3. 请描述在当前运行进程状态改变时，操作系统进行进程切换的步骤。 答案要点：
进程切换的步骤如下： （l）保存处理器内容。
（2）对当前运行进程的PCB进行更新。包括改变进程状态和其它相关信息。 （3）将这个进程的PCB移入适当的队列（就绪、因事件阻塞、就绪挂起等）。 （4）挑选其他进程执行。
（5）对挑选进程PCB进行更新，包括将其状态改为运行。 （6）对存储器管理数据结构进行更新。 （7）恢复被选择进程上次移出时的处理器状态。 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 4．为何段式管理有段内越界，而页式管理无页内越界问题？ 答案要点：
段式存储管理逻辑地址到物理地址的转换原理是这样的：
在段式存储管理系统中，为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，系统将逻辑地址中的段号与段表长度进行比较，若段号超过了段表长度，则表示段号太大，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段表始址和段号计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存的起始地址。然后，再检查段内地址是否超过该段的段长。若超过则同样发出越界中断信号；若未越界，则将该段的起始地址与段内位移相加，从而得到了要访问的物理地址。 而页式管理中一页时间就是一个物理块，页式管理的引入本身就是为了节约空间，而段式管理是为了方便存储保护和共享。在页式管理中每一页大小都相同的，而段式管理段的大小却是不相同的，所以有可能超过段大小的上限。
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
5．某请求页式存储管理，允许用户编程空间为32个页面（每页1KB，主存为16KB）。如有一用户程序有10页长，且某时刻该用户页面映射如下表所示。
如果分别有对以下3个虚地址：OAC5H、1AC5H、3AC5H处的操作，试计算并说明存储管理系统将做如何处理。 答案要点：
页面大小为1KB，在虚地址中有10个二进制位，用户地址空间有32页，虚页号占5个二进制位，因此虚地址
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长度为15位。又主存为16KB，所以物理地址为14位。
0AC5H的二进制形式是000101011000101，其中需页号为00010即十进制的2，由上表可知是4号物理块，即0100，所以相应物理地址为12C5H。
1AC5H的二进制形式为001101011000101，虚页号为00110即十进制的6，由表知是没有第6页，将发生缺页中断。系统从外存中把第6页调入内存，然后更新页表。
3AC5H的二进制形式为011101011000101，虚页号为01110，即十进制14，由于14>10，超过作业的地址空间长度，系统发生地址越界中断，程序运行终止。
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 6．什么是DMA方式？它与中断方式的主要区别是什么？ 答案要点：
所谓DMA方式就是在进行数据传送时，CPU让出总线的控制权，由硬件中的DMA控制器接管直接控制总线。在DMA.控制器的控制下，数据不经CPU而直接在内存和外设之间传送，提高大批量数据交换的速度，从而提高计算机系统的数据传输效率。
在传送过程中，是直接依靠硬件在主存和I/O设备之间传送数据，传送期间不需要CPU程序干预。主要用于几个方面：
● 用于磁盘等高速外存的数据决传送； ● 用于高速通信设备的数据帧传送； ● 用于高速数据采集； ● 用于动态存储器别新。
DMA方式与中断方式相比较，都具有随机性，都能实现主机与I/O在一段时间内的并行操作但是DMA方式必须通过硬件完成高速数据传送，而简单的批量数据传送中断方式则通过服务程序完成中、低速I/O传送，并能处理复杂的随机事态。
而且，对于中断I/O来说，它是以字（节）为单位进行的I/O的，每完成一个字（节）的I/O，控制器便要向CPU请求一次中断。换言之，采用中断驱动I/O方式时的CPU，是以字（节）为单位进行千预的。如果将这种方式用于块设备的I/O，是极其低效的。
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
7．文件系统采用多重索引结构搜索文件内容，设块长512字节，每个块号长3字节，如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置，分别求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。 答案要点：
二级索引28900*512字节，三级索引491300*512字节 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
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8. 进程有那三种基本状态? 它们之间相互转换的原因是什分么? 答案要点：
new: The process is being created.
running: Instructions are being executed.
waiting: The process is waiting for some event to occur. ready: The process is waiting to be assigned to a processor. terminated: The process has finished execution.
