2022年北京体育大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年北京体育大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期

末试卷B（有答案）

一、选择题

1、列选项中，不可能在用户态发生的事件是（）。

A.系统调用

B.外部中断

C.进程切换

D.缺页

2、下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是（）。

A.系统调用

B.中断

C.库函数

D.原语

3、一个进程被唤醒意味着（）。

A.该进程可以重新占用CPU

B.优先级变为最大

C.PCB移到就绪队列之首

D.进程变为运行态

4、下列选项中，满足短任务优先且不会发生"饥饿"现象的调度算法是（）。

A.先来先服务

B.高响应比优先

C.时间片轮转

D.非抢占式短任务优先

5、与单道程序相比，多道程序系统的优点是（）

I.CPU利用率高

II.系统开销小

III.系统吞吐量大

IV.I/O设备利用率高

A.仅I、III

B.仅I、IV

C.仅II、III

D.仅I、III，IV

6、操作系统的I/O子系统通常由4个层次组成，每-层明确定义了与邻近层次的接口，其

合理的层次组织排列顺序是（）。

A.用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序

B.用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序

C.用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序

D.用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序

7、某进程访问页面的序列如下所示。

若工作集的窗口大小为6，则在t时刻的工作集为（）。

A.（6，0，3，2）

B.（2，3，0，4）

C.（0，4，3，2，9）

D.（4，5，6，0，3，2）

8、

文件系统采用多级目求结构的目的是（）。

A.减少系统开销B.节约存储空间C.解决命名冲突D.缩短传送时间

9、若某文件系统索引节点（inode）中有直接地址项和间接地址项，则下列选项中，与

单个文件长度无关的因素是（）.

A.索引节点的总数

B.间接地址索引的级数

C.地址项的个数

D.文件块大小

10、下列说法正确的有（）。

I.先进先出（FIFO）页面置换算法会产生Belady现象II.最近最少使用（LRU）页面置换

算法会产生Belady现象III.在进程运行时，若它的工作集页面都在虚拟存储器内，则能够

使该进程有效地运行，否则会出现频繁的页面调入/调出现象IV.在进程运行时，若它的工

作集页面都在主存储器内，则能够使该进程有效地运行否则会出现频繁的贞面调入/调出

现象

A.I、III

B.I、IV

C.II、III

D.II、IV

11、在可变分区分配管理中，某一作业完成后，系统收回其内存空间，并与相邻区合并，

为此修改空闲区说明表，造成空闲分区数减1的情况是（）。

A.无上邻空闲分区，也无下邻空闲分区

B.有上邻空闲分区，但无下邻空闲分区

C.无上邻空闲分区，但有下邻空闲分区

D.有上邻空闲分区，也有下邻空闲分区

12、在段页式分配中，CPU每次从内存中取一次数据需要（）次访问内存。

A.1

B.2

C.3

D.4

二、填空题

13、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________和__________。

14、文件存取方式按存取次序通常分__________、__________，还有一类__________。

15、采用层次式结构的操作系统通常把对一设备的管理放在__________。

16、UNIX系统规定用户使用文件的权限是读、__________和__________三种。

17、在设备管理中，对磁带机、输入机及打印机等独占设备总是采用__________策略进行

分配。

18、三代人机界面的发展是指：一维__________、二维__________、三维__________。

19、常用的进程调度算法有__________、__________、__________。

20、从用户观点看，UNIX系统将文件分三类：__________、__________、__________。

三、判断题

21、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.（）

22、进程优先数是进程调度的重要依据，必须根据进程运行情况动态改变.（）

23、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率.（）

24、在虚存系统中，只要磁盘空间无限大，作业就能拥有任意大的编址空间.（）

25、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.（）

26、引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数.（）

27、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块.（）

28、固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间.（）

29、操作系统的所有程序都必须常驻内存.（）

30、大多数虚拟系统采用OPT（）

31、进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透明的.（）

32、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块.（）

四、名词解释题

33、特权指令：

34、中断禁止：

35、RAID：

36、实存：

37、文件系统：

38、响应时间：

五、简答题

39、主存空间信息保护有哪些措施？

40、实现虚拟设备的硬件条件是什么操作系统应设计哪些功能程序

41、存储管理的主要功能是什么

42、计算机系统中产生死锁的根本原因是什么一般解决死锁的方法有哪三种

43、目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？

44、进程与程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系，试写出两者的区别。

六、综合题

45、一台计算机有4个页框，装入时间、上次引用时间、它们的R（读）与M（修

改）位见表（时间单位：个时钟周期），请问NRU，FIFO、LRU和第二次机会算

法将分别替换哪一页？

46、系统中有多个生产者进程和多个消费者进程，共享一个能存放1000件产品的

环形缓冲区（初始为空）。当缓冲区未满时，生产者进程可以放入其生产的一件产

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

待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出10件产品后，其他消费者进程才时以

取产品。请使用信号量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。

47、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小4KB，页表项人小为

8B；每段最大为4GB。

1）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？

2）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100ns，并假设当TLB访问失败后才开始访问内存，问平均页面访问时间是

