操作系统习题集(2)

操作系统习题集

一、填空题

1．操作系统的特性为：并发、__共享_______________和______异步_____________。 2．分时系统的特点是：多路调制性、_独立性______________和____交互性____及时性_________。

3．对资源进行管理的数据结构通常可分为_________________和_________________二种形式。

4．处理机调度可分为__作业调度_______________和_进程调度________________二个层次。

5．分区存储管理中的放臵策略可采用_首次适应算法___最佳适应算法_____________、_______________和最坏适应三种。

6．根据设备的特性，设备分配可采用____________、_____________和虚拟分配三种分配技术。

7．操作系统的两个主要设计目标是：使计算机系统的使用方便_______和工作__效率提高____。

8．操作系统是计算机系统中必不可少的软件，它归属于_系统______软件。

9．能对计算机系统进行初始化且把操作系统核心程序装入主存储器的程序称为_______。 10．能被多个用户同时调用的程序称为_______程序。

11．为了减少或避免中断的嵌套处理，计算机系统通常采用_______技术。 12．虚拟存储器的工作原理是与程序运行的两个特点有关： 第一，程序执行时有些部分_______。 第二，程序的执行往往_______。

13．Spooling系统由三大部分程序组成：预输入程序、_______和_______。 14．作业控制方式有两种：_______和_______。

15．解决死锁问题有三种方式：死锁的防止、_______和_______。

16 .开发操作系统的目的是为了：________________和______________。 17.顺序操作的特点是顺序性、________________和_________________。

18．在小型机上，程序状态字的信息通常放在__________和________________二个寄存器中。

19．为了不让死锁发生，通常是破坏______和___________二个必要条件。

20.为了实现请求分页，页表中除了有页号、块号、中断位和引用位外，还必须有_____________和_________________这二项。

21．对文件的存取权限控制，可采用_______________表和_______________表二种。 22.操作系统的两个重要特性是： _______________ 和 _______________ 。

23.只能在管态下执行的指令称为_______________ 。处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是_______________，管态到目态的转换可以通过修改_______________来实现。 24.进程在其生存期内可以处于如下三种基本状态之一：运行态、就绪态和等待态。当一个就绪进程___________时，其状态由就绪变为运行，当一个运行进程被抢占处理机时，其状态由运行变为__________当一个运行进程因某事件受阻时，其状态由运行变为

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____________，当进程所等待的事件已经发生时，该进程状态由________变为就绪。 27.线程是进程内的一个相对独立的 ___________。

二、单项选择题(在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。)

1．在分时操作系统中，( )是衡量一个分时系统的一项重要指标。 A．响应时间 B．高可靠性 C．吞吐量 D．时间片轮转 2．在设计实时操作系统时，( )不是．．重点考虑的。 A．及时响应，快速处理 B．有高安全性 C．有高可靠性 D．提高系统资源的利用率 3．文件管理面向用户实现( ) A．存储用户文档 B．快速数据传送 C．虚拟存储管理 D．按文件名存取文件

4．使中央处理器的状态从管态转换到目态的原因可能是( ) A．系统初始启动 B．发生了中断事件 C．系统调用功能的完成 D．执行完一条访管指令 5．在下列的阐述中，正确的表述是( )

A．中央处理器只能从主存储器中存取一个字节的信息 B．中央处理器不能直接读磁盘上的信息

C．中央处理器在目态工作时可执行所有的机器指令 D．中央处理器在管态工作时只能执行特权指令

6．每个进程在执行过程中的任一时刻它所处的状态有( ) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 7．采用多道程序设计能( ) A．减少调度次数 B．减少处理器空闲时间 C．缩短每道作业的执行时间 D．避免发生资源竞争现象

