计算机操作系统考研模拟题

一、综合题(50分)

1. 某个采用段式存储管理的系统为装入主存的一个作业建立了段表SMT，如表1所示。

(1) 给出段式地址转换过程。

(2) 计算该作业访问的内存地址(0，432) ，(1，10) ，(2，500)，(3，400) 时的绝对地址。

2. 假设系统有同类资源10个，供P、Q、R三个进程共享，P、Q、R所需资源总数分别为8、4、9，它们申请资源的次序和数量如表2所示。

按银行家算法为它们分配资源：

(1) 写出执行完序号为6的申请时，各进程的状态和已占的资源数。

(2) 请估计系统是否会出现死锁，并简要说明理由。

3. 有一个理发师，一把理发椅和n把供等候理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客，则理发师便在理发椅子上睡觉；当一个顾客到来时，必须唤醒理发师，进行理发；如果理发师正在理发时，又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，他就坐下来等，如果没有空椅子，他就离开。为理发师和顾客各编一段程序描述他们的行为，要求不能带有竞争条件。

二、综合题(50分)

1. 计算进程PC和打印进程P01、P02共享一个单缓冲区，计算进程负责计算，并把计算结果放入单缓冲中；打印进程P01、P02则负责从单缓冲中取出计算结果进行打印，而且对每个计算结果，P01和P02都需分别打印一次。请用记录型信号量描述上述进程间的同步关系。

2. 假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们按照到达的次序分别处于98、183、37、122、14、124、65、67号磁道上，当前磁头在53号磁道上，并向磁道号减小的方向上移动。请给出按FCFS、SSTF、SCAN 及CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。

3. 假设某多道程序设计系统中有供用户使用的内存100KB，打印机1台。系统采用可变分区方式管理内存：对打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不计；采用最短剩余时间优先的进程调度算法，进程剩余执行时

3所示：

(1) 给出进程调度算法选中进程的次序，并说明理由。

(2) 全部进程执行结束所用的时间是多少

三、综合题(50分)

1. 在一个分页存储管理系统中，页面大小为4KB，系统中的地址寄存器占24位．假定页表如表6所示：

现假定一逻辑地址，页号为3，页内地址为20，试设计相应的物理地址，并画图说明地址变换过程。

2. 假定磁盘的存取臂现在正处于8号柱面上，有如表7所示的四个请求者等待访问磁盘，试写出最省时的响应顺序，并计算存取臂移动的总量：

3. 有一只笼子，每次只能放一只动物，猎手向笼中放猴子，农民向笼中放猪，动物园等买笼中的猴子，饭店等买

笼中的猪，试用P 、V 操作写出它们能同步执行的程序。

四、综合题(50分)

1. 有三个进程Pl ，P2和P3并发工作。进程P1需用资源S3和S1；进程P2需用资源Sl 和S2；进程P3需用资源S2和Sl 。回答；

(1) 若对资源分配不加限制，会发生什么情况 为什么

(2) 为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略 为什么

2. 设有五道作业，它们的提交时间和运行时间见下表，试给出在如表8所示的两种调度算法下，作业的执行顺序和平均周转时间：

(1) 先来先服务调度算法。

6，0，1，2，0，3，0，4，2．3，采用LRU 页面置换算法，设分配给该程序的存储块数M=3，每调进一个新页就发生一次缺页中断。

(1) 试完成表9：

(2) 求：缺页中断次数F=______。 缺页率 f=______。

五、综合题(50分)

1.

