1、1.什么是操作系統(tǒng)？其主要功能是什么？操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源,有效組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件(或程序集合),是用戶和計(jì)算機(jī)直接的程序接口.2.在某個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一臺(tái)輸入機(jī)和一臺(tái)打印機(jī)，現(xiàn)有兩道程序投入運(yùn)行，程序A、B同時(shí)運(yùn)行，A略早于B。A的運(yùn)行軌跡為：計(jì)算50ms、打印100ms、再計(jì)算50ms、打印100ms，結(jié)束。B的運(yùn)行軌跡為：計(jì)算50ms、輸入80ms、再計(jì)算100ms，結(jié)束。試說明：（1）兩道程序運(yùn)行時(shí)，CPU是否空閑等待？若是，在那段時(shí)間段等待？（2）程序A、B是否有等待CPU的情況？若有，指出發(fā)生等待的時(shí)刻。 0 50 100 150 200 2

2、50 300 50 100 50 100 50 100 20 100(1) cpu有空閑等待,在100ms150ms的時(shí)候.(2) 程序A沒有等待cpu,程序B發(fā)生等待的時(shí)間是180ms200ms.1.設(shè)公共汽車上，司機(jī)和售票員的活動(dòng)如下： 司機(jī)的活動(dòng)：啟動(dòng)車輛；正常行車；到站停車。 售票員的活動(dòng)：關(guān)車門；售票；開車門。在汽車不斷的到站、停車、行駛過程中，用信號(hào)量和P、V操作實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)活動(dòng)的同步關(guān)系。semaphore s1,s2;s1=0;s2=0;cobegin 司機(jī)();售票員();coend process 司機(jī)() while(true) P(s1) ; 啟動(dòng)車輛; 正常行車; 到站

3、停車; V(s2); process 售票員() while(true) 關(guān)車門; V(s1); 售票; P(s2); 開車門; 上下乘客; 2.設(shè)有三個(gè)進(jìn)程P、Q、R共享一個(gè)緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)一次只能存放一個(gè)數(shù)據(jù)，P進(jìn)程負(fù)責(zé)循環(huán)地從磁帶機(jī)讀入數(shù)據(jù)并放入緩沖區(qū)，Q進(jìn)程負(fù)責(zé)循環(huán)地從緩沖區(qū)取出P進(jìn)程放入的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，并把結(jié)果放入緩沖區(qū)，R進(jìn)程負(fù)責(zé)循環(huán)地從緩沖區(qū)讀出Q進(jìn)程放入的數(shù)據(jù)并在打印機(jī)上打印。請(qǐng)用信號(hào)量和P、V操作，寫出能夠正確執(zhí)行的程序。semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() while(true)

4、從磁帶讀入數(shù)據(jù); P(sp); Buf=data; V(sq); process Q() while(true) P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); process R() while(true) P(sr); data=buf; V(sp); 打印數(shù)據(jù); coend.3.簡述計(jì)數(shù)信號(hào)量的值與資源使用情況的關(guān)系。當(dāng)計(jì)數(shù)信號(hào)量大于0時(shí),表示可用資源的數(shù)量;當(dāng)它的值小于0時(shí),其絕對(duì)值表示等待使用該資源的進(jìn)程個(gè)數(shù).1 假定某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有R1、R2兩類可再用資源（其中R1有兩個(gè)單位，R2有一個(gè)單位），它們被進(jìn)程P1、P2所共享，且已知兩個(gè)進(jìn)程均以下列順序

5、使用兩類資源： 申請(qǐng)R1申請(qǐng)R2申請(qǐng)R1釋放R1釋放R2釋放R1 試求出系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能到達(dá)的死鎖點(diǎn)，并畫出死鎖點(diǎn)的資源分配圖。進(jìn)程P1占有一個(gè)R1,一個(gè)R2,進(jìn)程P2占有一個(gè)R1.R1 P2P1R2進(jìn)程P1占用一個(gè)R1,進(jìn)程P2占有一個(gè)R1,一個(gè)R2R1 P2P1R22 系統(tǒng)有同類資源m個(gè)，被n個(gè)進(jìn)程共享，問：當(dāng)m>n和mn時(shí)，每個(gè)進(jìn)程最多可以請(qǐng)求多少個(gè)這類資源，使系統(tǒng)一定不會(huì)發(fā)生死鎖？mn時(shí)，每個(gè)進(jìn)程最多請(qǐng)求1個(gè)這類資源時(shí)不會(huì)死鎖；當(dāng)m>n時(shí)，如果 m/n商為k,余數(shù)為t：若t為0，每個(gè)進(jìn)程最多請(qǐng)求k個(gè)，若t不為0，每個(gè)進(jìn)程最多請(qǐng)求k+1個(gè)，則系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。3 設(shè)當(dāng)前的系