8．把一个程序在一个数据集合上的一次执行称为一个进程。所以( ) A．进程与程序是一一对应的

B．一个进程没有结束前另一个进程不能开始工作 C．每个进程都有一个生命周期

D．一个进程完成任务后，它的程序和数据自动被撤销

9．页式存储管理中，每取一条指令或取一个操作数，访问主存的次数最多是( ) A．1 B．2 C．3 D．4

10．表示可执行的批处理文件的文件扩展名是( ) A．BAT B．EXE

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C．COM D．SYS

11．目前微型计算机中普遍使用的文件存储介质是( ) A．磁带 B．硬盘 C．磁带机 D．磁盘驱动器 12．磁带机输入输出操作的信息传输单位是( ) A．字节 B．块 C．字 D．文件

l3．为了对交互式作业进行控制，操作系统为用户提供了一些常用的操作使用接口，不属．．于操作使用接口的是( ) ．

A．操作控制命令 B．系统调用 C．菜单技术 D．窗口技术 14．从系统的角度来考虑，希望进入“输入井”的批处理作业的_____尽可能小。( ) A．等待时间 B．执行时间 C．周转时间 D．平均周转时间 15．临界区是指并发进程中涉及共享变量的( ) A．程序段 B．管理信息区 C．公共数据区 D．信息保留区

l6．产生死锁的四个必要条件是：互斥使用、( )、不可抢占和循环等待资源。 A．请求并阻塞 B．占有并等待 C．请求并释放 D．释放并阻塞

17．某系统中仅有4个并发进程竞争某类资源，并都需要该类资源3个，那么该类资源至少( )个，这个系统不会发生死锁。 A．9 B．10 C．11 D．l2

l8．UNIX的内核是用C语言和汇编语言编写，它们被分成能独立编译和汇编的几十个源代

码文件，这些文件按编译方式大致可以分为：( ) A．汇编语言文件和C语言文件

B．汇编语言全局文件和C语言全局文件

C．汇编语言文件、汇编语言全局变量文件和C语言文件 D．汇编语言文件、C语言文件和C语言全局变量文件 l9．UNIX系统中，一个proc文件的内容是：

cc $1

mv a.out $2 $2

这样，使用命令

csh proc progl prog2

其意义是：( )

A．对源程序proc进行编译，目标程序名修改为progl，最后运行目标程序prog2

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B．对源程序progl进行编译，目标程序名修改为proc，最后运行目标程序prog2 C．对源程序prog1进行编译，目标程序名修改为prog2，最后运行目标程序proc D．对源程序progl进行编译，目标程序名修改为prog2，最后运行目标程序prog2

20．对于UNIX系统运行期间维护的系统打开文件表和进程打开文件表，正确的说明是： A．系统打开文件表是UNIX系统本身使用的

B．用户进程是使用进程打开文件表来管理进程本身对文件的操作 C．系统打开文件表主要用于对文件读写操作的控制 D．进程打开文件表主要用于对文件读写操作的控制

三、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

在每小题列出的五个备选项中有二个至五个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 1.以下工作在核心态下做的有： A. 页面淘汰 B. 终端命令解释

C. 系统调用处理 D. 用户级线程调度 2.Linux操作系统内核必定包含的软件模块有： A. 系统初始化模块 B. 进程管理模块 C. 文件管理模块 D. 存储管理模块 3.线程控制块包含以下信息域： A. 虚存页表始地址 B. 程序计数器 C. 用户栈指针 D. 调度优先级 4.计算机系统中软件资源的实例有： A. 文件 B. 软盘 C. 磁带 D. U盘

5.早期的SPOOLing技术的硬件基础包括： A. 中断技术 B. 通道 C. 磁盘 D. 磁带

6.以下属于异常的例子有： A. 算术溢出 B. trap指令 C. 页故障 D. 时钟中断 7.操作系统存储保护工作包括： A. 校验错误处理 B. 越界保护 C. 访问方式保护 D. 缺页处理

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8.以下哪些属于I/O设备控制器： A. 桌面机主板 B. 网卡 C. 显卡 D. 声卡

9.驱动程序向它的上层提供的接口函数包括： A.中断处理函数 B. I/O操作函数 c. 申请设备函数 D. 释放设备函数

10.以下线程调度算法中，即使系统拥有大量线程也不见得保证CPU满负荷的有： A. 负载共享 B. 负载绑定

C. A和B结合 D. 独占处理机调度

11.以下哪些计算机属于多指令流多数据流计算机： A. SMP计算机 B. MPP计算机

C. 巨型向量计算机 D. 单CPU的桌面

12.以下哪些数据结构处在系统空间内： A. 用户级线程控制块 B. 设备申请队列 C. 文件系统缓冲池 D. 进程页表 13.安全威胁种类包括： A. 泄密 B. 入侵 C. 病毒 D. 系统故障

