2010 年《操作系统》期末真题 A(1)
源扫描件把本卷标为“A(1)”。我保留题面与配套答案的原始口径;源答案中存在题目、答案术语不一致和计算项数不自洽之处,均在折叠区明确说明,不擅自伪装成标准答案。
一、名词解释(每题 5 分,共 25 分)
- 联机 I/O 与脱机 I/O
- 同步机制
- 紧缩
- 物理记录
- 软终端
查看源答案
- 联机 I/O:作业输入、调入内存和结果输出都在 CPU 直接控制下进行。脱机 I/O:I/O 由外围机负责,主机专做计算,二者可并行。
- 同步机制:多个相关进程在执行次序上的协调,以及保证这种关系的机制。
- 紧缩:移动作业,把多个分散小空闲分区拼接成一个大分区。
- 物理记录:存储介质按块分配和传送,每个块称物理块,块中的信息称物理记录。
- 配套答案解释的是“软中断”:用软件模拟硬件中断,实现宏观异步效果;与题面印刷的“软终端”不一致。
二、判断题(每题 2 分,共 10 分)
- 树型目录结构能够解决文件重名问题。( )
- 线程是最小的拥有资源的单位。( )
- 文件系统分配存储空间的基本单位是记录。( )
- 系统处于不安全状态必然导致死锁。( )
- 对物理文件而言,顺序文件必须采用连续分配,而链接文件和索引文件可采用离散分配。( )
查看源答案
- 对。
- 错。源答案说明进程是资源分配的最小单位,线程是 CPU 调度的基本单位。
- 错。源答案改为“物理记录”。
- 错。
- 对。
三、简答题(每题 5 分,共 20 分)
1. 调度层次
比较进程调度与作业调度的不同点。
查看源答案
进程调度又称低级、微观或处理机调度,从 CPU 资源角度协调进程使用 CPU,执行频繁、时间尺度通常为毫秒。作业调度又称高级、宏观调度,从用户工作流程角度调度一次提交的作业,时间尺度通常为分钟、小时或天。
2. 静态资源分配
说明静态资源分配策略能防止死锁的原因。
查看源答案
源答案写:进程运行前一次申请全部资源,全部满足后才运行,运行期间一直占有这些资源,因此“破坏互斥条件”。按通常死锁理论,这一做法实际破坏的是“请求并保持”条件;我保留源答案措辞并标出差异。
3. 临界资源与临界区
什么是临界资源?什么是临界区?
查看源答案
一次只允许一个进程使用的资源称为临界资源;进程中访问临界资源的代码段称为临界区。
4. 同步机制准则
同步机制应遵循哪些基本准则?整型信号量机制和记录型信号量机制是否完全遵循?
查看源答案
源答案只列出“空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待”,没有完成对两类信号量机制的比较。
四、设备管理(10 分)
磁盘请求按柱面 10、22、2、40、6、38 到达。当前磁头在 32 号柱面,初始向柱面号增大的方向移动,每移动一个柱面需 6 ms。分别求:
- FCFS;
- SSTF;
- SCAN。
查看源答案
- FCFS:32 → 10 → 22 → 2 → 40 → 6 → 38,总移动量 158,寻道时间 948 ms。
- SSTF:32 → 38 → 40 → 22 → 10 → 6 → 2,总移动量 46,寻道时间 276 ms。
- 源答案给出的 SCAN 次序与本题 SSTF 相同,总时间也为 276 ms。
五、死锁(10 分)
系统有四类资源,当前状态为:
| 进程 | 已分配 | 最大需求 |
|---|---|---|
当前可用资源为 。
- 当前系统是否安全?
- 若 请求 ,能否分配?
查看源答案
当前安全。源答案依次让 、、、 等进程完成,可找到安全序列。
若先把 分给 ,可用资源变为 ;按源答案推进到 完成后,剩余资源仍不能满足 或 ,因此系统不安全,不能分配。
六、资源利用率(10 分)
原卷本节标题印为“进程同步”。系统有 256 KB 主存、一个磁盘、一个终端和一台打印机:
| 属性 | JOB1 | JOB2 | JOB3 |
|---|---|---|---|
| 类型 | 计算型 | I/O 型 | I/O 型 |
| 主存 | 50 KB | 100 KB | 80 KB |
| 磁盘 | 否 | 否 | 是 |
| 终端 | 否 | 是 | 否 |
| 打印机 | 否 | 否 | 是 |
| 运行时间 | 5 min | 15 min | 10 min |
计算资源利用率、吞吐量和平均周转时间。
查看源答案
源答案比较单道与三道作业:
| 指标 | 单道 | 多道 |
|---|---|---|
| CPU 利用率 | 17% | 33% |
| 主存利用率 | 30% | 约 90% |
| 磁盘利用率 | 33% | 67% |
| 打印机利用率 | 33% | 67% |
| 完成全部作业 | 30 min | 15 min |
| 吞吐量 | 6 jobs/h | 12 jobs/h |
| 平均周转时间 | 18 min | 10 min |
七、存储管理(15 分)
访问一次内存需 8 μs,查询快表需 1 μs,缺页中断需 20 μs;页表和快表同时查询。作业最多保留 3 页,访问串为 2、4、5、2、7、6、4、2。分别采用 FIFO 和 OPT,求总时间。
查看源答案
配套答案给出的结论是:FIFO 为 326 μs,OPT 为 221 μs;它使用 44 μs 表示一次缺页访问,9 μs 表示一次命中。
但源答案表分别按“7 次缺页 + 2 次命中”和“4 次缺页 + 5 次命中”相加,合计都是 9 次,与题面只有 8 个页号不一致。我不替源答案伪造缺失访问项,使用时应重新按题面验算。