与外设能紧密结合 B．CPU与外设能并行工作 C．CPU速度提高 D．外设速度提高

2．以下 不属于磁盘的驱动调度。

A. 最高响应比优先调度算法 B. 先来先服务调度算法 C. 电梯调度算法 D. 单向扫描调度算法

3．I/O软件一般分为4个层次：用户层、与设备无关软件层、设备驱动程序、中断处理程序。以下工作中，不是由设备驱动程序完成的是 。 A．向设备寄存器写命令 B．检查用户是否有权使用设备 C．将二进制整数转换成ASCII码以便打印 D．解释用户的I/O请求，并将该请求转化为具体的I/O操作

4．本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的程序是 。（2010全国试题）

A．命令解释程序 B．中断处理程序 C．系统调用服务程序 D．用户登录程序

5．用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是 。（2011全国试题）

A．用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序 B．用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序 C．用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序 D．用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序

6．某文件占10个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分析。假设一

个缓冲区与一个磁盘块大小形同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100μs，将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50μs，CPU对一块数据进行分析的时间为50μs。在单缓冲区和双缓冲区结构下，读入并分析万该文件的时间分别是 。（2011全国试题） A．1500μs、1000μs B．1550μs、1100μs C．1550μs、1550μs D．2000μs、2000μs

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作业10——设备管理（2）

1．一台转速为3600（转分）的磁盘，其存储密度为16.7（K/道）。已知磁盘由启动到运转平稳的时

间为3ms，磁头臂的移动速度为0.3（ms/道），请回答：

（1）设磁头的当前位置在第20号磁道上，移动方向为磁道号增加的方向。若系统收到4条记录

访问请求，请求序列如下表所示。

记录号 1 2 3 4 磁道号 18 25 32 7 请写出电梯调度算法的访问序列。

（2）若上述4条记录的长度皆为16.7KB，求系统按电梯调度算法访问磁盘，上述4条记录的最长

时间为多少？(计算时间时保留2位小数)

2．(2010全国试题)假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘块的空闲状态。 （1）请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。

（2）设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时

间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动(如下图所示)，磁道号请求队列为50,90,30,120，对请求队列中的每一个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这4个扇区总共需要多少时间？给出计算过程。

随机分布的某扇区 0号磁道

磁头当前运动方向

100号磁道

（3）如果将磁盘替换为随机访问的Flash半导体存储器(如U盘、SSD等)，是否有比CSCAN更高效

的磁盘调度策略？若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。

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