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
三、综合题（均要求有详细的过程，每题10分，共30分）
1. 答案要点：
a. 作业被装入的次序为：1，2，4，5，3 b. 如下表所示。
c. 根据上面的解答，可以得到每个作业的周转时间以及平均周转时间，如表下表所示。
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
2. 答案要点：此题考察的知识点是共享资源的使用与 P、V 操作以防止死锁。 Semaphore seets =10;//表示空余座位数量的资源信号量，初值为10
Semaphore mutex = 1; //管理取号机的互斥信号量，初值为1，表示取号 机空闲 Semaphore custom = 0; //表示顾客数量的资源信号量，初值为0
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Process 顾客
{ P(seets); //找个空座位
P(mutex); //在看看取号机是否空闲 从取号机取号;
V(mutex) //放开那个取号机
V(custom); //取到号，告诉营业员有顾客 等待叫号;
V(seets) //被叫号，离开座位 接受服务; }
Process 营业员 { While(true)
{ P(custom); //看看有没有等待的顾客 叫号; 为顾客服务; } }
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。 3. 答案要点：
【分析】首先，在读第一个块时，无论是紧密存放还是不紧密存放其读取方式都是一致的，但在第二个块开始将发生变化时，它们在柱面间的移动花费的时间并不相同。每个块传输到定位柱面所花费的时间和传输该块所花的时间。
【解答】读第一块时平均移动柱面为20个，需要20×6ms：平均旋转延迟时间为100ms，传输速率为每块25ms，所以读取第一块共需要：20×6ms+100ms十25ms＝245ms。
（1）不采用紧密存放。从第2块开始，每块的处理时间平均是：13×6ms+100ms十25ms＝203ms ，所以传输100块的文件共需：245ms+99 ×203ms＝20342ms＝20.3425s。
（2）采用紧密存放。从第2块开始，.每块的处理时间平均是：2×6ms+100ms十25ms＝137ms，所以传输100块的文件共需：245ms+99 ×137ms＝13808ms＝13.8085s 评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
四、附加设计题（共10分，英语答题适当有加分）
Answer:
令 Z=文件起始地址(block#), a. contiguous
i. LA/512=X(商，整数部分)，Ｙ（余数） （其中，ＬＡ为逻辑地址）
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物理块号＝Ｚ＋Ｘ 块内偏移量＝Ｙ
ii.1 physical block must be read from the disk. b. linked
i. LA/511=X(商，整数部分)，Ｙ（余数） （其中，ＬＡ为逻辑地址） 沿链表（linked list）追踪到第Ｘ＋１块，Ｙ＋１为该块内偏移量。 ii.４ physical block must be read from the disk. c. indexed
i. LA/512=X(商，整数部分)，Ｙ（余数） （其中，ＬＡ为逻辑地址）
将索引块（index block）读入内存，由第Ｘ索引项可得到物理块地址；Ｙ为块内偏移量。 ii.２ physical block must be read from the disk.
评分标准：三种方法分别是3、4、3分。分析全面透彻可得满分10分。每一点未答扣一分。 如果使用英文答题，视答题情况和使用语言的正确、熟练程度，可进行1～5分的加分，最多加5分。
山东科技大学2012—2013学年第二学期
《操作系统》考试试卷（B卷）参考答案及评分标准
一 单项选择题（每小题1.5分，共30分）
1～10 DBBAB BBCCB 11～20 AACDC CCBBB
二、简答题（第题5分，共40分）
1．在设备管理中设置缓冲区的作用是什么？根据系统设置缓冲区的个数，缓冲区可以分为哪几种？ 答案要点：
评分标准：若思路正确，即便有所偏差可以给一半以上分数。
2．处理机为什么要区分核心态和用户态两种操作方式？什么情况下进行两种方式的转换？ 答案要点：
在CPU中运行的操作系统程序和用户程序对应的机器指令集是不同的。操作系统程序使用所有指令，但用户程序只能使用部分指令。从资源管理和程序控制执行的角度出发，将指令系统分为两大部分：特权指令和非特权指令。在程序执行时候，根据执行程序对资源和机器指令的使用权限，把机器设置为两个状态：核心态和用户态。 也就是说，当系统处于核心态时，就可以使用所有指令、资源，并具备改变CPU状态的能力；而当CPU在用户
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