14．下列阐述中，正确的说法是( ) A．进程的切换由进程调度完成

B．进程的切换由进程状态的变化引起的

C．进程的切换使得每个进程均有机会占用处理器 D．进程状态的变化与发生的中断事件无关 E．对中断事件处理后要进行队列的调整

15．计算机系统中，可以用于实现虚拟存储管理的软件技术有( ) A．移动 B．快表 C．FIFO D．LRU E．LFU

16．以下所列的“文件操作”中，（ ）是文件系统提供的功能模块，可供用户调用。 A．建立文件 B．压缩文件 C．打开文件 D．读文件 E．关闭文件

17．PV操作是操作系统提供的具有特定功能的原语。利用PV操作可以( ) A．保证系统不发生死锁 B．实现资源的互斥使用 C．推迟进程使用共享资源的时间 D．提高资源利用率

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E．协调进程的执行速度

18．UNIX系统中，对目录文件的存取权限有读、写和执行三种，正确的说明是：( ) A．读：可以读该目录

B．写：可以增、删这个目录中的目录项 C．写：可以修改目录的内容

D．执行：可以改变这个目录的内容

E．执行：可以为查找一个文件而搜索这个目录

19．下列哪个工作只在核心态做：（ ） （1）编译 （2）命令解释执行 （3）线程调度 （4）文件复制 20．P操作可能导致： （）

（1）进程就绪 （2）进程结束

（3）进程阻塞（等待） （4）新进程创建

21．下面哪些技术对提高操作系统实时性能无效： （ ） （1）中断分级 （2）中断屏蔽

（3）加快时钟中断频率 （4）优先级调度 22．设备驱动程序不包括： （ ） （1）设备初始化 （2）缓冲区管理

（3）IO请求队列管理 （4）中断处理程序 23．使用多级页表是为了： （ ）

（1）加快页表查询速度 （2）便于进行地址转换 （3）节省内存 （4）提供64位地址 24．下面哪个操作不是系统调用： （ ） （1）open（） （2）read（） （3）wait（） （4）sin（） 25．多道程序设计是为了： （ ）

（1）提高系统各硬件部件处理速度 （2）为了系统各硬件部件并行运行 （3）节省内存 （4）节省外存 26．下列设备哪个是独占型设备： （ ） （1）网络设备 （2）打印机 （3）磁盘 （4）图形显示器 27．文件控制块不包括： （ ）

（1）文件名 （2）文件访问权限说明 （3）文件物理位臵信息 4）磁盘坏块信息 28．淘汰页面的较好且可行的方法是： （ ） （1）LRU （2）淘汰最先调入的页面 （3）淘汰页号最小的页面 （4）OPT 29.分时操作系统需要使用下面哪些成份。( )

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① 多道程序设计技术 ②作业说明书 ③ 终端命令解释程序 ④中断处理 ⑤ 优先级调度 ⑥系统调用 30.进程具有哪些特性。( )

①动态性 ②共享性 ③并发性 ④相互制约性 ⑤独立性 ⑥静态性

31. 在页式虚存管理系统中，若常发生抖动影响CPU的利用率，从系统管理员的角度，则下面哪些方法可改善CPU的利用率。( )

① 用一个更快的CPU ②用一个更大的辅存 ③减少多道程序的道数 ④ 增加多道程序的道数 ⑤增大主存 ⑥采用更快的I/O设备 32.在文件系统中，为实现文件保护一般应采用下面哪些方法。( )

① 口令 ② 密码 ③ 访问控制 ④ 复制 ⑤在读写文件之前使用OPEN系统调用 ⑥ 在读写文件之后使用CLOSE系统服务

33. 从资源分配角度，操作系统把外部设备分为( )

