自考操作系统 重要题目集锦解题精华.docx
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自考操作系统 重要题目集锦解题精华.docx
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自考操作系统重要题目集锦解题精华
重要题目集锦。
这儿归类的是常考的分值比较大的题目:
预测:
会考到20-40分。
建议:
做五遍
关于块号扇区磁道的问题
(1)换算:
请1 2 行对照的看:
竖着看:
一天 24小时 一小时有60分 一分有60秒。
一组盘 8个磁头号 一个磁头号有10个柱面 一个柱面有4个扇区。
横着看:
一天 24小时 一小时有60分 一分有60秒。
一组盘 10个盘面 一个有盘面8个磁道 一个磁道有4个扇区。
显然。
。
。
。
.
关于fifo算法的问题
题目:
某进程,若它对页面的访问串为:
7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
写出fifo算法实现页面更换,并给出缺页次数.(设在内存中占四个页架)
分析:
1题目给了访问串7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
2题目给了内存中占四个页架
3题目给了用fifo算法来实现。
要求:
画出算法实现。
fifo
FIFO算法:
(假设开始的4页已经装入了主存)
7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
队尾------> 2 2 3 3 4 4 4 0 0 0 1 2 2 2 7 7
1 1 2 2 3 3 3 4 4 4 0 1 1 1 2 2
0 0 1 1 2 2 2 3 3 3 4 0 0 0 2 2
队头------> 7 7 0 0 1 1 1 2 2 2 3 4 4 4 0 0
被淘汰出内存的页面:
7 0 1 2 3 4
整个的表格是怎么来的呢?
请注意:
题目给了7, 写7;
题目给了0,写0, 7下一格;
题目给了1, 写1,0下一格;
题目给了2, 写2,1下一格;
注意:
已经四个了从下到上是:
7012
达到了2的要求:
内存中占四个页架。
题目给了0, 寻找 有0,不写不变;
题目给了3, 寻找没有3,写3,最底7的淘汰,现在是0123,发生了一次缺页中断,记下7;
题目给了0, 寻找 有0,不写不变;
题目给了4, 寻找没有4,写4,最底0的淘汰,现在是1234,发生了一次缺页中断,记下0;
题目给了2, 寻找 有2,不写不变;
题目给了3, 寻找 有3,不写不变;
题目给了0, 寻找没有0,写0,最底1的淘汰,现在是2340,发生了一次缺页中断,记下1;
题目给了3, 寻找 有3,不写不变;
题目给了2, 寻找 有2,不写不变;
题目给了1, 寻找没有1,写1,最底2的淘汰,现在是3401,发生了一次缺页中断,记下2;
题目给了2, 寻找没有2,写2,最底3的淘汰,现在是4012,发生了一次缺页中断,记下3;
题目给了0, 寻找 有0,不写不变;
题目给了1, 寻找 有1,不写不变;
题目给了7, 寻找没有7,写7,最底4的淘汰,现在是0127,发生了一次缺页中断,记下4;
题目给了0,寻找 有0,不写不变。
至此整个表格都做好了。
详尽吧。
再不会的要打屁屁了。
计算 缺页中断率:
缺页中断次数(先填空的+淘汰的次数)除以页面引用次数。
(就是人家给你的数的总数)*100%
(4+6)/19*100%=52.6%
好了。
都完成了。
三句话总结:
fifo算法是从上往下放数字,
有的很好,不动;
没有的就把最下面的挤出去(淘汰,发生缺页中断)
LRU算法
题目:
某进程,若它对页面的访问串为:
7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
写出LRU算法实现页面更换,并给出缺页次数.(设在内存中占四个页架)
分析:
1题目给了访问串7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
2题目给了内存中占四个页架
3题目给了用LRU算法来实现。
要求:
画出算法实现。
LRU
给出行 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
头-----> 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7
0 1 2 2 3 0 4 2 2 0 3 3 1 2 0 1
底-----> 7 7 1 1 2 3 0 4 4 4 0 0 3 3 2 2
淘汰出内存的页面:
7 1 4 3
整个的表格是怎么来的呢?
