一、填空题(每空1分,共12分)

第四套操作系统原理试题—答案
一．填空题（每空1分，共10分）
1．交互性2．交换程序状态字（或指令执行地址和处理机状态）
3．进程控制块（或PCB结构）4．proc user结构
5．最久未使用淘汰算法（或LRU）6．引用位改变位
7．环路条件8．设备驱动
二．选择填空（从下列各题四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代号填写到题干前面的括号内。

答案选错或未选者，该题无分。

每小题2分，共8分。

）1．A．2．C 3．B 4．A
三．判断改错题(下列命题中对划横线部分的描述，你认为正确的打√；错误的打×，并给出正确的描述。

每小题2分，共8分)
1．×改正：作业运行时间+等待时间（或完成时间-提交时间）
2．×改正：各自的临界区
3．×改正：匹配速度不同的设备之间的传输过程
4．×改正：将外存中的文件目录信息写到内存。

四．简答题（每小题6分，共12分）
1．什么是系统调用命令？它与硬件指令有什么不同？
答：系统调用是用户在程序一级请求操作系统服务的一种手段，它是带有一定功能号的“访管指令”。

它的功能由软件实现的。

（3分）它是由硬件访管指令定义的，是操作系统提供的用户界面，其功能由操作系统的核心程序实现；而硬件指令是裸机提供的界面，其功能由硬件完成。

（3分）
2. 在某请求分页存储管理系统中，其逻辑地址的低12位表示页内位移，高20位表示页号，物理地址中的高10位表示物理块号。

试问该系统内存物理块的大小是多少？内存容量是多少？虚拟地址空间大小是多少？（每问2分）
答：内存物理块的大小：212（4KB）内存容量：210 212（4MB）
虚拟地址空间大小：220 212（4GB）
五、某系统的进程状态变迁图如下图所示，请回答下列问题：（共14分）
1．进程发生变迁1、2、3、4、5的原因（每问1分，共5分）答：发生变迁1的原因：请求I/O 发生变迁2的原因：I/O完成
发生变迁3的原因：当CPU空闲时，进程调度程序从高优先就绪队列中选一进程去运行
发生变迁4的原因：当CPU空闲时，且高优先就绪队列为空，进程调度程序从低优先就队列中选一进程去运行
发生变迁5的原因：时间片到
2．下列因果变迁是否可能发生？若可能，需要什么条件？（共5分）
(a) 1→4 可能发生，条件：高优先就绪队列为空，低优先就队列非空
(b) 5→3 可能发生，条件：高优先就绪队列非空
(c) 1→2 不是因果变迁
3．说明此系统的调度策略和调度效果（共4分）
该系统采用的是优先级加时间片轮转的调度策略
当CPU空闲时，进程调度程序首先从高优先就绪队列选择进程去运行，给定时间片为100ms；若高优先就绪队列为空，则从低优先就队列中选进程去运行，定时间片为500ms。

（调度次序2分，时间片1分）调度效果：优先照顾I/O量大的进程；适当照顾计算量大的进程。

（1分）
六．在一个请求分页的页式系统中，允许某个作业在内存的页面数为3个页面（页面大小为1KB）。

假设该作业已装入内存的页面依次为第0、1页。

试用先进先出页
面淘汰算法写出完成下列每一次访内操作后，该作业在内存的3个页面号（按将被淘汰的次序），以及总的缺页中断次数和被淘汰的页面数。

（12分）（1）访问地址210 （2）访问地址3120 （3）访问地址1037
（4）访问地址4560 （5）访问地址3071 （6）访问地址6280
解：初始状况：在内存的页面号：1、0 （1分）（1）访问地址210（第0页）——在内存的页面号：1、0 （1分）（2）访问地址3120（第3页）——在内存的页面号：3、1、0 （2分）缺页中断1次
（3）访问地址1037（第1页）——在内存的页面号：3、1、0 （1分）（4）访问地址4560（第4页）——在内存的页面号：4、3、1 （2分）缺页中断1次，淘汰第0页
（5）访问地址3071（第2页）——在内存的页面号：2、4、3 （2分）缺页中断1次，淘汰第1页
（6）访问地址6280（第6页）——在内存的页面号：6、2、4 （2分）缺页中断1次，淘汰地3页
总的缺页中断次数：4次被淘汰的页面数：3页（1分）
七．用信号灯的P、V操作，实现如下进程流程图中各进程之间的同步，要求用一
种结构化的程序设计语言写出程序描述。