6、統(tǒng)狀態(tài)如下，此時(shí)Available=(1,1,2). 進(jìn)程MaxAllocationR1R2R3R1R2R3P1322100P2613511P3314211P4422002 (1)、計(jì)算各個(gè)進(jìn)程還需要的資源數(shù) （2）、系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？為什么？（3）、進(jìn)程P2發(fā)出請(qǐng)求向量request2=(1,0,1)，系統(tǒng)能把資源分配給它嗎？ （4）、若在進(jìn)程P2申請(qǐng)資源后，P1發(fā)出請(qǐng)求向量request1=(1,0,1)，系統(tǒng)能把資源分配給它嗎？ （5）、若在進(jìn)程P1申請(qǐng)資源后，P3發(fā)出請(qǐng)求向量request3=(0,0,1)，系統(tǒng)能把資源分配給它嗎？(1)R1R2R3P1223P2102P3103P

7、4420(2)系統(tǒng)處于安全狀態(tài),存在安全序列:P2P1P3P4.(3)系統(tǒng)能把資源分配給它,存在安全序列:P2P1P3P4.(5)不能,因?yàn)橘Y源不足.(6)不能,因?yàn)檫@樣做會(huì)讓系統(tǒng)處于不安全狀態(tài).1 有5個(gè)批處理作業(yè)AE均已到達(dá)計(jì)算中心，其運(yùn)行時(shí)間分別為2min、4min、6min、8min、10min。若采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法，時(shí)間片為2min，計(jì)算出平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)執(zhí)行時(shí)間等待時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間A202B4812C61420D81826E1020302 若有如下表所示的4個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，分別計(jì)算在FCFS、SJF、HRRF算法下平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)提交時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min1

8、8:0012028:505039:001049:5020 FCFS(先來先服務(wù)法)作業(yè)到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間18:00120min8:0010:00120min128:5050min10:0010:50120min2.439:0010min10:5011:00120min1249:5020min11:0011:2090min4.5平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 =112.5min,平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=4.975 SJF(短作業(yè)優(yōu)先法)作業(yè)到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間18:00120min8:0010:00120min128:5050min10:3011:201

9、50min339:0010min10:0010:1070min749:5020min11:1010:3040min2平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 =95min,平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=3.25 HRRF(高響應(yīng)比優(yōu)先法)作業(yè)到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間18:00120min8:0010:00120min128:5050min10:1011:00130min2.0639:0010min10:0010:1070min749:5020min11:0011:2090min4.5平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 =102.5min,平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=3.7753 多道批處理系統(tǒng)中有一臺(tái)處理器和兩臺(tái)外部設(shè)備（I1和I2），

10、用戶存儲(chǔ)空間為100MB。已知系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度及進(jìn)程調(diào)度采用可搶占的高優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法(優(yōu)先數(shù)越大優(yōu)先級(jí)別越高)，主存采用不可移動(dòng)的可變分區(qū)分配策略，設(shè)備分配遵循動(dòng)態(tài)分配原則。現(xiàn)有4個(gè)作業(yè)同時(shí)提交給系統(tǒng)，如下表所示。求作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)名優(yōu)先數(shù)運(yùn)行時(shí)間及順序/min主存需求/MBA7CPU:1 I1:2 I2:250B3CPU:3 I1:110C9CPU:2 I1:3 CPU:260D4CPU:4 I1:120如下圖 2 3 2 1 1 1 2 2 3 1故有作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間/minA12B13C7D111.在動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理下，按地址排列的主存空閑區(qū)為：10KB,4KB,20KB,18KB,7

11、KB,9KB,12KB,15KB。對(duì)于下列連續(xù)存儲(chǔ)區(qū)的請(qǐng)求: (1)12KB,10KB,9KB; (2)12KB,10KB,15KB,18KB。試問：使用最先適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、循環(huán)適應(yīng)算法，哪個(gè)空閑區(qū)將被使用？(1)最先適應(yīng)算法:314最佳適應(yīng)算法:716循環(huán)適應(yīng)算法346(2)最先適應(yīng)算法:314最佳適應(yīng)算法:7184循環(huán)適應(yīng)算法:3482.一個(gè)32位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用二級(jí)頁表，虛地址被分為9位頂級(jí)頁表、11位二級(jí)頁表和頁內(nèi)偏移。試問：頁面長度是多少？虛地址空間共有多少個(gè)頁面？頁面長度為4KB,虛地址空間共有220個(gè)頁面3.某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供24位虛存空間，主存空間為218Byte，采用請(qǐng)求

12、分頁虛擬存儲(chǔ)管理，頁面尺寸為1KB。假定應(yīng)用程序產(chǎn)生虛擬地址11123456（八進(jìn)制），而此頁面分得的塊號(hào)為100（八進(jìn)制），說明此系統(tǒng)如何產(chǎn)生相應(yīng)的物理地址并寫出物理地址。4.某分段管理采用如下段表：段號(hào)段長內(nèi)存起始地址0380951205252105330036608604501800將虛地址（0，260）、（2，200）、（4，42）轉(zhuǎn)換為物理地址。（0，260）的物理地址為: 260+95=355（2，200）的物理地址為: 200>105,故越界（4，42）的物理地址為: 1800+42=18425.一個(gè)有快表的頁式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)，設(shè)主存訪問周期為1s ，內(nèi)外存?zhèn)魉鸵粋€(gè)頁面的平均