①独占型设备 ②共享型设备 ③快速型设备 ④慢速性设备

⑤ 块设备 ⑥字符型设备 ⑦虚拟设备 34下面哪些程序只能在核心态执行： （） （1）核心线程 （2）核心级线程 （3）线程调度 （4）进程调度

35不会导致进程阻塞的系统调用有： （） （1）创建进程 （2）获得进程PID （3）打开文件 （4）申请内存 36．影响中断响应的因素有： （ ） （1）中断优先级 （2）中断屏蔽 （3）处理机优先级 （4）进程优先级 37．交互类设备包括： （ ） （1）磁盘 （2）键盘 （3）MP3 （4）显示器

38．页式存储管理中的地址转换机制不包含： （） （1）页表 （2）页表起始地址寄存器 （3）页表长度寄存器 （4）联想存储器

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39．用户程序进行系统调用时必须给出的参数是： （ ） （1）进程pid （2）系统调用函数名 （3）系统调用ID （4）线程tid

40．引入线程是为了： （）

（1）提高CPU的处理速度 （2）提高应用程序的运行速度 （3）节省内存空间 （4）减少系统开销

41．利用IO缓冲区可以实现： （）

（1）非阻塞的读/写文件 （2）“预读”和“延迟写” （3）节省磁盘空间 （4）减少进程调度

42．文件目录项中包含： （）

（1）文件名 （2）文件访问权限说明

（3）文件控制块的物理位臵 （4）文件所在的物理位臵 43．异常可能发生在下面的哪些过程中： （） （1）执行用户程序 （2）执行中断处理程序

（3）执行系统调用函数 （4）执行页例外处理函数

三、简答题

1．什么是程序的并发执行？

2．对作业的处理一般分为哪几个作业步？各作业步之间有什么关系？

3．在生产者—消费者问题中，改变消费者算法中两个P操作的次序后，在什么情况下会发生死锁。

4．中断响应后，中断处理程序完成的功能是什么？ 5．什么是虚拟技术？如何实现虚拟设备的分配？ 6．磁盘的空闲块可以按哪几种方法来组织？

7. 什么是文件的保护？简述实现用户共享文件进行文件保护的方法。

8.对访问串:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5, 指出在驻留集大小分别为3,4时，使用FIFO和LRU替换算法的页故障数。结果说明了什么?

9.简述文件的二级目录组织形式。欲实现文件共享如何处理?

10.假设有5道作业，它们的提交时间及运行时间由下表给出： 作业 1 2 3 4 5 提交时间(时) 10 10.05 10.25 12.25 12.5 运行时间(小时) 2 1 0.75 0.5 0.25 8

若采用FCFS和SJF两种调度算法，指出作业以单道串行方式运行时的被调度顺序及平均周转时间。

10.设系统中仅有一类数量为M的独占型资源，系统中N个进程竞争该类资源，其中各进程对该类资源的最大需求量为W。当M、N、W分别取下列值时，试判断哪些情况会发生死锁?为什么?

① M=2，N=2，W=1 ②M=3，N=2，W=2 ③M=3，N=2，W=3 ④M=5，N=3，W=2 ⑤M=6，N=3，W=3 11．当磁头处于100号磁道时，有9个进程先后提出读写请求涉及的柱面号为63、57、34、

88、91、103、76、18和128。 要求：（1）写出按最短寻找时间优先算法SSTF时的调度次序；

（2）计算按SSTF调度算法时的平均寻道数。

12．分别叙述无关的并发进程和有交往的并发进程及它们执行时的特征。

13．某系统有同类资源m个，可并发执行且共享该类资源的进程最多n个，而每个进程申请该类资源的最大数量为x(1≤x≤m),只要不等式n(x-1)+1 ≤m成立，则系统一定不会发生死锁。请解释说明为什么？ 14.什么是虚拟设备？

15.进程和程序之间的区别是什么？ 16.死锁的必要条件是什么？

17.为什么将文件控制块分成主部和次部两部分？

18.若系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m<=n时每个进程最多可以请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？为什么？

