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一、应用题

1． 设有某多道程序设计系统，可供用户使用的主存空间为100KB 。若系统采用不可移动的可变分区管理方案管理主存中的用户空间，且主存空间分配采用最先适应分配算法，作业调度采用响应比高者优先算法，进程调度采用先来先服务算法。若有五个作业Jl 、J2、J3、J4、J5进入输入井的时间、计算时间和内存要求见下表，请写出各作业执行的顺序、计算响应比、计算作业的周转时间和平均周转时间（要求写出分析计算过程）。

【答案】各个作业的执行顺序是：Jl ，J2, J4, J5, J3。

11:18时，计算作业的相应比：

2． 系统盘块大小为S12B （字节），盘块编号长4B , 文件说明中可存放10个盘块编号。关于文件大小有如下统计结果：

试为该系统设计文件的物理结构，使访问文件时具有尽可能小的平均访问磁盘次数，并计算其平均访问磁盘次数。

【答案】此文件系统应采用多级索引。先将文件大小转化为盘块个数，考虑到一个索引块可

索引128个盘块。

因此文件说明中可用编号a0〜a5共6个标号索引6个盘块。用编号a6〜a8共3个标号索引3个二级块，共个盘块。用编号a9可索引1个三级块，共

个盘块。 关于文件大小有如下统计结果：

【解析】采用间接索引（多重索引），也就是在索引表所指的物理块中存放的不是文件信息，而是装有这些信息的物理块地址。这样，如果一个物理块可装下，n 个物理块地址的话，则经过一级间接索引，可寻址的文件长度将变为级索引的块数。

块。如果文件长度还大于块的话，还可以进行类似的扩充，即二级间接索引。本题要根据统计结果的边界条件来求出直接索引、一级索引和二

二、综合题

3． 分时系统和实时系统的主要区别是什么？设计适应于实时环境的主要困难是什么？

【答案】可以从多路性、独立性、及时性、交互性和可靠性5个方面对分时系统和实时系统进行比较。

（1）多路性。实时信息处理系统与分时系统一样具有多路性。系统按分时原则为多个终端客户服务；而对实时控制系统，其多路性则主要表现在对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制；

（2）独立性。实时信息处理系统与分时系统一样具有独立性。每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立的操作，互不干扰；而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制，也彼此互不干扰; 。

（3）及时性。实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止对间来确定的，一般为秒级、百毫秒级直至毫秒级，甚至有的要低于100微秒；

（4）交互性。实时信息处理系统具有交互性，但这里人与系统的交互，仅限于访问系统中某

些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务；

（5）可靠性。分时系统要求系统可靠，相比之下，实时系统对系统可靠性要求更高，因为任何差错都可能带来巨大的经济损失甚至无法预料的灾难性后果。因此，在实时系统中，采取了多级容错措施来保证系统的安全及数据的安全。

4． 试说明在请求分页系统中页面的调入过程。

【答案】（1）每当程序所要访问的页面未在内存时（存在位为“0”），便向CPU 发出一缺页

中断，中断处理程序首先保留CPU 环境，分析中断原因后转入缺页中断处理程序。

（2）缺页中断处理程序通过查找页表得到该页在外存的物理块后，如果此时内存能容纳新页，则启动磁盘1/0, 将所缺之页调入内存，然后修改页表。

（3）如果内存已满，则须先按照某种置换算法，从内存中选出一页准备换出；如果该页未被修改过（修改位为“0”），可不必将该页写回磁盘；但如果此页已被修改（修改位为“1”），则必须将它写回磁盘，然后再把所缺的页调入内存，并修改页表中的相应表项，置其存在位为“1”，并将此页表项写入快表中。

（4）在缺页调入内存后，利用修改后的页表形成所要访问数据的物理地址，再去访问内存数据。整个页面的调入过程对用户是透明的。

5． 在选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？

【答案】在一个操作系统的设计中，应如何选择调度方式和算法，在很大程度上取决于操作系统的类型及其目标。选择调度方式和算法的准则，有的是面向用户的，有的是面向系统的。

（1）面向用户的准则

这是为了满足用户的需求所应遵循的一些准则，包括周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优先权准则。

（2）面向系统的准则

这是为了满足系统要求而应遵循的一些准则，包括系统吞吐量高、处理机利用率好、各类资源的平衡利用。

6． 在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小？

【答案】在时间片轮转算法中，时间片的大小对系统性能有很大的影响，选择时间片大小时，一般应考虑以下三个因素:

（1）系统对响应时间的要求；

（2）就绪队列中进程的数目；

（3）系统的处理能力。

7． 页面缓冲算法的主要特点是什么？它是如何降低页面换进、换出的频率的？

【答案】（1）页面缓冲算法的特点

①显著地降低了页面换进、换出的频率，使磁盘I/O的操作次数大为减少，因而减少了页面换进、换出的开销；

②正是由于换入换出的开销大幅度减小，才能使其采用一种较简单的置换策略，如先进先出（FIFO ）算法，它不需要特殊硬件的支持，实现起来非常简单。

（2）降低页面换进、换出的频率的方法

①空闲页面链表

实际上该链表是一个空闲物理块链表，是系统掌握的空闲物理块，用于分配给频繁发生缺页