操作系统原理期末考试试题b卷(2009)_参考答案2

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1、南开大学信息技术科学学院本科生2009-2010年度第一学期操作系统原理课程期末试卷（B卷）专业▁▁▁▁▁年级▁▁▁▁▁姓名▁▁▁▁▁▁学号▁▁▁▁▁▁成绩▁▁▁▁▁得分一、简答题（本题共30分，每题6分，必做）草稿区1.请阐述“操作系统”和“进程”的定义。答案：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用的最基本的系统软件。（3分，重点在于管理和人机接口）进程是运行中的程序，它包括输入，输出，程序映像和运行过程中各种状态信息的统称。（3分）2.请简要描述设计IPC问题解决方法

2、时需要遵循的四个基本原则。答案：（每个1.5分）1)任何两个进程都不能同时处于其临界区；2)不应对CPU的速度和数量做任何假设；3)临界区外运行的进程不得阻塞其他进程；4)不得使进程无限期的等待进入临界区；第15页，共15页草稿区1.请列出并说明至少具有“虚拟内存管理”特点的内存管理方法体系。答案：程序、数据和堆栈的总大小可能超过可用的物理内存的大小。由操作系统把程序当前使用的那些部分保存在主存中，而把其他部分保存在磁盘上，并在需要时在内存和磁盘间交换程序的片段。2.请简述DMA的三种不同工作模式（提示：对每一种方式进行简要说明）。答案：（每个2分，其中名词1分，说明1分）1)周期窃取模式

3、（单一传输模式）：每次只传输以单位的数据，之后让出总线控制权并申请下一次传输；2)块传输模式：持续获得总线控制权，连续传输一定量的数据；3)飞越模式：DMA控制发送设备直接向内存传输数据3.请描述“文件”的定义，并说明文件的三种物理结构。答案：“文件”是一个抽象的机制，它提供在磁盘上保存和读取信息的方式。（3分）空间分配模式有连续分配，链表式分配以及i节点方式。（3分）第15页，共15页得分二、编程计算题（本题共5小题，共计45分，选做4题，多做不得分）草稿区²请在下面的表格中指定答题顺序，在对应的分值下列明题号。每格只许列出一个题号，否则做无效处理。²下表中必须写明所有题目的题号，如果填

4、写不完全，视为不指定答题顺序。²如填写内容无效或者不填写表格，则按照默认的题面分值评分第一题（15分）第二题（12分）第三题（10分）第四题（8分）6.CPU利用率计算：有5个批处理作业A到E，他们几乎同时到达一个计算中心，估计他们的运行时间分别为10，5，3，4，8分钟，其优先级（由外部设定）分别为4、3、5、2、1，其中5为最高优先级。对于下列每种调度算法，计算其平均进程周转时间，可忽略进程切换的时间开销。1）时间片轮转法（假设每个作业均公平共享CPU时间）；2）优先级调度法；3）先来先服务（作业到达顺序为A、B、C、D、E）；（本题默认分值：8分，列出计算公式与计算结果即可）评分标准

5、：执行顺序正确，1分；计算过程正确1到2分，结果1分。1)时间片轮转法：（4分）假设时间片为t，并且t为一个充分小的数值，以保证其能够被任何宏观时间整除。进程C运行完各个进程消耗的总时间=5*5*t*(3/t)进程D运行完各个进程消耗的总时间=5*5*t*(3/t)+4*4*t*(4/t-3/t)进程B运行完各个进程消耗的总时间=5*5*t*(3/t)+4*4*t*(4/t-3/t)+3*3*t*(5/t-4/t)进程E运行完各个进程消耗的总时间=5*5*t*(3/t)+4*4*t*(4/t-3/t)+3*3*t*(5/t-4/t)+2*2*t*(8/t-5/t)进程A运行完各个进程消耗的

6、总时间=5*5*t*(3/t)+4*4*t*(4/t-3/t)+3*3*t*(5/t-4/t)+2*2*t*(8/t-5/t)+1*t*(10/t-8/t)第15页，共15页平均周转时间=进程A运行完各个进程消耗的总时间/5=114/5=22.81)优先级调度法：（3分）执行顺序为：CàAàBàDàE作业CABDE等待时间03131822运行时间310548周转时间313182230平均周转时间=(3+13+18+22+30)/5=17.22)先来先服务：（3分）执行顺序为：AàBàCàDàE作业ABCDE等待时间010151822运行时间105348周转时间1015182230平均周转时

7、间=(10+15+18+22+30)/5=19第15页，共15页草稿区6.进程同步互斥问题解决：消息机制是解决IPC问题的一种重要方法，它大大简化了使用信号量机制的代码复杂性和设计上的风险。请用消息机制来描述生产者-消费者问题的解决方法，并回答以下问题1）简要描述消息机制中Send和Receive原语的内部处理流程（根据你的想法来设定）2）请基于消息机制，用伪代码来描述生产者-消费者问题的解决方案。（本题默认分值：15分