19在页式虚存操作系统中，进程可因异常从用户态进入内核态运行,说明两种正常情况的异常。

20．说明进程调度的两个运行时机。

21. 描述结束进程系统调用处理时要释放什么资源和主要数据结构。 答：设备；文件；内存等资源。页表；PCB等数据结构。 22．操作系统核心态程序主要功能模块有哪些？

23．处理机在核心态时，与用户态运行相比有哪两种特权？ 24．环型目录结构文件系统与树型目录结构比的优点是什么？ 25.问可以利用死锁防止的那一种方法防止哲学家问题的死锁？

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26．用UNIX系统调用对右图多进程编程。

27.请说明输入输出控制方式中中断驱动的DMA方式比程序直接控制方式好在什么地方？就设备驱动程序编写而言那种方式复杂？

28 .画出进程状态变换图，并在图上简要标示状态变换的原因。 29.列举设备无关I/O软件层的主要功能。 30.Windows系统中，从C盘拖动10M文件到D盘所需时间明显大于把该文件拖动到C盘的其他目录所需时间。根据磁盘空间布局解释这是为什么？

31.同一文件的数据块集中于磁盘的盘面好还是集中于柱面好？为什么？ 操作系统何时进行进程调度？简述进程切换过程

32．请问需要互斥操作的两进程有执行先后次序要求吗？例举一个用P.V.操作进行互斥访问的例子，说明信号量初值

33．处理机在核心态时，与用户态运行相比有哪两种特权？硬件应该如何支持？（15分） 34．在页式虚存管理系统中，设页面大小为2^12(2的12次方)，页表内容如下，访问虚地址：（23363）8和（14565）8。问是否会发生缺页（页故障）中断？若会则简述中断处理过程，否则将虚地址变换成物理地址。页表：（表中的数均为八进制）

页号 0 1 2 3 页帧号（主存块号） 驻留位（标志） 10 6 254 111 0 0 1 1 磁盘地址 3344 6 776 10 35处理机状态有哪几种？它们的区别和作用是什么？哪些情况会导致正在运行的用户进程进入核心态？

36.什么是进程和线程？应用程序可以采用多进程实现，也可以采用多线程实现，试分析这两种实现方法对应用程序的运行有什么影响？

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37.哪些事件的发生会引起进程调度？优先级调度和时间片轮转调度各有什么特点？为了使某个用户进程更快地运行，作为系统管理员可以采用哪些措施？

38.什么是临界区？实现临界区需要满足哪些条件？下面是实现信号量及P、V操作的程序，你认为程序有问题吗？说明理由。 type semaphore=record value: integer;

L: queue of process; end;

var S: semaphore;

P(S): S.value=S.value-1; if S.value＜0 then begin

进程p按照优先级的大小挂入S.L中； block(p); end;

V(S): S.value=S.value+1; if S.value≤0 then begin

从S.L头部取出进程p； wakeup(p); end;

39简述中断的处理过程。

40. 设备驱动程序包括哪些组成部分？

41在页式存储管理系统中，什么时候为进程分配内存？分配的单位是什么？简述下面页表项中各个域的作用。

42. I/O控制方式有哪几种？简述它们各自的特点以及如何影响系统的性能。（共10分） 43.简述操作系统的文件保护机制。文件句柄可以通过创建子进程传递给子进程使用，但不能传递给其他进程使用，为什么？

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44. 进程调度的策略分为剥夺式调度和不可剥夺式调度，请简要解释两 种策略的含义以及差别，并对每种调度策略列出至少两种对应的调 度算法。

45. 请简要解释 DMA 机制的工作方式，并分析DMA 驱动I/O 与中断驱 动I/O 的差别。

46. 虚拟存储管理的内在思想是什么？从技术角度如何实现这种思想？ 48. 文件的逻辑结构分为几种形式？文件的磁盘布局分为几种形式？ 49. 请列出至少 6 种你认为合理的CPU 性能评价参数。 50．什么是多道程序设计？

