作業系統試卷

2023-01-16 11:27:05 字數 3736 閱讀 5234

1高階排程,中級排程,低階排程2作業排程,中級排程,程序排程3尋道時間,旋轉延遲時間,傳輸時間4讀寫,讀5提交 ,後備,執行,完成6檔案控制塊

7使用者,機器8位元組多路通道,陣列多路通道,選擇通道9就緒,排程程式,執行10空閒則進,忙則等待,有限等待

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1. 試說明程序互斥、同步和通訊三者之間的關係。

答:程序同步:它主要源於程序合作,是程序間共同完成一項任務時直接發生相互作用的關係。

為程序之間的直接制約關係。在多道環境下,這種程序間在執行次序上的協調是必不可少的。 (2分)

程序互斥:它主要源於資源共享,是程序之間的間接制約關係。在多道系統中,每次只允許乙個程序訪問的資源稱為臨界資源,程序互斥就是保證每次只有乙個程序使用臨界資源。 (2分)

程序通訊是指程序間的資訊交換。pv操作作為程序的同步與互斥工具因資訊交換量少,效率太低,稱為低階通訊。而高階通訊則以較高的效率傳送大批資料。(1分)

2.虛擬儲存器有哪些特徵? 其中最本質的特徵是什麼?

虛擬儲存器具有離散性,多次性,對換性和虛擬性的特徵;(3分)其中最本質的特徵是離散性,在此基礎上又形成了多次性和對換性,所表現出來的最重要的特徵是虛擬性。(2分)

3.簡述spooling系統的設計思想。

答:一種以空間換時間技術;(1分)有兩部分組成:spooling輸入和spooling輸出;(1分)輸入井和輸出井介紹(2分);記憶體執行和i/o操作可並行。(1分)

4.說明死鎖預防的策略。

答:所謂死鎖預防,就是採用某種策略,限制併發程序對資源的請求,使系統在任何時刻都不滿足死鎖的必要條件。死鎖預防主要是針對破壞四個必要條件進行的。(1分)

(1)破壞互斥條件:很難改變資源的固有屬性。(1分)

(2)破壞不剝奪條件:資源暫時釋放策略,申請新的資源得不到滿足則暫時釋放已有資源。實現複雜,開銷加大,比如要保護程序及資源釋放的各處現場。

(3)破壞請求與保持條件:一次性申請全部資源,可能造成資源浪費。(1分)

(4)破壞環路條件:資源有序申請,給資源編號1~n 使用時換公升序進行。

5.什麼是檔案目錄?檔案目錄中應包括哪些基本資訊?

答:檔案目錄是檔名到其儲存位址的索引表。它是一張記錄所有檔案的名字及其存放位址的目錄表。

(1分)表中的每個表目還應包括關於檔案的說明和控制方面的資訊。(1分)檔案目錄的每個表項一般包含:檔名、檔案邏輯結構(說明該檔案的記錄是否定長,記錄長度及記錄個數等)、檔案在儲存器中的物理位置、訪問控制資訊(登記檔案主本人及其他使用者具有的訪問許可權)、管理資訊(如建立日期等)、檔案型別。

(3分)

1.(8分)某個os採用可變分割槽分配方法管理,使用者區主存512kb,自由區由可用空區表管理,若分配時採用分配自由區的低位址部分的方案。假設初始時全為空。對於下述申請次序:

申請(300kb), 申請(100kb), 釋放(300kb), 申請(150kb), 申請(30kb),申請(40kb),申請(60kb),釋放(30kb)。

根據上述資訊,回答下列問題:

(1)採用首次適應(first fit),在申請次序完畢後,自由空區中有哪些空塊(給出位址、大小)

(2)採用最佳適應(best fit),在申請次序完畢後,自由空區中有哪些空塊(給出位址、大小)

(3)如果再申請100kb,針對(1)和(2)各有什麼結果?

答:(1)採取首次適應演算法,最後的空閒塊為:(起始位址:

150k,大小:30k)(起始位址:280k,大小:

20k)(起始位址:400k,大小:112k)(3分)

(2)採取最佳適應演算法,最後的空閒塊為:(起始位址:400k,大小:30k)(起始位址:470k,大小42k)(起始位址:210k,大小:90k)(3分)

(3)如果再申請100kb空間,則採用最先適應演算法後的剩餘空間可以滿足這一申請,而採用最佳適應演算法後的剩餘空間不能滿足這一申請。

2.(9分)linux系統採用什麼樣的程序排程演算法?簡述其原理。其優先順序是如何計算的?

