2016-2017年广东海洋大学操作系统真题.docx

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2016-2017年广东海洋大学操作系统真题
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一、选择题（15*1=15分）
如：第15题 以下哪个操作系统不是使用NT内核的（A）
A、Windows ME B、windows NT  C、windows XP D、windows 2000
二、名词解释（6*3=18分）
1、 并发性
答：并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道处理程序额环境下，并发性是指一段时间内，宏观上有多个程序在同时进行。
2、 对换
答：所谓“对换“，是指把内存中暂时不能运行的进程或暂时不用的程序或数据，调到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据，调入内存。这种技术能从逻辑上扩充内存空间，从而使整个系统资源的利用更为充分有效。
如果对换是以整个进程为单位，便称之为“整体对换”或“进程对换”，这种对换广泛用于分时系统中；如果对换是以“页”或“段”为单位，则分贝称之为“页面对换”或“分段对换”，又称之为“部分兑换”，它们是实现虚拟存储器的基础。
为了实现进程对换，系统必须能实现下面三方面的功能：
对换空间的管理
进程的换入
进程的换出

3、 临界资源
答：在计算机中许多资源一次只能允许一个进程使用，如果多个进程同时使用这些资源，则有可能造成系统的混乱，这些资源被称作临界资源。
4、 抢占式调度
答：采用这种调度方式，当一进程正在处理机上执行时，系统可根据某种原则暂停他的执行，并将已分配给它的处理机重新分配给一个另一个进程。
抢占的原则有：
① 优先权原则。就绪的高优先权进程有权抢占低优先权进程的CPU。
② 短作业优先原则。就绪的短作业有权抢占长作业的CPU。
③ 时间片原则。一个时间片用完后，系统重新进行进程调度。

5、 SPOOLing
答：即同时联机外围操作，又称脱机操作。在多道程序环境下，可利用多道程序中的一道程序，来模拟脱机的输入输出功能。

6、 删除文件
答：在删除时，应先从目录中找到要删除文件的目录项，使之成为空项，然后回收该文件所占用的存储空间。

三、简答题（5*5=25分）
1、 试从交互性、及时性以及可靠性三个方面，比较分时系统和实时系统。
答：1）交互性：交互性问题时分时系统的关键问题。在分时系统中，用户可以通过终端与系统进行广泛的人机交互，如文件编辑、数据处理和资源共享。实时系统也具有交互性，但在实时系统中交互性仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序，也就是说它的交互性具有很大的局限性。 
2）及时性：分时系统的及时性是指用户能够在很短的时间内获得系统的响应，此时时间间
隔是以人们能接受的等待时间决定的，一般为2-3秒。对实时系统来说，及时性是它的关键问题之一，实时信息系统的及时性要求与分时系统相似，而实时控制系统的及时性要求由被控制对象所要求的开始截止时间和完成截至时间决定的，一般为秒及、百毫秒级直到毫秒级，甚至更低。 
3）可靠性：可靠性是实时系统的另一个关键问题，实时系统中的任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至带来无法预料的灾难性后果，所以实时系统往往采取多级容错措施来保证系统的高度可靠。分时系统虽然也要求可靠，但比实时系统的要求低。

