華東師范大學期末試卷（A卷）2013—2014學年第二學期課程名稱：操作系統學生姓名： 學號：專業：軟件工程 年級/班級.一個用戶進程執行系統調用時，運行在核心態、系統上下文中。F（很可能在用戶上下文）.當一個用戶進程執行系統調用時，該用戶進程可能從運行狀態轉換為就緒狀態，也可能從運行狀態轉換為等待狀態。T.只使用二元信號量和計數器，而不使用計數信號量，是無法實現有界緩沖區問題（bounded-buffer）的。F（二者其實等價，可實現）.不安全狀態未必會導致死鎖的發生；始終處于安全狀態也不能保證死鎖一定不會發生。F（安全一定無死鎖）.頁表和FCB一樣，應該存放在磁盤上，由操作系統內核進行管理，在需要的時候調入內存使用。F（頁表存內存）.I/O設備的驅動程序代碼應該運行在使用該I/O設備的進程的用戶態。F（核心態運行）.發生缺頁中斷的進程將從運行態轉換為就緒態。F（等待）.目錄是一種特殊的文件，其內容只能由操作系統中文件系統相關的代碼在內核態訪問。T.并非所有的二級或三級存儲設備都需要磁盤調度。T.邏輯炸彈（logicbomb）會通過特殊的程序邏輯引起計算機硬件爆炸。F（通常不爆炸）二、單選題（30分，每題3分）（全是C）第1頁/共6頁.以下哪種調度算法在各自的應用場景下不一定是最優的：A.CPU調度，非搶占情況下的最短作業優先（對平均等待時間）；B.CPU調度，搶占情況下的最短剩余時間優先（對平均等待時間）;C.磁盤調度，最短尋道時間優先（對尋道時間）；D.頁面替換，最優調度（或稱為最長不會使用優先）（對缺頁率）。2.磁盤調度時，訪問序列中記錄的是：A.磁盤號；B.扇區號；C.柱面號；D.磁道號。3.關機時，操作系統的內核存儲在：A.內存中；BIOS中；C.文件系統中；D.磁盤的主引導記錄（MBR，masterbootrecord）中。.以下哪種情況不會發生：A.進程數越多，CPU利用率越低；.進程數越多，缺頁率越高；C.單個進程的頁框數越多，該進程的工作集越大；D.單個進程的頁框數越多，該進程缺頁率越高。.能夠檢測磁盤壞道和壞塊的操作是：A.磁盤快速格式化；B.磁盤格式化；C.磁盤低級格式化；D.磁盤分區。第2頁/共6頁以下對于無法放入內存的頁面的敘述，錯誤的是：A.這些頁面可以存放在磁盤上的swap分區中；B.這些頁面可以存放在磁盤文件系統中的特殊文件中；C.每個進程可以直接訪問屬于自己地址空間的頁面；D.無論存放在哪里，這些頁面無法由用戶態的程序直接訪問。在一個教師與學生共享使用的Linux系統中，已知任課教師wnqian有目錄：/home/wnqian/os/exam/，用于存放試題和答案。該目錄的所有者是亞口412口，所屬的組中包括wnqian和歷年的助教（每年不同）。該目錄下還有/home/wnqian/os/exam/2013，/home/wnqian/os/exam/2014等目錄，分別存放各年的試題。助教應只能訪問擔任助教當年的目錄。請問，對于/home/wnqian/os/exam/目錄，以下哪種權限設置是最合理的，符合最小權限原則？TOC\o"1-5"\h\zA.rwxrwx ；rwxrxrx ；rwxx ；rw ；8.以下哪種數據訪問任務和存儲介質的組合是不合適的？A.日志存放于磁帶；.日志存放于磁盤；C.頁面交換文件存放于u盤；D.備份數據存放于光盤。.以下哪種信息可不存放在文件控制塊中？A.文件大小；B.文件訪問權限；C.文件所屬目錄；D.文件數據存放位置指針。10.以下哪種手段對降低缺頁率沒有直接幫助？第3頁/共6頁A.增加頁框；B.預取頁面；C.插入不必要的I/O指令；D.減少系統中同時運行的進程數目。三、簡答題(20分，每題5分).試簡述Unix系統是如何實現對文件/usr/lib/abc 的訪問的。答題要點：迭代訪問目錄；內核態FCB訪問；打開文件列表操作。.試簡述采用DMA方式進行I/O操作的整個過程，并說明DMA方式適合哪種類型的I/O操作，并解釋原因。答題要點：cycle-stealing；塊設備，大量數據(連續)交換；CPU不用直接介入；.試簡述用戶進程進行I/O操作至I/O操作完成的整個過程，說明其中的系統調用和中斷處理過程，并特別說明其中涉及的模式轉換(modeswitch)和上下文切換(contextswitch)的時間和次數。答題要點：第4頁/共6頁.試簡述缺頁中斷處理的詳細過程（從發生缺頁中斷開始至頁面調度結束，進程繼續執行為止），并指明每一個步驟中，處理所處的上下文環境和模式。答題要點：WhatdoesOSdoonaPageFault?:Chooseanoldpagetoreplace:who?（discussedlater）IfoldpagemodifiedwritecontentsbacktodiskChangeitsPTEandanycachedTLBtobeinvalidLoadnewpageintomemoryfromdiskUpdatepagetableentry,invalidateTLBfornewentryContinuethreadfromoriginalfaultinglocation:Canwe?四、計算、設計題（30分，每題10分）1.某磁盤磁頭訪問范圍為1000（編號為0?999），如果在為訪問365的請求者服務后，當前正在為訪問350的請求者服務，同時有若干個請求者在等待服務，它們依次要訪問的編號為（以請求時間先后順序排列）：128，879，697，480，110，381（1）分別用先來先服務（FCFS）、最短尋道時間優先（SSTF）、掃描（SCAN）和循環掃描（CSCAN）算法進行磁盤調度時，試確定實際的服務次序。（2）假設磁臂在尋道時相鄰編號移動的平均時間為0.40$，按實際服務次序計算⑴中四種算法下磁臂移動的總距離以及總尋道時間。參考答案：（1）FCFS：服務次序：（350）128，879，697，480，110，381總磁道數：（350-128）+（879-128）+（879-110）+（381-110）=2013尋道時間：2013*0.4=805.2ms（2）SSTF：服務次序：（350）381，480，697，879，128，110總磁道數：（879-350）+（879-110）=1298尋道時間：1298*0.4=519.2ms（3）SCAN：服務次序：（350）128,110，381，480，697，879總磁道數：（350-110）+（879-110）=1009第5頁/共6頁尋道時間：1009*0.4=403.6ms.已知頁面訪問序列為：1,2,3,4,1,2,4,1,3,5分配的頁框數為3。（1）請分別用FIFO、LRU、時鐘算法，寫出調頁的過程，并計算缺頁率。（2）請問時鐘算法是否會導致Belady異常，為什么？參考答案：FIFO：1*,2*,3*,4*,1*,2*,4,1,3*,5*,8次LRU：1*,2*,3*,4*,1*,2*,4,1,3*,5*,8次時鐘算法：和初始時鐘位置有關可能會.已知一個磁盤塊大小為16KB，一個磁盤地址長度為4字節。現有大小為1個磁盤塊的i-node結構，其中包含1個三級索引指針、1個2級索引指針、1個1級索引指針，剩余空間全部用于存放直接指針。請問：（1）這一結構最多能夠管理多大的文件？（2）如果要訪問第512MB的