多少？

3）如果是二级页表，页面平均访问时间是多少？

4）上题中，如果要满足访问时间<120ns，那么命中率需要至少多少？

5）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？

参考答案

一、选择题

1、C

2、A

3、A

4、B

5、D

6、A

7、A

8、C

9、A

10、B

11、D

12、B

二、填空题

13、【答案】封闭性、可再现性

14、【答案】顺序存取、直接存取、按键索引

15、【答案】最内层

16、【答案】写、执行

17、【答案】静态分配

18、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实

19、【答案】先来先服务、优先数法、轮转法

20、【答案】普通文件目录文件特殊文件

三、判断题

21、【答案】：错

22、【答案】：错

23、【答案】：错

24、【答案】：错

25、【答案】：对

26、【答案】：对

27、【答案】：错

28、【答案】：错

29、【答案】：错

30、【答案】：错

31、【答案】：对

32、【答案】：错

四、名词解释题

33、特权指令：

指指令系统中这样一些指令，如启动设备指令、设置时钟指令、中断屏蔽指令和清内存指

令，这些指令只能由操作系统使

34、中断禁止：

是指在可引起中断的事件发生时系统不接收该中断的信号，因而就不可能提出中断请求而

导致中断。简言之，就是不让某些事件产生中断。

35、RAID：

称作廉价磁盘冗余阵列，即利用一台磁盘阵列控制器来统管理和控制一组磁盘驱动器，组

成一个高可靠性、快速大容量的磁盘系统。

36、实存：

实存是指计算机配置的物理存储器，它直接向cpu提供程序和数据。

37、文件系统：

操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户"按

名存取"

38、响应时间：

是分时系统的一个技术指标，指从用户输入命令到系统对命令开始执行和显示所需要的时

间。

五、简答题

39、答：①程序自己主存区域的信息，允许它既可读，又可写；②共享区域中的信息只可

读，不可修改；③非共享区域或非自己的主存区域中的信息既不可读，也不可写。

40、答：硬件条件是：配置大容量的磁盘，要有中断装置和通道操作系统应设计好预输

入程序，井管理程序，缓输出程序.

41、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.

42、答：计算机系统中产生死锁的根本原因是：资源有限且操作不当，一般解决死锁的方

法有：死锁的预防，死锁的避免，死锁的检测与恢复等三种.

43、答：为了给用户提供对文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名，

（亦可包含文件属性）进行组织所形成的表，称为目录表或文件目录。目前操作系统采用

的目录结构是树型目录结构，它的优点有：有效地提高对目录的检索速度；允许文件重名；

便于实现文件共享。

44、答：两者的主要区别有：（1）进程是动态，程序是静态的；（2）进程是独立运行

的单位，程序不能作为运行单位；（3）各进程间在并发执行过程中会产生相互制约关系，

而程序由于是静态的，所以不存在异步特征。

六、综合题

45、【解析】

1）NRU算法是从最近一个时期内未被访问过的页中任选一页淘汰。根据题表3-15

所示，只有第0页的R和M位均为0，故第0页是最近个时期内未被访问的页，所

以NRU算法将淘汰第0页。

2）FIFO算法淘汰最先进入内存的页。由题表3-15所示可知，第2页最先进入内存

（装入时间最小），故FIFO算法将淘汰第2页。

3）LRU算法淘汰最近最久未用的页。根据题表3-15所示，最近最久未使用的页

（上次，引用时间最小）是第1页，故LRU算法将淘汰第1页。

4）第二次机会算法是淘汰一个自上，次对它检查以来没有被访问过的页。根据题

表3-15所示可知，自上一次对它检查以来只有第0页未被访问过（R和M均为0），

故第二次机会算法将淘汰第0页。

46、【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）

}

47、【解析】

1）已知页面大小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。页表项的大小为8B，则每页可容纳

4KB/8B=512=29项。那么所需多级页表的级数36/9=4，故应采用4级页表。

2）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%的概率

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），所需时间为10ns+100ns=110ns。如TLB未命中（10ns），则要通

过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

3）级页表的情况下，TLB命中的访问时间