51．什么是系统调用命令？它与硬件指令和子程序调用有什么不同？ 52．中断响应的实质及产生的效果是什么？

53．什么是死锁？举一个计算机系统中死锁的例子。 54.分区存储管理为什么会产生碎片？如何消除碎片？ 55.什么是设备的独立性？ 四、设计计算题

1. 一个用于请求分页系统中的进程调度方案，要求：最先照顾因缺页中断而阻塞的进程；其次照顾因I/O 而阻塞的进程；最后适当补偿计算量大的进程。画出进程状态变迁图。（10分）

2.在32位计算机系统中，有的虚存系统采用二级页表存储逻辑页与物理页帧之间的对映关系。二级页表包含第一级页表和第二级页表（如下图所示）。第一级页表一共存储1024项32位内存地址，这些地址分别是第二级页表的物理内存起始地址。每个第二级页表分别存储1024项32位内存地址，这些地址是进程所使用的物理页帧的起始地址。回答以下问题：

(1)物理页帧的大小是多少字节？32位虚地址中的哪些数位分别对应第一级页表偏移、第二级页表偏移以及页内偏移？

(2)列出算式计算：假设单次访存操作的时间开销为500ns，一次完整的数据访问所耗费的

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时间是多少（不考虑页表cache并假设所访问的页面事先已在内存）？

3.编写一个C程序实现以下功能：进程（记作A）派生子进程（记作B）。进程A, B分别调用对某一临界资源实施操作的函数CS( )（其原型为void CS(void)），最后进程A等待进程B结束而后结束。注意：(1) 使用Linux提供的进程管理系统调用。(2) 用信号量（在程序头部定义整形变量mutex即可）来实现对临界资源的互斥使用（假设系统提供P, V操作系统调用。）。

4.单CPU的处理机准备处理作业队列中的5个作业，排列顺序依次是A, B, C, D, E。它们的CPU运行时间依次是10, 6, 2, 4, 8分钟。假设它们没有任何I/O处理，并忽略操作系统有关处理时间。它们的优先级依次是3, 5, 2, 1, 4，其中第5级视为最高级。回答以下问题：

(1)画出分别使用时间片轮转法（时间片设为2分钟），短作业优先和非剥夺的优先级调度法调度时的运行进度表。

(2)在各调度算法下每个作业的平均周转时间是多少？

5. 假设某操作系统采用时间片轮转调度策略，时间片大小为100ms，就绪进程队列的平均长度为5，如果在系统中运行一个需要在CPU上执行0.8s时间的程序，问该程序的平均周转时间和平均等待时间各为多少？（不考虑IO情况） 6．使用信号量机制实现：进程A和进程B共享浮点数组data[1000]，它们共同完成对data中浮点数据的累加计算，由进程A输出最终的累加结果。

7．在页式虚存管理系统中，假设页表内容如下表，页面大小为2^12(2的12次方)，主存的访问时间是100ns，联想存储器的访问时间是10ns，换入页面（含重新设臵页表项，并

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用新页表项臵入联想存储器）的平均时间为100，000，000ns，进程所用页帧固定且驻留集大小为2，采用LRU页面淘汰算法，当进程被调度执行时，依次访问虚地址：(23362)8、(14565)8、 (24575)8，问各需要多少访问时间？(14565)8的物理地址是多少并解释？（假设联想存储器初始为空，变址先访问联想存储器） 页表：（表中的数均为八进制） 页号 页帧号（主存块号） 驻留位（标志） 0 1 2 3 101 254 1 0 1 0 磁盘地址 334 326 776 120 8、在一页式系统中，页面的大小为1KB，地址寄存器的字长为20位。现有一长度为4KB的用户程序，其4个页面分别被分配在内存的10，14，15和18块中。当程序中的访问地址为2058时，用图画出地址变换的过程。

(1).设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，进程的虚拟地址空间为64KB，页面尺寸为4KB。假设当前进程的页表如右图所示（页表以二进制形式表示），请将虚拟地址8196和2050转换为物理地址。

(2).设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，内存中为该进程分配4个物理页架, 开始时内存页架为空,假设进程在一段时间内的页面访问序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，请画图表示采用以下页面淘汰算法时的缺页中断次数：（1）最佳页面淘汰算法（OPT）；（2）先进先出页面淘汰算法（FIFO）；（3）使用过最久的先淘汰(LRU)。

