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1、二、填空题21、操作系统是计算机系统中的一个 系统软件 ，它管理和控制计算机系统中的。22、 进程主要由 程序 、 数据 和 PCB三部分内容组成，其 中 PCB 是进程存在的惟一标识，而 数据 部分也可以为其它进程共享。23、在一个具有2个处理器的操作系统中共有n个进程，在不考虑进程状态过渡的情况下，阻塞进程队列中最多有.n个进程。某一时刻，处于执行状态的进程为0个，且当前处理机空闲，处于就绪状态的进程有个。24、 当处理器空闲时，调度程序从就绪进程队列中选择一个进程给其分配CPU,处于 阻塞状态的进程是不会获得CPU的。25、在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时运行
2、时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长_ 的作业得到优先调度。26、某系统中共有10台磁带机被m个进程竞争，每个进程最多要求3台磁带机，那么当m的取值为不超过4的整数时，系统不会发生死锁。27、设有8页的逻辑空间，每页有1024字节，它们被映射32块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效位是3位，物理地址至少是 _ 15 _ 位。页号物理块号031426图 1 作业页表28、在一个分页存储管理系统中，页长为4KB,某一作业的页表如图1所示，虚拟地址3000对应的物理地址为12K+3000=152888。29、虚拟设备是诵过二DCCIING技术把独占设备变成能为若干
3、用户共享的设备。30、已知某文件采用串联结构，它由10 个逻辑记录组成，每个逻辑记录刚好存放于 个磁盘块上，都为1024字节，并依次存放在10、 61、 32、 75、 87、 98、 46、 37、 33和11 号磁盘块上。若要存取文件相对于文件头偏移7654字节处的信息，则要访问的磁盘块块号为37 ，块内的偏移量是 48631、什么是进程？什么是线程？进程与线程有何区别？ 答：1）进程是具有独立功能程序在某个数据集合上的一次执行过程。（2 分）2）线程是进程内的一个执行实体或执行单元。（2 分）（3）进程和线程的区别：（a）不同进程的地址空间是独立的，而同一进程内的线程共享同一地址空间。一
4、个进程的线程在另一个进程内是不可见的。（b）在引入线程的操作系统中， 进程是资源分配和调度的单位，线程是处理机调度和分配的单位，资源是分配给进程的，线 程只拥有很少资源，因而切换代价比进程切换低。（2 分）说明：论述条理清晰，包含上述要点，本题即可得满分32、什么是死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？ 答：（1）在多道程序系统中，当一组进程中的每个进程均无限期地等待被改组进程中的另一 进程所占有且永远不会释放的资源，此时的系统处于死锁状态，简称死锁。（2分）（2）死锁产生的原因：（a）系统提供的资源有限；（b）进程推进顺序不当。（2分）（3）产生死锁的必要条件：互斥条件、不可剥夺条件、请求和
5、保持条件、循环等待条件。（ 2 分）说明：论述条理清晰，包含上述要点，本题即可得满分33、说明作业调度，中级调度和进程调度的区别，并分析下述问题应由哪一级调 度程序负责。（1）在可获得处理机时，应将它分给哪个就绪进程；（2）在短期繁重负载下，应将哪个进程暂时挂起。答：（1） 作业调度用于决定把外存中处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进 程，分配资源，然后将新创建进程插入就绪队列；中级调度负责将内存中暂时不具备运行条 件的进程换到外存交换区存放，但内存空闲时，又将外存中具备运行条件的进程重新换入内 存；进程调度决定将处理机分配给就绪进程队列的哪个进程。（4分）（2）进程调度、中级调度
6、（2分）说明：论述条理清晰，包含上述要点，本题即可得满分【例 1】生产者-消费者问题 在多道程序环境下，进程同步是一个十分重要又令人感兴趣的问题，而生产者 -消费者 问题是其中一个有代表性的进程同步问题。下面我们给出了各种情况下的生产者 -消费 者问题，深入地分析和透彻地理解这个例子，对于全面解决操作系统内的同步、互斥问 题将有很大帮助。（1）一个生产者，一个消费者，公用一个缓冲区。定义两个同步信号量：empty表示缓冲区是否为空，初值为1。full表示缓冲区中是否为满，初值为0。(2) 个生产者，一个消费者，公用n个环形缓冲区。定义两个同步信号量：empty 表示缓冲区是否为空，初值为n。
7、full表示缓冲区中是否为满，初值为0。设缓冲区的编号为1n,定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进 程使用的指针，指向下一个可用的缓冲区。(3)一组生产者，一组消费者，公用 n 个环形缓冲区在这个问题中，不仅生产者与消费者之间要同步，而且各个生产者之间、各个消费 者之间还必须互斥地访问缓冲区。定义四个信号量：empty表示缓冲区是否为空，初值为n。full表示缓冲区中是否为满，初值为0。mutexl生产者之间的互斥信号量，初值为1。mutex2消费者之间的互斥信号量，初值为1。设缓冲区的编号为1n,定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进 程使用的指针，指向下一个可
