操作系统试卷A
一、简答题（每题5分，共30分）
1.什么是虚拟设备？
2.What’s the differrence between a process and a program？
3.What’s Hyper-Treading technology？
4.死锁的必要条件是什么？
5.为什么将文件控制块分成主部和次部两部分？
6.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？
二、填空题（每空1分，共10分）
1.操作系统的两个重要特性是： (1) 和 (2) 。
2.只能在管态下执行的指令称为 (3) 。处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是 (4) ，管态到目态的转换可以通过修改 (5) 来实现。
3.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 (6) 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 (7) ，当一个运行进程因某事件受阻时，其状态由运行变为 (8) ，当进程所等待的事件已经发生时，该进程状态由 (9) 变为就绪。
4.线程是进程内的一个相对的 (10)。
三、计算题（每题10分，共40分）
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KB，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)。
3.在UNIX系统中，设磁盘物理块大小为1KB，每个索引块可以保存256个索引项，请画出UNIX文件的物理结构。假设某文件大小为1028KB，请计算访问以下逻辑块时需要多少次I/O传输：（1）8；（2）300；（3）16。
4.设有周期性实时任务集如下表所示，用最早截止期优先算法（EDF算法）和速率单调算法（RMS算法）是否可以调度？画出相应的Gantt图。
四、算法设计（每题10分，共20分）
1.设有一个可以装A、B两种物品的仓库，其容量无限大，但要求仓库中A、B两种物品的数量满足下述不等式:
-M≤A物品数量－B物品数量≤N
其中M和N为正整数。 试用信号灯和PV操作描述A、B两种物品的入库过程。
2.用信号量和PV操作实现读者/写者问题，要求读者优先，即：当有读者在读文件时，对随后到达的读者和写者，要首先满足读者，阻塞写者。
试题A答案
一、
1．虚拟设备是利用共享型设备实现的数量较多、速度较快的独占型设备。
2．进程是具有功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的单位。程序是指令的有序序列。进程与程序的区别在于：○1进程是动态的，程序是静态的；○2进程是短暂的，程序可以永久保存；○3进程与程序之间不具有一一对应关系：一个程序可以对应一个进程，也可以对应多个进程；一个进程可以对应一个程序，或者对应一段程序。
5．树型目录结构解决了命名冲突；有利于提高文件的检索速度；有利于实现文件共享；有利于用户对文件进行分门别类地组织。
6．
7．并发执行的进程为了协调一致地完成指定任务，进程之间具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行。进程间交换数据叫进程通信。进程之间所交换的信息量，少则是一个状态或数值，多则是成千上万个字节。因而进程通信的类型分为：低级通信（进程间交换少量数据，如信号量机制）；高级通信（进程间交换大量数据）。
8．UC/OS-II是一个嵌入式操作系统，其功能包括任务管理、时间管理、任务间通信、内存管理等。
二、
（1）[0，350]：由段号0查段表得其段长200，将虚拟地址中的段内偏移350与该段段长相比较：350>200，所以产生越界中断；
（2）[1,25]：由段号1查段表得其段长100，将虚拟地址中的段内偏移25与该段段长相比较：25<100，是合法虚拟地址，所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地址：25+3000=3025；
（3）[2,120]：由段号2查段表得其段长105，将虚拟地址中的段内偏移120与该段段长相比较：120>105，所以产生越界中断；
（4）[3,415]：由段号3查段表得其段长600，将虚拟地址中的段内偏移415与该段段长相比较：415<600，是合法虚拟地址，所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地址：415+1200=1615；
（5）[4,20]：由段号4查段表得其段长150，将虚拟地址中的段内偏移20与该段段长相比较：20<150，是合法虚拟地址，所以将段内偏移与该段在主存的起始地址相加得绝对地址：20+4000=4020；
三、FIFO页面替换算法：
LRU页面替换算法：
四、semaphore a=n,b=m;
void main(){
createprocess(A,…);
createprocess(B,…);
}
void A(){
while(1){
P(a);
输入化合物A;
V(b);
}
}
void B(){
while(1){
P(b);
输入化合物B;
V(a);
}
}
五、
六、UNIX中的进程可能处于以下九个状态之一：创建、内存就绪、外存就绪、内存睡眠、外存睡眠、核心态执行、用户态执行、剥夺、僵死。UNIX进程的状态转换图如下：
七、设cache的命中率为h1，访问时间为t1；主存的命中率为h2，访问时间为t2；则被访问的字在cache中的概率为h1，则不在cache中但在主存中的概率为（1-h1）h2，不在cache中也不在主存中的概率为(1-h1)(1-h2) ；设磁盘的访问时间为t3，那么一个字的平均访问时间为：t1h1+(t1+t2)(1-h1)h2+(t1+t2+t3)(1-h1)(1-h2)。
八、设每个进程最多可以请求x个这类资源，为了使系统一定不会发生死锁m,x,n需要满足关系式：n(x-1)+1<=m，即x<=(m-1)/n+1。当m