13、時(shí)間為5ms。如果快表的命中率為75%，缺頁中斷率為10%，忽略快表的訪問時(shí)間，試求主存的有效存取時(shí)間。有效存取時(shí)間T=1×75%+2×15%+(5000+2)×10%=501.25s6.設(shè)程序大小為460個(gè)字，考慮如下訪問序列： 55，20，108，180，79，310，170，255，246，433，458，369（1）設(shè)頁面大小為100個(gè)字，試給出訪問序列頁面走向。（2）假設(shè)程序可用主存為200字，采用FIFO,LRU,OPT淘汰算法，求出缺頁中斷率。（1）0 0 1 1 0 3 1 2 2 4 4 3（2）FIFO算法如下頁面走向0 0 1 1 0 3 1

14、 2 2 4 4 3缺頁率為 6÷12=50%LRU算法如下頁面走向0 0 1 1 0 3 1 2 2 4 4 3缺頁率為 7÷1258.3%OPT算法如下頁面走向0 0 1 1 0 3 1 2 2 4 4 3缺頁率為 5÷1241.7%1.若兩個(gè)用戶共享一個(gè)文件系統(tǒng)，用戶甲使用文件A、B、C、D、E，用戶乙要使用文件A、D、E、F。已知用戶甲的文件A與用戶乙的文件A實(shí)際不是同一個(gè)文件，用戶甲、乙的文件D和E是同一個(gè)文件。試設(shè)計(jì)一個(gè)文件系統(tǒng)組織方案，使得甲乙能共享此文件系統(tǒng)而又不致造成混亂。甲文件目錄ABCDE甲乙乙文件目錄ADEF2.設(shè)有一個(gè)UNIX/LINUX

15、文件，如果一個(gè)盤塊大小為1KB，每個(gè)盤塊號(hào)占用4Byte，那么，若進(jìn)程欲訪問偏移量263168Byte處的數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過幾次間接尋址？邏輯塊號(hào)從0開始編號(hào) 263168÷1024=257 故該數(shù)據(jù)的邏輯塊號(hào)為257，偏移為0 1024÷4=256 故一個(gè)盤塊可存放256個(gè)索引項(xiàng) unix/linu文件系統(tǒng)中，前10塊為直接尋址，一次間接尋址256塊， 257<10+256 故需要一次間接尋址，就可讀出該數(shù)據(jù). 如果要求讀入從文件首到263168Byte處的數(shù)據(jù)（包括這個(gè)數(shù)據(jù)），讀出過程：首先根據(jù)直接尋址讀出前10塊；讀出一次間接索引指示的索引塊1塊；將索引下標(biāo)從024

16、7對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊全部讀入。即可。共讀盤塊數(shù)10+1+248=259塊3.某文件系統(tǒng)采用索引文件結(jié)構(gòu)，設(shè)文件索引表的每個(gè)表目占用3Byte，存放盤塊的塊號(hào)，盤塊的大小為512Byte。此文件系統(tǒng)采用直接、一次間接、二次間接、三次間接索引所能管理的最大磁盤空間是多少？在該文件系統(tǒng)中一個(gè)盤塊可以存放512÷3170個(gè)索引項(xiàng),512Byte=0.5KB故直接尋址能管理的最大空間為：170×0.5KB =85KB 一次間接: 170×170×0.5KB=14450KB 二次間接: 170×170×170×0.5KB=2456500KB三

17、次間接: 170×170×170×170×0.5KB=417605000KB4.設(shè)某文件為鏈接文件，由5個(gè)邏輯記錄組成，每個(gè)邏輯記錄的大小與磁盤塊大小相等，均為512Byte，并依次存放在50、121、75、80、63號(hào)磁盤塊上。如要訪問文件的第1569邏輯字節(jié)處的信息，要訪問哪一個(gè)磁盤塊？1569÷152=333 該字節(jié)對(duì)應(yīng)的邏輯塊號(hào)為3（從0開始編號(hào)），位于該塊偏移33處。因此訪問第80塊盤塊。 如果要讀入該字節(jié)，則需從鏈?zhǔn)组_始，逐塊讀入，直到第80塊。所以總的讀盤塊次數(shù)為4次。1 磁盤有200個(gè)磁道，編號(hào)0199。現(xiàn)有請(qǐng)求隊(duì)列：8，18，

18、27，129，110，186，78，147，41，10，64，12。試用下面算法計(jì)算處理所有請(qǐng)求所移動(dòng)的總柱面數(shù)。假設(shè)磁頭的當(dāng)前位置在磁道100。(1) FCFS （2）SSTF （3）SCAN,磁頭當(dāng)前正在按升序方向移動(dòng) （4）電梯算法，磁頭當(dāng)前正在按升序方向移動(dòng)。(1)|100-8|+|18-8|+|27-18|+|129-27|+|110-129|+|186-110|+|78-186|+|147-78|+|41-147|+|10-47|+|64-10|+|12-64|=728(2)|100-110|+|110-129|+|129-147|+|147-186|+|186-78|+|78-64|+|64-41|+|41-27|+|27-18|+|18-12|+|12-10|+|10-8|=264(3)|100-110|+|110-129|+|129-147|+|147-186|+|186-199|+|199-78|+|78-64