操作系统试题集

试题一

1、判断题（10小题，每小题1分，共10分） 2、 选择题（10小题，每小题2分，共20分） 3、 填空题（10空，每空2分，共20分） 4、 简答题（4小题，每小题5分，共20分）

1．进程调度中\可抢占\和\非抢占\两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？ （1）可抢占式会引起系统的开销更大。（1分）

(2)可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间开销增大。（4分）

2．一个含五个逻辑记录的文件，系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上，每个记录占用一个磁盘块，现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录，简述它的操作过程。

答：从文件目录中找到该文件，按址读出第一个记录（1分）；取出第一个记录块中指针，存放到新记录的指针位置（2分）；把新记录占用的物理块号填入第一个记录的指针位置启动磁盘把第一个记录和新记录写到指字的磁盘块上（2分）。

3．在spool系统中设计了一张\缓输出表\，请问哪些程序执行时要访问缓输出表，简单说明之。 答：井管理写程序把作业执行结果文件登记在缓输出表中（2分）； 缓输出程序从缓输出表中查找结果文件并打印输出（3分）。 4．试比较进程调度与作业调度的不同点

（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机（3分）

（或）作业调度是高级调度，它位于操作系统的作业管理层次。进程调度是低级调度，它位于操作系统分层结构的最内层。

（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机（2分）。

5、 分析题（2小题，每小题10分，共20分）

(1)假设有4个记录A、B、C、D存放在磁盘的某个磁道上,该磁道划分为4块,每块存放一个记录,安排如下表所示:

块号 记录号 1 2 3 4 A B C D 现在要顺序处理这些记录,如果磁盘旋转速度为2Oms转一周,处理程序每读出一个记录后花5ms的时间进行处理。试问处理完这4个记录的总时间是多少?为了缩短处理时间应进行优化分布,试问应如何安排这些记录?并计算处理的总时间。

答：优化前处理总时间=(5+5)+(5*3+5+5)+(5*3+5+5)+(5*3+5+5)=85ms (4分) 优化后记录顺序为: A,C,B,D (3分)

优化后处理总时间=(20/4+5)*4+5=45ms (3分) 难度系数：B 知识点：磁盘管理

2)有5个任务A,B,C,D,E,它们几乎同时到达,预计它们的运行时间为10,6,2,4,8mn。其优先级分别为

3,5,2,1和4,这里5为最高优先级。对于下列每一种调度算法,计算其平均进程周转时间(进程切换开销可不考虑)。

(1)先来先服务(按A,B,c,D,E)算法。 (2)优先级调度算法。 (3)时间片轮转算法。

答：(1)采用FCFS的调度算法时,各任务在系统中的执行情况如下表所示:

执行次序 A B C D E 所以,进程的平均周转时间为:

T=(10+16+18+22+3O)/5=19.2 min （3分）

(2)采用优先级调度算法时,各任务在系统中的执行情况如下表所示:

执行次序 B E A C D 所以,进程的平均周转时间为:

T=(6+14+24+26+27)/5=19.4 min （3分）

(3)采用时间片轮转算法时,假定时间片为

T1=3Omin, T2=22min, T3=6min,T4=16min,T5=28min 所以,进程的平均周转时间为:

T=(30+22+6+16+28)/5=20.4min （4分）

6、 设计题（1小题，共10分）

2min,各任务的执行情况

是:(A,B,C,D,E),(A,B,D,E),(A,B,E),(A,E),(A)。设A～E五个进程的周转时间依次为T1～T5,显然,

运行时间 6 8 10 2 1 优先数 5 4 3 2 1 等待时间 0 6 14 24 26 周转时间 6 14 24 26 27 运行时间 10 6 2 4 8 优先数 3 5 2 1 4 等待时间 0 10 16 18 22 周转时间 10 16 18 22 30 有一个理发师,一把理发椅和n把供等候理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客,则理发师便在理发椅子上睡觉:当一个顾客到来时,必须唤醒理发师,进行理发；如果理发师正在理发时,又有顾客来到,则如果有空椅子可坐,他就坐下来等,如果没有空椅子,他就离开。为理发师和顾客各编一段程序描述他们的行为,要求不能带有竞争条件。

#define CHAIRS n/ * n为等候的顾客准备的椅子数*/ semphore customers=0; semphore barbers=O;

semaphore S=1; /*用于互斥*/ int waiting=0; （3分） void barber() { while (T)

{

P(customers); P(S);

waiting =waiting -1; V(bMbers); V(S); 理发...

} }（4分） void customerO { P(S);

if (wait

waiting=waiting+1;

V(customers);

V(S); P(barbers); 坐下等待:

}

else { V(S); } }（3分）

试题二

1、判断题（10小题，每小题1分，共10分） 2 选择题（10小题，每小题2分，共20分） 3 填空题（10空，每空2分，共20分） 4 简答题（4小题，每小题5分，共20分）

1.死锁和竞争有何关系?

