2007-2008操作系统试题B（答案）

鞍山师范学院 操作系统原理 期末试卷（B）评分标准

（2007～2008学年度第2学期）

数学系：计算机科学与技术 专业

一、填空题（每空1分，共10分）

1.就绪、运行和阻塞（等待） 2．逻辑地址 物理地址 地址重定位 3．13

4．管态（系统态） 目态（用户态） 5．虚拟设备

二、单选题（每题2分，共20分）

题号 答案 1 B 2 B 3 A 4 C 5 C 6 D 7 A 8 B 9 B 10 C 三、判断题（每题1分，共10分）

1．√ 2．√ 3．X 4．√ 5．X 6．√ 7．√ 8．X 9．X 10．X

四、简答题（每题5分，共25分）

1.进程具有哪些特性？请画出进程的状态转换图。并说明是什么事件引起每种状态的变迁？ 答案：进程具有并发性、动态性、独立性、交往性、异步性和结构性。 就绪 运行

等待 进程的三个基本状态之间是可以相互转换的。 具体地说，当一个就绪进程获得处理机时，其状态由就绪变为运行 ; 当一个运行进程被剥夺处理机时，如用完系统分给它的时间片，或出现高优先级别的其它进程，其状态由运行变为就绪;当一个运行进程因某事件受阻时，如所申请资源被占用，启动 I/O 传输未完成，其状态由运行变为等待 ; 当所等待事件发生时，如得到申请资源， I/O 传输完成，其状态由等待变为就绪。

2. 什么是文件的逻辑组织和物理组织？文件的逻辑组织有几种形式？

答案：文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。 文件的物理组织——文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。

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文件的逻辑组织有以下形式：有结构文件和无结构文件。有结构文件又称为记录式文件，它在逻辑上可被看成一组连续顺序的记录的集合，又可分为定长记录文件和变长记录文件两种。无结构文件是指文件内部不再划分记录，它是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。

3. 试述死锁与饿死之间的联系与区别？ 答案：

联系：二者都是由于竞争资源而引起的，但又有明显差别。 主要表现在：

死锁进程处于等待状态，饿死处于忙式等待（处于运行或就绪状态）。

死锁进程等待永远不会被释放的资源，饿死等待会被释放但却不会分配给自己的资源。 死锁一定发生了循环等待，而饿死则不然。

死锁一定涉及多个进程，而饿死的进程可能只有一个。 4.调度的级别有哪些？各自的功能是什么？ 答案：

低级调度：是进程或线程获得CPU，真正向前推进； 中级调度：是进程在内、外存之间的调度；

高级调度：将一个作业从输入井调入内存，并为其建立相应进程，使其具有运行资格。 5.设柱面数是10，盘面数是10，扇区数是20；请将下列一维地址，即块号转换为三维地址，即柱面号、盘面号和扇区号（注：对于不能转换的块号，说明理由）。 （1）1240，（2）2000 答案： （1）1240

柱面号=1240/（10*20）=6 盘面号=1240 mod （10*20）/20=2 扇区号=1240 mod （10*20） mod 20=0 （2）2000

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因为10*10*20=2000<=2000，所以块号不存在，不能实现转换。

五、应用题（每题7分，共35分）

1. 现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其主存分配，建立的段表内容如下：

段号 0 1 2 3 主存起始地址 120 760 480 370 段长度 40 30 20 20 计算逻辑地址（2，15），（0，60），（3，18）的绝对地址是多少？ 注：括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。

逻辑地址（2，15）查段表得段长度为20，段内地址15<20，地址不越界，段号2查表得段首地址为480，于是绝对地址为480+15=495。

逻辑地址（0，60）查段表得段长度为40，段内地址60>40，地址越界，系统发出“地址越界”中断。

逻辑地址（3，18）查段表得段长度为20，段内地址18<20，地址不越界，段号3查表得段首地址为370，于是绝对地址=370+18=388。 2.某一系统进程的资源分配“瞬间状态”为

