華東師范大學(xué)期末試卷A卷

華東師范大學(xué)期末試卷（A卷）2013—2014學(xué)年第二學(xué)期課程名稱(chēng)：操作系統(tǒng)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)：專(zhuān)業(yè)：軟件工程 年級(jí)/班級(jí).一個(gè)用戶(hù)進(jìn)程執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，運(yùn)行在核心態(tài)、系統(tǒng)上下文中。F（很可能在用戶(hù)上下文）.當(dāng)一個(gè)用戶(hù)進(jìn)程執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，該用戶(hù)進(jìn)程可能從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)，也可能從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為等待狀態(tài)。T.只使用二元信號(hào)量和計(jì)數(shù)器，而不使用計(jì)數(shù)信號(hào)量，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)有界緩沖區(qū)問(wèn)題（bounded-buffer）的。F（二者其實(shí)等價(jià)，可實(shí)現(xiàn)）.不安全狀態(tài)未必會(huì)導(dǎo)致死鎖的發(fā)生；始終處于安全狀態(tài)也不能保證死鎖一定不會(huì)發(fā)生。F（安全一定無(wú)死鎖）.頁(yè)表和FCB一樣，應(yīng)該存放在磁盤(pán)上，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行管理，在需要的時(shí)候調(diào)入內(nèi)存使用。F（頁(yè)表存內(nèi)存）.I/O設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序代碼應(yīng)該運(yùn)行在使用該I/O設(shè)備的進(jìn)程的用戶(hù)態(tài)。F（核心態(tài)運(yùn)行）.發(fā)生缺頁(yè)中斷的進(jìn)程將從運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒態(tài)。F（等待）.目錄是一種特殊的文件，其內(nèi)容只能由操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)相關(guān)的代碼在內(nèi)核態(tài)訪問(wèn)。T.并非所有的二級(jí)或三級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備都需要磁盤(pán)調(diào)度。T.邏輯炸彈（logicbomb）會(huì)通過(guò)特殊的程序邏輯引起計(jì)算機(jī)硬件爆炸。F（通常不爆炸）二、單選題（30分，每題3分）（全是C）第1頁(yè)/共6頁(yè).以下哪種調(diào)度算法在各自的應(yīng)用場(chǎng)景下不一定是最優(yōu)的：A.CPU調(diào)度，非搶占情況下的最短作業(yè)優(yōu)先（對(duì)平均等待時(shí)間）；B.CPU調(diào)度，搶占情況下的最短剩余時(shí)間優(yōu)先（對(duì)平均等待時(shí)間）;C.磁盤(pán)調(diào)度，最短尋道時(shí)間優(yōu)先（對(duì)尋道時(shí)間）；D.頁(yè)面替換，最優(yōu)調(diào)度（或稱(chēng)為最長(zhǎng)不會(huì)使用優(yōu)先）（對(duì)缺頁(yè)率）。2.磁盤(pán)調(diào)度時(shí)，訪問(wèn)序列中記錄的是：A.磁盤(pán)號(hào)；B.扇區(qū)號(hào)；C.柱面號(hào)；D.磁道號(hào)。3.關(guān)機(jī)時(shí)，操作系統(tǒng)的內(nèi)核存儲(chǔ)在：A.內(nèi)存中；BIOS中；C.文件系統(tǒng)中；D.磁盤(pán)的主引導(dǎo)記錄（MBR，masterbootrecord）中。.以下哪種情況不會(huì)發(fā)生：A.進(jìn)程數(shù)越多，CPU利用率越低；.進(jìn)程數(shù)越多，缺頁(yè)率越高；C.單個(gè)進(jìn)程的頁(yè)框數(shù)越多，該進(jìn)程的工作集越大；D.單個(gè)進(jìn)程的頁(yè)框數(shù)越多，該進(jìn)程缺頁(yè)率越高。.能夠檢測(cè)磁盤(pán)壞道和壞塊的操作是：A.磁盤(pán)快速格式化；B.磁盤(pán)格式化；C.磁盤(pán)低級(jí)格式化；D.磁盤(pán)分區(qū)。第2頁(yè)/共6頁(yè)以下對(duì)于無(wú)法放入內(nèi)存的頁(yè)面的敘述，錯(cuò)誤的是：A.這些頁(yè)面可以存放在磁盤(pán)上的swap分區(qū)中；B.這些頁(yè)面可以存放在磁盤(pán)文件系統(tǒng)中的特殊文件中；C.每個(gè)進(jìn)程可以直接訪問(wèn)屬于自己地址空間的頁(yè)面；D.無(wú)論存放在哪里，這些頁(yè)面無(wú)法由用戶(hù)態(tài)的程序直接訪問(wèn)。在一個(gè)教師與學(xué)生共享使用的Linux系統(tǒng)中，已知任課教師wnqian有目錄：/home/wnqian/os/exam/，用于存放試題和答案。該目錄的所有者是亞口412口，所屬的組中包括wnqian和歷年的助教（每年不同）。該目錄下還有/home/wnqian/os/exam/2013，/home/wnqian/os/exam/2014等目錄，分別存放各年的試題。助教應(yīng)只能訪問(wèn)擔(dān)任助教當(dāng)年的目錄。請(qǐng)問(wèn)，對(duì)于/home/wnqian/os/exam/目錄，以下哪種權(quán)限設(shè)置是最合理的，符合最小權(quán)限原則？