太原理工大学操作系统复习提纲和习题解答
操作系统复习大纲1．操作系统功能、特征
2．操作系统类型
3．进程的特征与进程的组成
4．进程控制块的内容及作用
5．进程的3种基本状态及其转换
6．进程与线程的主要区别
7．原语
8．临界资源、临界区
9．用信号量和p、v操作机制实现进程的同步和互斥
10．处理机的分级调度
11．作业调度和进程调度的比较
12．进程调度方式
13．作业调度性能的衡量
14．常用的调度算法
15．产生死锁的根本原因、必要条件和解决死锁的方法
16．逻辑地址（空间）、物理地址（空间）
17．地址重定位，页式存储管理地址变换过程
18．分区式存储管理、分页存储管理与分段存储管理的原理
19．分区分配算法
20．页面淘汰算法
21．设备的分类
22．缓冲技术
23．I/O控制过程
24．设备独立性与逻辑设备和物理设备
25．Spooling技术
26．文件的逻辑结构、文件的物理结构与存取方法
27．文件目录与目录结构
28．操作系统接口的类型、形式和作用
29．处理机的工作状态及特权指令
30．系统调用的过程
《操作系统》试卷题型
一、填空题（每空1分，共15分）
二、单项选择题(共15小题，每小题2分，共30分)
三、简答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分）按要点给分
四、应用题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）按步骤给分
《操作系统》第四章作业题
1、采用可变分区管理存储空间时，若主存中按地址顺序依次有五个空闲区，大小分别为15K、28K、10K、226K、110K。现有五个作业J1到J5，它们所需的主存空间依次是10K、15K、102K、26K、180K。问如果采用最先适应分配算法，能否把这五个作业按J1到J5的次序全部装入主存。使用哪种分配算法装入这五个作业，可使主存的利用率最高？
2、在一个支持虚拟分页并采用请求页式存储管理的系统中，有一用户程序，它访问其地址空间的字地址序列是：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，172 若分配给该作业的内存大小为384字，初始为空，页大小为128字，试按FIFO、LRU页面淘汰算法分别计算页面访问的缺页中断率。
3、在一页式系统中，页面的大小为1KB，地址寄存器的字长为20位。现有一长度为4KB的用户程序，其4个页面分别被分配在内存的10，14，15和18块中。当程序中的访问地址为2058时，用图画出地址变换的过程。
4、某虚拟存贮器的用户空间有32个页面，每页长1KB，主存16KB。假定某时刻，系统为用户的第0，1，2，3页分别分配的物理块号为5，10，4，7，试将虚拟地址（16进制）0AFC（H）和0E7B（H）变换为物理地址（仍用16进制数表示），并要给出简要的变换步骤。
《操作系统》第二章作业题及参考答案
一、请用P、V操作实现4×100接力赛的同步过程，并说明所用信号量的作用和取值范围。
解答：
begin
S12,S23,S34:semaphore;(信号量的作用：实现接力赛运动员跑步过程的同步)
S12=S23=S34=0; (信号量的取值范围：1,0，-1)
cobegin
process P1
begin
跑100米;
V(S12);
end
process P2
begin
P(S12);
跑100米;
V(S23);
end
process P3
begin
P(S23);
跑100米;
V(S34);
end
process P4
begin
P(S34);
跑100米;
end
coend
end
二、在某一自动测量系统中要完成采样、转换和显示等任务。采样过程把从传感器上得到的整型微电压值存入
一个缓冲区，转换过程把微电压值从缓冲区取出，计算转换成量度值再存入该缓冲区，显示过程把缓冲区中的量度值取出并显示。用PV操作实现三个过程共享缓冲区的同步问题，并说明信号量的作用。
解答：
begin
semaphore S1=1; （空）
semaphore S2=0;（有电压）
semaphore S3=0;（有量度）(信号量的作用：实现采样、转换和显示过程的同步)
cobegin
process 采样
begin
L1:得到一个微电压值;
P(S1);
将微电压值存入缓冲区;
V(S2);
goto L1;
end
process 转换
begin
L2:P(S2);
从缓冲区中取出微电压值;
将微电压值转换成量度值;
将量度值存入缓冲区;
V(S3);
goto L2;
end
