软件设计师——操作系统练习

一、单选题

1.某操作系统采用分页存储管理方式，下图给出了进程A和进程B的页表结构。如果物理页的大小为1K字节，那么进程A中逻辑地址为1024 (十进制)用变量存放在（ ）号物理内存页中。

 A、8

B、3

C、5

D、2

正确答案：B

【解析】

逻辑地址是逻辑页号+页内地址（都是用二进制来表示的），页内地址是题目所给出的1K，为,说明页内地址占用10位。

物理地址是物理页号+页内地址（都是用二进制来表示的），页内地址和逻辑地址的大小相同。

在这里，逻辑地址是1024，即，转换为2进制为：1 00000 00000。那么，根据页内地址占10位，剩余的1即是它的逻辑页号。查找页表，1对应的物理页号是3，所以选择B。

2.参照下面的页面变换表，假定页面大小为4K，逻辑地址为十六进制3C18H，该地址经过变换后的页帧号为(       )。

A、2

B、5

C、8

D、12

正确答案：A

【解析】

由表可知，页面1和页面2不在内存。当进程访问的页面2不在内存时，系统应该淘汰未被访问的页面。由访问位可知页面5没有被访问过，因此需要被淘汰。对某特定机器，其地址结构是一定的。若给定一个逻辑地址空间中的地址为A，页面的大小为L，则页号P可按下式求得：

其中，INT是整除函数。由“页面大小为4KB，逻辑地址为十六进制3C18H”可知，页号为3，查表知页面3对应的页帧号为2。

由于3C18H=3000+C18H，因此该地址对应的页号为3，根据页面变换表，经变换后的页帧号为2。

3.进程 P1、P2 、P3、P4 和 P5 的前趋图如下所示:

若用 PV 操作控制进程 P1、P2、P3、P4 和 P5 并发执行的过程，需要设置 5 个信号量 S1、S2、S3、S4 和 S5，且信号量 S1~S5 的初值都等于零。如下的进程执行图中 a 和 b 处应分别填写(   )。

A、V (S1)和 P(S2)V(S3)

B、P(S1)和 V(S2)V(S3)

C、V(S1)和 V(S2)V(S3)

D、P(S1)和 P(S2)V(S3)

正确答案：B

4.（接上题）c 和 d 处应分别填写(    )。

A、P(S2)和 P(S4)

B、V(S2)和 P(S4)

C、V(S2)和 V(S4)

D、P(S2)和 V(S4)

正确答案：D

5.（接上题）e 和 f 处应分别填写(    )。

A、P(S4)和 V(S5)

B、V(S5)和 P(S4)

C、V(S4)和 P(S5)

D、V(S4)和 V(S5)

正确答案：A

6.某磁盘有100个磁道，磁头从一个磁道移至另一个磁道需要6ms。文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻数据块的平均距离为10个磁道，每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100ms和20ms，则读取一个100块的文件需要（   ）ms。 

A、18000

B、12060

C、12600

D、18600

正确答案：A

【解析】

总数据块×（找磁道的时间＋旋转延迟时间＋传输时间）＝读取文件时间

100×(6x10+100+20)=18000

7.（接上题）101号物理块存放的是（   2  ）。 

A、File1的信息

B、直接地址索引表

C、一级地址索引表

D、二级地址索引表

正确答案：D

【解析】块号为 101 物理地址采用的是二级索引方式，它的线连接到的是一级地址索引表，其本身存放的是二级地址索引。

8.某文件管理系统在磁盘上建立了位示图（bitmap)，记录磁盘的使用情况。若系统的字长为32位，磁盘上的物理块依次编号为0、1、2、…，那么4096号物理块的使用情况在位示图中的第（    )个字中描述。 

A、257

B、129

C、513

D、1024

正确答案：B

【解析】

1G=1024MB；1MB=1024KB；1KB=1024Byte；8个字组成1个字节；

系统的字长为32位，在位示图中的第一个字对应文件存储器上的0、1、2、3、…31号物理块，以此类推。4096/32=128，4096号物理块是第129个字对应的第一个物理块。

9.如上题，若系统的字长为32位，磁盘的容量为200GB，物理块的大小为1MB，那么位示图的大小为（     )个字。 

A、600

B、1200

C、3200

D、6400

正确答案：D

【解析】

1G=1024MB；1MB=1024KB；1KB=1024Byte；8个字组成1个字节；

根据题意，系统中字长为32位，可记录32个物理块的使用情况。因为磁盘的容量为200GB，物理块的大小为1MB，那么该磁盘有200*1024=204 800个物理块，位示图的大小为204 800/32=6400个字。

10.假设系统中有三类互斥资源R1、R2和R3，可用资源分别为10、5和3。在T0时刻系统中有P1、P2、P3、P4和P5五个进程，这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下表所示，此时系统剩余的可用资源数分别为（ ）；如果进程按（ ）序列执行，那么系统状态是安全的。

（1）A.1、1和0        B.1、1和1        C.2、1和0        D.2、0和1

（2）A.P1→P2→P4→P5→P3         B.P5→P2→P4→P3→P1

C.P4→P2→P1→P5→P3        D.P5→P1→P4→P2→P3 

所属知识点：操作系统>银行家算法

答案解析：

本题考查银行家算法。首先需要求系统剩余资源，计算方法是将总资源数逐一减去已分配资源数。R1剩余的可用资源数为：10-1-2-3-1-1=2；R2剩余的可用资源数为：5-1-1-1-1-1=0；R3剩余的可用资源数为：3-1-1=1；接下来分析按什么样的序列执行，系统状态是安全的，所谓系统状态安全是指不产生死锁。在进行该分析时，需要先了解每个进程各类资源还需要多少个，此信息可以通过最大需求量-已分配资源数获得，情况如表所示。

从表可以看出，当前情况下，能运行的唯有P5，除了P5，其它进程所需要的资源系统均不能满足，所以先执行P5。当P5执行完成时，不仅会释放当前分配给他的资源，还会将原来已分配资源数一并释放，所以此时系统剩余资源变为：3，1，1。这个资源数，可以运行P2，但不能运行P1，所以本题选B。

11.某进程有4个页面，页号为0~3，页面变换表及状态位、访问位和修改位的含义如下图所示。若系统给该进程分配了3个存储块，当访问前页面1不在内存时，淘汰表中页号为（ ）的页面代价最小。

A.0        B.1        C.2        D.3

所属知识点：操作系统>页式存储

答案解析：

在本题中，内存中的3个页面，都是刚刚被访问过的。所以在此，不能以访问位作为判断标准。只能看修改位，修改位中，只有3号页未被修改，如果淘汰3号页，直接淘汰即可，没有附属的工作要做，而淘汰0号或2号，则需要把修改的内容进行更新，这样会有额外的开销。因此本题选择D选项。 

12.某文件系统采用多级索引结构，若磁盘块的大小为512字节，每个块号需占3字节，那么根索引采用一级索引时的文件最大长度为（ ）K字节；采用二级索引时的文件最大长度为（ ）K字节。

（1）A.85        B.170        C.512        D.1024

（2）A.512        B.1024        C.14450        D.28900

所属知识点：操作系统>索引文件

答案解析：

设块长为512B，每个块号占3B，一个物理块可放：512/3=170个目录项（向下取整），也即：
一个一级索引可存放的文件大小为：（170×512）B/1024=85KB。
一个二级索引可存放文件的大小为：（170×170×512）B/1024=14,450KB。
一个三级索引可存放文件的大小为：（170×170×170×512）B/1024=2,456,500KB。
这里还要请大家注意，计算过程中，对于1个物理块可放的目录项需要向下取整，并且注意单位转换。