山东科技大学操作系统期末试题(4)

态时，只能使用非特权指令。

如果CPU执行用户程序时（用户态），出现了中断，系统将自行转到中断处理程序，CPU就由用户态转到核心态，中断处理结束后，返回继续执行用户程序，此时，CPU又由核心态转到用户态中。 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。

3. 假定磁带的记录密度为每英寸800个字符，逻辑记录长为160个字符，块与块之间的间隙为0.6英寸，现有1000个逻辑记录需要存储到磁带上，试问：

a.不采用成组操作时，磁带空间的利用率是多少？

b.采用以5个逻辑记录为一组的成组操作时，磁带空间的利用率是多少？ c.为了使磁带空间的利用率大于50%，采用记录成组时其块因子至少是多少？ 答案要点：

（1）间隙可以存放的字符数是：800个字符/英寸×0.6英寸＝480个字符

a.采用不成组操作时，一个逻辑记录作为一个物理存储块，因此，磁带空间的利用率是：160÷(480＋160)＝25%，即不采用成组操作时，磁带空间的利用率是25%。

b.采用以5个逻辑记录为一组的成组操作时，每5个逻辑记录构成一个物理存储块，因此，磁带的利用率是：(160×5)÷(480+160×5)=800÷1280＝62.5%。

c.假定记录成组块因子是X时，磁带空间的利用率大于50%，则有：

160X÷(480＋160X)>=0.50，解不等式得X>=3。因此，要使磁带空间的利用率大于50%，采用一记录成组时，其成组块因子至少为3。

评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。

4．试述磁盘调度的扫描算法（又称电梯算法）的基本思想和处理流程。 答案要点：

扫描算法同时考虑两个条件作为优先的准则，既考虑申请者要求磁头移动的方向，不考虑要求磁头移动的距离，而且首先是方向一致，.其次才是距离最短，因此，在实现扫描算法时，制定5条规则，即： ● 建立两个独立的等待队列，向上扫描队列和向下扫描队列；

● 磁头臂向上运动时，调度向上扫描队列，向下运动时调度向下扫描队列；

● 申请者的目的柱面号大于当前柱面号时，加入向上扫描队列，其余情况加入向下扫描队列； ● 向上扫描队列的调度原则是柱面号小者优先，向下扫描队列的调度原则是柱面号大者优先； ● 当前调度队列为空时，改变扫描方向。

评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 8． 什么是操作系统？它有什么基本特征？ 答案要点：

操作系统（Operating System，简称OS）是一个管理计算机系统资源，控制程序运行的系统软件，它为用户提供了一个方便、安全、可靠的工作环境和界面。它有4个基本特征。 并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生；

共享性：指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用； 虚拟性：指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物；

异步性：即不确定性。在多道程序设计中，各个程序之间存在着直接或间接的联系，程序的推进速度受它的运行环境的影响。这时同一程序和数据的多次运行可能得到不同的结果；程序的运行时间、运行顺序也具有不确定性；

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外部输入的请求、运行故障发生的时间难以预测。这些都是不确定性的表现。 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。

9． 文件顺序存取与随机存取的主要区别是什么？它们对有结构文件与无结构文件的操作有何不同？ 答案要点：

文件的存取：指用户在使用文件时接何种次序存取文件。文件存取方式主要有顺序访问、随机访问和索引访问等 ● 文件顺序访问：是按从前到后的顺序对文件进行读/写操作；

● 文件随机访问：也称为直接访问，可以按任意的次序对文件进行读/写操作。有的存储设备如磁盘能支持随机访问（当然也能支持顺序访问）。

两者最大的区别在于前者必须严格由前到后存取，而后者是任意存取。

对于有结构的记录式文件，记录是定长的，则随机存取方法允许用户随意存取文件中的任何一个一记录，而不管上次存取了哪个记录：记录是变长的，则随机存取实际上退化为顺序存取，其效率大大降低。对于无结构的流式文件，随机存取方法必须事先用命令把读/写指针移到要读/写的信息开始处，然后再进行读/写。 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 7． 解释请求页式内存管理与纯页式内存管理的主要区别。 答案要点：

在简单分页系统中，要求运行的作业必须全部装入内存，也就是说，简单分页不提供虚拟存储功能。 请求分页与简单分页的根本区别是请求分页提供虚拟存储功能，即运行的作业不必全部装入内存，只装入需要的页面，通过多次对换的方式，进行页面的换入和换出。需要指出的是这些功能都是系统自动完成的，无须用户干预。

