计算机操作系统 9IO系统例题

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2024年1月24日发(作者：)

下列几种关于进程的叙述， 最不符合操作系统对进程的理解。A. 进程是在多程序环境中的完整程序B. 进程可以由正文段、数据段和进程控制块描述C. 线程（Thread）是一种特殊的进程D. 进程是程序在一个数据集合上的运行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位【答案】A【解析】在这里程序和进程的概念是有区别的，如：程序没PCB，而进程有。进程除了程序代码以外，还有数据段和进程控制块结构等。当被阻塞进程所等待的事件出现时，如所需数据到达或者等待的I/O操作已完成，则调用唤醒原语操作，将等待该事件的进程唤醒。请问唤醒被阻塞进程的是 。Ａ．父进程 Ｂ．子进程

Ｃ．进程本身 Ｄ．另外的或与被阻塞进程相关的进程【答案】D【解析】进程本身处在阻塞状态，当然无法唤醒自己；被阻塞的进程有可能被父进程或子进程唤醒，当然不一定全是，在信号量机制号中，被执行V操作的进程唤醒。因此选择答案D最合适。并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，引起这种错误的原因是 。A．进程执行的顺序性B．访问了共享变量C．程序的结构D．需要的处理器时间【答案】B【解析】两个并发进程，其中一个进程对另一个进程的影响常常是不可预期的，甚至无法再现。一个进程的执行可能影响其它进程的执行结果。即使在正确运行的前提下，程序结果也将可能是不确定的，计算过程具有不可再现性。因此，各种与时间有关的错误就可能出现，与时间有关的错误有两种表现形式，一种是结果不唯一；另一种是永远等待。如果没有对访问共享变量实现互斥，并发进程交替执行可能会产生结果的不一致性。某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于等待状态。当系统完成了所需的读盘操作后，此时该进程的状态将 。A．从就绪变为运行

B．从运行变为就绪C． 从运行变为阻塞

D．从等待变为就绪【答案】D【解析】当磁盘读数据时，进程需要这些数据进行计算，不能继续运行，此时进程处于等待状态。当磁盘中的数据读入内存后，此进程具备了继续运行的条件了，唤醒此等待的进程，把其状态由等待状态变为就绪状态5.在一个只有单处理机（不考虑多核）的操作系统中，进程有运行、就绪、等待三个基本状态。假如某时刻该系统中有10个进程并发执行，且CPU为非核心态情况下，试问：1)这时刻系统中处于运行状态的进程数最多有几个？最少有几个？2)这时刻系统中处于就绪状态的进程数最多有几个？最少有几个？3)这时刻系统中处于等待状态的进程数最多有几个？最少有几个？【分析】1)因为系统中只有一个处理机，所以某时刻处于运行状态的进程数最多只有一个。而4.3.2.1.

2)3)6.最少可能为0，此时其它10个进程一定全部排在各等待队列中，在就绪队列中没有进程，在实际的操作系统中，此时CPU是在运行操作系统的空闲进程（System Idle Process）或线程。处于就绪状态的进程数最多只有9个，不可能出现10个情况，因为一旦CPU有空，调度程序马上调度；处于就绪状态的进程数最少是0个，1个进程运行9个进程等待，或者10个进程全部等待。处于等待状态的进程数做多有10个；等待状态的进程数最少是0个。假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有一个磁道访问请求序列为35、45、12、68、110、180、170、195，且用SCAN调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是 。A. 110、170、180、195

、68

、45、35、12

B. 110

、68

、45、35、12、170、180、195C.110、170、180、195

、12、35、45、68D.12、35、45、68、110、170、180、195【答案】A【解析】SCAN算法的基本思想：磁头从磁盘的一端开始向另一端移动，沿途响应访问请求，直到到达了磁盘的另一端，此时磁头反向移动并继续响应服务请求。根据SCAN算法，可以得到访问序列是A。7.对磁盘进行移臂调度时，既考虑了减少寻找时间，又不频繁改变动臂的移动方向的调度算法是 。A.

先来先服务　　　　　　　　　　B.

最短寻找时间优先C.

电梯调度　　　　　　　　　　　D.

优先级高者优先【答案】C【解析】扫描算法可分为电梯调度（SCAN）算法和单向扫描（CSCAN）算法。电梯调度（SCAN）算法是在磁头前进方向上最短寻找时间的服务，如果前进方向上没有请求（即处理完最高/低编号柱面请求后），则掉转方向。CSCAN算法很大程度上消除了SSTF算法的不公平性，但仍有利于中间磁道的请求。单向扫描（CSCAN）算法是对SCAN算法的改进，它总是按同一方向移动磁头，当处理完最高编号柱面请求后，不是掉转方向，而是把磁头移动最低编号的柱面请求处，然后按同一方向继续向上移动。这种算法彻底消除了对两端磁道请求的不公平。8.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？要求给出计算过程。

（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CSACN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。【分析】本题的知识点：空闲外存储空间的管理方法（考题中的位图表bitmap），磁盘调度算法（考题中的CSCAN算法），磁盘的结构（考题中的平均旋转延时的计算）。这些知识点都包含在操作系统原理的本科教学大纲中，要求考生必须掌握的。笔者在阅卷中了解到，考生这本题的得分少，且得0分考生多。在学习操作系统原理时，考生需要充分理解和掌握操作系统的概念、原理和算法，并且能够灵活运用。【答案】（1） 用位图表示磁盘的空闲状态。每一位表示一个磁盘块的空闲状态，共需要16384/8=2048字节=2KB。系统提供的2KB内存能正好能表示16384个磁盘块。（2）采用CSCAN调度算法，访问磁道的顺序为50、90、30、120，则磁头移动磁道长度为20+90+20+40=170，总的移动磁道时间为170×1ms=170ms。由于转速为6000转/分，则平均旋转延迟为（60/6000）/2 s=5ms，要访问4个磁道，总的旋转延迟时间为=4×5ms=20ms。由于转速为6000转/分，则读取一个磁道上的一个扇区的平均读取时间为（60/6000）/100 s =0.1ms，总的读取扇区的时间=4×0.1ms=0.4ms。读取上述磁道上所有扇区所花的总时间=170ms+20ms+0.4ms=190.4 ms（3）采用FCFS（先来先服务）调度策略更高效。因为Flash半导体存储器的物理结构不需要考虑寻道时间和旋转延迟，可直接按I/O请求的先后顺序服务。

本文标签： 进程磁盘算法状态调度