操作系统易错题

假设某硬盘由5个盘片构成（共有8个记录面），盘面有效记录区域的外直径为30cm，内直径为10cm，记录位密度为250位/mm，磁道密度为16道/mm，每磁道分16个扇区，每扇区512字节，则该硬盘的格式化容量约为（）MB。

分析
硬盘容量分为非格式化容量和格式化容量两种，计算公式如下：非格式化容量=面数×（磁道数/面）×内圆周长×最大位密度
格式化容量=面数×(磁道数/面）×(扇区数/道）×（字节数/扇区）题目中给出硬盘的面数为8，每面的磁道数为（30-10）×10/2×16，每磁道扇区数为16，每扇区512字节，因此其格式化容量为

换算成MB需要除1024*1024
若某计算机系统的I/O接口与主存采用统一编址，则输入输出操作是通过（D）指令来完成的。
A、控制 B、中断 C、输入输出 D、访存

分析
常用的I/O接口编址方法有两种：一是与内存单元统一编址，二是单独编址。
与内存单元统一编址方式下，是将I/O接口中有关的寄存器或存储部件看作存储器单元，与主存中的存储单元统一编址。这样，内存地址和接口地址统一在一个公共的地址空间里，又I/O接口的访问就如同对主存单元的访问一样，可以用访问内存单元的指令访问I/O接口。
I/O接口单独编址是指通过设置单独的I/O地址空间，为接口中的有关寄存器或存储部件分地址码，需要设置专门的I/O指令进行访问。这种编址方式的优点是不占用主存的地址空间，访问主存的指令和访问接口的指令不同，在程序中容易使用和辨认。
某企业生产流水线M共有两位生产者，生产者甲不断地将其工序上加工的半成品放入半成品箱，生产者乙从半成品箱取出继续加工。假设半成品箱可存放n件半成品，采用PV操作实现生产者甲和生产者乙的同步可以设置三个信号量S、S1和S2，其同步模型如下图所示。

信号量S是一个互斥信号量，初值为（)；S1、S2的初值分别为（n，0）。
A、0 B、1 C、n D、任意整数

分析
由于信号量S是一个互斥信号量，表示半成品箱当前有无生产者使用，所以初值为1。信号量S1表示半成品箱容量，故其初值为n。当生产者甲不断地将其工序上加工的半成品放入半成品箱时，应该先测试半成品箱是否有空位，故生产者甲使用P（S1）。信号量S2表示半成品箱有无半成品，初值为0。当生产者乙从半成品箱取出继续加工前应先测试半成品箱有无半成品，故生产者乙使用P（S2）。
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（A）个字中描述：若磁盘的容量为200GB，物理块的大小为1MB，那么位示图的大小为（6400）个字。
A、129 B、257 C、513 D、1025

分析
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，这样0~ 31号物理块的使用情况在位示图中的第1个字中描述，32~ 63号物理块的使用情况在位示图中的第2个字中描述，……，4064~4095号物理块的使用情况在位示图中的第128个字中描述，4096～4127号物理块的使用情况在位示图中的第129个字中描述。根据题意，若磁盘的容量为200GB，物理块的大小为1MB，那么该磁盘就有204800个物理块（即200X1024），位示图的大小为204800/32=6400个字。
假设某分时系统采用简单时间片轮转法，当系统中的用户数为n、时间片为q时，系统对每个用户的响应时间T=（C）
A、n B、q C、n*q D、n+q

分析
在分时系统中是将把CPU的时间分成很短的时间片轮流地分配给各个终端用户，当系统中的用户数为n、时间片为q时，那么系统对每个用户的响应时间等于n*q。
设计操作系统时不需要考虑的问题是（D）
A、计算机系统中硬件资源的管理
B、计算机系统中软件资源的管理
C、用户与计算机之间的接口
D、语言编译器的实现

分析
操作系统有两个重要作用：
①通过资管管理提高计算机系统的效率，操作系统是计算机系统的资源管理者，它含有对系统软/硬件资源实施管理的一组程序。
②改善人机界面，向用户提供友好的工作环境。
假设段页式存储管理系统中的地址结构如下图所示，则系统（D）。

A、最多可有2048个段，每个段的大小均为2048个页，页的大小为2K
B、最多可有2048个段，每个段最大允许有2048个页，页的大小为2K
C、最多可有1024个段，每个段的大小均为1024个页，页的大小为4K
D、最多可有1024个段，每个段最大允许有1024个页，页的大小为4K

分析
段号数量210=1024，段内最大页数210=1024，页大小212=4096字节。
在单处理机系统中，采用先来先服务调度算法。系统中有4个进程P1、P2、P3、P4(假设进程按此顺序到达），其中P1为运行状态，P2为就绪状态，P3和P4为等待状态，且P3等待打印机，P4等待扫描仪。若P1（时间片到），则P1、P2、P3和P4的状态应分别为（）。
A、等待、就绪、等待和等待
B、运行、就绪、运行和等待
C、就绪、运行、等待和等待
D、就绪、就绪、等待和运行

分析
首先，这里采用的是先来先服务调度算法，即按照申请的顺序来安排运行，申请顺序已在题干假设为P1-P2-P3-P4。
其次，单个空无法判断结构，那么结合第二空的选项来分析。首先不能两个进程同时运行，因此“释放了扫描仪”选项排除。再根据原本P1-P2-P3-P4的状态分别是（运行、就绪、等待、等待），因此接下来能够在运行态的，要么是保持运行未改变的P1，否则应该是已经进入就绪态的P2（依据先来先服务的调度原则），第二空4个选项中，符合的只有“释放了打印机”选项，此时P1-P2-P3-P4的状态分别是(就绪、运行、等待、等待）。据此再来分析第一空，P1由运行态转变为就绪态，条件应该是时间片到，所以选择“时间片到”。
假设磁盘块与缓冲区大小相同，每选择题个盘块读入缓冲区的时间为10us，由缓冲区送至用户区的时间是5us，系统对每个磁盘块数据的处理时间为2us。若用户需要将大小为10个磁盘块的Docl文件逐块从磁盘读入缓冲区，并送至用户区进行处理，那么采用单缓冲区需要花费的时间为（C）us；采用双缓冲区需要花费的时间为（107）us。
A、100 B、107 C、152 D、170

分析
在块设备输入时，假定从磁盘把一块数据输入到缓冲区的时间为T，缓冲区中的数据传送到用户工作区的时间为M，而系统处理（计算)的时间为C，如图(a)所示。

当第一块数据送入用户工作区后，缓冲区是空闲的，可以传送第二块数据。这样第一块数据的处理C1与第二块数据的输入T2是可以并行的，如图（b）所示，依次类推。系统对每一块数据的处理时间为：Max(C，T)+M。因为当T>C时，处理时间为本题每一块数据的处理时间为10+5=15，Doc1文件的处理时间为15*10+2=152

双缓冲工作方式基本方法是在设备输入时，先将数据输入到缓冲区1，装满后便转向缓冲区2。此时系统可以从缓冲区1中提取数据传送到用户区，最后由系统对数据进行处理，如图（c）所示。
在这里插入图片描述
双缓冲可以实现对缓冲区中数据的输入T和提取M，与CPU的计算C，三者并行工作，如图（d）所示。从图中可以看出，双缓冲进一步加快了I/O的速度，提高了设备的利用率。在双缓冲时，系统处理一块数据的时间可以粗略地认为是Max(C，T)。如果C<T，可使块设备连续输入；如果C>T，则可使系统不必等待设备输入。本题每一块数据的处理时间为10，采用双缓冲需要花费的时间为10*10+5+2=107。