9、在一文件系统中，用户A为文件F1、F2的文件主，其存取权限为r、e、w；用户B为文件F2(与用户A的F2不是同一个文件)、F3的文件主，其存取权限为r、e、w。另外，用户B用文件名F4共享用户A的文件F1，其存取权限为r、e。画出系统的文件目录，并表示出共享及各用户的存取权限。（10分） 10、写出程序描述，用信号灯的P、V操作完成如下进程流图中各进程之间的同步。（10分） S 11、虚拟存储管理——缺页调度问题的分析

P1 P2 使用“分页式”虚拟存储管理技术，假设一个进程 P 的页面访问顺序如下：0 1 2 3 0 1 4 0 1 2 3 4。该进程创建时没有加载任何页面，即该进程启动时其所有指令和数据都不在内存中。

P3 1）设分配给该进程的物理页帧为3 个，使用FIFO 页面臵换算法时，请问会发生多少次缺P4

页中断？使用硬件实现的LRU 算法，会发生多少次缺页中断？

2）对于以上两种页面臵换算法，如希望减少缺页中断的次数，是否可以通过增加物理页P5 帧来解决？为什么？

3）在分页系统中将I/O 设备的数据缓冲区映射到内存空间后，其对应的页面是否能够被F 替换？为什么？

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12. I/O 设备与I/O 软件问题的分析和解决（默认分值：12 分）

设有一台 32 位计算机，使用单核CPU。你负责基于这台计算机设计一种新的网卡驱动程序，网卡的数据缓冲区为1M 大小，为了完成这个任务，你必须分析并解决以下问题： 1）I/O 软件问题：用户进程通过该网卡向局域网中的另一台计算机发送数据，请遵循I/O 软件的层次和控制流程，描述用户进程数据被保存到网卡缓冲区中的完整处理过程。注意：必须说明有哪些系统进程/服务进程参与，以及各自的作用。

2）网卡的工作模式如下：用户发出一个系统调用，请求将数据发送到局域网的另一台计算机上。然后操作系统将数据复制到一个内核缓冲区中，再将数据复制到网卡的数据缓冲区中。当所有数据都安全存放在网卡的数据缓冲区后，再将它们以每秒10M 位的速率发送。接收端的网卡以每微秒1 位的速率保存它们。当最后一位被接受后，目标计算机的CPU 将被中断。OS 将新到达的数据包复制到内核缓冲区中，并检查该数据包属于哪个接收进程，然后将数据复制到接收进程的内存空间中。设每一个中断及其相关的处理过程需花费1 毫秒，数据包为1024 字节（忽略包头），并且复制一个字节花费1 微秒时间。请问从发送进程提出请求，到接收进程获得数据的最小时间间隔是多少？ 14. 进程管理问题

设操作系统中的进程状态有如下七个：New、Ready、Run、Blocked、Exit、Suspend Ready、Suspend Blocked，请回答以下问题：

1）请分析New、Exit 和Suspend 状态的作用。

2）请描述在计算机中何时处理进程调度？如果采用多级队列调度算法，请尝试设计一个进程调度程序的软件框架。 15. 文件系统综合设计

假定你负责设计一个基于 32 位计算机的文件系统，如果存储磁盘的容量是60G，磁盘扇区大小为1M，文件的最大容量为2GB，文件名仅支持8.3 格式。该文件系统主要满足商用I/O 操作，因此空间变化比较频繁，请设计一种合理的文件系统磁盘空间管理方式。包括目录、文件的逻辑结构与物理实现。

16、已知主存的容量为32M，操作系统占有低地址端的4M；初始时，作业1(大小为10M)分配在主存的首址为16M。在高地址端进行分配，用最佳适应算法，回答下列问题（10分）： 1．画出初始时，主存的分配情况及空白区链接表；

2．画出将作业2(大小为6M)装入主存后，主存的分配情况及空白区链接表； 3．画出将作业3(大小为8M)装入主存后，主存的分配情况及空白区链接表；

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