请注意:
题目给了7, 写7;
题目给了0,写0, 7下一格;
题目给了1, 写1,0下一格;
题目给了2, 写2,1下一格;
注意:
已经四个了从上到下是:
2107
达到了2的要求:
内存中占四个页架。
至此与FIFO没有什么两样。
接着:
题目给了0, 寻找 有0,FIFO的不写不变,变成了0调到最上面
题目给了3, 寻找没有3,写3,最底7的淘汰,现在是3210,发生了一次缺页中断,记下7;
一样。
题目给了0, 寻找 有0,0调到最上面,0321
题目给了4, 寻找没有4,写4,最底1的淘汰,发生了一次缺页中断,记下1;4032
题目给了2, 寻找 有2,2调到最上面,2403
题目给了3, 寻找 有3,3调到最上面;3240
题目给了0, 寻找 有0,0调到最上面;0324
题目给了3, 寻找 有3,3调到最上面;3024
题目给了2, 寻找 有2,2调到最上面 2304
题目给了1, 寻找没有1,写1,最底4的淘汰,发生了一次缺页中断,记下4;1230
题目给了2, 寻找 有2,2调到最上面 2130
题目给了0, 寻找 有0,0调到最上面 0213
题目给了1, 寻找 有1,1调到最上面 1023
题目给了7, 寻找没有7,写7,最底3的淘汰,发生了一次缺页中断,记下3;7102
题目给了0,寻找 有0,0调到最上面 0712
计算 缺页中断率:
缺页中断次数(先填空的+淘汰的次数)除以页面引用次数。
(就是人家给你的数的总数)*100%
(4+4)/19*100%=42.3%
好了。
都完成了。
三句话总结:
lru算法是也从上往下放数字,
有的调到最上面,(就这点与FIFO不同)
没有的就把最下面的挤出去(淘汰,发生缺页中断)
关于缺页中断率及相关
在进行内存访问时,若所访问的页已经在主存,则称此次访问成功。
若所访问的页不在主存则称此次访问失败,并产生缺页中断。
若程序中访问的页面总次数为s,其中产生缺页中断的访问次数为f,则中断率为:
f/s
因此严格的说在中断率时连以前的主存没满时调入的页面也算进中断。
但一般如果单问中断的页数是不计刚开始主存没满时调入的页面的
考试时按严格的做,如果说明理由,我想是不应该扣分的,我想改卷老师也知道这种两义的情况。
如果题目没说明,只能说出题者的水平差,出了一道有两义性的题。
即使他比我们早学了几年,做了老师。
关于磁盘调度的问题
磁盘调度分为移臂调度和旋转调度。
旋转调度可以不掌握。
基本考不到。
移臂调度算法包括以下四种:
1) 先来先服务算法; (根据访问者提出访问请求的先后次序来决定执行次序。
)
2) 最短寻找时间优先调度算法;(从等待的访问者中挑选寻找时间最短的那个请求执行,而不管访问者的先后次序。
)
3) 电梯调度算法;(从移动臂当前位置沿移动方向选择最近的那个柱面的访问者来执行,若该方向上无请求访问时,就改变移动方向再选择。
)
4) 单向扫描调度算法。
(从0柱面开始往里单向扫描,扫到哪个执行哪个。
)
以上几种算法要求记住定义并根据访问条件,做出调度后的访问序列。
例:
假定某磁盘共有200个柱面,编号为0-199,如果在为访问143号柱面的请求者服务后,当前正在为访问125号柱面的请求服务,同时有若干请求者在等待服务,它们每次要访问的柱面号为
86,147,91,177,94,150,102,175,130
请回答下列问题:
a.分别用先来先服务算法,最短寻找时间优先算法、电梯调度算法和单各扫描算法来确定实际的服务次序。
b.按实际服务计算上述算法下移动臂需移动的距离。
答:
a 当前柱面位置:
125#,采用不同的调度算法服务满足次序如:
表
(1)
表格 1
调度算法 作业调度次序
先来先服务 (125)86.147.91.177.94.150.102.175.130
想:
先来先得,就是按题目把你的顺序列出就可。
最短寻找时间优先 (125)130.147.150.175.177.102.94.91.86
想:
寻找与执行位置最短的时间进行依次排列。
