2022年巢湖学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年巢湖学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题18个字（32位）100存块，它对应位示图的位置为（）1开始算起，而不是从0开始。354434452、如果文件采用直接存取方法，且文件大小不固定，则应采用（）物理结构。A.直接 B.索引 C.随机 顺序3、为多道程序提供的共享资源不足时，可能会产生死锁。但是，不当的（）生死锁。A.进程调度顺序B.进程的优先级C.时间片大小D.4、下列选项中，会导致进程从执行态变为就绪态的事件是（）。A.执行P（wait）操作B.中请内存失败C.启动I/O设备D.被高优先级进程抢占5read叙述中，正确的是（）。I.若该文件的数据不在内存中，则该进程进入睡眠等待状态II.请求rcad系统调用会导致CPU从用户态切换到核心态III.read系统调用的参数应包含文件的名称A.仅I、II B.仅I、III 仅II、III D.I、II和III6、操作系统采用分页存储管理方式，要求（）。每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中，每个进程拥有一张页表，但只要执行进程的页表驻留在内存中D.所有进程共享一张页表，只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中7、适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是为了（）A.B.防止非法访问磁盘文件C.防止非法访问磁带文件8、某时刻进程的资源使用情况见表。此时的安全序列是（）A.P1、P2、P3、P4B.P1、P3、P2、P4C.P1、P4、P3、P2D.不存在9、在下列选项中，（）不属于操作系统提供给用户的可使用资源。A.中断机制 处理机 C.存储器 D.I/O设备1010个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分50μs.CPU50us。在单缓冲区和双缓冲区结构ド，读入并分析完该文件的时间分别是（）。Α.1500μs，1000μsB.1550μs，1100μsC.1550μs，1550μsD.2000μs，2000μs11SPOOLing技术将磁盘的一部分作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的部分是（）。A.独占设备 共享设备 虚拟设备 一般物理设12、下列关于设备驱动程序的叙述中，正确的是（）。与设备相关的中断处理过程是由设备驱动程序完成的I/O设备（硬件）III.磁盘的调度程序是在设备驱动程序中运行的IV.235个设备驱动程序A.仅I、III B.仅II、III 仅I、III，IV D.、II、III、IV二、填空题13、死锁的形成，除了与资源有关外，也与并发进程有关。14、在现代Unix系统（如System中，存贮管理大多采存贮机制，把 作为一种辅助手段。15、当多个线程协作完成一项任务时，线程间必须通来实现协作工作。16、UNIX系统规定用户使用文件的权限是读和 三种。17、文件存取方式主要取决于两个方面的因素，有关和与 有关。18、三代人机界面的发展是指：一、二维 、三维 。19、输入输出操作异常结束中断可能是故障或设备 引起的。20、文件的目录由若干目录项组成，每个目录项中除了指出文件的名字存的物理地址外，还可包含如和文件 的信息。三、判断题21（）22、优先数是进程调度的重要依据，优先数大的进程首先被调度运行：（）23（）24（）25（）26（）27（）28（）29（）30、在大型多道程序设计系统中，为充分利用外部设备，应使运行的若干程序都是I/0型的.（）四、名词解释题31、并行：32、非抢占式调度：33、死锁防止：34、文件：35、可重定位地址：36、通道：五、简答题37、从资源管理的角度说明操作系统的主要功能？38、一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业39、虚拟存储器的基本特征是什么？虚拟存储器的容量主要受到哪两方面的限制？40、存储管理的主要功能是什么41、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么六、综合题42、试分别说明操作系统与硬件、操作系统与其他系统软件之间的关系，并画出操作系，统的层次关系。43、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小为4KB，页表项大小为8B，每段最大为4GB。假设系统使用纯页式存储，则要采用多少级页表？页内偏移多少位？假设系统采用一级页表，TLB命中率为98%，TLB访问时间为10ns，内存访问时间为100nsTLB访问失败后才开始访问内存，问平均页面访问时间是多少？如果是二级页表，页面平均访问时间是多少？上题中，如果要满足访问时间<120ns，那么命小率需要至少多少？若系统采用段页式存储，则每用户最多可以有多少个段？段内采用儿级页表？441000件产品的环形缓冲区（初始为空）品，否则等待：当缓冲区未空时，消费者进程可以从缓冲区取走·件产品，否则等10件产品后，其他消费者进程才时以P、V（wait（）、signal（））操作实现进程间的互斥与同步，要求写出完整的过程，并说明所用信号量的含义和初值。45、3个进程P1、P2P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。P1每次produce（）put（）送入缓冲区的某一空闲单元中：P2每次用getodd（）countodd（）统计奇数个数；P3每次用geteven（）从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven（）统计偶数个数。请用信号量机制实现这3个进程的同步与互斥活动，并说明所定义信号量的含义。要求用伪代码描述。