操作系统复习题 (4)

第一章引论（１０、１３、２１无答案）
2、什么是多道程序设计？
14、陷阱和中断的主要差别是什么？
20、有一文件，其文件描述符是fd，内含下列字节序列：3，1，4，5，9，2，6，5，3，5。

做如下系统调用：
lseek(fd,3,SEEK_SET);
read(fd,&buffer,4);
其中lseek调用寻找文件中的字节3。

在操作完成之后，buffer中的内容是什么？
21、块特殊文件和字符特殊文件的基本差别是什么？
26、下面是单位转换的练习：
a）一微年是多少秒？
b）微年常称为micron，那么gigamicron是多长？
c）1TB存储器中有多少字节？
d）地球的质量是6000yottagram，换算成kilogram是多少？
第二章进程与线程（５、１４无答案）
1、图2-2中给出了三个进程状态。

理论上，三个状态可以有六种转换，每个状态两个。

但是，图中只给出了四种转换。

有没有可能发生其他两种转换中的一个或两个？
11、在本习题中，要求对使用单线程文件服务器和多线程文件服务器读取文件进行比较。

假设所需要的数据都在块高速缓存中，花费15ms获得工作请求，分派工作，并进行处理其余必要工作。

如果在三分之一时间时，需要一个磁盘操作，要另外花费75ms，此时该线程进入休眠。

在单线程情形下服务器可以处理每秒钟多少个请求？如果是多线程呢？
20、两个进程在一个共享储存器多处理机（即两个CPUI）上运行，当它们要共享一个公共内存时，图2-20所示的采用变量turn的忙等待解决方案还有效吗？
30、假设有一个使用信箱的消息传递系统，当向满信箱发送信息或从空信箱接收信息时，进程都不会阻塞，相反，会得到一个错误代码。

进程响应错误代码的处理方法为一遍一遍地重试，直到成功为止。

这种方式会导致竞争条件吗？
40、有5个批处理作业A到E，它们几乎同时到达一个计算中心。

估计它们运行时间分别为10，6，2，4和8分钟，其优先级（由外部设定）分别为3，5，2，1和4，其中5为最高优先级。

对于下列每种调度算法，计算其平均进程周转时间，可忽略进程切换开销。

（a）轮转法；
（b）优先级调度；
（c）先来先服务（按照10，6，2，4，8次序运行）；
（d）最短作业先行。

对（a）假设系统具有多道程序处理能力，每个作业均公平共享CPU时间；对（b）到（d），假设任一时刻只有一个作业运行，直到结束。

所以作业完全是CPU密集型作业。

43、a=1/2的老化算法用来预测运行时间。

先前的四次运行，从最老的一个到最近的一个，其运算时间分别是40ms，20ms，40ms和15ms。

下一次的预测时间是多少？
44、一个软实时系统有四个周期时间，其周期分别为50ms，100ms，200ms和250ms。

假设四个事件分别需要35ms，20ms，10ms和Xms的CPU时间。

保持系统可调度的最大X值是多少？
50、假设一所大学为了卖弄其政治上的正确，准备把美国最高法院的信条“平等但隔离器本身就是不平等（Separate but equal inherently unequal）”既运用在种族上也运用在性别上，从
而结束校园内长期使用的浴室按性别隔离的做法。

但是，为了迁就传统习惯，学校颁布法令：当有一个女生在浴室里，那么其他女生可以进入，但是男生，反之亦然。

在每个浴室的门上有一个滑动指示符号，表示当前处于以下三种可能状态之一：
·空；
·有女生；
·有男生。

用你偏好的程序设计语言编写的过程：
woman_wants_to_enter,man_wants_to_enter,woman_leaves,man_leaves。

可以随意采用计数器和同步技术
第六章死锁（２０重要）
1、给出一个由策略产生的死锁的例子。

5、图6-3给出了资源分配图的概念，试问是否存在不合理的资源分配图，即资源分配图在结构上违反了使用资源的模型？如果存在，请给出一个例子。

9．假设在图6-6中，对某个i，如果Cij+Rij>Eij条件成立，那么所有进程都能执行完毕，不出现死锁这个条件是什么？
13、仔细考察图6-11b如果D再多请求1个单位，会引起安全状态还是不安全状态？如果换成C提出同样的请求，情形会怎样？
16、某一系统有p个进程，每个进程最多需要m个资源，并且有r个资源可用。