电梯调度 (125)102.94.91.86.130.147.150.175.177
想:
按当前位置找出最近的那个数,当前位置指向最近数决定方向,依次排列数字,排到尽头,再按当位置和最近数的相反方面依次排列数字。
单向扫描 (125)130.147.150.175.177.86.91.94.102
想:
由当前位置到从小到大排列数字,再将剩下的数由小到大排。
(2)上述各算法移动臂需移动的距离如:
表2
表格 2
调度算法 移动臂的移动距离
先来先服务 39+61+56+86+83+56+48+73+45=547
最短寻找时间优先 5+17+3+25+2+75+8+3+5=143
电梯调度 23+8+3+5+44+17+3+25+2=130
单向扫描 5+17+3+25+2+22+1+86+5+3+8=177。
注意此处有个199到0的+1。
有关地址线和存储器的容量的解释
无法理解:
假定地址用m个二进制位表示,其中页内地址部分占用了n个二进制位。
那么,每一个块的长度就是2^ n(n个2相乘),也就是每一页有2^n(n个2相乘)个字节。
很好理解啊,它是说地址占N位,比如说地址占两位,那么第一个单元地址是00,第二个01,第三个是10,第四个是11,单元总共为2^2,若地址占4位,第一个单元为0000,第二个0001……,最后一个单元是1111,总单元数=2^4=16,地址若占了N位,那么相应的单元总数为2^N.我的总结能力比较弱,我这样说你能明白吗?
N条地址线有2^N的寻址能力 .
解释:
我们现在假设计算机只有3根地址线,那么对于3根地址线就有:
000,001,010,011,100,101,110,111这么8种状态,当CPU需要在内存中调取数据的时候,就会在地址线上加载地址选择信号,那么也就是只有000,001,010,011,100,101,110,111这8种信号组合,所以就需要有8个存储单元来对应着8种选择信号,所以说,在地址线为N的时候就有2^N种组合,也就是要有2^N个单元与其相对应,所以存储器的容量与地址线的关系就是:
N条地址线就有2^N的寻址能力
可变分区经常采用的主存分配算法
可变分区经常采用的主存分配算法
最先适应分配算法:
简单地说,就是在分区表中顺序查找,找到够大的空闲区就分配。
最优适应分配算法:
挑选一个能满足作业要求的最小空闲区。
最坏适应分配算法:
挑一个最大的空闲区分给作业使用
用位示图进行磁盘存储空间的分配与回收
用位示图进行磁盘存储空间的分配与回收
(1)当有文件要存放到磁盘上时,查位示图中为“0”的位表示对应的磁盘块空闲可供使用。
根据查到的位所在的字号和位号可计算出对应的块号同时在该位所在的字号和位号可计算出对应的块号同时在该们填上占用标志:
“1”,然后对找到的块还要确定它属于哪个柱面、哪个磁头管的哪个扇区。
于是,文件信息就可按确切的地址存放到找到的磁盘块上。
(2)当删除文件归还存储空间时,可以根据归还块的块号推算出在位示图中的位置,或由物理地址计算出对应的块号后再确定在位示图在的位置把这一位的占用标志“1”清成“0”,表示该块成为空闲块了。
具体题例:
关于记录成组的问题。
关于记录成组一般来讲是以下的三种题。
1.假设磁带的记录密度为1600bpi(字节/英寸),每个逻辑长度为200字节,块与块之间的间隔为0.5英寸,请回答下面的问题。
(1) 不采用成组操作时,磁带空间的利用率是多少?
用公式:
每个正长/(每个正长+每个间隔长)=利用率。
间隔=1600*0.5=800(字节)
200/(200+800)=20%
不采用成组操作时磁带空间的利用率为20%
(2)采用块因子为6作成组操作时,磁带空间的利用率为多少?
用公式:
单个正长*块数/(单个正长*块数+每个间隔长)=利用率。
(200*6)/(200*6+800)=60%
采用成组操作时磁带空间的利用率为60%
(3)为了使磁带空间的利用率大于80%,采用记录成组时,其块因子至少为多少?
设块因子为X,则:
200X/(200X+800)>0.8
得X>16
所以块因子至少为17.