TOC\o"1-5"\h\zA.rwxrwx ；rwxrxrx ；rwxx ；rw ；8.以下哪種數(shù)據(jù)訪問(wèn)任務(wù)和存儲(chǔ)介質(zhì)的組合是不合適的？A.日志存放于磁帶；.日志存放于磁盤(pán)；C.頁(yè)面交換文件存放于u盤(pán)；D.備份數(shù)據(jù)存放于光盤(pán)。.以下哪種信息可不存放在文件控制塊中？A.文件大??；B.文件訪問(wèn)權(quán)限；C.文件所屬目錄；D.文件數(shù)據(jù)存放位置指針。10.以下哪種手段對(duì)降低缺頁(yè)率沒(méi)有直接幫助？第3頁(yè)/共6頁(yè)A.增加頁(yè)框；B.預(yù)取頁(yè)面；C.插入不必要的I/O指令；D.減少系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)目。三、簡(jiǎn)答題(20分，每題5分).試簡(jiǎn)述Unix系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)文件/usr/lib/abc 的訪問(wèn)的。答題要點(diǎn)：迭代訪問(wèn)目錄；內(nèi)核態(tài)FCB訪問(wèn)；打開(kāi)文件列表操作。.試簡(jiǎn)述采用DMA方式進(jìn)行I/O操作的整個(gè)過(guò)程，并說(shuō)明DMA方式適合哪種類(lèi)型的I/O操作，并解釋原因。答題要點(diǎn)：cycle-stealing；塊設(shè)備，大量數(shù)據(jù)(連續(xù))交換；CPU不用直接介入；.試簡(jiǎn)述用戶(hù)進(jìn)程進(jìn)行I/O操作至I/O操作完成的整個(gè)過(guò)程，說(shuō)明其中的系統(tǒng)調(diào)用和中斷處理過(guò)程，并特別說(shuō)明其中涉及的模式轉(zhuǎn)換(modeswitch)和上下文切換(contextswitch)的時(shí)間和次數(shù)。答題要點(diǎn)：第4頁(yè)/共6頁(yè).試簡(jiǎn)述缺頁(yè)中斷處理的詳細(xì)過(guò)程（從發(fā)生缺頁(yè)中斷開(kāi)始至頁(yè)面調(diào)度結(jié)束，進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行為止），并指明每一個(gè)步驟中，處理所處的上下文環(huán)境和模式。答題要點(diǎn)：WhatdoesOSdoonaPageFault?:Chooseanoldpagetoreplace:who?（discussedlater）IfoldpagemodifiedwritecontentsbacktodiskChangeitsPTEandanycachedTLBtobeinvalidLoadnewpageintomemoryfromdiskUpdatepagetableentry,invalidateTLBfornewentryContinuethreadfromoriginalfaultinglocation:Canwe?四、計(jì)算、設(shè)計(jì)題（30分，每題10分）1.某磁盤(pán)磁頭訪問(wèn)范圍為1000（編號(hào)為0?999），如果在為訪問(wèn)365的請(qǐng)求者服務(wù)后，當(dāng)前正在為訪問(wèn)350的請(qǐng)求者服務(wù)，同時(shí)有若干個(gè)請(qǐng)求者在等待服務(wù)，它們依次要訪問(wèn)的編號(hào)為（以請(qǐng)求時(shí)間先后順序排列）：128，879，697，480，110，381（1）分別用先來(lái)先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）、掃描（SCAN）和循環(huán)掃描（CSCAN）算法進(jìn)行磁盤(pán)調(diào)度時(shí)，試確定實(shí)際的服務(wù)次序。（2）假設(shè)磁臂在尋道時(shí)相鄰編號(hào)移動(dòng)的平均時(shí)間為0.40$，按實(shí)際服務(wù)次序計(jì)算⑴中四種算法下磁臂移動(dòng)的總距離以及總尋道時(shí)間。參考答案：（1）FCFS：服務(wù)次序：（350）128，879，697，480，110，381總磁道數(shù)：（350-128）+（879-128）+（879-110）+（381-110）=2013尋道時(shí)間：2013*0.4=805.2ms（2）SSTF：服務(wù)次序：（350）381，480，697，879，128，110總磁道數(shù)：（879-350）+（879-110）=1298尋道時(shí)間：1298*0.4=519.2ms（3）SCAN：服務(wù)次序：（350）128,110，381，480，697，879總磁道數(shù)：（350-110）+（879-110）=1009第5頁(yè)/共6頁(yè)尋道時(shí)間：1009*0.4=403.6ms.已知頁(yè)面訪問(wèn)序列為：1,2,3,4,1,2,4,1,3,5分配的頁(yè)框數(shù)為3。（1）請(qǐng)分別用FIFO、LRU、時(shí)鐘算法，寫(xiě)出調(diào)頁(yè)的過(guò)程，并計(jì)算缺頁(yè)率。（2）請(qǐng)問(wèn)時(shí)鐘算法是否會(huì)導(dǎo)致Belady異常，為什么？參考答案：FIFO：1*,2*,3*,4*,1*,2*,4,1,3*,5*,8次LRU：1*,2*,3*,4*,1*,2*,4,1,3*,5*,8次時(shí)鐘算法：和初始時(shí)鐘位置有關(guān)可能會(huì).已知一個(gè)磁盤(pán)塊大小為16KB，一個(gè)磁盤(pán)地址長(zhǎng)度為4字節(jié)?，F(xiàn)有大小為1個(gè)磁盤(pán)塊的i-node結(jié)構(gòu)，其中包含1個(gè)三級(jí)索引指針、1個(gè)2級(jí)索引指針、1個(gè)1級(jí)索引指針，剩余空間全部用于存放直接指針。請(qǐng)問(wèn)：（1）這一結(jié)構(gòu)最多能夠管理多大的文件？（2）如果要訪問(wèn)第512MB的