什么样的条件可以保证死锁不发生？
18、一个计算机有6台磁带机，由n个进程竞争使用，每个进程可能需要两台磁带机，那么当n是多少时，系统才没有死锁的危险？
19、银行家算法在一个有m个资源类型和n个进程的系统中运行。

当m和n都很大时，为检查状态是否安全而进行的系统操作次数正比于mªn。

a和b的值是多少？
若保持该状态时安全状态，X的最小值是多少？
22、两个进程A和B，每个进程都需要数据中的3个记录1、2、3。

如果A和B都以1、2、3的次序请求，讲不会发生死锁。

但是，如果B以3、2、1的次序请求，那么死锁可能发生。

对于这3个资源，每个进程都有3！即6中次序请求，这些组合中有几分之几的可能可以保证不会发生死锁？
25、一种预防死锁的方法是去除占有和等待条件。

在本书中，假设在请求一个新的资源以前，进程必须释放所有它已经占有的资源（假设这是可能的）。

然后，这样做会引入这样的危险性：使竞争的进程得到新的资源，但却丢失了原有的资源。

请给出这一方法的改进。

第三章存储管理（７、１０、２９无答案）
3、交换系统紧缩来消除空闲区。

假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要多长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高的地址处含有有效数据。

5、在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是：10KB，4 KB，20，18 KB，7 KB，
9KB，12 KB和15KB。

对于连续的段请求：（a）12 KB，（b）10 KB，（c）9 KB。

使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢？
7、对下面的每个十进制虚拟地址，分别使用4 KB页面和8 KB页面计算虚拟页面和偏移量：20000，32768，60000。

15、一个计算机使用32位虚拟地址，4 KB大小的页面。

程序和数据都位于最低页面（0~4059），堆栈位于最高页面。

如果使用传统（一级）分页，页表中需要多少个表项？如果使用两级分页，每部分10位，需要多少个页表表项？
20、一台机器有48位虚拟地址和32位物理地址，页面大小是8 KB，试问页表需要多少个表项？
23、如果将FIFO页面置换算法用到4个页框（页帧）和8个页面上，若初始时页框（页帧）为空，访问字符串为0172327103，请问会发生多少次页面失效？如果使用LRU算法呢？25、一台小计算机有4个页框。

在第一个时钟滴答时R位是0111（页面0是0，其他页面是1），在随后的时钟滴答中这个值是1011，1010，1101，0010，1010，1100，0001。

如果使用带有8位计数器的老化算法，给出最后一个滴答后4个计数器的值。

29、一个计算机有4个页框，装入时间、上次访问时间和每个页面的R位和M位如下所示（时间以时钟滴答为单位）：
（a）NRU算法将置换哪个页面？
（b）FIFO算法将置换哪个页面？
（c）LRU算法将置换哪个页面？
（d）第二次机会算法将置换哪个页面？
第四章文件系统
11、考虑图4-8中的目录树，如果当前工作目录是/usr/jim，则相对路径名为../ast/x的文件的绝对路径名是什么？
13、一种在磁盘上连续分配并且可以避免空洞的方案是，每次删除一个文件后就紧缩一下磁盘。

由于所有文件都是连续的，复制文件时需要寻道和旋转延迟以便读取文件，然后全速传送。

在写回文件时要做同样的工作。

假设寻道时间为5ms，旋转延迟时间为4ms，传送速率为8MB/s，而平均文件长度是8KB，把一个文件读入内存并且在写回磁盘上的一个新位置需要多长时间？运用这些数字，计算紧缩16GB的磁盘的一半需要多长时间？
16、MS-DOS如何实现对文件的随机访问？
17、考虑图4-13中的i节点。

如果它含有用4个字节表示的10个直接地址，而且所有的磁盘块都是1024KB，那么可能的最大文件有多大？
20、说明硬链接优于附后链接的一个有点，并说明符号链接优于硬链接的一个有点。

21、空闲磁盘空间可用空闲表或位图来跟踪。

假设磁盘地址需要D位，一个磁盘有B个块，其中有F个空闲。

在说明条件下，空闲表采用的空间少于位图？设D为16位，请计算空闲磁盘空间百分比。

31、考虑图4-21背后的思想，目前磁盘的平均寻道时间为8ms，旋转速率为15000rpm，没道为262144字节。

对大小各为1KB，2KB和4KB的块，数据传输速率各是多少？
32、某个文件系统使用2KB的磁盘块，而中间文件大小值为1KB。

如果所有文件都是1KB，
那么浪费掉的磁盘空间比例是多少？你认为一个真正的文件系统所浪费的空间比这个数值大还是小？说明理由。