答：死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局,若无外力的作用,这些进程都将永远不能再向前推进（2分）。所以,死锁是由于系统中多个进程所共享的资源不足以同时满足需要时,引起对资源的竞争而产生的。但竞争资源不→定都会产生死锁,因为只要进程推进顺序合法,就不会产生死锁（3分）。难度系数：B 知识点：死锁和竞争 2.在设计进程调度算法时,应着重考虑哪儿个问题?

答：在设计进程调度算法时,应着重考虑以下四个问题（1分）: (1)引起进程调度的时机（1分）； (2)进程调度的方式（1分）； (3)进程队列的组织（1分）； (4)进程调度算法的选择（1分）。

3.在文件系统中,采用多级树型文件目录结构有何优点?

答：树型目录结构是目前最常用的目录结构,因为它具有如下优点（1分）: (1)解决了文件的重名问题（1分）； (2)有利于文件的分类（1分）； (3)提高了文件的检索速度（1分）； (4)能进行存取权限的控制（1分）。难度系数：B 知识点：多级树型文件目录结构 4为建立虚拟存储系统需要哪些条件?

答：为建立虚拟存储系统需要的条件有下列四个方面（1分）: (1)要有一定容量的主存储器（1分）: (2)要有大容量的辅助存储器（1分）: (3)要有动态地址变换机构（1分）: (4)要采用虚拟存储管理方案（1分）。难度系数：B 知识点：虚拟存储系统 5 分析题（2小题，每小题10分，共20分）

(1)设系统中有三种类型的资源(A、B、C)和五个进程(P1、P2、P3、P4、P5),A资源的数量为17,B资源的数量为5,C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如表1和表2所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。

①T0时刻是否为安全状态? 若是,请给出安全序列。

②在T0时刻若进程P2请求资源(0,3,4),是否能实施资源分配? 为什么?

③在②的基础上,若进程P4请求资源(2,0,1),是否能实施资源分配? 为什么? ④在③的基础上,若进程请求资源(0,2,0),是否能实施资源分配? 为什么?

表1 T0时刻系统状态 进程 P1 P2 P3 P4 P5 最大资源需求量 A B C 5 5 9 5 3 6 4 0 11 4 2 5 4 2 4 剩余资源数

答：

①T0时刻是安全状态,因为可以找到一个安全的序列(P4,P5,Pl,P2,P3)（2分）。 ②不能分配。因为所剩余的资源数量不够（2分）。

③可以分配。当分配完成后,系统剩余的资源向量为(0,3,2),这时仍可找到一个安全的序列队, (P4,P5,Pl,P2,P3)（3分）。

④不能分配。若分配完成后,系统剩余的资源向量为(0,3,匀,这时无法找到一个安全的序列（3分）。

（2）磁盘请求的柱面按10,22,20,2,40,6,38的次序到达磁盘的驱动器,寻道时每个柱面移动需要6ms。计算按以下算法调度时的寻道时间:

(1)先来先服务; (2)下一个最邻近的柱面; (3)电梯算法。 以上所有情况磁头臂均起始于柱面20。

答：该题的解题方法是先计算出每种算法的柱面移动总量。因为每个柱面移动需要6ms,所

已分配资源数量 A B C 2 1 2 4 0 2 4 0 5 2 0 4 3 1 4 A B C 2 3 3 表2 T0时刻系统状态 以,寻道时间=柱面移动总量×6ms。

(1)先到先服务算法的调度顺序为:10,22,20,2,40,6,38 柱面移动总量为:146

寻道时间为:146×6ms=876ms （3分）

(2)下一个最邻近柱面算法调度顺序为:20,22,10,6,2,38,40 柱面移动总量为:60

寻道时间为:60×6ms=360ms（3分）

(3)电梯算法调度顺序为:20,22,38,40,10,6,2 柱面移动总量为:58

寻道时间为58×6ms=348ms（4分）

6 设计题（1小题，共10分）

在一个飞机订票系统中,多个用户共享一个数据库。多用户同时查询是可以接收的,指但若一个用户要订票需更新数据库时,其余所有用户都不可以访问数据库。请画出用户查询与订票的逻辑框图。要求:当一个用户订票而需要更新数据库时,不能因不断有查询者的到来而使他长期等待。

答：本题是典型的读者一写者问题。查询操作是读者,订票操作是写者,而且要求写者优先。

为了达到这一控制效果,可以引入一个变量rc,用于记录当前正在运行的读者进程数。每个读者进程进入系统后需对rc值加1。当rc值由O变为1时,说明是第一个读者进程进入,因此需要该读者进程对控制写者进程的信号量Srw进行P操作,以便与写者进程互斥运行:当rc值由非0值增加时,说明不是第一个读者进程,此时控制写者进程的信号量已经过P操作控制禁止写者进程进入,因此不需要再次对该信号量进行P操作。当读者进程退出时,需对rc做减1操作。如发现减1后m值变为0,说明是最后一个读者进程退出,因此需要该读者进程对控制写者进程的信号量Srw进行V操作,以便使写者进程能够进入。资源计数变量rc也是一个临界资源,需要用信号量Src对它进行互斥访问控制。为了提高写者的优先级,我们还增加了一个信号量S,用以在写进程到达时封锁其后续的读者进程。用户查询与订票的逻辑框图如图所示。（4分）

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