第页，共NUMPAGES14页南开大学信息技术科学学院本科生2008-2009年度第一学期操作系统原理课程期末试卷（A卷）专业▁▁▁▁▁年级▁▁▁▁▁姓名▁▁▁▁▁▁学号▁▁▁▁▁▁成绩▁▁▁▁▁得分一、简答题（本题共30分，每题6分，必做）草稿区请简述分时操作系统的基本特征（提示：简要描述每一个特征的含义）。虚拟，为每个进程分配虚拟的处理器和存储器，使得这些硬件设备好像被进程独占一样。（1.5分）并发，允许多个进程在一定时间内同时运行，但某一时刻只能有一个进程运行。（1.5分）共享，系统资源由各个进程共同使用。（1.5分）不确定，无法确定下一个执行的进程是谁。（1.5分）针对任何一种解决进程通信问题（互斥、同步）的方法和机制，判断其合理有效的标准是什么？答：1，任何两个进程不能同时进入临界区。（1.5分）2，不能对处理器的数量以及速度进行假设。（1.5分）3，不能因为处于临界区外的进程而阻塞其它进程。（1.5分）4，不能让某个进程永远等待进入临界区。（1.5分）分页式虚拟存储管理和分段式虚拟存储管理的主要区别是什么？答：1，分页是一维，分段是二维。（2分）2，分页不利于代码段共享（2分）3，页式管理复杂，且占用较多额外资源（2分）草稿区请简述操作系统中驱动并控制I/O操作的三种不同方式（提示：对每一种方式进行简要说明）。答：程序控制I/O：也称轮询方式，CPU做所有的工作，不断的去查询设备的状态。（2分）中断：用户程序提出I/O请求后，在等待设备就绪的期间内，操作系统将其休眠，I/O设备以中断的形式通知其状态的改变，然后操作系统唤醒休眠的用户进程。（2分）DMA：DMA控制器控制内存与I/O设备之间的数据传递，不经过处理器（2分）在操作系统环境下，“文件”的定义是什么？请列出文件在磁盘中存储时空间分配的三种模式。答：“文件”是一个抽象的机制，它提供在磁盘上保存和读取信息的方式。（3分）空间分配模式有连续分配，链表式分配以及i节点方式。（3分）得分二、编程计算题（本题共四小题，共计45分，必做）草稿区请在下面的表格中指定答题顺序，在对应的分值下列明题号。每格只许列出一个题号，否则做无效处理。必须写明所有题目的题号，如果填写不完全，视为不指定答题顺序。如填写内容无效或者不填写表格，则按照默认的题面分值评分第一题（15分）第二题（12分）第三题（10分）第四题（8分）CPU利用率分析计算：CPU利用率是指单位时间内，CPU运行进程指令时间所占的比例。CPU利用率是评估进程/线程调度机制的重要性能参数之一。在某操作系统环境下，通过监测发现，在被I/O阻塞之前，平均每个进程的运行时间为T，一次进程切换的时间开销为S，该操作系统采用时间片长度为Q的轮转调度策略，请给出以下各种情况下，CPU利用率的计算公式：1）Q=∞;2)Q>T;3)S<Q<T;4)Q=S;5)Q趋近于0；（本题默认分值：8分）1，,因为时间片无限长，所以只有在发生I/O阻塞时才会出现进程调度,当进程运行了T时间后，调度会用去S时间。（2分）2，，时间片有限，则还需要考虑时间片轮转调度的时间。在进程运行完时间片后，会发生一次调度，而每运行T时间，又会发生一次调度，因为I/O而发生的调度占主导地位。（2分）3，，与上面的情况类似，时间片轮转调度占主导地位。（2分）4，50%，时间片与调度时间相同，因而进程执行的时间与调度的时间是一样的。（2分）5，0，时间片趋近于0，几乎所有的时间都在调度。（2分）草稿区进程同步互斥问题解决：有N名毕业生赴甲、乙两家公司求职，有的毕业生仅向其中一家公司求职，有的毕业生同时向两家公司求职。甲、乙两家公司在一座写字楼内办公，共用一间接待室进行面试，两家公司各派出一位人事主管负责面试应聘者，每位人事主管每次仅面试1人。甲公司拟录用L位员工，乙公司拟录用M位员工，一旦录取完毕就不再面试后面的应聘者。所有的应聘者排成一队在接待室门外等候，甲、乙两家公司的人事主管经协商后按严格轮转的方式使用接待室，每位人事主管面试K位应聘者后，将接待室转交给另一位人事主管使用。请分析以上需求，并利用信号量机制和P、V操作设计一个你认为合理有效的