process 显示
begin
L3:P(S3);
从缓冲区中取出量度值;
V(S1);
显示量度值;
goto L3;
end
coend
end
三、桌子上有一只盘子，每次只能放入一个水果。爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放橘子，女儿专吃盘中
的苹果，儿子专吃盘中的橘子。试用P、V操作实现父、母、儿、女进程的同步。
解答：
begin
semaphore S1=1; （盘空）
semaphore S2=0; （有苹果）
semaphore S3=0; （有橘子）
cobegin
process 父
begin
F:取一个苹果;
P(S1);
将苹果放入盘中;
V(S2);
goto F;
end
process 母
begin
. M:取一个橘子;
P(S1);
放入橘子;
V(S3);
goto M;
end
process 儿
begin
S:P(S3);
从盘中取橘子;
V(S1);
吃橘子;
goto S;
end
process 女
begin
D:P(S2);
从盘中取苹果;
V(S1);
吃苹果;
goto D;
end
coend
end
《操作系统》第四章作业题及参考答案
一、采用可变分区管理存储空间时，若主存中按地址顺序依次有五个空闲区，大小分别为15K 、28K 、10K 、226K 、110K 。现有五个作业J1到J5，它们所需的主存空间依次是10K 、15K 、102K 、26K 、180K 。问如果采用最先适应分配算法，能否把这五个作业按J1到J5的次序全部装入主存。使用哪种分配算法装入这五个作业，可使主存的利用率最高？ 解答：
作业J1到J5队列：10K ，15K ，102K ，26K ，180K
由分配结果可知，按FFA 分配算法无法装入全部作业，按BFA 分配算法装入了全部作业，BFA 分配算法主存利用率最高。
二、在一个支持虚拟分页并采用请求页式存储管理的系统中，有一用户程序，它访问其地址空间的字地址序列是：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，172 若分配给该作业的内存大小为384字，初始为空，页大小为128字，试按FIFO 、LRU 页面淘汰算法分别计算页面访问的缺页中断率。
解答：
因为页长为128B ，分配给作业的内存大小为384B 故：分配给作业的内存为384/123=3(块)
因为访问的字地址序列为：70，74，135，276，400，300，700，266，148，560，284，172 页号P=(逻辑地址/页长)INT
故对应的页地址序列为：0 ，0，1，2，3，2，5，2，1，4，2，1
按FIFO 淘汰算法进行置换时：
缺页中断率f=（8/12）*100%=66.7%
按LRU 淘汰算法进行置换时：
缺页中断率f=（7/12）*100%=58.33%
三、在一页式系统中，页面的大小为1KB ，地址寄存器的字长为20位。现有一长度为4KB 的用户程序，其4个页面分别被分配在内存的10，14，15和18块中。当程序中的访问地址为2058时，用图画出地址变换的过程。 解答：
因为逻辑地址为2508B ，页长为
1024B
故：页号P=（2058/1024）int=2，页内地址d=（2058/1024）mod=10
根据页号2查页表取得对应的块号为15
所以物理地址W=15*1024+10=15370
页地址转换过程示意图：
控制寄存器逻辑地址2058
物理地址15370（H）
四、某虚拟存贮器的用户空间有32个页面，每页长1KB，主存16KB。假定某时刻，系统为用户的第0，1，2，3页分别分配的物理块号为5，10，4，7，试将虚拟地址（16进制）0AFC（H）和0E7B（H）变换为物理地址（仍用16进制数表示），并要给出简要的变换步骤。
解答：
1、逻辑地址0AFC（H）对应的二进制地址为：0000 10 |10 1111 1100 (B)
p =2 d
根据页号查页表↓↓
对应的块号为b=4 ↓
将块号与页内地址拼接为物理地址000100 |10 1111 1100 (B)
对应十六进制为 1 2 F C (H)
2、逻辑地址0E7B（H）对应的二进制地址为：0000 11 |10 0111 1011 (B)
p =3 d
根据页号查页表↓↓
对应的块号为b=7 ↓
将块号与页内地址拼接为物理地址000111 |10 0111 1011 (B)
对应十六进制为 1 E 7 B (H)
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