系统采用不能移动己在主存中的作业的可变分区管理主存。现有用户可用空间100KB ，系统有4台打印机。有一批作业如表系统采用多道程序设计技术，资源的静态分配法，忽略设备工作时间和系统进行调度所花的时间。请分别给出采用FCFS 、短作业优先调度算法运行时作业的调度顺序和其平均周转时间。

2. 请用信号量解决以下的“过独术桥”问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向有人过桥时，另一方向的行人必须等待；当某一方向无人过桥时，另一方向的行人可以过桥。

3. 某个文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB 中共有13个地址项，每个盘块的大小为512字节，回答问题： (1) 如果每个盘块号只需要用2个字节来描述，则该系统需要设置几次间址项

(2) 如果每个盘块号需要用3个字节来描述，并允许每个盘块中存放170个盘块地址，而且系统采用10个直接地址项、1个一次间址项、1个二次间址项和1个三次间址项，则对某个长度为B 的文件．它需占用多少个盘块(包括间址块)

六、综合题(30分)

1. 设有两个进程P1和P2的程序如下，其信号量的初始值S1=S2=0，试求P1，P2并发执行结束后的x ，y ，z 的值，并对结果加以解释。

进程l 进程2

y=1 x=1 y=y+2； x=x+1； V(S1) ； P(Sl) ；

z=y+1; x=x+y;

P(S2) ； V(S2) ；

y=y+z; z=z+x ；

2. 在一个请求分页管理的系统中，主存容量为1MB ，被划分为256块，每块为4KB 。现有一作业，它的页面变换表如下：

(1) 若给定一逻辑地址为9016，其物理地址为多少

(2) 若给定一逻辑地址为12300，给出其物理地址的计算过程。

3. 假定在某移动臂磁盘上，刚刚处理了访问75号柱面的请求，目前正在80号柱面读信息，并且有下述请求序列等待访问磁盘：

试用电梯调度算法和最短寻找时间优先算法，分别列出实际处理上述请求的次序。

七、综合题(30分)

1. 在银行家算法中，若出现以下资源分配情况； 试问：(1) 该系统状态是安全的吗

(2) 如果进程依次有如下资源请求，系统将怎样进行资源分配 P1：(1，0，2)、P4：(3，3，0)、P0：(0，2，0)

2. 某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：

(1) 用P 、V 操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。 (2) 根据所定义的信号量，把应执行的P 、V 操作填入下述程序中，以保证进程能够正确地并发执行。 COBEGIN PROCESS PI(I=l ，2，…) Begin [ ]； 进入售票厅； 购票： [ ]： 退出； End

COEND

(3) 若欲购票者最多为n 个大，写出信号量可能的变化范围(最大值和最小值)

八、综合题(30分)

1. 如磁盘的每个磁道分成9个块，现有一文件共有A ，B ，…，I ，9个记录，每个记录的大小与块的大小相等，设磁盘转速为27ms/转，每读出一块后需要2ms 的处理时间。若忽略其他辅助时间，试问：

(1) 如果顺序存放这些记录并顺序读取，处理该文件要多少时间 (2) 如果要顺序读取该文件，记录如何存放处理时间最短

2. 在UNIX System V 中，如果一个盘块的大小为1KB ，每个盘块号占4B ，那么，一个进程要访问偏移量为263168B 处的数据时，需要经过几次间址

3. 设公共汽车上，司机和售票员的活动如图9-2所示。

在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系 用信号量和P 、V 操作实现它们的同步。

九、综合题(30分)

1. 讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来

2. 某系统的进程状态转换图如图3所示，请说明：

(1) 引起各种状态转换的典型事件有哪些

(2) 当我们观察系统中某些进程时，能够看到某一进程产生的

一次状态转换能引起另一进程作一次状态转换。在什么情况下，

当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换

(3) 试说明是否会发生下述因果转换：

2→1 3→2 4→1

3. 在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：

试问：(1) 该状态是否安全

(2) 如果进程P2提出请求Request(1，2，2，2) 后，系统能否将资源分配给它

十、综合题(30分)

1. 山上有一个隧道，规定每次只允许一列火车过隧道，现在南方北方都有车要过隧道。如果把每个过隧道者看作一个进程，为保证安全，请用P 、V 操作实现正确管理。

2. 什么叫联想存储器 试说明利用联想存储器在页式管理方案中实现动态地址变换的过程。

3. 一个好的页面替换算法应使缺页中断次数最少，一种方法是将正使用的页均匀地分散在整个存储区中。可以给每一页块附加一个计数器，用它记录与该页块相关的页的个数。当进行页面替换时，选择其计数器之值最小的那个页块。

