太原理工大學操作系統(tǒng)復習提綱和習題解答.doc
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太原理工大學操作系統(tǒng)復習提綱和習題解答.doc
操作系統(tǒng)復習大綱1 操作系統(tǒng)功能、特征2 操作系統(tǒng)類型3 進程的特征與進程的組成4 進程控制塊的內(nèi)容及作用5 進程的3種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換6 進程與線程的主要區(qū)別7 原語8 臨界資源、臨界區(qū)9 用信號量和p、v操作機制實現(xiàn)進程的同步和互斥10 處理機的分級調(diào)度11 作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度的比較12 進程調(diào)度方式13 作業(yè)調(diào)度性能的衡量14 常用的調(diào)度算法15 產(chǎn)生死鎖的根本原因、必要條件和解決死鎖的方法16 邏輯地址(空間)、物理地址(空間)17 地址重定位,頁式存儲管理地址變換過程18 分區(qū)式存儲管理、分頁存儲管理與分段存儲管理的原理19 分區(qū)分配算法20 頁面淘汰算法21 設(shè)備的分類22 緩沖技術(shù)23 I/O控制過程24 設(shè)備獨立性與邏輯設(shè)備和物理設(shè)備25 Spooling技術(shù)26 文件的邏輯結(jié)構(gòu)、文件的物理結(jié)構(gòu)與存取方法27 文件目錄與目錄結(jié)構(gòu)28 操作系統(tǒng)接口的類型、形式和作用29 處理機的工作狀態(tài)及特權(quán)指令30 系統(tǒng)調(diào)用的過程操作系統(tǒng)試卷題型一、填空題(每空1分,共15分)二、單項選擇題(共15小題,每小題2分,共30分)三、簡答題(本大題共5小題,每小題5分,共25分) 按要點給分四、應(yīng)用題(本大題共3小題,每小題10分,共30分) 按步驟給分操作系統(tǒng)第四章作業(yè)題1、采用可變分區(qū)管理存儲空間時,若主存中按地址順序依次有五個空閑區(qū),大小分別為15K、28K、10K、226K、110K。現(xiàn)有五個作業(yè)J1到J5,它們所需的主存空間依次是10K、15K、102K、26K、180K。問如果采用最先適應(yīng)分配算法,能否把這五個作業(yè)按J1到J5的次序全部裝入主存。使用哪種分配算法裝入這五個作業(yè),可使主存的利用率最高?2、在一個支持虛擬分頁并采用請求頁式存儲管理的系統(tǒng)中,有一用戶程序,它訪問其地址空間的字地址序列是:70,74,135,276,400,300,700,266,148,560,284,172 若分配給該作業(yè)的內(nèi)存大小為384字,初始為空,頁大小為128字,試按FIFO、LRU頁面淘汰算法分別計算頁面訪問的缺頁中斷率。3、在一頁式系統(tǒng)中,頁面的大小為1KB,地址寄存器的字長為20位。現(xiàn)有一長度為4KB的用戶程序,其4個頁面分別被分配在內(nèi)存的10,14,15和18塊中。當程序中的訪問地址為2058時,用圖畫出地址變換的過程。4、某虛擬存貯器的用戶空間有32個頁面,每頁長1KB,主存16KB。假定某時刻,系統(tǒng)為用戶的第0,1,2,3頁分別分配的物理塊號為5,10,4,7,試將虛擬地址(16進制)0AFC(H)和0E7B(H)變換為物理地址(仍用16進制數(shù)表示),并要給出簡要的變換步驟。操作系統(tǒng)第二章作業(yè)題及參考答案一、請用P、V操作實現(xiàn)4100接力賽的同步過程,并說明所用信號量的作用和取值范圍。解答:begin S12,S23,S34:semaphore;(信號量的作用:實現(xiàn)接力賽運動員跑步過程的同步) S12=S23=S34=0; (信號量的取值范圍:1,0,-1) cobegin process P1 begin 跑100米; V(S12); end processP2 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 coendend二、在某一自動測量系統(tǒng)中要完成采樣、轉(zhuǎn)換和顯示等任務(wù)。采樣過程把從傳感器上得到的整型微電壓值存入一個緩沖區(qū),轉(zhuǎn)換過程把微電壓值從緩沖區(qū)取出,計算轉(zhuǎn)換成量度值再存入該緩沖區(qū),顯示過程把緩沖區(qū)中的量度值取出并顯示。用PV操作實現(xiàn)三個過程共享緩沖區(qū)的同步問題,并說明信號量的作用。解答:begin semaphore S1=1; (空) semaphore S2=0;(有電壓) semaphore S3=0;(有量度)(信號量的作用:實現(xiàn)采樣、轉(zhuǎn)換和顯示過程的同步) cobegin process 采樣 begin L1:得到一個微電壓值; P(S1); 將微電壓值存入緩沖區(qū); V(S2); goto L1; end process轉(zhuǎn)換 begin L2:P(S2); 從緩沖區(qū)中取出微電壓值; 將微電壓值轉(zhuǎn)換成量度值; 將量度值存入緩沖區(qū); V(S3); goto L2; endprocess 顯示 beginL3:P(S3); 從緩沖區(qū)中取出量度值; V(S1); 顯示量度值; goto L3; endcoendend三、桌子上有一只盤子,每次只能放入一個水果。