操作系统试卷3

1分时系统, 时间片, 批处理, 周转时间2提交,后备,执行,完成3并发, 进程4可再现性,封闭性5联机, 脱机6页, 页框7系统设备表, 设备控制表, 控制器控制表, 通道控制表8命令接口, 联机9文件控制块10逻辑, 物理
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1．什么是进程，它与作业有何区别？
作业可被看作是用户向计算机提交任务的任务实体，例如一次计算、一个控制过程等。

反过来，进程则是计算机为了完成用户任务实体而设置的执行实体，是系统分配资源的基本单位。

显然，计算机要完成一个任务实体，必须要有一个以上的执行实体。

也就是说，一个作业总是由一个以上的多个进程组成的。

那么，作业怎样分解为进程呢？首先，系统必须为一个作业创建一个根进程。

然后，在执行作业控制语句时，根据任务要求，系统或根进程为其创建相应的子进程，然后，为各子进程分配资源和调度各子进程执行以完成作业要求的任务。

2．简述重定位类型及其区别和联系。

根据重定位时机的不同，分为静态重定位和动态重定位（程序执行时重定位）。

（1分）
静态重定位是指程序在装入内存时把全部的相对地址都转换成内存地址的重定位。

（1分）静态重定位虽然有无须硬件支持的优点，但是也存在明显的缺点：一是程序重定位以后就不能在内存中移动；二是要求程序的存储空间是连续的，不能把程序存储到若干个不连续的区域中。

(1分)
（1分）动态重定位是指在程序执行过程中进行地址重定位，即在每次访问内存单元前才进行地址变换。

动态重定位可使装配模块不加任何修改就装入内存，但是它需要硬件—重定位寄存器的支持。

（1分）3．简述请求调页的抖动问题及其产生原因。

抖动就是指当内存中已无空闲空间而又发生缺页中断时，需要从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中，如果算法不适当，刚被换出的页很快被访问，需重新调入，因此需再选一页调出，而此时被换出的页很快又要被访问，因而又需将它调入，这种现象为"抖动"。

（2分）
产生抖动的原因是由于CPU的利用率和多道程序度的对立统一矛盾关系引起的，为了提高CPU利用率，可提高多道程序度，但单纯提高多道程序度又会造成缺页率的急剧上升，导致CPU的利用率下降，而系统的调度程序又会为了提高CPU利用率而继续提高多道程序度，形成恶性循环，我们称这时的进程是处于"抖动"状态。

（3分）
4．设备驱动程序主要执行什么功能？
设备驱动程序应具有以下功能：
①接收用户的I/O请求；（1分）
②取出请求队列中队首请求，将相应设备分配给它；（2分）
③启动该设备工作，完成指定的I/O操作；（1分）
④处理来自设备的中断。

(1分)
5．在 UNIX操作系统中，是如何对空闲盘块进行分配和回收的？
答：在 UNIX 操作系统中，文件系统中的空闲盘块引表用栈方式管理空闲盘块。

（2分）当块数大于50时，以50块为一组组成若干单向空闲块栈，进行链接。

（1分）引表对链中最后一组以栈的方式掌管，分配相当于出栈，回收相当于压栈。

（1分）当该组分配完毕，引表指向上一组，以同样方式掌管。

（1分）
五．应用题1．（9分）某移动臂磁盘的柱面由外向里顺序编号，假定当前磁头停在100号柱面且移动臂方向是向里的，现有如下表所示的请求序列在等待访问磁盘：
200，20，170，90，100，135，40，30，150，35
（1）写出分别采用“最短查找时间优先算法”、“电梯调度算法”和“先来先服务算法”时，实际处理上述请求的次序。

（2）针对本题比较上述两种算法，就移动臂所花的时间（忽略移动臂改向时间）而言，哪种算法更合适？简要说明之。

答:（1）当采用最短查找时间优先算法时的处理次序为：（2分）
100、90、135、150、170、200、40、35、30、20
采用电梯调度算法时的处理次序为：（2分）
135、150、170、200、100、90、40、35、30、20
采用先来先服务算法时的处理次序为：（2分）
200，20，170，90，100，135，40，30，150，35
2．（8分）给出当前系统各进程的资源分配情况：
试问（1）该状态是否安全？
（2）若进程P2 提出请求Request2（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？
答:（1） Work Need Alloction Work+Alloction Finish
P0 1 6 2 2 0 0 1 2 0 0 3 2 1 6 5 4 true
P3 1 6 5 4 0 6 5 2 0 3 3 2 1 9 8 6 true P4 1 9 8 6 0 6 5 6 0 0 1 4 1 9 9 10 true
P1 1 9 9 10 1 7 5 0 1 0 0 0 2 9 9 10 true
P2 2 9 9 10 2 3 5 6 1 3 5 4 3 12 14 14 true
从以上分析可知，系统存在一个安全序列<P0,P3,P4,P1,P2>,所以该状态是安全的。

（5分）
（2）当进程P2 提出请求Request2（1，2，2，2）后，根据银行家算法可知：
Request2(1，2，2，2) ≤Need2（2，3，5，6）
Request2(1，2，2，2) ≤Available（1，6，2，2）
可以试分配并修改相应的数据结构，资源分配情况如下：
Allocation Need Available
P0 0 0 3 2 0 0 1 2 0 4 0 0
P1 1 0 0 0 1 7 5 0
P2 2 5 7 6 1 1 3 4
P3 0 3 3 2 0 6 5 2
P4 0 0 1 4 0 6 5 6
此时，可用资源Available(0，4，0，0)已不能满足剩余的任何一个进程的需要，所以系统进入不安全状态，因此系统不能满足进程P2的请求。

3．（9分）某作业在执行中依次存取下列页：0、1、2、3、0、1、4、0、1、2、3、4。

（1）若作业固定占用3个内存块（实页数为3），并且第0页已经装人内存，按照FIFO算法，分析产生缺页中断的次数。

（2）如果给作业分配的物理块数固定为4页，则缺页中断的次数是多少？
（3）简述缺页率可能的影响因素。

答:（1）作业固定占用3个内存块的情形，如下图所示，产生9次缺页中断。

（3分）
分配3块后的缺页情况
（2）作业固定占用4个内存块的情形，如下图所示，产生10次缺页中断。

（3分）
分配4块后的缺页情况
按道理，给作业分配的物理块越多，产生缺页中断的次数应该越少，但是采用FIFO算法
会出现一种反常现象，它就是“Belady”现象。

（3）因素：页面数量、页面大小、程序结构等。

4．（9分）一个网上订票系统，设计要求如下：多个顾客可以同时查询当前的票数，但同一时刻只能有一个顾客订票，有顾客在查询时也不能进行订票。

请给出此订票系统的同步算法。

答：P、V操作算法描述如下：（3分）
int wrt=1; /*用于查询和订票的互斥*/
int s=1; /*用于计算查询者个数时互斥*/
int readcount=0; /*用于统计查询者个数的变量*/
main()
{
cobegin
reader( );
writer( );
coend
}
reader( ) （4分）
{
while( TRUE)
{
P(S);
Readcount=Readcount+1 ;
If Readcount=1 then P(wrt) /*如果查询者来的话，则要阻塞订票者*/
V(S);
读票数;
/*读完后离开*/
P(S);
Readcount=Readcount-1;
If Readcount=0 then V(wrt) /*当查询者全部离开后，必须要唤醒订票者*/
V(S);
}
}
writer( ) （2分）
{
while ( TRUE)
{
P(wrt);
订票;
V(wrt);｝｝。