(1)linux系統採用的是多級反饋佇列輪轉排程演算法;(2分)

(2)首先系統中設定多個就緒佇列,每個就緒佇列分配給不同時間片,優先順序高的為第一級佇列,時間片最小,隨著佇列級別的降低,時間片加大,各個佇列按照先進先出排程演算法。(2分)乙個新程序就緒後進入第一級佇列。程序由於等待而放棄cpu後,進入等待佇列,一旦等待的事件發生,則回到原來的就緒佇列。

(1分)當有乙個優先順序更高的程序就緒時,可以搶占cpu,被搶占程序回到原來一級就緒佇列末尾。當第一級佇列空時,就去排程第二級佇列,如此類推。當時間片到後,程序放棄cpu,回到下一級佇列。

(2分)

(3)每隔1秒,核心按如下公式重新計算使用者優先數:

優先數=(最近使用cpu的時間/2)+基本使用者優先數.

3.(8分)linux採用索引方式來管理檔案。在inode中,包含15個指標,其中12個指標直接指向資料塊,第13個指標指向間接索引塊,由間接索引塊再指向資料塊,第14個指標指向二級間接索引塊,第15個指標指向**間接索引塊。在linux中,間接索引塊和資料塊預設大小均為1kb,每個指標需要占用4位元組。

根據上述資訊,回答下列問題:

(1)如果要訪問4kb大小的乙個檔案中的某乙個資料,在訪問完該檔案的inode後,還需要最多再訪問幾次外存?如果檔案是400kb呢?(假設訪問乙個資料只會涉及到乙個資料塊)

(2)linux採用索引方式管理檔案有什麼好處?

答:(1)訪問4kb大小的檔案中的某個資料,最多需要訪問一次記憶體;4kb/1kb=4

(要求計算過程,2分)

400kb的話,最多需要訪問三次記憶體。400kb/1kb=400,400>12,1kb/4=256,12+256+256*256>400>12+256(要求計算過程,3分)

(2)索引檔案結構既可以滿足檔案動態增長的要求,又可以方便和迅速地實現隨機訪問。因為有關邏輯塊號和物理塊號的資訊全部放在乙個索引表中,而不像鏈結檔案結構那樣分散在不同的物理塊中。索引檔案的優點是既可以進行順序訪問和隨機訪問,也方便檔案的增刪,只需要知道索引表的位址就可以了。

(3分4.(10分)設有一台計算機,有兩條i/o通道,分別接一台卡片輸入機和一台印表機。卡片機把一疊卡片逐一輸入到緩衝區b1中,加工處理後在搬到緩衝區b2中,並在印表機上印出,問:

①系統要設幾個程序來完成這個任務?各自的工作是什麼?

②這些程序間有什麼樣的相互制約關係?

③用p、v操作寫出這些程序的同步演算法。

解: ①系統可設三個程序來完成這個任務:r程序負責從卡片輸入機上讀入卡片資訊,輸入到緩衝區b1中;c程序負責從緩衝區b1中取出資訊,進行加工處理,之後將結果送到緩衝區b2中;p程序負責從緩衝區b2中取出資訊,並在印表機上印出。

(2分)

②r程序受c程序影響,b1放滿資訊後r程序要等待——等c程序將其中資訊全部取走,才能繼續讀入資訊;c程序受r程序和p程序的約束:b1中資訊放滿後c程序才可從中取出它們,且b2被取空後c程序才可將加工結果送入其中;p程序受c程序的約束:b2中資訊放滿後p程序才可從中取出它們,進行列印。

(2分)

③訊號量含義及初值:(2分)

b1full—— 緩衝區b1滿,初值為0;

b1empty——緩衝區b1空,初值為0;

b2full—— 緩衝區b2滿,初值為0;

b2empty——緩衝區b2空,初值為0;

(4分)

r程序c程序p程序

輸入資訊寫入緩衝區b1p(b1fullp(b2full)

v(b1full從b1中取出資訊從b2中取出資訊進行列印

p(b1empty加工資訊v(b2empty)

結果送入b2

v(b1empty

v(b2full

p(b2empty

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