华东师范大学期末试卷（B卷） 6页

华东师范大学期末试卷（B卷）‎ ‎2013 － 2014 学年第 二 学期 课程名称：操作系统　　‎ 学生姓名：_____________ 学号：__________________‎ 专业： 软件工程 年级/班级________________‎ 课程性质：专业必修 一 二 三 四 总分 阅卷人签名 一、判断题（20分，每题2分。正确的用T表示；错误的用F表示，并修正，未修正的不给分）‎ 1. 一个用户进程在执行过程中，遇到硬件中断，中断处理程序运行在核心态、用户上下文中。F（在系统上下文中）‎ 2. 当一个用户进程执行系统调用，系统调用返回时，必然由操作系统重新进行CPU调度。F（不一定）‎ 3. 要实现临界区，必须采用基于硬件的解决办法。F（可以用基于软件/算法的方法，例如Peterson算法）‎ 4. 银行家算法只能保证系统处在安全状态，但不能保证死锁不发生。F（安全一定无死锁）‎ 5. 页表和FCB不同：页表必须在内核态访问，但进程在用户态也可以访问FCB。F（FCB也只能在内核态访问）‎ 6. DMA控制器是由进程在用户态进行控制的。F（核心态运行）‎ 7. 页面调度算法运行在核心态。T 8. 目录就是FCB的实现。F（完全不同）‎ 9. U盘不需要通过磁盘调度以提高访问效率。T 10. 木马（Trojan Horse）会通过复制自身进行传播。F（病毒会传播，木马不一定）‎ 二、单选题（30分，每题3分）（全是A）‎ 1. 以下哪种调度算法在各自的应用场景是最优的：‎ A. CPU调度，非抢占情况下的最短作业优先（对平均等待时间）；‎ 第6页／共6页 A. CPU调度，抢占情况下的先来先服务（对平均等待时间）；‎ B. 磁盘调度，SCAN（对寻道时间）；‎ C. 页面替换，LRU（或称为最近最少使用）（对缺页率）。‎ 1. 页面调度时，访问序列中记录的是：‎ A. 逻辑地址所对应的页面号；‎ B. 物理地址所对应的页框号；‎ C. 段号；‎ D. 页内偏移量。‎ 2. 计算机启动以后，现代操作系统内核的运行形式是：‎ A. 内存中由中断和系统调用驱动的代码；‎ B. 内存中的一个独立的进程；‎ C. 文件系统中的二进制代码，需要执行时被调入内存；‎ D. 内存中的一组进程。‎ 3. 以下那种情况在发生颠簸（或称为抖动，Thrashing）时可能发生：‎ A. 进程数越多，缺页率越高；‎ B. CPU利用率和缺页率同时大幅升高；‎ C. 系统中正在运行的进程减少，但long-term调度器无法调度更多的进程进入就绪状态；‎ D. CPU利用率和缺页率同时大幅降低。‎ 4. 可能修改磁盘分区表的操作是：‎ A. 磁盘分区 B. 磁盘快速格式化；‎ C. 磁盘格式化；‎ D. 磁盘低级格式化。‎ 5. 进程地址空间中stack段中的数据不可能存在于以下什么地方：‎ 第6页／共6页 A. 磁盘文件系统的普通文件中；‎ B. 磁盘swap分区中；‎ C. 内存中；‎ D. 同时存在于B和C中。‎ 1. 类Unix系统的文件系统中，当用ls -l命令查看文件时，drwxrwx---表示：‎ A. 目录，拥有者、所在组具有读、写、通过权限，其它人没有；‎ B. 直接块文件，拥有者、所在组具有读、写、通过权限，其它人没有；‎ C. 目录，拥有者、所在组具有读、写、执行权限，其它人没有；‎ D. 直接块文件，拥有者、所在组具有读、写、执行权限，其它人没有；‎ 2. 以下哪种存储介质适宜于用作数据备份？‎ A. 磁带；‎ B. 固态硬盘；‎ C. 内存；‎ D. U盘。‎ 3. 文件的哪个属性不是唯一的？‎ A. 所属路径；‎ B. 访问权限；‎ C. 最后访问时间；‎ D. 最后修改时间。‎ 4. 以下哪种手段对减少单个进程的响应时间，提升性能没有直接帮助？‎ A. 通过执行yield()系统调用，主动让出CPU；‎ B. 采用预取页面，增加页框等方法，减少缺页率；‎ C. 插入不必要的I/O指令，伪装成I/O-bound的进程；‎ D. 