进程编号 P0 P1 P2 P3 P4 已分配资源 0 0 1 2 1 0 0 0 1 3 5 4 0 6 3 2 0 0 1 4 最多资源 0 0 1 2 1 7 5 0 2 3 5 6 0 6 5 2 0 6 5 6 可用资源 1 5 2 0 使用银行家算法回答：系统是否安全？如果进程P1要求(0，4，2，0)，系统能否立即满足进程的要求？要求写出安全序列。

利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析，如下图所示：

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P0 P2 P3 P4 P1 Work 1 5 2 0 1 5 3 2 2 8 8 6 2 14 11 8 2 14 12 12 Need 0 0 0 0 1 0 0 2 0 0 2 0 0 6 4 2 0 7 5 0 Allocation Work+Allocation 0 0 1 2 1 3 5 4 0 6 3 2 0 0 1 4 1 0 0 0 1 5 3 2 2 8 8 6 2 14 11 8 2 14 12 12 3 14 12 12 Finish true true true true true 由以上分析可知，在该时刻存在着一个安全序列{P0，P2，P3，P4，P1}，故系统是安全的。 如果进程P1要求（0，4，2，0），系统假定可为P1分配资源，由此形成的资源变化情况如图示：

已分配资源矩阵 需求资源矩阵 最多资源矩阵 可用资源向量 P1 1 4 2 0 0 3 3 0 1 7 5 0 1 1 0 0 利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析，如下图所示：

P0 P2 P3 P4 P1 Work 1 1 0 0 1 1 1 2 2 4 6 6 Need Allocation Work+Allocation Finish true true true true 0 0 0 0 0 0 1 2 1 1 1 2 1 0 0 2 1 3 5 4 2 4 6 6 0 0 2 0 0 6 3 2 2 10 9 8 2 10 9 8 0 6 4 2 0 0 1 4 2 10 10 12 2 10 10 12 0 3 3 0 1 4 2 0 3 14 12 12 true 由以上分析可知，可找到一个安全序列{P0，P2，P3，P4，P1}，故系统能立即满足进程的要求。

3.已知某程序访问以下页面：0、1、4、2、0、2、6、5、1、2、3、2、1、2、6、2、1、3、6、2，如果程序有3个页框可用且使用下列替换算法，求出现缺页次数和缺页率。（1）FIFO替换算法（2）OPT替换算法。 答案：

（1）FIFO算法总是淘汰最先进入内存页面，即选择在内存中驻留时间最长的页予以淘汰。算法如图所示：

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0 1 4 2 0 2 6 5 1 2 3 2 1 2 6 2 1 3 6 2 0 0 0 2 2 2 5 5 5 3 3 3 2 1 1 1 0 0 0 1 1 1 6 6 6 4 4 4 6 6 6 2 2 2 1 1 缺页率=13/20=65%

（2）OPT算法是最近最佳淘汰。算法如图所示：

0 1 4 2 0 2 6 5 1 2 3 2 1 2 6 2 1 3 6 2 0 0 0 0 6 5 3 6 6 1 1 1 1 1 1 1 3 4 2 2 2 2 2 2 缺页率=9/20=45%

4. 若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。 （1）先来先服务算法； （2）最短寻找时间优先算法。 答案：

（1）40 → 20 → 44 → 40 → 4 → 80 → 12 → 76 20+24+4+36+76+68+64=292 共移动292柱面 3毫秒×292=876毫秒

（2）40 → 44 → 20 → 12 → 4 → 76 → 80 4+24+8+8+72+4=120 共移动120柱面 3毫秒×120=360毫秒

5.设有P1和P2两个进程共享某一资源S，P1对S先读后写，P2对S只写不读。当某一进程

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写S时，其他进程对S不能读写，但多个进程同时对S读是允许的。试用P、V操作正确实现P1和P2的同步与互斥。要求：不死锁，并发度高。 答案: 算法如下：

semaphore rmutex=1，wmutex=1，count=0; P1( ){ while(1){ P(rmutex); Count=count+1;

If (count==1) then P(wmutex); V(rmutex); 读S; P(rmutex); Count=count-1;

If (count==0) then V(wmutex); V(rmutex); P(wmutex); 写F; V(wmutex); } } P2( ){

while(1){

P(wmutex); 写S; V(wmutex);

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} }

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