2022年中国民航大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷A(有答案)

2022年中国民航大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、下面关于文件的叙述中，错误的是（）。I.打开文件的主要操作是把指定文件复制到内存指定的区域II.对一个文件的访问，常由用户访问权限和用户优先级共同限制III.文件系统采用树形片录结构后，对于不同用户的文件，其文件名应该不同IV.为防止系统故障造成系统内文件受损，常采用存取控制矩阵方法保护文件A.仅IB.仅I、IIIC.仅I、III、IVD.I、II、III，IV2、文件系统采用两级索引分配方式。若每个磁盘块的大小为1KB.每个盘块号占4B，则该系统中单个文件的最大长度是（）A.64MBB.128MBC.32MBD.都不对3、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4、并发进程执行的相对速度是（）A.由进程的程序结构决定的B.由进程自己来控制的C.与进程调度策略有关的D.在进程被创建时确定的5、若系统S1采用死锁避免方法，S2采用死锁检测方法。下列叙述中，正确的是（）。I.S1会限制用户申请资源的顺序，而S2不会II.S1需要进程运行所需资源总最信息，而S2不需要III.SI不会给可能导致死锁的进程分配资源，而S2会A.仅I、IIB.仅II、IIIC.仅I、IID.I、II、III6、设有8页的逻辑空间，每页有1024B，它们被映射到32块的物理存储区中。那么，逻辑地址的有效位是（）位，物理地址至少是（）位。A.10，11B.12，14C.13，15D.14，167、在一个操作系统中对内存采用页式存储管理方法，则所划分的页面大小（）。A.要依据内存大小而定B.必须相同C.要依据CPU的地址结构而定D.要依据内存和外存而定8、下列关于操作系统的论述中，正确的是（）。A.对于批处理作业，必须提供相应的作业控制信息B.对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能C.从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似D.在采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统中的文件系统9、执行系统调用的过程包括如下主要操作：①返回用户态②执行陷入（trap）指令③传递系统调用参数④执行相应的服务程序正确的执行顺序是（）A.②->③->①->④B.②->④->③->①C.③->②->④->①D.③->④->②->①10、下列关于SPOOLing的叙述中，不正确的是（）A.SPOOLing系统中必须使用独占设备B.SPOOLing系统加快了作业执行的速度C.SPOOLing系统使独占设备变成了共享设备D.SPOOLing系统利用了处理器与通道并行上作的能力11、CPU输出数据的速度远远高于打印机的速度，为解决这一矛盾，可采用（）。A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术12、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、设备驱动程序二、填空题13、破坏进程占有并等待资源条件，从而防止死锁的发生，其通常使用的两种方法是__________和__________等。14、把存储介质上连续信息所组成的一个区域称为__________；为管理方便，经常将存储介质的__________物理单位称为。15、辅助存储器只能与__________相互传递信息。16、UNIX系统规定用户使用文件的权限是读、__________和__________三种。17、为了防止各种系统故障破坏文件，文件系统可以采用__________和__________两种方法在保护文件。18、文件存取方式主要取决于两个方面的因素，与__________有关和与__________有关。19、操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是__________和__________程序员接口。20、只要涉及相同变量的若干进程的__________互斥执行，就不会造成与__________有关的错误。三、判断题21、流式文件是指无结构的文件.（）22、文件目录必须常驻内存.（）23、所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁.（）24、如果信号量S的当前值为-5，则表示系统中共有5个等待进程.（）25、存储保护的目的是限制内存的分配.（）26、执行系统调用时可以被中断.（）27、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：（）28、选择通道主要用于连接低速设备.（）29、有m个进程的操作系统出现死锁时，死锁进程的个数为1<k<m.（）30、在页式虚拟存储系统中，页面长度是根据程序长度动态地分配的.（）四、名词解释题31、同步：32、抢占式调度：33、饥饿：34、逻辑记录：35、抖动：36、设备的无关性：五、简答题37、请说明在生产者一消费者问题的描述中，P操作颠倒会产生死锁吗？为什么？38、试说明和比较几种文件共享的方法绕弯路法？39、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。40、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么41、什么是动态重定位？如何实现？六、综合题42、删除文件时，存放文件的盘块常常返1回到空闲盘块链，有些系统同时消除盘块中的内容，而另一些系统则不清除，请对这两种方式从性能、安全性、方便性三个角度进行比较。43、在一个32位100MHz的单总线计算机系统中（每10ns一个时钟周期），磁盘控制器使用DMA以40MB/s的速率从存储器中读出数据或者向存储器写入数据。假设CPU在没有被周期挪用的情况下，在每个周期中读取并执行一个32位指令。若这样做，磁盘控制器使指令的执行速度降低了多少？44、假设磁盘的每个磁道分为9个块，现有…文件有A，B，.，I共9个记录，每个记录的大小与块的大小相等，设磁盘转速为27ms/转，每读出一块后需要2ms的处理时间，若忽略其他辅助时间，试问：1）如果这些记录被顺序存放于一磁道上，文件处理程序顺序读取且顺序处理记录，处理文件要多长时间？2）文件处理程序顺序读取且顺序处理记录，记录如何存放可使文件的处理时间最短？45、4个哲学家甲、乙、丙、丁，坐在圆桌前思考问题。甲乙间有筷子0，乙丙间有筷子1，依次类推。每个哲学家饥饿时，就试图取用两边的筷子，只有两根筷了都被拿到才开始进餐。请用P、V操作写出哲学家活动的同步执行程序。