2.现有一文件FILE-X其逻辑记录的大小为125字节,共有20个逻辑记录,文件系统把这个文件存储到磁盘上时,采用链接结构,磁盘的分块为512字节,请问:
(1)采用什么方法可有效地利用磁盘空间?
用记录成组的方法可有效地利用磁盘空间。
(2)画出文件FILE-X在磁盘上的链接结构示意图(磁盘块号自定)
(3)若用户要求读包含第1285字节的逻辑记录,文件系统将如何工作?
第一步,由[1285/(125*4)]=2余285
知逻辑记录在的第三个块上,把此块读入主存缓冲区。
第二步,285/125=2余35
可知文件系统从主存缓冲区中取出第3个记录传输给用户。
3某用户文件共10个逻辑记录,每个逻辑记录的长度为480个字符,现把该文件存放到磁带上,若磁带的记录密度为800字符/英寸,块与块之间的间隙为0.6英寸,采用记录成组操作且块因子为5时,把文件存放到磁带上后,用户要求每次读一个逻辑记录存放到他的工作区。
当对该记录处理后,又要求把下一个逻辑记录读入他的工作区,直至10个逻辑记录处理结束。
系统应如何为用户服务?
答:
设置缓冲区为5个记录的长度,即2400字符,每次读取一块数据到缓冲区,然后将提取用户需要的记录存放到他的工作区.当5个记录处理完后,继续读第二块数据.
关于作业调度算法问题
常用的作业调度算法
(能够用这几种算法解应用题:
结合作业调度的必要条件,运用各种作业调度算法,确定作业被选取的次序以及计算作业的实际完成时间和周转时间等。
)
先来先服务算法
:
最简单的算法,它按照作业进入“输入井”的先后次序来挑选作业,先进入的作业优先被挑选。
这里要注意的是,被选中的作业首先要满足资源需求的必要条件。
计算时间短的作业优先算法
:
要求用户对自己的作业需要计算的时间预先作出一个估计,在作业控制说明书中加以说明。
作业调度时依据在输入井中的作业提出的计算时间为标准,优先选择计算时间短且资源能得到满足的作业。
响应比最高者优先算法
:
响应比=等待时间/计算时间
计算时间短的作业容易得到较高的响应比。
等时间长的也会得到较高响应比,这样可以解决计算时间长的作业总是被后推的问题。
优先数调度算法
:
为每个作业确定一个优先数,资源能满足且优先数高的作业优先被选取,当几个作业有相同优称数时,对这些具有相同优先数的作业再按照先来先服务算法进行调度。
均衡调度算法
:
根据作业对资源的要求进行分类,作业调度从各类作业中去挑选,尽可能地使得使用不同资源的作业同时进行执行。
EG:
某系统采用不能移动已在主存储器中作业的可变分区方式管理主存储器,现有供用户使用的主存空间100K,系统配有4台磁带机,有一批作业见下表:
作业序号 进输入井时间 要求计算时间 需要主存容量 申请磁带机数
1 10:
00 25分钟 15K 2台
2 10:
20 30分钟 60K 1台
3 10:
30 10分钟 50K 3台
4 10:
35 20分钟 10K 2台
5 10:
40 15分钟 30K 2台
该系统采用多道程序设计技术,对磁带机采用静态分配,忽略设备工作时间和系统进行调度所花的时间,请分别写出采用“先来先服务调度算法”和“计算时间最短者优先算法”选中作业执行的次序以及它们的平均周转时间。
解:
先来先服务法如下表:
作业序号 进输入井时间 进入主存时间 开始计算时间 结束计算时间 周转时间 解释
1 10:
00 10:
10 10:
00 10:
25 25 此时输入井中只有一个作业且满足资源要求,因此被选中运行。
2 10:
20 10:
20 10:
25 10:
55 35 作业2到达输入井,满足资源要求,装入主存,等到作业1运行完毕进入运行态。
4 10:
35 10:
35 10:
55 11:
15 40 由于作业3要求主存空间无法满足,因此作业4先行一步,运行期间作业5进入输入井,并满足资源要求,因此作业5进入主存就绪。
5 10:
40 10:
55 11:
15 11:
30 50 作业3仍要等候,作业5可以运行。
3 10:
30 11:
30 11:
30 11:
40 70 最后作业3装入主存并运行
平均周转时间为(22+35+40+50+70)/5=44分钟
按计算时间最短者优先算法如下表:
作业序号 进输入井时间 进入主存时间 开始计算时间 结束计算时间 周转时间 解释
1 10:
00 10:
10 10:
00 10:
25 25 此时输入井中只有一个作业且满足资源要求,因此被选中运行。
2 10:
20 10:
20 10:
25 10:
55 35 作业2到达输入井,满足资源要求,装入主存,等到作业1运行完毕进入运行。
5 10:
40 10:
55 10:
55 11:
10 30 由于作业3要求主存空间无法满足,因此作业4先行一步装入主存,当作业2让出处理器的同时,作业5满足资源要求进入主存就绪。
根据算法作业5先进入处理器运行。
4 10:
35 10:
35 11:
10 11:
30 55
3 10:
30 11:
30 11:
30 11:
40 70 最后作业3装入主存并运行
平均周转时间:
(25+35+30+55+70)/5=43 分钟
在上题中,若允许移动已在主存储器中的作业,则作业被选中的次序又是怎样的呢?
