系统架构师计算题汇总

发表于 2024-09-19 更新于 2024-11-01 分类于技术阅读次数：本文字数： 3.1k 阅读时长 ≈ 11 分钟

逻辑地址转换成物理地址

某计算机系统页面大小为 2K，进程 P1 的页面变换表如下所示，若 P1 要访问数据的逻辑地址为十六进制 1B1AH，那么该逻辑地址经过变换后，其对应的物理地址应为十六进制(231AH)。

将逻辑地址 1B1AH 转换为二进制（H 表示十六进制）:
1B1AH = 0001 1011 0001 1010 (B)
由于页面大小为 2K = 2048 = 2^11 字节，所以页内偏移量占用 11 位，页号占用剩余的位。
页号: 0001 1 (B) = 3 (D)
页内偏移量: 011 0001 1010 (B) = 31AH
根据页面变换表，页号 3 对应的物理块号为 4，4 转换为二进制为 100（B），后面拼接上面的页内偏移量，就可以得出物理地址。
物理地址的计算:
100 011 0001 1010（B）转换为十六进制为 231AH。

如何将逻辑地址转换成物理地址

假设系统采用段式存储管理方法，进程 P 的段表如下所示。逻辑地址（请作答此空）不能转换为对应的物理地址；不能转换为对应的物理地址的原因是进行（）。

A.(0，790) 和 (2，88)
B.(1，30) 和 (3，290)
C.(2，88) 和 (4，98)
D.(0，810) 和 (4，120)

物理地址 = 段首 + 偏移量
逻辑地址（0，810）其中，0 是段号，810 是偏移量
选项 D 中，段号 0 的段长为 800，偏移量 810 超过了段长，所以不能转换为对应的物理地址。段号 4 的段长为 100，偏移量 120 超过了段长，所以不能转换为对应的物理地址。
故，答案为 D。原因为偏移量超过了段长。

操作系统期末复习题（段表）

磁盘单缓冲区与双缓冲区读取

1.某计算机系统输入 / 输出采用双缓冲工作方式，其工作过程如下图所示，假设磁盘块与缓冲区大小相同，每个盘块读入缓冲区的时间 T 为 10μs，缓冲区送用户区的时间 M 为 6μs，系统对每个磁盘块数据韵处理时间 C 为 2μs。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，并送用户区进行处理，那么采用双缓冲需要花费的时间为（请作答此空）μs，比使用单缓冲节约了（）μs 时间。

单缓冲区计算
对于单缓冲区而言,读入缓冲区的时间和缓冲区送用户区的时间是串行的,当处理数据时,此时可以进行读入缓冲区的操作。所以,单缓冲区需要的时间为:(10+6)*10 + 2 = 162μs
双缓冲区计算
对于双缓冲区而言,当缓冲区送用户区和处理数据时,可以进行读入缓冲区的操作。所以,单缓冲区需要的时间为:10*10 +6 + 2 = 108μs
图解

19 - 磁盘管理 - 磁盘单缓冲区与双缓冲区读取
 【操作系统】【考研真题】2011 年统考第 31 题【单缓冲区】【双缓冲区】【互斥】

磁盘阵列

1.假如有 4 块 80T 的硬盘，采用 RAID6 组建磁盘阵列的容量是（）。

RAID6 的容量是 (N-2)* 最低容量 = (4-2)*80T = 160T。

流水线计算

1.执行指令时，将每一节指令都分解为取指、分析和执行三步，已知取指时间 t 取指 = 5△t，分析时间 t 分析 = 2△t. 执行时间 t 执行 = 3△t 如果按照[执行]_k,[分析]_k+1,[取指]_k+2重叠的流水线方式执行指令，从头到尾执行完 500 条指令需（）△t。

流水线周期为执行时间最长的一段
流水线计算公式为: 1 条指令执行时间 + (指令条数 -1)*流水线周期
执行时间为 5+2+3+(500-1)*5=2505

10. 2.09 流水线周期及流水线执行时间计算

Armstrong 公理系统

1.给定关系模式 R (U，F)，其中 U 为属性集，F 是 U 上的一组函数依赖，那么函数依赖的公理系统 (Armstrong 公理系统) 中的分解规则是指 (7) 为 F 所蕴涵

Armstrong 公理系统设关系模式 RU,F，其中 U 为属性集，F 是 U 上的一组函数依赖，那么有如下推理规则：

① A1 自反律：若 Y⊆X⊆U，则 X→Y 为 F 所蕴含；
② A2 增广律：若 X→Y 为 F 所蕴含，且 Z?U，则 XZ→YZ 为 F 所蕴含；
③ A3 传递律：若 X→Y，Y→Z 为 F 所蕴含，则 X→Z 为 F 所蕴含。

根据上面三条推理规则，又可推出下面三条推理规则：

④ 合并规则：若 X→Y，X→Z，则 X→YZ 为 F 所蕴含；
⑤ 伪传递规则：若 X→Y，WY→Z，则 XW→Z 为 F 所蕴含；
⑥ 分解规则：若 X→Y，Z⊆Y，则 X→Z 为 F 所蕴含。

答案:C.若 X→Y，Z⊆Y，则 X→Z

此题看视频解析比较容易理解15.8.3. Armstrong 公理系统

文件最大长度

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（请作答此空）K 字节；采用二级索引时的文件最大长度为（）K 字节。