2、PCB的作用是什么？为什么说PCB是进程存在的唯一标识？
答：进程控制块是操作系统用来描述和管理进程的数据结构，其作用是使一个在多到处理程序环境下，不能独自运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，即一个能与其他程序并发执行的进程。  
在创建进程时，系统将为他配置一个PCB，在进行进程调度时，系统将根据PCB中的状态和优先级等信息来选择新进程，然后将老进程的现场信息保存到他的PCB中，再根据新进程PCB中所保存的处理机状态信息来恢复运行的现场；执行中的进程，如果需要访问文件或者需要与合作进程实现同步或通信，也都需要访问PCB；当进程因为某种原因而暂停执行时，也必须将断点的现场信息保存到它的PCB中；当进程结束时，系统将回收它的的PCB。可见，在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制和管理，亦即系统是根据其PCB而不是任何别的什么感知到某进程的存在，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。
3、 说明低级调度的主要功能。
答：（1）保存当前进程的处理机现场信息 
（2）按某种算法选择投入执行的新进程 
（3）恢复新进程的现成，从而处理机分配给新进程
4、 “整体对换从逻辑上也扩充了内存，因此也实现了虚拟存储器的功能”这种说法是否正确，请说明理由。
答：上述说明法是错误的。 
整体对换将内存中暂时不用的某个程序及其数据换出至外存，腾出足够的内存空间以装入在外存中的、具备运行条件的进程所对应的程序和数据。虚拟存储器是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统，是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统，它的实现必须建立在离散分配的基础上。虽然整体对换和虚拟存储器均能从逻辑上扩充内存空间，但整体对换不具备离散性。实际上，在具有整体对换功能的系统中，进程的大小仍受到实际内存容量的限制。
5、 在树形目录结构中，利用链接方式共享文件有何好处？
答：利用链接方式共享文件主要有以下几方面的好处： 
(1)方便用户。这种共享方式允许用户按自己的方式将共享文件组织到某个子目录下，并赋予它新的文件名，从而使用户可更方便地管理和使用共享文件。 
(2)防止共享文件被删除。每次链接时，系统将对索引结点中的链接计数字段i进行加1操作，而删除时，必须先对它进行减1操作，只有当I_nlink的值为0时，共享文件才被真正删除，因此可避免用户仍要共享的文件被删除的现象。 
(3)加快检索速度。为了加快检索文件的速度，一般系统都引入了当前目录的概念。用户在设置了工作目录后，若共享文件己被链接到该工作目录下，则系统无需再去逐级检索树形目录，从而可加快检索速度。

四、计算题（10*3=30分）
1、假设一个系统中有5个进程，它们的到达时间和服务时间如表所示，忽视I/O以及其它开销时间，若分别按先来先服务（FCFS）、非抢占的短作业优先（SJF）、进行CPU调度，请给出各进程的完成时间，周转时间，带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。
进程
到达时间
服务时间
A
0
3
B
2
6
C
4
4
D
6
5
E
8
2
答：

进程   
A
B
C
D
E
平 均

FCFS
完成时间
周转时间
带权周转时间
3
3
1.00
9
7
1.17
13
9
2.25
18
12
2.40
20
12
6.00

8.6
2.56
SPF(非抢占)
完成时间
周转时间
带权周转时间
3
3
1.00
9
7
1.17
15
11
2.75
20
14
2.80
11
3
1.5

7.6
1.84
2、 在一个请求分页系统中，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，目前它还没有任何页装入内存，当分配给该作业的物理块数目M分别为3和4时，请计算采用FIFO页面淘汰算法时，访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。
答：

使用FIFO算法时，访问过程中发生缺页的情况为：当M=3时，缺页次数为9，缺页率为9/12；当M=4时，缺页次数为10，缺页率为10/12。可见，增加分配给作业的内存块数，反而增加了缺页次数，提高了缺页率，这种现象被称做Belady现象。
3、 假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们按照到达的次序分别处于55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道上，当前磁头在100号磁道上，并向磁道号增加的方向移动。请给出按FCFS、SCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。
答：

五、算法题（12*1=12分）
1、 试用记录型信号量写出一个不会死锁的哲学家进餐问题算法。
答：除了为每只筷子设置一个初值为{1，NULL}的记录型信号量chopstick[i](i=0,1,2,3,4)外，还需再设置一个初值为{4，NULL}的记录型信号量Sm，以限制同时就餐的哲学家人数不超过4。第i个哲学家的活动可描述为： 
Pi(){ 
 while(1){ 
  wait(&Sm);   
wait(&chopstick[i]);   
wait(&chopstick[(i+1)%5]);   
eat;   
signal(&chopstick[i]);   
signal(&chopstick[(i+1)%5]);   
signal(&Sm);   
think;  
}
}

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