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． 考虑下列程序

假设矩阵A , B 的初始值已置好，矩阵C 初始为0, 各矩阵均以页为单位连续存放，又假定一个整数占用一个字(2字节)，代码以及变量i 、j 、k 放在其他页面里，并且存取变量i 、j 、k 时不缺页。主存初始为空，在请求分页存储管理中，页面淘汰算法为FIFO 。

(1)作业分配10个页面，每个页面为100个字，给矩阵A 、B 、C 使用。问执行上面的程序时，缺页次数是多少？当程序执行完时，留在内存的10个页面各属于哪些矩阵？

(2)当为作业分配两个页面，每个页面为500个字，给矩阵A 、B 、C 使用。问执行上面程序时，缺页次数是多少？

【答案】假设矩阵的存储是按行存储的，且每页均从页面首地址开始存放。

(1)矩阵A 占用150页，矩阵B 占用300页，矩阵C 占用200页。设矩阵A 占用的页面为1至150页，矩阵B 占用的页面为151至450页，矩阵C 占用的页面为451至650页。

程序对矩阵A 和C 的访问是按顺序访问，即从第1个元素开始依次访问矩阵中的所有元素。这样，程序对矩阵A 和C 的访问总是按矩阵在存储器内存放的顺序访问。程序对矩阵B 的访问是按列访问，即顺序访问每一元素后，再顺序访问每一列的第2个元素，如此直至访问所有的元素。这样，由于矩阵B 每行占用两页，因此每次对矩阵B 的访问都要访问与前一次不同的一页。

程序中运算式的执行次数为3000000次，每次需要依次访问矩阵A 、B 和C 。只要不跨页，每次访问矩阵A 和C 时无须调入新页，但访问矩阵B 时每次都需调入新页。这是因为矩阵B 有150行，每行都在不同的页，系统只有10个页面，所以每次访问矩阵B 时所需页面都不可能在系统中。

采用FIFO 算法，对于题中的页面访问过程，页面调度过程如下。

从上面的调度过程可以看出，当循环次数为时，读A , 读B 与读C/写C 都会发生缺页，其他情况只有读B 会发生缺页。前一种情况是由于矩阵B 所用的页面占用了所有的内存中的页面而造成的。后一种情况是由于读矩阵A 或C 时某一页面上数据已用完而读入下一页所致。根据这个规律，可以得出发生缺页的次数为

最后留在内存中的10个页面，其中1个属于矩阵A ，8个属于矩阵B ，1个属于矩阵C 。(2)若每页500个字，则矩阵A 占用30页，矩阵B 占用60页，矩阵C 占用40页。由于内存中只有两个页面，因此每次访问都会发生缺页，发生缺页的次数为

二、综合题

3． 什么是易位法和置换算法？试举例说明置换算法。

【答案】虽然加密方法有很多，但最基本的加密方法只有两种，即易位法和置换法。

(1)易位法是指按一定规则，重新安排明文中的比特或字符顺序来形成密文，而字符本身保持不变。按易位单位的不同又可分成比特易位和字符易位两种易位方式。前者的实现方法简单易行，并可用硬件实现，主要用于数字通信中; 而后者即字符易位法则是利用密钥对明文进行易位后形成密文。例如，完成了将明文Please transfer转换为密文AF11SKS0SELAW AIA 的加密过程；

(2)置换法是按照一定规则，用一个字符去置换另一个字符来形成密文。如：How are you?的每个字符用后面的字母代替就是Ipx bsf zpv? 利用置换法可对attack 进行加密，使其变为QZZQEA 。

4． 试比较多处理机系统中静态分配方式和动态分配方式。

【答案】(1)静态分配(Static Assigenment)方式

这是指一个进程从开始执行直至其完成，都被固定地分配到一个处理器上去执行。此时，须为每一处理器设置一专用的就绪队列，该队列中的诸进程先后都是被分配到该处理器上执行。在进程阻塞后再次就绪时，也仍被挂在这个就绪队列中，因而下次它仍在此处理器上执行。这种方式与单处理机环境下的进程调度一样。其优点是进程调度的开销小；缺点是会使各处理器的忙闲不均。换言之，系统中可能有些处理机的就绪队列很快就变成空队列，使处理器处于空闲状态，而另一些处理器则可能一直忙碌。

(2)动态分配(Dynamic Assgement)方式

为了防止系统中的多个处理器忙闲不均，可以在系统中仅设置一个公共的就绪队列，系统中的所有就绪进程都被放在该队列中。分配进程时，可将进程分配到任何一个处理器上。这样，对一个进程的整个运行过程而言，在每次被调度执行时，都是随机地被分配到当时是空闲的某一处理器上去执行。例如，某进程一开始是被分配到处理器A 上去执行，后来因阻塞而放弃处理器A 。当它又恢复为就绪状态后，就被挂到公共的就绪队列上，在下次被调度时，就可能被分配到处理器B 上去执行，也有可能被分配到处理器C 或处理器D 上去执行。

5． 文件管理有哪些主要功能? 其主要任务是什么？

【答案】文件管理主要功能有文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。

(1)文件存储空间的管理

其主要任务是为每个文件分配必要的外存空间，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系统的存、取速度。

(2)目录管理