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：
一个一级索引可存放的文件大小为：170×512=85KB。
一个二级索引可存放文件的大小为：170×170×512=14450KB。
一个三级索引可存放文件的大小为：170×170×170×512=2456500KB。

信号量与 PV 操作

进程 P1、P2、P3、P4 和 P5 的前趋图如下：

若用 PV 操作控制进程 P1 ～ P5 并发执行的过程，则需要设置 6 个信号 S1、S2、S3、S4、S5 和 S6，且信号量 S1-S6 的初值都等于零。下图中 a 和 b 处应分别填写（请作答此空）；c 和 d 处应分别填写（），e 和 f 处应分别填写（）。

从图中我们不难看出进程 P1 和 P2 没有前驱，也就是可以首先并发执行，而进程 P3 的前驱是 P1 和 P2，P4 的前驱是 P1 和 P3，P5 的前驱是 P2 和 P3。那么怎么理解前驱呢？其实前驱就是指只有在前驱进程完成后，该进程才能开始执行。
在本题的前驱图中我们不难看出，有 6 条路径，分别是 P1-P3，P1-P4，P2-P3，P2-P5，P3-P4，P3-P5。而且题目也告诉我们分别有 6 初值为 0 个信号量（S1-S6），要我们用 PV 操作来控制进程 P1 ～ P5 的并发执行。这里我们就需要清楚 P 与 V 这两种操作。
P 原语的主要操作是：
（1）信号量（sem）减 1；　　
（2）若相减结果大于等于零，则进程继续执行；　　
（3）若相减结果小于零，则阻塞一个在该信号量上的进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
V 原语的主要操作是：　　
（1）信号量（sem）加 1；　　
（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；　　
（3）若相加结果小于或等于零，则唤醒一阻塞在该信号量上的进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
总而言之，进行 P 操作的主要目的是阻塞某信号量上的进程，而进行 V 操作的主要目的是唤醒某信号量上的进程。

对于某个进程来说，如果箭头指向外部，就是 V 操作，如果箭头指向自己，就是 P 操作。出 V +，入 P -。

软考高级 (系统分析师）|| 习题讲解：信号量与 PV 操作

最小生成树

山区某乡的 6 个村之间有山路如图所示，其中的数字标明了各条山路的长度（千米）。

乡政府决定沿山路架设电话线。为实现村村通电话，电话线总长至少为（14）千米。

此题看视频讲解比较清楚。

图 - 最小生成树 - Prim (普里姆) 算法和 Kruskal (克鲁斯卡尔) 算法

其他知识点

markdown 如何如何打出上标、下标

Markdown 可以和 HTML 的语法兼容，所以可以采用 HTML 的语法实现效果：

1 2	10<sup>2</sup> //上标 H<sub>2</sub>O //下标

开发模型的特点

视图模型

需求分析的基本概念

需求是多层次的，包括业务需求、用户需求和系统需求，这三个不同层次从目标到具体，从整体到局部，从概念到细节。

（1）业务需求。业务需求是指反映企业或客户对系统高层次的目标要求，通常来自项目投资人、购买产品的客户、客户单位的管理人员、市场营销部门或产品策划部门等。通过业务需求可以确定项目视图和范围，项目视图和范围文档把业务需求集中在一个简单、紧凑的文档中，该文档为以后的开发工作奠定了基础。

（2）用户需求。用户需求描述的是用户的具体目标，或用户要求系统必须能完成的任务。也就是说，用户需求描述了用户能使用系统来做些什么。通常采取用户访谈和问卷调查等方式，对用户使用的场景（scenarios）进行整理，从而建立用户需求。

（3）系统需求。系统需求是从系统的角度来说明软件的需求，包括功能需求、非功能需求和设计约束等。功能需求也称为行为需求，它规定了开发人员必须在系统中实现的软件功能，用户利用这些功能来完成任务，满足业务需要。功能需求通常是通过系统特性的描述表现出来的，所谓特性，是指一组逻辑上相关的功能需求，表示系统为用户提供某项功能（服务），使用户的业务目标得以满足；非功能需求是指系统必须具备的属性或品质，又可细分为软件质量属性（例如，可维护性、可维护性、效率等）和其他非功能需求。

质量功能部署（Quality Function Deployment，QFD）是一种将用户要求转化成软件需求的技术，其目的是最大限度地提升软件工程过程中用户的满意度。为了达到这个目标，QFD 将软件需求分为三类，分别是常规需求、期望需求和意外需求。

（1）常规需求。用户认为系统应该做到的功能或性能，实现越多用户会越满意。

（2）期望需求。用户想当然认为系统应具备的功能或性能，但并不能正确描述自己想要得到的这些功能或性能需求。如果期望需求没有得到实现，会让用户感到不满意。

（3）意外需求。意外需求也称为兴奋需求，是用户要求范围外的功能或性能（但通常是软件开发人员很乐意赋予系统的技术特性），实现这些需求用户会更高兴，但不实现也不影响其购买的决策。意外需求是控制在开发人员手中的，开发人员可以选择实现更多的意外需求，以便得到高满意、高忠诚度的用户，也可以（出于成本或项目周期的考虑）选择不实现任何意外需求。