2009 年《操作系统》期末真题

我按题目扫描件与配套答案扫描件转录。这份卷与同目录 os.2009.A卷-打印 题目不同,故两篇都保留。源答案本身注明个别题目有问题或不在范围内,我原样标出,不把它改写成确定结论。

一、名词解释(每题 5 分,共 25 分)

  1. 页式管理
  2. 死锁避免
  3. 缓冲池
  4. 置换策略
  5. 终端屏蔽
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  1. 页式管理:把进程虚拟空间划分为等长页面,把内存划分为同样大小的页框,借助页表和地址变换机构完成离散地址映射,并可结合请求调页或预调页统一管理内外存。
  2. 死锁避免:对每次可满足的资源申请进行动态安全性检查;若分配后可能死锁则不分配,否则分配。
  3. 缓冲池:把系统缓冲区统一管理,变专用为通用;进程申请后使用,用完归还,从而以少量缓冲区服务更多进程。
  4. 置换策略:源答案列举 FIFO、LRU、LFU 和 OPT。
  5. 终端屏蔽:源答案写“已不在考查范围内”,没有给出定义。

二、判断题(每题 2 分,共 10 分)

  1. 程序运行需要内存、文件、设备等资源,因此操作系统以程序为单位分配系统资源。( )
  2. 分时系统要让多个用户同时交互,最关键的问题是及时接收多个用户的输入。( )
  3. 隐式链接结构可提高文件存储空间利用率,但不适合随机存取。( )
  4. 执行原语时不会响应任何中断。( )
  5. 实时系统在响应时间、可靠性和交互作用能力等方面,一般都比分时系统要求高。( )
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  1. 对。
  2. 错。
  3. 对。
  4. 对。
  5. 错。

三、简答题(每题 5 分,共 20 分)

1. 缓冲

引入缓冲的原因是什么?缓冲有哪些类型?

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原因:缓和处理机与 I/O 设备速度不匹配、减少 CPU 中断次数、提高 CPU 与 I/O 设备的并行性。类型:单缓冲、多缓冲和缓冲池。

2. 虚拟存储器

虚拟存储器的基本特征是什么?容量主要受什么限制?

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源答案把“互斥使用、保持和等待、非剥夺、循环等待”列为基本特征,并写容量受计算机总线地址结构限制。前一部分显然沿用了死锁条件的措辞;这里仅记录源答案,不把它当作校订后的标准结论。

3. 实时分时系统

实时分时系统的关键问题是什么?应如何解决?

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配套答案原文指出“实时系统以及分时系统并不是同一个系统,这个题目有问题”,未给出进一步答案。

4. 调度层次

高级调度与低级调度的主要任务是什么?为什么引入中级调度?

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高级调度从外存后备作业中选择作业,为其分配内存和 I/O 资源并建立进程;低级调度从就绪进程中选择一个分配处理机。中级调度用于提高内存利用率和系统吞吐量。

四、设备管理(10 分)

磁盘转一周需 20 ms,每面有 10 个按旋转反方向编号的扇区。R0R_0 至 R9R_9 依次放在 0 至 9 号扇区,读出一条记录后处理 6 ms,期间磁盘继续旋转。

  1. 顺序处理完十个记录共需多久?
  2. 如何优化记录分布,使总时间最短?最短时间是多少?
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源答案给出:顺序存放共需 206 ms;优化次序为 R0,R5,R3,R8,R1,R6,R4,R9,R2,R7R_0,R_5,R_3,R_8,R_1,R_6,R_4,R_9,R_2,R_7,总时间 80 ms。

五、死锁检测(10 分)

系统有 12 个同类资源,进程 A、B、C 的最大需求分别为 5、10、7。申请顺序如下:

次序进程申请量
1B4
2C3
3A3
4C2
5B2
6A2
7B4
8C2
  1. 采用银行家算法,写出完成第 5 次实际分配后各进程状态及已占资源量。
  2. 继续分配,直到所有进程满足要求。
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源答案的要点是:前三次申请可直接分配;第 4 次 C 申请和第 5 次 B 申请暂时等待;第 6 次 A 申请可满足,使 A 获得全部 5 个资源并完成归还。归还后可先满足 C,再满足 B,最终三个进程都能完成。

六、进程同步(10 分)

进程 A、B、C 都要使用同一台打印机输出结果。

  1. 三个进程之间是什么制约关系?
  2. 用信号量和 P、V 操作写出申请、使用打印机的代码,说明信号量含义和初值。
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三者为互斥关系。设置互斥信号量 mutex=1,每个进程都执行:

P(mutex)
申请并使用打印机
V(mutex)

七、存储管理(15 分)

系统采用可变分区管理,当前空闲分区为:

分区号大小起始地址
132 KB100 KB
210 KB150 KB
35 KB200 KB
4218 KB220 KB
596 KB530 KB

作业依次申请 96 KB、20 KB、200 KB。最佳适应和首次适应中,哪种算法能满足全部申请?为什么?

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最佳适应可以满足:96 KB 分给 5 号分区,20 KB 分给 1 号分区并剩 12 KB,200 KB 分给 4 号分区并剩 18 KB。

首次适应不能满足:96 KB 先占 4 号分区并留下 122 KB,20 KB 占 1 号分区并留下 12 KB;此后没有单个分区能满足 200 KB。

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