爸爸專向盤中放蘋果,媽媽專向盤中放橘子,女兒專吃盤中的蘋果,兒子專吃盤中的橘子。試用P、V操作實現(xiàn)父、母、兒、女進程的同步。解答:begin semaphore S1=1; (盤空) semaphore S2=0; (有蘋果) semaphore S3=0; (有橘子) cobegin process 父 begin F:取一個蘋果; P(S1); 將蘋果放入盤中; V(S2); goto F; end process母 begin M:取一個橘子; P(S1); 放入橘子; V(S3); goto M; endprocess 兒 begin S:P(S3); 從盤中取橘子; V(S1); 吃橘子;goto S; endprocess 女 begin D:P(S2); 從盤中取蘋果; V(S1); 吃蘋果; goto D; endcoendend操作系統(tǒng)第四章作業(yè)題及參考答案一、 采用可變分區(qū)管理存儲空間時,若主存中按地址順序依次有五個空閑區(qū),大小分別為15K、28K、10K、226K、110K?,F(xiàn)有五個作業(yè)J1到J5,它們所需的主存空間依次是10K、15K、102K、26K、180K。問如果采用最先適應(yīng)分配算法,能否把這五個作業(yè)按J1到J5的次序全部裝入主存。使用哪種分配算法裝入這五個作業(yè),可使主存的利用率最高?解答:作業(yè)J1到J5隊列:10K,15K,102K,26K,180K102K10K15K26K15K28K10K226K110K180K的作業(yè)無法裝入1、FFA分配結(jié)果:10K102K15K180K26K15K28K10K226K110K作業(yè)全部裝入2、BFA分配結(jié)果:102K10K15K102K15K28K10K226K110K180K的作業(yè)無法裝入3、WFA分配結(jié)果:由分配結(jié)果可知,按FFA分配算法無法裝入全部作業(yè),按BFA分配算法裝入了全部作業(yè),BFA分配算法主存利用率最高。二、 在一個支持虛擬分頁并采用請求頁式存儲管理的系統(tǒng)中,有一用戶程序,它訪問其地址空間的字地址序列是:70,74,135,276,400,300,700,266,148,560,284,172 若分配給該作業(yè)的內(nèi)存大小為384字,初始為空,頁大小為128字,試按FIFO、LRU頁面淘汰算法分別計算頁面訪問的缺頁中斷率。解答:因為頁長為128B,分配給作業(yè)的內(nèi)存大小為384B故:分配給作業(yè)的內(nèi)存為384/123=3(塊)因為訪問的字地址序列為:70,74,135,276,400,300,700,266,148,560,284,172頁號P=(邏輯地址/頁長)INT故對應(yīng)的頁地址序列為:0 ,0,1,2,3,2,5,2,1,4,2,1按FIFO淘汰算法進行置換時: 0 1 2 3 50 0 1 2 3 2 5 2 1 4 2 10 0 0 1 2 3 5 1 1 1 2 3 5 1 4 2 3 5 1 4 2缺頁中斷率f=(8/12)*100%=66.7%按LRU淘汰算法進行置換時: 0 1 3 50 0 1 2 3 2 5 2 1 4 2 10 0 0 1 1 3 3 5 2 1 4 1 1 2 3 2 5 2 1 4 2 2 3 2 5 2 1 4 2 1缺頁中斷率f=(7/12)*100%=58.33%三、在一頁式系統(tǒng)中,頁面的大小為1KB,地址寄存器的字長為20位。現(xiàn)有一長度為4KB的用戶程序,其4個頁面分別被分配在內(nèi)存的10,14,15和18塊中。當程序中的訪問地址為2058時,用圖畫出地址變換的過程。解答:因為邏輯地址為2508B,頁長為1024B故:頁號P=(2058/1024)int=2,頁內(nèi)地址d=(2058/1024)mod=10根據(jù)頁號2查頁表取得對應(yīng)的塊號為15所以物理地址W=15*1024+10=15370頁地址轉(zhuǎn)換過程示意圖:控制寄存器 邏輯地址20581021510頁表始址頁表長度+ 分 解 100 1 14 215 3 18 頁表 查頁表 拼接 物理地址15370(H) 四、某虛擬存貯器的用戶空間有32個頁面,每頁長1KB,主存16KB。假定某時刻,系統(tǒng)為用戶的第0,1,2,3頁分別分配的物理塊號為5,10,4,7,試將虛擬地址(16進制)0AFC(H)和0E7B(H)變換為物理地址(仍用16進制數(shù)表示),并要給出簡要的變換步驟。解答:1、邏輯地址0AFC(H)對應(yīng)的二進制地址為:0000 10 |10 1111 1100 (B) p =2 d根據(jù)頁號查頁表 對應(yīng)的塊號為 b=4 將塊號與頁內(nèi)地址拼接為物理地址 000100 |10 1111 1100 (B) 對應(yīng)十六進制為 1 2 F C (H)2、邏輯地址0E7B(H)對應(yīng)的二進制地址為:0000 11 |10 0111 1011 (B) p =3 d根據(jù)頁號查頁表 對應(yīng)的塊號為 b=7 將塊號與頁內(nèi)地址拼接為物理地址 000111 |10 0111 1011 (B) 對應(yīng)十六進制為 1 E 7 B (H)