操作系统期中试题答案
华东师范大学软件学院2009-2010学年第二学期操作系统课程期中考试试题
一、多项选择题（5‘x6=30'，每题有一个或多个答案，答错不给分，少答按比例给分）
1. 以下对于虚存调页（page replacement）策略，错误的是：C
A. LRU不会发生Belady异常
B. 最优策略不会发生Belady异常
C. Belady异常就是随着页框（frame）个数增多，缺页率（page fault rate）必然增加
D. 调页必须在内核态（kernel mode）下进行
2. 当系统中的进程增多时，以下哪些（个）情况不可能出现（不考虑死锁）：D A. CPU利用率增高
B. CPU利用率降低
C. 磁盘I/O增多
D. 磁盘I/O减少
3. 以下那些（个）操作会使得一个进程从运行（running）状态转换为就绪（ready）状态：A, B, D
一个死刑犯的遗嘱A. 在可占先（preemptive）系统中，高优先级进程被创建
B. 分时系统中，时间片到
C. 当前运行进程发生缺页中断
D. 当前运行进程调用yield()，主动放弃使用CPU 4. 对于死锁，以下哪些（个）描述是正确的：B, D
A. 死锁避免（deadlock avoidance）中，不安全的状态必然发生死锁
B. 死锁避免（deadlock avoidance）中，发生死锁必然处于不安全状态
C. 资源分配图中有环（以资源类型和进程为节点），必然发生死锁 D. 如果要求每个进程必须一次申请所有需要的资源，如果不能满足其要求，则不分配任何资源，那么死锁不可能发生
5. 以下描述正确的是：B, C
A. 中断处理程序（interrupt handler）是进程的一部分，在进程的地址空间运行
B. 中断处理程序（interrupt handler）必须运行在内核态
C. 微内核体系结构下，进程间通讯（inter-processing communication）必须在微内核内
D. 分时（time sharing）的目的是提高CPU和I/O的并行度
A. 用户态线程（无核心态线程或LWP）阻塞，可能会阻塞线程
B. 多处理器环境下，线程间同步不能使用关中断实现
C. 线程控制块中包含CPU寄存器状态
D. 在支持核心态线程的系统中，CPU调度的单位仍然是进程
二、（10'）请说明：
1. 进程创建时（如在类UNIX操作系统中，连续执行fork()和exec()系统调用），操作系统所
需要进行那些工作，它们的代价如何（大，中，小）。（6'）
答：
a. 构造PCB，代价小
b. 设置地址空间映射，代价中
c. 复制父进程地址空间内容，代价大
d. 复制I/O状态，代价中
2. 为什么线程创建比进程快，它主要节省了以上哪个步骤的代价？（4'）
答：同一进程的不同线程共享资源，因此以上b, c, d三项代价几乎都可节省
三、（10'）现有四个进程P0, P1, P2, P3，三类资源A, B, C，各有7、5、5个。资源分配矩阵如下：
A B C
P0 0 1 0
P1 2 0 0
P2 3 0 3
P3 2 2 2
资源请求矩阵如下：
A B C
P0 0 0 0
P1 2 0 2
P2 0 0 0
P3 1 0 0
可用资源向量为：
A B C
0 2 0
1. 请问：目前是否存在死锁？如果不存在死锁，请给出一个能够让所有进程执行完的序列
（4'）
答：不存在死锁
P0, 0 3 0
P2, 3 3 3
P1, 5 3 3
吐噶喇海峡P3, 7 5 5
性别对抗
2. 假设此时又来一个进程P4，申请资源（2, 2, 0），请问如果把2个资源B的实例分配给P4，假设除已经获得和正在请求的资源外，所有进程不再请求其它资源，是否处于安全状态（为什么）？（6'）
答：安全
此时可用资源向量为：0 0 0
P2, 3 0 3
P1, 5 0 3
P4, 5 2 3
P0, 5 3 3
关节置换术
P3, 7 5 5
仍然都能执行完
四、（15'）使用段页式内存管理，段表和页表都存放在主存中，所有要访问的页面都在主存中。页表项可以缓存在快表（或称旁路转换缓存，TLB）中。一次内存访问的代价为200ns，一次TLB访问代价为10ns。 1. 请写出以上段页式内存访问的处理流程（也可以用图示表示）（5'）
a. 访问段表，检查是否违法，获取页表地址
b. 访问快表，如果miss goto c，否则goto d
c. 访问内存页表
d. 访问内存
结合律
2. 假设TLB的命中率为50%，请计算进程对内存的有效访问时间（effective access time）
（5'）
答：
200 + 50%*10 + (1-50%)*210 + 200
= 510ns
3. 如果要求进程对内存的有效访问时间不大于500ns，请问TLB的命中率必须提高到多少？（5'）
答：
200+ x*10 + (1-x)*210 + 200
=610-200x<=500
x>=110/200=55%
五、（20'）假设有三个进程A，B和C，A和B只使用CPU，各需要1000毫秒，进程C使用10毫秒CPU然后进行90毫秒I/O，然后再使用100毫秒CPU接着100毫秒I/O，总共也是1000毫秒。假设三个进程的到达次序是ABC。
方案一：
假设进程C使用10毫秒CPU然后进行90毫秒I/O，然后再使用100毫秒CPU接着100毫秒I/O，然后再使用100毫秒CPU接着100毫秒I/O，然后再使用100毫秒CPU接着100毫秒
I/O，总共是1000毫秒。
1. 请计算使用FIFO调度，三个进程的平均等待时间和平均完成时间（4'）
答：A，B，C
平均等待时间：(0+1000+2000)/3=1000
平均完成时间：(1000+2000+3000)/3=2000
2. 请计算使用100毫秒为时间片长度，使用轮询（round-robin）调度时，三个进程的平均等待时间和平均完成时间（4'）
答：A100, B100, C10, A100C90, B100, C100, A100C100, B100, C100, A100C100, B100, C100,
A100C100, B100, C100, A100C100, B100, C100, A100,B100, A100,B100, A100,B100, A100,B100 平均等待时间：(1410+1510+710)/3=1210
A: 0+110+200*5+100*3=1410
B: 100+110+200*5+100*3=1510
C: 200+110+100*4=710
平均完成时间：(2410+2510+1710)/3=2210
A: 210+300*5+200*3+100=2410
2012nba中国赛B: 210+300*5+200*3+200=2510
C: 210+300*5=1710
3. 请计算使用10毫秒为时间片长度，使用轮询（round-robin）调度时，三个进程的平均等待时间和平均完成时间（4'）
答：A10, B10, C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10,
A10C10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10, B10, C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10, A10C10, B10C10, ... A10, B10, A10, B10, A10, B10, A10, B10 平均等待时间：(1900+1910+930)/3=1580
A: 20+40+20*10*5+20*10*4+40=1900
B: A+10=1910
C: 20+10+20*9+20*9+20*9+20*9+20*9=930
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