操作系统习题

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2024年1月22日发(作者：)

操作系统作业

【注意】对于作业中的选择题，都要求抄写题目(题中若有插图可不画)，并在题目上填写答案。

作业1——进程同步（1）

1．设有n个进程使用同一个共享变量，如果最多允许m（m < n）个进程同时进入相关临界区，则信号量的变化范围是 。

A. n,n-1,...,n-m B. m,m-1,...1,0,-1,...m-n

C. m,m-1,...1,0,-1,...m-n-1 D. m,m-1,...1,0,-1,...m-n+1

2．对于有两个并发进程的系统，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则 。

A. 表示没有进程进入与mutex相关的临界区

B. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区

C. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区，另一个进程等待进入

D．表示有两个进程进入与mutex相关的临界区

3．，是信号灯S的两个组成部分，当为空时，的值是( )

A．≤0 B．=0 C．=1 D．Svalue≥0

4．如果信号量的当前值为-3，则表示系统中在该信号量上有 个等待进程。

5．下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是 。（2010全国试题）

A．系统调用 B．中断 C．库函数 D．原语

6．下列选项中，导致创建新进程的操作是 。（2010全国试题）

I．用户登录成功 II．设备分配 III．启动程序执行

A．仅I和II B．仅II和III C．仅I和III D．I、II和III

7．设与某资源关联的信号量初值为3，当前值为1。若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M、N分别是 。（2010全国试题）

A．0、1 B．1、0 C．1、2 D．2、0

作业2——进程同步（2）

1．如何利用信号量机制来实现多个进程对临界资源的互斥访问

2．四个进程A、B、C、D都要读一个共享文件F，系统允许多个进程同时读文件F，但限制是进程A和进程C不能同时读文件F，进程B和进程D也不能同时读文件F，为了使这四个进程并发执行时能按系统要求使用文件，现用PV操作进行管理，请回答下面的问题：

（1）应定义的信号量及初值： 。

（2）在下列的程序中填上适当的P、V操作，以保证它们能正确并发工作。

process A process B process C process D

begin begin begin begin

① ；

read F；

② ；

end；

③ ；

read F；

④ ；

end；

⑤ ；

read F；

⑥ ；

end；

⑦ ；

read F；

⑧ ；

end；

3．生产者-消费者问题中，如果将wait（full）和wait（mutex）互相置换，或者将signal（mutex）和signal（empty）互相置换，结果会如何

4．若一只盘子一次只能放一个水果，A只往盘中放苹果，B只往盘中放梨子，C只从盘中取苹果，D只从盘中取梨子。试用P、V操作写出同步算法。

作业3——进程同步（3）

1．试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。

2．今有一个文件F供进程共享，现把这些进程分成A、B两组，规定同组的进程可以同时读文件F；但当有A组（或B组）的进程在读文件F时就不允许B组（或A组）的进程读文件F。试用P、V操作来进行管理。

3．多个进程共享一个文件，其中只读文件的称为读者，其余只写文件的称为写者，读者可以同时读，但写者只能单独写。请：

（1） 说明进程间的相互制约关系，应设哪些信号量

（2） 用P、V操作写出其同步算法，使得它对写者优先，即一旦有写者到达，后续的读者都必须等待，而无论是否有读者在读文件。

4．进程P0和P1的共享变量定义及其初值为：

boolean flag[2];

int turn=0;

flag[0]=FALASE; flag[1]=FALSE;

若进程P0和P1访问临界资源的类C伪代码实现如下：

void P0( )

0AC3AC4AC14AC4AC20AC11AC20AC8AC102C128

页号 页内偏移量

页目录号

0段页表

0

段表

0

1

2

3

1

2

5

7

8

8位 4位 12位

S P W

逻辑地址结构

1段页表

0

1

2

3

6

9

2段页表

0 10

1

2

2号页框

3号页

2号页

4

15

9号页框

0号页

7号页框

1号页

4号页框

2G B. 4G C. 8G D. 16G

5．操作系统中对目录管理的主要要求，不包括 。

A．对文件实现按名存取 B．节省文件存储空间

C．提高对目录的检索速度 D．允许文件重名

6．在UNIX系统V中，如果一个盘块的大小为1KB，每个盘号占4个字节，那么，一个进程要访问某文件中偏移量为字节处的数据时，需要经过 。

A．直接寻址（相当于一级索引） B．一次间址（相当于二级索引）

C．二次间址（相当于三级索引） D．三次间址（相当于四级索引）

7．在UNIX System V中，如果一个盘块的大小为1KB，每个盘块号占4B，那么，该系统中允许的文件最大长度约为 B 。

A、1GB B、16GB C、256GB D、4TB

8．设文件索引节点中有7个地址项，其中4个地址项是直接地址索引，2个地址项是一级间接地址索引，1个地址项是二级间接地址索引，每个地址项大小为4字节。若磁盘索引块和磁盘数据块大小均为256字节，则可表示的单个文件最大长度是 。（2010全国试题）

