2022年沈阳航空航天大学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年沈阳航空航天大学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1、位示图可用于（）A.实现文件的保护和保密B.文件目录的查找C.磁盘空间的管理D.主存空间的共享2、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D.顺序3、下列关于线程的叙述中，正确的是（）。I.在采用轮转调度算法时，一进程拥有10个用户级线程，则在系统调度执行时间上占用10个时间片II.属于同·个进程的各个线程共享栈空间III.同一进程中的线程可以并发执行，但不同进程内的线程不可以并发执行IV.线程的切换，不会引起进程的切换A.仅I、II、IIIB.仅II、IVC.仅II、IIID.全错4、死锁与安全状态的关系是（）。A.死锁状态有可能是安全状态B.安全状态有可能成为死锁状态C.不安全状态就是死锁状态D.死锁状态一定是不安全状态5、进程资源静态分配方式是指一个进程在建立时就分配了它需要的全部资源，只有该进程所要资源都得到满足的条件下，进程才开始运行。这样可以防止进程死锁。静态分配方式破坏死锁的（）为必要条件。A.互斥条件B.请求和保持条件（占有并等待条件）C.非剥夺式等待条件D.循环等待条件6、下列措施巾，能加快虚实地址转换的是（）I.增大快表（TLB）容量II.让页表常驻内存III.增大交换区（swap）A.仅IB.仅IIC.仅I、IID.仅II、III7、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、计算机开机后，操作系统最终被加载到（）。A.BIOSB.ROMC.EPROMD.RAM9、操作系统提供了多种界面供用户使用，其中（）是专门供应用程序使用的一种界面。A.终端命令B.图形用户窗C.系统调用D.作业控制语言10、下列天于管道（Pipe）通信的叙述中，正确的是（）A.一个管道可实现双向数据传输B.管道的容量仅受磁盘容量大小限制C.进程对管道进行读操作和写操作都可能被阻塞D.一个管道只能有一个读进程或一个写进程对其操作11、在采用SPOOLing技术的系统中，用户暂时未能打印的数据首先会被送到（）存储起来。A.磁盘固定区域B.内存固定区域C.终端D.打印机12、通道又称I/O处理器，用于实现（）之间的信息传输。A.内存与外设B.CPU与外设C.内存与外存D.CPU与外存二、填空题13、进程同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖于另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时必须__________，直到消息到达才__________。14、当多个线程协作完成一项任务时，线程间必须通过__________来实现协作工作。15、特权指令只能在__________态下执行，若在__________态下执行则被认为是非法指令。16、操作系统能保证所有的进程__________，则称系统处于“安全状态”，不会产生__________。17、设备1/0方式有如下三种：__________、__________、__________18、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。19、批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据作业控制__________的要求自动控制作业的执行。20、三代人机界面的发展是指：一维__________、二维__________、三维__________。三、判断题21、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.（）22、在内存为M的分时系统中，当注册的用户有N个时，每个用户拥有M/N的内存空间.（）23、当一个进程从等待态变成就绪态，则一定有一个进程从就绪态变成运行态.（）24、文件目录一般存放在外存.（）25、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源.（）26、存储保护的目的是限制内存的分配.（）27、存储保护的功能是限制内存存取.（）28、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块.（）29、由于现代操作系统提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必须是可再入程序.（）30、所有进程都挂起时，系统陷入死锁.（）四、名词解释题31、线程：32、抢占式调度：33、饥饿：34、逻辑记录：35、当前目录：36、RAID：五、简答题37、进程调度中"可抢占"和"非抢占"两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么38、什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？39、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40、处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？41、为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率？六、综合题42、在请求分页系统中，为什么说一条指令执行期间可能产生多次缺页中断？43、对于一个将页表存放在内存中的分页系统：1）如果访问内存需要0.2us，有效访问时间为多少？2）如果加一个快表，且假定在快表中找到页表项的几率高达90%.那么有效访问时间义是多少？（假设查询快表所需的时间为0）44、假设某分时操作系统采用树形目录结构。用广usera目来的路径名是/usr/home/usera.用户userb目录的路径名是/home/userb。usera在其目录下创建了目录文件asdf和普通文件my.c.并在asdf目录下创建了普通文件filel和file2：userb在其目录下创建了H求文件asdf和普通文件hust1，作L在目录文件下创建了普通文件file1和file2.其中usera的file1和userb的hust1是同一个文件。1）画出上述文件系统的树形口录结构（要求画出目录项中的必要信息）。2）试分别写出usera的文件filel和userb的filel的文件路径名。3）用户userb的口录文件asdf下的文件file2要换名为userb目录下的文件newfile，文件系统如何处理？45、3个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。P1每次用produce（）生成一个正整数并用put（）送入缓冲区的某一空闲单元中：P2每次用getodd（）从该缓冲区中取出一个奇数并用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1、C2、B3、D4、D5、B6、C7、B8、D9、C10、C11、A12、A二、填空题13、【答案】等待、被唤醒14、【答案】PV操作15、【答案】管或系统、目或用户16、【答案】在有限时间内得到所需全部资源、死锁17、【答案】询问、中断、通道18、【答案】操作员接口、程序员接口19、【答案】说明书20、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：对23、【答案】：错24、【答案】：对25、【答案】：对26、【答案】：错27、【答案】：对28、【答案】：错29、【答案】：对30、【答案】：错四、名词解释题31、线程：线程是进程中实施调度和分派的基本单位。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、当前目录：为节省文件检索的时间，每个用户可以指定一个目录作为当前工作目录，以后访问文件时，就从这个目录开始向下顺序检索。这个目录就称作当前目录。36、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。五、简答题37、答：可抢占式会引起系统的开销更大，可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间（和空间）开销增大.38、答：死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，永远不能再继续前进。产生死锁的必要条件：互斥使用资源，占用并等待资源，不可抢夺资源和循环等待资源39、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.40、答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用CPU交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区。41、答：①多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间，②作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源。③作业执行过程中不再访问低速设备，而直接访问高速的磁盘设备，缩短执行时间。④作业成批输入，减少了从操作到作业的交接时间六、综合题42、【解析】因请求调页时，只要作业的部分页在内存，该作业就能执行，而在执行过程中发现所要访问的指令或数据不在内存时，则产生缺页中断，将所需页面调入内存，在请求调页系统中，一条指令能跨了两个页面。而其中要访问的操作数可能与指令不在同一页面，H操作数本身也可能跨了两个页面。当要执行这类指令，而相应的页都不在内存时，就将产生多次缺页中断。43、【解析】每次访问数据时，若不使用快表，则需两次访问内存，即先从内存的页表中读出页对应的块号，然后再根据形成的物理地址去存取数据；使用快表时，若能从快表中直接找到对应的页表项，则可立即形成物理地址去访问相应的数据，否则，仍然需要两次访问内存。1）有效访问时间为2×0.2μs=0.4μs。2）有效访问时间为0.9×0.2μs+（1-0.9）×2×0.2μs=0.22μs44、【解析】1）文件目录结构如图所示。2）用户usera的filel的文件路径名为/usr/name/usera/asdf/filel：用户userb的file！的文件路径名为/name/userb/asdf/filel。3）要将用广userb的目录文件asdf下的文件file2换名为userb目录下的newfile，先从userb的主目name起，将此目录项中的各个目录项与asdf相比较，直至找到asdf：再取出asdf中各个目录项与file2相比，直到找到file2；将file2的目录项读入内存指定区域，将file2收写为newfile，再写回userb目录中：最后要删除asdf目录中的file2的目录项。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（）{whil