吉林大学网络教育学院
2019-2020学年第二学期期末考试《操作系统》大作业
学生姓名 专业 层次年级 学号 学习中心 成绩
年 月 日
一 论述题 (共5题 ，总分值50分 )
1. 如果磁盘扇区的大小固定为512B，每个磁道有80个扇区，一共有4个可用的盘面。假设磁盘旋转速度是360rpm。处理机使用中断驱动方式从磁盘读取数据，每字节产生一次中断。如果处理中断需要2.5ms，试回答如下问题：
（1）处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比是多少（忽略寻道时间）？
（2）采用DMA方式，每个扇区产生一次中断，处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比又是多少？ （10 分）
解：磁盘旋转一周的时间为：60/5400=1/90s=11.11ms。 查找一个扇区平均需要的时间为1/2周，即(1/90)/2=1/180=5.56ms。访问一个扇区需要的时间为： (1/90)/80=1/7200s=0.139ms (1) CPU使用中断驱动I/O从磁盘读取一个扇区，每个字节产生一个中断时，处理每个中断需要25ms，CPU花在处理I/O上的时间所占的百分比为： (512×25)/((1/180+1/7200)+(512×25)≈99.95% (2) 若采用DMA方式，假定一个扇区产生一个中断，处理机处理一个中断的时间不变，CPU花在处理I/O上的时间所占的百分比为： 25/((1/180+1/7200)+25)≈81.43%
2. 假设一个磁盘有200个柱面，编号为0~199，当前存取臂的位置是在143号柱面上，并刚刚完成了125号柱面的服务请求，如果存在下列请求序列：86、147、91、177、94、150、102、175、130，试问：为完成上述请求，采用下列算法时存取的移动顺序是什么？移动总量是多少？ ①先来先服务（FCFS）。 ②最短寻道时间优先（SSTF）。 ③扫描算法（SCAN）。
④循环扫描算法（C-SCAN） （10 分）
解：(1)565即143→86→147→91→177→94→150→102→175→130 (2)162即143→147→150→130→102→94→91→186V175→177 (3)169即143→147V150→175→177→130→102→94→91→186 (4)386即143→147→150→175→177→199→0→86→91→94→102→130
3. 操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程之间的合作和协调以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？ （10 分）
答：（1）进程控制：系统必须设置一套控制机构来实现进程创建、进程撤消以及进程在运行过程中的状态转换。 （2）进程同步：系统必须设置同步机制来实现对所有进程的运行进行协调，协调的方式包括进程的互斥和进程的同步。 （3）进程通信：多道程序环境下可能需要诸进程合作完成一个任务，这些进程相
互间需要通过交换信息来协调各自工作的进度。因此系统必须具有进程之间通信（交换信息）的能力。 （4）进程调度：系统必须能够在处理机空闲时，按一定算法从就绪进程队列中选择一个就绪进程，把处理机分配给它，并为之设置运行的现场使其投入运行。
4. 某段式存储管理系统的段表如图5-33所示
请将逻辑地址[0,137]、[1,9000]、[2,3600]、[3,230]转换成物理地址 （10 分）
解：[0，137]：40*1024+137=41097B [1，9000]：80*1024+9000=90920B [2，3600]：100*1024+3600=106000B [3,230]不合法
5. 设备分配中为什么可能出现死锁？ （10 分）
答：形成死锁有三个必要条件；①进程排它性地占有某些系统资源：②当进程对资源的进一步要求未得到满足而挂起时，继续占有其资源而不释放；③资源占有状况出现死循环，即A1要求的资源被A2占有，A2要求的资源被A3占有，…，最后，An要求的资源又被A1占有（n为正整数，且n≥2）。
二 简答题 (共5题 ，总分值50分 )
6. 一般计算机的启动过程？ （10 分）
答：（1）由ROM程序对硬件进行检测。 （2）由ROM中的启动程序将磁盘上的引导块读入内存。 （3）由引导块将OS的内核调入内存。 （4）执行OS内核程序，对OS自身进行初始化。 （5）加载外核处理程序，给出提示，等待用户操作。
7. 何为死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？ （10 分）
答：（1）死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵持状态。若无外力作用，这些进程都将永远处于阻塞状态，不能再运行下去。 （2）产生死锁的原因有：资源不足、进程推进次序不当。 （3）产生死锁的必要条件有：互斥条件、请求和保持条件、环路等待条件。
吉大20年9月课程考试《操作系统》答案