参考答案一、选择题、B、B、D、D、A、A、D8、D9、A、B、B、A二、填空题13、【答案】分配策略〈或管理方法〉、执行速度（或调度策略）14、【答案】分页式虚拟、对换技术15、【答案】PV操作16、【答案】写、执行17、【答案】文件管理、设备管理18、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实19、【答案】设备、特殊事件20、【答案】文件、控制、管理三、判断题、【答案】：错、【答案】：错、【答案】：错、【答案】：对、【答案】：对、【答案】：对、【答案】：对、【答案】：错、【答案】：错、【答案】：对四、名词解释题31、并行：是指两个或多个活动在同一时刻同时执行的情况。32、非抢占式调度：系统一旦把处理机分配给某个进程之后，该进程一直运行下去，直到该进程完成或因等待某个事件发生时，才将处理机分配给其他进程。这种调度方式实现简单，系统开销小，但系统性能不够好。33、死锁防止：要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，保证系统不会进入死锁状态。34、文件：是命名的相关信息的集合体，它通常存放在外存（如磁盘、磁带）上，可以作为一个独立单位存放并实施相应的操作（如打开、关闭、读、写等）35、可重定位地址：当含有它的程序被重定位时，将随之被调整的一种地址。36、通道：是独立于CPU的、专门负责数据输入输出的处理单元。五、简答题37、答：处理器管理，存储管理，文件管理，作业管理和设备管理.38、答：1）优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时，可以调度批处理作业，2）允许终端作业和批处理作业混合同时执行.3）把终端作业的就绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中.4）有终端作业进程就绪时，优先让其按"时间片轮转"法先运行.没有终端作业时再按确定算法选批处理作业就绪进程运行39离散"；多次对换，即所需的全部程序和数的限制.40、答：存储管理的主要功能包括（1）主存空间的分配和回收；（2）完成重定位；（3）主存空间的共享和保护；（4）使用"虚拟存储器"，扩充主存空间.41如果有若干进程要求进入空闲的临界区一次仅允许一个进程进②任何时候，处于临界区内.如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现"忙等"现象.六、综合题42、【解析】图为计算机系统的层次关系。操作系统与硬件的关系：操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件资源。操作系统为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大方便了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。操作系统与其他系统软件的关系：操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说，操作系统是其他系统软件与硬件之间的接口。43、【解析】4KB=212B，即页内偏移量的位数为12。采用48位虚拟地址，故虚页，号为48-12=36（位），8B，则每页可容纳4KB/8B=512=29（项），所需多级页表的级数[36/9]=44级页表。系统进行页面访问操作时，首先读取页面对应的页表项，有98%可以在TLB中直接读取到（10ns），然后进行地址变换，访问内存读取页面（100ns），所需要的时间为10ns+100ns=110ns如果TLB未命中（10ns），则要通过一次内存访问来读取页表项（100ns），地址变换后，再访问内存（100ns），因TLB访问失败后才开始访问内存，因此所需时间为10ns+100ns+100ns=210ns。页表平均访问时间为[98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns二级页表的情况下，TLB命中的访问的访问时间还是110ns，未命中的访问时间加上次内存访问时间，即2！Ons+100ns=310ns，所以平均访问时间为[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns本问是在第3p，则应满足[p×110+（1-p）×310]ns≤120ns求解不等式得p≥95%。248B，每段最大为4GB32，段内采用多级页表，那么多级页表级数=⌈（32−12）/9⌉=3，故段内采用3级页表。44、【解析】这是典型的生产者-消费者问题，只对典型问题加了一个条件，只需在标准模型上新加一个信号量，即可完成指定要求。设置4个变量mutex1、mutex2，empty和full.mutex1用于一个消费者进程一个周期（10次）内对于缓冲区的控制，初值为1：mutex2用于进程单次互斥地访问缓冲区，初值为1；empty代表缓冲区的空位数，初值为0：full代表缓冲区的产品数，初值为1000。具体进程的描述如下：semaphoremutexl=1；semaphoremutex2=1；semaphoreempty=1000；semaphorefull=0；producer（）{{while（1）生产一个产品；P（empty）；P（mutex2）；把产品放入缓冲区；V（mutex2）；V（full）；}}consumer（）{while（1）{P（mutex1）for（inti=0；i<=10；++i）P（full）；P（mutex2）；从缓冲区取出一件产品；V（mutex2）；V（empty）；消费这件产品；}V（mutex1）}45、【解析】出于缓冲区是互斥资源，因此设互斥信号量为mutex。同步问题：P1、P2因奇数的放置与取用而同步，设同步信号量为odd；P1、P3因偶数的放置与取用而同步，设同步信号量为even；对空闲缓冲区设置资源同步信号量empty，初值为N。伪代码描述如下：semaphoremutex=1；semaphoreodd=0；even=0；semaphoreempty=N；processPi（）{while（true）{number=