参考答案一、选择题1、D2、A3、D4、C5、B6、C7、B8、A9、C10、D11、C12、A二、填空题13、【答案】静态分配资源、释放已占有资源14、【答案】块、卷15、【答案】内存16、【答案】写、执行17、【答案】建立副本、定时转储18、【答案】文件管理、设备管理19、【答案】操作员接口、程序员接口20、【答案】相关临界区、时间三、判断题21、【答案】：对22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：错26、【答案】：对27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：对30、【答案】：错四、名词解释题31、同步：是指进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。也就是说，这些具有伙伴关系的进程在执行次序上必须遵循确定的规律。32、抢占式调度：当一个进程正在执行时，系统基于某种策略强行将处理机从占有者进程剥夺而分配给另一个进程的调度。这种调度方式系统开销大，但系统能及时响应请求。33、饥饿：在系统中，每个资源占有者都在有限时间内释放它所占有的资源，但资源中存在某些申请者由于某种原因却永远得不到资源的一种错误现象。34、逻辑记录：用户构造文件时使用的一个信息单位。通常以逻辑记录为单位存取文件35、抖动：刚被调出的页面又立即要用而装入，而装入后不久又被调出，如此反复，使调度非常频繁，36、设备的无关性：也称设备独立性，就是说，用户程序应与实际使用的物理设备无关，由操作系统来考虑因实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。五、简答题37、答：如果将生产者执行的两个P操作顺序颠倒，会产生死锁。因为，在这种情况下，当缓冲区都为满时，生产者仍可顺利执行P（mutex）操作，于是它获得了对缓冲区的存取控制权。然后，当它执行P（mutex）操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。能够将这个生产者进程释放的唯一途径是消费者从缓冲区取出了一个产品，并执行V（mutex）操作。但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，所以没有一个消费者能够取得对缓冲区的存取控制权。因此，出现了生产者和消费者的互相死等的局面。38、答：利用基本文件目录实现文件共享：基于索引节点的共享方法：利用符号链实现文件共享：39、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。40、答：在每个进程中访问临界资源的那段程序叫临界区，进程进入临界区的调度原则是：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，处于临界区内的进程不可多于一个.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.41、答：动态重定位是指在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问，自动的、连续的进行映射。具体实现过程为：当某个进程取得CPU控制权时，OS应负责把该作业程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次访问存储器时，重定位寄存区的内容将被自动加到逻辑地址中区，经这样变换后，执行结果是正确的。六、综合题42、【解析】性能方面：因后这一种方式在删除文件时减少了访问磁盘的次数，故其速度比前一种方式更快。安全性方面：把一个内容没有被清除的盘块分配给下一个用户使用，则有可能使其获得盘块中的内容，故前一种方式更加安全。方便性方面：如果盘块中的内容没有被消除，则当用户因误操作而删除文件时，有可能通过某种办法恢复被删除的文件，故后种方式更为方便。43、【解析】首先由题目得知DMA的传输速率是40MB/s，即4B/100ns，也就是平均每100ns传输32bit的数据就能达到DMA的传输要求。由于系统总线被CPU和DMA共用，因此要在DMA传输数据时暂停CPU对总线的使用。为了得到DMA使用总线的频率，需要知道总，线的传输速度。由题中条件可知，CPU在对总线完全占用的情况下，每个时钟周期（10ns）可以传输32bit的指令，因此总线的速度是32bit/10ns。而DMA的要求是100ns传输32bit，也就是说，平均10个时钟周期内，只需挪用个周期用来传输数据就能达到DMA的传输要求。由此可以得到，DMA挪用周期的频率是每10个周期挪用个，因此磁盘控制器使指令的执行速度降低了10%44、【解析】1）由题目所给条件可知，磁盘转速为27ms/转，因此读出1个记求的时间是27ms/9=3ms。读出并处理记求A需要3ms+2ms=5ms，此时读写头已转到了记求B的中间，因此为了读出记求B.必须再转将近一圈（从记求B的中间到记录B.需要25ms）。后续7个记录的读取及处理与此相同，但最后一个记录的读取与处理只需5ms，于是处理9个记录，的总时间为8×（25+3+2）ms+（3+2）ms=245ms。这里将旋转，尚的时间算在了前一个读取单元中，即将“读取A，旋转”看作一个单元，因此前8个的处理时间为30ms，最后一个为5ms。若将旋转算在后一个读取单元，则处理A为5ms，后面8个为30ms.结果相同。2）由读出并处理一个记录需要5ms，当读出并处理记录A时，不妨设记录A放在第1个盘块中，读写头已移动到第2个盘块的中间，为了能顺序读到记录B，应将它放到第3个盘块中，即应将记录按如下顺序存放，见表。这样，处理个记录并将磁头移动到下，记录的时间为3ms+2ms+1ms=6ms。所以，处理9个记求的总时间为6×8ms+5ms=53ms.45、【解析】设置4个信号量：chopstick0，chopstickl、chopstick2和chopstick3，初值为1，分别表示筷了是否可用。Po~P3表示4人活动的进程。Semaphorechopsticko=chopstickl=chopstick2=chopstick3=1；P0（）{While（true）{P（chopstick3）P（chopstick0）；V(chopstick3）；V(chopstickD）；While（true）{P（chopstic