A．33KB B．519KB C．1057KB D．16513KB

9．设置当前工作目录的主要目的是 。（2010全国试题）

A．节省外存空间 B．节省内存空间

C．加快文件的检索速度 D．加快文件的读/写速度

作业10——文件管理（2）

1．某文件系统以硬盘作为存储器，盘块大小为512Ｂ，有文件A，包含590个逻辑记录，每个记录占255B，每个盘块存放2个记录。文件A在文件目录中的位置如下图所示。

root

bin

dev

mike

file1

A

此树形目录结构由根目录结点，作为目录文件的中间结点和作为信息文件的叶子结点组成，每个目录项占127B，每个物理块存放4个目录项。根目录的内容常驻内存。问：

(1) 若文件采用隐式链接结构，设每块的链接字占2B。如果要将文件A读入内存，至少要存取几次硬盘为什么

(2) 若文件采用连续文件结构，如果要将文件A的逻辑记录号为480的记录读入内存，至少要存取几次硬盘为什么

2．假定磁盘的每个盘面分为8个扇区，其旋转速度为20ms/周。若有8个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，处理程序每次从磁盘读出一个记录后腰花费5ms进行处理，现在用户要求顺序处理这8个记录，请回答：

① 画图说明怎样安排这8条记录，使得它们能保证最高效率。

② 按照最优分布时，计算出磁盘需要旋转几周

B

etc

boot

marry

usr

you

dir1

C

tmp

he

dir2

D E

附加题，可不做。

3．(北京大学1994年考研试题)有一个文件系统如图A所示。图中的框表示目录，圆圈表示普通文件。根目录常驻内存，目录文件组织成链接文件，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件名及其磁盘地址（各占2个字节，共4个字节）。若下一级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后4个字节供拉链使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有512字节，与普通文件的一页等长。

根目录

A C

B

…

D

E

F

G

H

…

I

J

K

Q

L

…

M

N

P

R

S

T

U

磁盘地址1

磁盘地址2

磁盘地址3

磁盘地址4

磁盘地址5

磁盘地址6

磁盘地址7

磁盘地址8

磁盘地址9

磁盘地址10

磁盘地址11

磁盘地址12

磁盘地址13

图B 普通文件的FCB组织

图A 文件系统结构示意图

V

…

W

普通文件的文件控制块组织如图B所示。其中，每个磁盘地址占2个字节，前10个地址直接指示该文件前10页的地址，第11个地址指示一级索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件页地址；第12个地址指示二级索引表地址，二级索引表中每个地址指示一个一级索引表地址；第13个地址指示三级索引表地址，三级索引表中每个地址指示一个二级索引表地址。问：

（1）一个普通文件最多可有多少个文件页

（2）若要读文件J中某一页，最多启动磁盘多少次

（3）若要读文件W中的某一页，最少启动磁盘多少次

（4）就（3）而言，为最大限度减少启动磁盘次数，可采用什么方法此时，磁盘最多启动多少次

作业11——设备管理（1）

1．硬件采用了中断和通道技术，使得 。

A．CPU与外设能紧密结合 B．CPU与外设能并行工作

C．CPU速度提高 D．外设速度提高

2．以下 不属于磁盘的驱动调度。

A. 最高响应比优先调度算法 B. 先来先服务调度算法

C. 电梯调度算法 D. 单向扫描调度算法

3．I/O软件一般分为4个层次：用户层、与设备无关软件层、设备驱动程序、中断处理程序。以下工作中，不是由设备驱动程序完成的是 。

A．向设备寄存器写命令

B．检查用户是否有权使用设备

C．将二进制整数转换成ASCII码以便打印

D．解释用户的I/O请求，并将该请求转化为具体的I/O操作

4．本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的程序是 。（2010全国试题）

A．命令解释程序 B．中断处理程序

C．系统调用服务程序 D．用户登录程序

作业12——设备管理（2）

1．一台转速为3600（转分）的磁盘，其存储密度为（K/道）。已知磁盘由启动到运转平稳的时间为3ms，磁头臂的移动速度为（ms/道），请回答：

（1）设磁头的当前位置在第20号磁道上，移动方向为磁道号增加的方向。若系统收到4条记录访问请求，请求序列如下表所示。

记录号

1

2

3

4

磁道号

18

25

32

7

请写出电梯调度算法的访问序列。

（2）若上述4条记录的长度皆为，求系统按电梯调度算法访问磁盘，上述4条记录的最长时间为多少(计算时间时保留2位小数)

2．(2010全国试题)假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘块的空闲状态。

（1）请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。

（2）设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动(如下图所示)，磁道号请求队列为50,90,30,120，对请求队列中的每一个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这4个扇区总共需要多少时间给出计算过程。

随机分布的某扇区

0号磁道

磁头当前运动方向

100号磁道

（3）如果将磁盘替换为随机访问的Flash半导体存储器(如U盘、SSD等)，是否有比CSCAN更高效的磁盘调度策略若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。

本文标签： 文件磁盘进程地址目录