8、用的缓冲区。【例 2】吃水果问题问题描述：桌上有一只盘子，每次只能放一个水果，爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向 盘中放桔子，儿子专等吃盘里的桔子，女儿专等吃盘里的苹果。只要盘子空，则爸爸或 妈妈可向盘中放水果，仅当盘中有自己需要的水果时，儿子或女儿可从中取出，请给出 四人之间的同步关系，并用 PV 操作实现四人正确活动的程序。解1：盘子为互斥资源，可以放两个水果，因此设empty初值为2；爸爸放苹果前先看 看有无空间，若有，则放入苹果，向女儿发信号V (apple)；妈妈放橘子前先看看盘子 有无空间，若有，放入橘子后向儿子发信号V (orange)；女儿先看看有无苹果，若有， 则取走苹果后将盘子置
9、空V (empty)；儿子先看看有没有橘子，若有，则取走橘子后将 盘子置空。该题是生产者/消费者的变形，有两对生产者和消费者，生产者需指明是给 哪个消费者的产品，但消费者取走产品后无须特别通知某个生产者，因为空出的缓冲区可由两个生产者随意争夺。设信号量 mutex 初值为 1，控制对盘子的互斥访问； apple 表示盘子中的苹果数 orange 表示盘中橘子个数，初值为 0。爸爸、妈妈、儿子、女儿进程如下爸爸妈妈女儿P( mutex)P( mutex)放苹果放橘子V(mutex)V(mutex)V(apple)V(orange)GOTO L1GOTO L2L1： P(empty)儿子L3： P
10、(apple)L4： P(orange)P(mutex)P(mutex)取苹果取橘子V(mutex)V(mutex)V( empty)V(empty)GOTO L3GOTO L4L2： P(empty)解 2：四人之间的关系：1 爸爸，妈妈要互斥使用盘子，所以两者之间是互斥关系； 2 爸爸放的苹果，女儿吃，所以两者是同步关系；3 妈妈放的桔子，儿子吃，所以两者也 是同步关系。S 表示盘子是否为空，初始值为 1(为空)Sp表示放有苹果的盘子，初始值为0So 表示放有桔子的盘子，初始值为 0semaphore s,sp,so=1,0,0;father:have an apple;wait(s);
11、put an apple; signal(sp);mother: have an orange;wait(s); put an orange; signal(so); son:wait(sp); get an orange; signal(s); eat an orange;daughter:wait(sp); get an apple; signal(s); eat an apple;例 2】 26.在银行家算法中，若出现下述的资源分配情况：ProcessAllocationNeedAvailableP00 0 3 20 0 1 21 6 2 2P11 0 0 01 6 5 0P21 3 5
12、 42 3 5 6P30 3 3 20 6 5 2P40 0 1 40 6 5 6试问：该状态是否安全？ 若进程 P2 提出请求 Request(1,2,2) 之后，系统能否将资源分配给它？ 参考 P110例 3 】页面置换算法(置换图、缺页率)参考 P150例 4】在基本分页系统中欧中(假定一次访问内存的时间为 a )(1) 一条指令的执行需要多长时间？(2) 若引入块表，命中率为 95%，则一条指令执行时间是多少？解：(1) a + 2a + a = 4a(取指令(a) 取数据(2a) 运行指令(a)(2) a + 95%a + (1-95%)2a + a = 3.05a【例5】在基本分页
13、系统中，已知页面大小为8kb，某程序逻辑空间由4页钩成，页表 如下：页号物理块号09162330若物理空间大小为256M，试将下列逻辑地址转换为物理地址(1) 19287 (2) 9EFB HB(3) 7ABF HB解：(1)页号=INT【19287/ 8kb】=2 页内地址 = 19287%8kb = 2903页号为 2 对应的物理块号为 3 物理地址 = 3*8kb + 2903(2) 页号为 4，发生越界中断(3) 0111 1010 1011 1111 8kb = 2的 13 次方字节 页号为011即十进制3 ，对应物理块号为 0 物理地址为 0001 1010 1011 1111【例
14、 6】在基本分页系统中，已知用户作业逻辑空间大小由 8 页构成，页面大小为 4kb， 若物理空间大小为512MB，页表由基本页表项构成，求（1）页表大小？ （2）若逻辑空间减半，页表如何变化？ （3）若物理空间减半，页 表如何变化？解：（1）页表大小 = 表项数 * 表项大小（基本页表项只有一项物理块号）物理块数 = 512 / 4k = 2的17次方（块） = 2的17次方（页表项） 物理块号用 17位二进制信息表示页表大小 = 8 * 17 / 8 = 17 B（2）页表大小 = 4 * 17 / 8 = 8.5B（3）页表大小 = 8 * 16 / 8 = 16B【例 7】已知有 4 个
15、进程，其到达与服务时间如下：进程名 到达时间服务时间A04B25C31D52计算下列调度算法下的周转时间，并画出时间图（1） FCFS （2） SPF （非枪占式）（3） RR （q = 2）（4） HRRN （高响应比优先）参考 P91【例7】某文件系统中，盘块大小为512B，若每个FCB占用64B，其中文件名8B，若索引 结点号占用2B,对于有256个目录项构成的目录，引入结点前后，查找到一个文件的位置 信息平均需要启动多少此磁盘？解：引入索引结点之前： 目录可用盘块数 = 64*256 / 512 = 32块 平均启动磁盘次数 =（1 + 32） / 2 = 16.5次引入索引结点之后：目录可用盘块数 =（8+2） *256 / 512 = 5块平均启动磁盘次数 =（1 + 5） / 2 + 1= 4次【例8】F