并计算出它们的平均周转时间?
解:
本题中,由于作业3需要3台磁带机,因此即使允许移动主存中的作业,得到足够存储空间,但是由于静态分配的策略,磁带机不足以让作业3满足。
因此本题的结果和上题的结果是相同的。
有关PV操作的问题
PV操作
【相关知识】
1、原语的概念及将PV操作定义为原语的原因。
把不可被中断的过程称为“原语”。
要用PV操作来管理临界区,首先要确保PV操作自身执行的正确性。
为了使它们在执行时不发生交叉访问同一信号旦而可能出现的错误,特规定PV必须为原语。
2、PV操作实现进程同步与互斥时怎样定义信号量,信号量的物理含义及其作用
利用PV操作实现进程互斥时,用一个信号量与一组相关临界区对应。
利用PV操作实现进程同步时,每一个消息与一个信号量对应。
PV操作是两个过程,由他们两个来控制一个信号(事件)S。
P表示接收信号(事件),S表发送信号(事件)S。
信号量的物理含义:
S>0时表示可使用的资源数或表示可使用资源的进程数。
S=0时表示无资源可供使用或不允许进程进入临界区。
S<0时表示等待使用资源的进程个数或表示等待进入临界区的进程个数。
2 用PV操作实现进程的互斥。
进程互斥的含义:
进程的互斥是指当有若干进程都要使用某一共享资源时,任何时刻最多只允许一个进程去使用,其他要使用该资源的进程必须等待,直到占用资源者释放了该资源。
【具体实例】
1 实现进程互斥的工具--PV操作。
2 用进程通信的方法解决生产者与消费者之间的问题。
3 2的进一步
4 关系说明
【PV的进一步学习】
其它
关于进入输入井,进程执行,死锁的问题
这类题目主要是据题目给的可用资源数,和用了资源数得到每次剩余的资源数,然后按题目的要求仿次找合适的往里放,进行运行。
不合适的依次放在最后。
计算时要细心些。
注意周转时间是从到达时到结束时。
而不是仅仅从执行时到结束时。
关于磁PAN-文件所用时间的问题。
最近发现有N位学友问到这种题,现在作如下解答:
假定某磁盘的旋转速度是每圈20毫秒,格式化时每个盘面被分为10个扇区,现有个逻辑记录存放在同磁道上,安排如下表:
扇区号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
逻辑记录 A B C D E F G H I J
处理程序要顺序处理这些记录,每读出一个记录后处理程序要花费4毫秒的时间进行处理,直到处理完这此记录。
请问:
1 顺序处理这完这10个记录总共花费了多少时间?
2 请给出一种记录优化分布的方案,使处理程序能在最短的时间内处理完这个记录并计算优化颁后需要花费的时间。
答:
(1)按照题目规定的存放方式,每个记录占用一个扇区,每个扇区信息时间为毫秒;
每条信息处理时间为4毫秒;
A:
读取时间2+处理时
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