评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 8. 简述死锁与“饿死”。 答案要点：

死锁是指在系统中多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能前进（继续运行）。产生死锁的两个原因是进程间的资源竟争和进程推进的顺序不当。

“饿死”也是进程进行资源竞争而产生的一种状况，这种状况主要指进程在竞争资源时处于一种“弱势”地位-很长时间内得不到其申请的资源，因而不能得到服务，而此时系统并没有产生死锁。 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。

三、综合题（均要求有详细的过程，每题10分，共30分） 1.答案要点：

a. 作业被装入的次序为：1，2，4，5，3 b. 如下表所示。

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c. 根据上面的解答，可以得到每个作业的周转时间以及平均周转时间，如表下表所示。

评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 2. 答案要点：

semaphore S_car_wait=1; //是否有车在等待，如果有（即value为0），那么其他的车在这里阻塞，如果没有，继续执行

semaphore S_car_want=0; // 出租车的载客需求，0表示没有车在等客人，1表示有车在等客人，此时乘客才能上车，而不是像二楼写的，“乘客不管有没有车都可以上车” //出租车只有先进入停车位才能把 car want 加1

semaphore S_human_wait=1;//是否有顾客在等待，如果有（即value为0），其他顾客将在这里阻塞，如果没有。。。。 semaphore S_human_want=0;//对应的 乘客的需求，乘客只有在非常幸运的跨过第一道门槛时候才能让需求量加1

void human() { repeat

P(S_human_wait); //如果已经有人等了，那么value为0，阻塞，如果 没有，那么继续 /*关键是这里V的位置*/ 进入停车位;

P(S_car_want); //等车 上车;

V(S_human_want); //向出租车发信息说明有人上车了 V(S_human_wait); //完成人与人的互斥 Until false }

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void car() { Repeat

P(S_car_wait); //如果没有车在等，那么可以进入停车位等客人 进入停车位;

V(S_car_want); //向等车的人发信息说明有车来了，当然即使当前没人在等车这个信息会一直保留在信号量中 P(S_human_want); //等人上车 开车走人; V(S_car_wait); Until false } 或者

void human() { repeat

P(other_customer); //如果已经有人等了，那么value为0，阻塞，如果 没有，那么继续 V(driver_waiting_customer); //向出租车发信息说明有人上车了 P( car_come); //等车 上车;

V(S_human_wait); //完成人与人的互斥 Until false }

void car() { repeat

P(S_car_wait); //如果没有车在等，那么可以进入停车位等客人 进入停车位;

P(driver_waiting_customer); //等人上车

V(car_come); //向等车的人发信息说明有车来了，当然即使当前没人在等车这个信息会一直保留在信号量中 开车走人; V(S_car_wait); Until false }

评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。

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3．答案要点：

1）磁盘总共扇区为：100*8*4=3200个，位示图16*200=3200位，一位表示一个物理扇区的占用情况 15字7位是15*16+7=247，对应的扇区号应该是247号，247除以32整数部分的7放在7号柱面，余数23/4整数5，所以在5号磁道第三个扇区

2）56*32+6*4+3=1819

评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。

四、附加设计题（共10分，用英文回答问题适当加分）

Answer:

令 Z=文件起始地址(block#), a. contiguous

i. LA/512=X(商，整数部分)，Ｙ（余数） （其中，ＬＡ为逻辑地址） 物理块号＝Ｚ＋Ｘ 块内偏移量＝Ｙ

ii.1 physical block must be read from the disk. b. linked

i. LA/511=X(商，整数部分)，Ｙ（余数） （其中，ＬＡ为逻辑地址） 沿链表（linked list）追踪到第Ｘ＋１块，Ｙ＋１为该块内偏移量。 ii.４ physical block must be read from the disk. c. indexed

i. LA/512=X(商，整数部分)，Ｙ（余数） （其中，ＬＡ为逻辑地址）

将索引块（index block）读入内存，由第Ｘ索引项可得到物理块地址；Ｙ为块内偏移量。 ii.２ physical block must be read from the disk.

评分标准：三种方法分别是3、4、3分。分析全面透彻可得满分10分。每一点未答扣一分。 如果使用英文答题，视答题情况和使用语言的正确、熟练程度，可进行1～5分的加分，最多加5分。

山东科技大学2013—2014学年第一学期

《操作系统》考试试卷（A卷）参考答案及评分标准

一 单项选择题（每小题1.5分，共30分）

1～10 CABBA AACCB 11～20 ADBAB CDCAC

二、简答题（第题5分，共40分）

1．答案要点：

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