减少系统中同时运行的进程数目。‎ 三、简答题（20分，每题5分）‎ 1. 请简要描述Unix系统的i-node结构，并讨论该结构的优点。 ‎ 第6页／共6页 答题要点：直接块/非直接块并存，对小文件访问效率高，大文件访问相对代价小。‎ 1. 试简述Programmed I/O和DMA方式的区别。 答题要点：DMA: cycle-stealing；块设备，大量数据（连续）交换；CPU不用直接介入；Programmed I/O在I/O过程中，CPU始终需要介入。‎ 2. 试简述缺页中断过程中，发生缺页的进程何时进入等待状态，何时结束等待状态，何时再次获得CPU运行。 答题要点：调页请求后；调页结束，中断后；CPU调度决定 3. 试简述采用关中断、非忙等的临界区实现中，进入等待状态的进程关闭的中断是如何被重新打开的。 答题要点：由被唤醒的进程开中断。 ‎ 四、计算、设计题（30分，每题10分）‎ 1. 某磁盘磁头访问范围为200（编号为0~199），如果在为访问52的请求者服务后，当前正在为访问53号磁道的请求者服务，同时有若干个请求者在等待服务，它们依次要访问的编号为(以请求时间先后顺序排列)： 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 （1） 请用先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描(SCAN)和循环扫描(CSCAN)算法进行磁盘调度时，试确定实际的服务次序。 （2） 假设磁臂在寻道时相邻编号移动的平均时间为0.4ms，按实际服务次序计算(1)中四种算法下磁臂移动的总距离以及总寻道时间。 参考答案：‎ ‎（1）FCFS：‎ ‎　　　总磁道数：640‎ ‎　　　寻道时间：640*0.4‎ ‎（2）SSTF：‎ ‎　　　总磁道数：236‎ ‎　　　寻道时间：236*0.4‎ ‎（3）SCAN：‎ ‎　　　总磁道数：208‎ ‎　　　寻道时间：208*0.4‎ 第6页／共6页 ‎（4）C-SCAN：‎ ‎　　　总磁道数：382‎ ‎　　　寻道时间：382*0.4‎ 1. 已知页面访问序列为：1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5，分配的页框数为4。 （1） 请分别用FIFO、LRU、时钟算法，写出调页的过程，并计算缺页率。 （2） 请问LRU算法是否会导致Belady异常，为什么？ 参考答案：‎ FIFO：‎ ‎9‎ LRU： 8‎ 时钟算法：‎ 和初始时钟位置有关 不会，证明略 ‎3. 现有如下代码 ‎1. int pos[10];‎ ‎ /* 和用户交互，为pos[i]赋值 */‎ ‎2. int fd = open (“/home/us001/test.txt”, O_WRONLY); ‎ ‎ /*以只写方式打开文件*/‎ ‎3. for (int i = 0; i < 10; i ++) {‎ ‎4. fseek (fd, pos[i], SEEK_CUR); ‎ ‎ /* 文件指针定位到当前位置+pos[i] */‎ ‎5. fprint (fd, “pos %dn”, i); ‎ ‎ /* 写文件 */‎ ‎6. }‎ ‎7. close (fd); /*关闭文件 */‎ 第6页／共6页 a) 请解释第2、第4、第5、第6行代码执行时，操作系统分别需要进行哪些操作？（4'）‎ 答：‎ ‎2：通过文件系统查找、定位文件；获取文件控制块；更新系统和进程的打开文件列表；‎ ‎4：更新文件位置指针 ‎5：写缓存 ‎6：将缓存写出到磁盘；更新文件控制块信息；更新打开文件列表（关闭文件）‎ b) 请问第4、第5行代码的写操作属于顺序访问还是随机访问？（1'）‎ 答：随机访问 c) 请问对于这种访问方式，采用何种文件块组织方式较合适？为什么？（2'）‎ 答：采用顺序分配或者索引分配较合适。因为这样能够较快的定位文件位置指针。‎ 第6页／共6页