（12分）Array main()
P2 { s1：= 0；/ P1结束否/ （信号灯初值及意义共2分）
s4：= 0；/ P4能否开始/
cobeging （程序结构共2分）
P1 (); P2 (); P3 (); P4 ();
coend
} （同步8分）
P1 ( ) P2 ( ) P3 ( ) P4 ( )
{ { { {
┇┇P（s1）；P（s4）；
┇┇┇P（s4）；
V（s1）；V（s4）；V（s4）；┇
} } } }
八．设某文件系统采用索引文件结构，假定文件目录中有8个表目用于描述文件的物理结构（每个表目占2个字节），磁盘块大小与文件逻辑块大小相等，都为512
个字节。

经统计发现，该系统处理的文件有如下特点： （每小题6分，共12分） 60%文件大小 ≤ 8个逻辑块，8个逻辑块 〈 30%文件大小 ≤200个逻辑块 200个逻辑块 〈 10%文件大小 ≤60000个逻辑块
1．设计该系统的文件索引结构，使系统能处理各类文件，并有较高的效率（读盘的次数尽可能少），要求说明文件目录项中这10个表目如何使用，并说明理由。

解：1．(1) 文件目录项中8个表目作直接索引表。

（2分）
满足≤ 8个逻辑块使用特点 (2) 512/2 + 8 = 264 > 200（2分）
文件目录项中的8个表目，作为直接索引表。

第9表目作为一级间接索引表。

(3) 512/2 + 8 + 256*256 = 256+8+ 65536 = 65800 > 60000 （2分）
文件目录项中的8个表目，作为直接索引表；第9表目作为一级间接索引表；第10表目作为二级间接索引表。

2．
536 = 2*256 + 24
（6分）
九．有四个进程A 、B 、C 、D ，进程A 通过一个缓冲区不断地向进程B 、C 、D 发送信息，A 每向缓冲区送入一个信息后必须等进程B 、C 、D 都取走后才可以发送
A 0
A 1A 7A 8A 256个记录
256个记录
24个记录
下一个信息，B、C、D对A 送入的每一信息各取一次。

试用P、V操作实现它们之间的正确通信，要求用一种结构化的程序设计语言写出程序描述。

（12分）
解：程序task
main( )
{ int S1B=0；∕* 表示对B进程而言buf中有无信息 *∕int S2B =1；∕* 表示对B进程而言buf中有无空位置 *∕
int S1C=0；∕* 表示对C进程而言buf中有无信息 *∕
int S2C =1；∕* 表示对C进程而言buf中有无空位置 *∕
I int S1D=0；∕* 表示对D进程而言buf中有无信息 *∕
int S2D =1；∕* 表示对D进程而言buf中有无空位置 *∕
cobegin （信号灯初值及意义共3分，程序结构1分，同步8分）P A( )；P B( )；P C( )；P D( )；
iop( )；
coend
}
P A( ) P B( )
{ {
while(通信未完成) while(通信未完成)
{ {
得到一个信息；p(S1B)；
p(S2B)；从缓冲区中取一信息；
p(S2C)；v(S2B )；
p(S2D)；}
将数送到缓冲区中；}
v(S1B)；
v(S1C)；
v(S1D)；
}
}
P C( ) P D( )
{ {
while(通信未完成) while(通信未完成)
{ {
p(S1C)；p(S1D)；
从缓冲区中取一信息；从缓冲区中取一信息；
v(S2C )；v(S2D )；
} }
} }。