(1) 利用上述思想，提出一个页面昔换算法，并回答下面的问题： A. 该计教器的初值是多少 B. 该计数器何时增值 C. 该计数器何时减值 D. 如何选择被替换的页

(2) 若有4个页块，给定下面的页访问串，使用你的算法将会出现多少次缺页中断 1、2、3、4、5、3、4、1、6、7 8、9、7、8、9、5、4、5、4、2

(3) 给定(2) 中同样的条件和访问串，若采用最佳页面替换算法，其缺页中断次数的最小值是多少

4. 进程A1，A2，…，An1，通过m 个缓冲区向进程B1，B2，…．Bn2不断地发送消息。发送和接收工作遵循如下规则：

(1) 每个发送进程一次发送一个消息，写入一个缓冲区，缓冲区大小等于消息长度。 (2) 对每一个消息，B1，B2，…，Bn2都须各接收一次，读入各自的数据区内。 (3) m 个缓冲区都满时，发送进程等待：没有可读的消息时．接收进程等待。 试用P 、V 操作组织正确的发送和接收工作。

司机的活动售票员的活动

2

并假定是多CPU 下，分配到内存的作业都可以立即运行。问：（1）1s 后，内存空白区按首次适应和最佳适应算法的链接方式链接，将如何链接（2）2s 后，其内存空白区按上述两种算法如何链接（3）在（2）后，此时有一个作业9要求进入内存，它需要内存量为12KB ，按上述两种算法，将把哪一块空白区分给它

3、设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间都是64KB ，按字节编址。若某进程最多需要6页（page ）数据存储空间，每页大小为1KB 。操作系统采用固定分配局部淘汰策略为此进程分配4个页帧（page frame ）。

当该进程执行到时刻260时，需要访问逻辑地址17CAH 的数据，请回答下列问题： （1）该逻辑地址对应的页号是多少

（2）若采用先进先出（FIFO ）换页算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少要求给出计算过程。 （3）若采用时钟（Clock ）换页算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少要求给出计算过程。（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指示第2页，示意图如下）

100号磁道

磁头移动方向

4、假设计算机系统采用C-LOOK 磁盘调度策略，使用2KB 的内存空间记录16384个磁盘块的空闲状态。 （1）请说明在上述条件下应如何管理磁盘空闲空间

（2）设磁盘旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为1ms 。若在某时刻磁头位于100号磁道，并沿着磁道号增大的方向移动（如下图所示）。磁道号请求队列为90、30、50、120。对请求队列中每个磁道需读取一个随机分布的扇区，则读完这些扇区共需要多少时间要求给出计算过程。

5、假设系统中有三类资源（A ，B ，C ）和三个进程（P1，P2，P3），假设在某时刻系统有如下状态

Allocation Max Request Available A B C A B C A B C A B C P1 1 2 4 2 5 8 1 2 1 1 3 3 P2 0 3 3 4 4 4 3 0 0 P3 4 1 1 5 4 4 1 2 2

请问为了使系统保持安全状态，应该如何处理P1、P2、P3的资源请求说明理由。 6、在一个单道批处理系统中，一组进程的提交时间和运行时间如下表所示 试计算以下三种进程调度算法的平均周转时间和平均带权周转时间： （1）先来先服务； （2）短作业优先； （3）响应比高者优先。

7. 某个采用段式存储管理的系统为装入主存的一个作业建立了段表SMT ，如表9-1所示。 (1) 给出段式地址转换过程。

(2) 计算该作业访问的内存地址(0，432) ，(1，10) ，(2，500，(3，400) 时的绝对地址。

14、有座东西方向架设、可双向通行的单车道简易桥，最大载重负荷为4辆汽车。请定义合适的信号量正确使用wait 操作、signal 操作，实现双向车辆的过桥过程。

15、现有文件P 供多个进程共享，将这些进程分成A 、B 两组，同组进程可以同时读文件P ，当有A 组（或B 组）进程在读文件P 时，不允许B 组（或A 组）进程读文件P 。试用wait 、signal 操作实现两组进程对文件的读过程。