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文档简介
实用文档2022年北京理工大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)一、选择题1、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度,为解决这矛盾可采用()。A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚拟技术2、为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出,最好使用()结构的缓冲技术。A.缓冲池B.循环缓冲C.单缓冲D.双缓冲3、若用户进程访问内存时产生缺页,则下列选项中,操作系统可能执行的操作是()。I.处理越界错误II.置换页面II1.分配内存A.仅I、IIB.仅I、IIIC.仅I、IIID.I,II和III4、采用分段存储管理的系统中,若段地址用24位表示,其中8位表示段号,则允许每段的最大长度是()。A.224BB.216BC.28BD.232B5、可重入程序是通过()方法来改善系统性能的。A.改变时间片长度B.改变用户数C.提高对换速度D.减少对换数量6、下列指令中,不能在用户态执行的是()A.trap指令B.跳转指令C.压栈指令D.关中断指令7、()不是操作系统的功能。A.CPU管理B.存储管理C.网络管理D.数据管理8、磁盘高速缓存设在()中。A.内存B.磁盘控制器C.CacheD.磁盘9、无结构文件的含义是()A.变长记录的文件B.索引文件C.流式文件D.索引顺序文件10、设有n个进程共用一个相同的程序段,若每次最多允许m个进程(mSn)同时进入,临界区,则信号量的初值为()。A.nB.mC.m-nD.-m11、下列描述中,()并不是多线程系统的特长。A.利用线程并行地执行矩阵乘法运算B.Web服务器利用线程响应HTTP请求C.键盘驱动程序为每个正在运行的应用配备一个线程,用以响应该应用的键盘输入,D.基于GUI的调试程序用不同的线程分别处理用户输入、计算和跟踪等操作12、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二、填空题13、不可中断的过程称为__________。14、为破坏进程循环等待条件,从而防止死锁,通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__________,当任何一个进程申请两个以上资源时,总是要求按对应资源号__________次序申请这些资源。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、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。18、磁盘是一种可共享设备,在若干文章者请求读写磁盘时,系统要进行磁盘的驱动调度,对磁盘来说,驱动调度由__________和__________组成。19、作业控制方式有__________方式和__________方式二种。20、现代计算机中主存储器都是以__________为单位进行编址。三、判断题21、优先数是进程调度的重要依据,一旦确定不能改变.()22、进程状态的转换是由操作系统完成的,对用户是透明的.()23、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换.()24、参与死锁的所有进程都占有资源.()25、一旦出现死锁,所有进程都不能运行.()26、对文件进行读写前,要先打开文件.()27、所有进程都挂起时,系统陷入死锁.()28、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:()29、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.()30、由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足,所以有必要引入其它的通讯原语或机制,如send,receive或Monitor等.()31、所有进程都进入等待状态时,系统陷入死锁.()32、实时系统中的作业周转时间有严格的限制.()四、名词解释题33、脱机I/O:34、中断:35、软中断:36、文件:37、物理记录:38、安全序列:五、简答题39、处理机调度分为哪三级?各自的主要任务是什么?40、什么是动态重定位?如何实现?41、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42、在设备管理中,按照设备共享特性分成哪几种类型比较合理,并分别举例说明。43、试比较进程调度与作业调度的不同点。44、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。六、综合题45、某进程调度程序采用基于优先数(priority)的调度策略,即选择优先数最小的进程运行,进程创建时由用户指定一个nice作为静态优先数。为了动态调整优先数,引入运行时间cpuTime和等待时间waitTime,初值均为0。进程处于执行态时,cpuTime定时加1.HwaitTime置0:进程处于就绪态时,cpuTime置0,waitTime定时加1。请回答下列问题。1)若调度程序只将nice的值作为进程的优先数,即priority=nice,则可能会出现饥饿现象,为什么?2)使用nice、cpuTime和waitTime设计一种动态优先数计算方法,以避免产生饥饿现象,并说明waitTime的作用。46、今有3个并发进程R、M、P,它们共享一个可循环使用的缓冲区B,缓冲区B共有N个单元。进程R负责从输入设备读信息,每读一个字符后,把它存入缓冲区B的一个单元中;进程M负责处理读入的字符,若发现读入的字符中有空格符,则把它改成“,”:进程P负责把处理后的字符取出并打印输出。请用P、V操作写出它们能正确并发执行的程序。47、针对文件的目录结构回答以下问题:1)若一个共享文件可以被用户随意删除或修改,会有什么问题?2)若允许用户随意地读写和修改目录项,会有什么问题?3)如何解决上述问题?
参考答案一、选择题1、C2、A3、B4、B5、D6、D7、C8、A9、C10、B11、C12、C二、填空题13、【答案】原语14、【答案】顺序编号、递增的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】相关临界区、时间18、【答案】移臂调度、旋转调度19、【答案】批处理、交互控制20、【答案】字节三、判断题21、【答案】:错22、【答案】:对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】:错30、【答案】:错31、【答案】:错32、【答案】:错四、名词解释题33、脱机I/O:是指输入/输出工作不受主机直接控制,而由卫星机专门负责完成I/O,主机专门完成快速计算任务,从而二者可以并行操作。34、中断:是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应,CPU暂停正在执行的程序,保留现场后自动地转去执行相应的处理程序,处理完该事件后,如被中断进程的优先级最高,则返回断点继续执行被“打断”的程序。35、软中断:又称信号机制,它是在软件层次上对中断机制的一种模拟,其中,信号的发送者相当于中断源,而接收者(必定是一个进程)相当于cpu。36、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)37、物理记录:文件存储器上组织信息的一个单位。它是文件存储器识别信息的单位。38、安全序列:针对当前分配状态来说,系统至少能够按照某种次序为每个进程分配资源(直至最大需求),并且使他们依次成功地运行完毕,这种进程序列[p1,p2,,pn]就是安全序列。五、简答题39、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。40、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。41、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.42、答:按照是否可共享,可以分成独占设备和共享设备两类,独占设备不能让多个程序同时使用,共享设备可以同时让多个程序使用。打印机属于独占设备,如果多个程序同时使用打印机,则打印出来的数据就可能会随机混合交叉在一起,所以打印机只能让一个程序独占。而磁盘属于共享设备,多个程序同时在磁盘上打开文件是可以的。43、答:(1)作业调度是宏观调度,它决定了哪一个作业能进入主存.进程调度是微观调度,它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机.(2)作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存.进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机.44、答:死锁的防止是系统预先确定一些资源分配策略,进程按规定申请资源,系统按预先规定的策略进行分配,从而防止死锁的发生,而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配,仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程,使系统一直处于安全状态之中,从而避免死锁六、综合题45、【解析】1)由于采用了静态优先数,当就绪队列中总有优先数较小的进程时,优先数较大的进程一直没有机会运行,因而会出现饥饿现象。2)优先数priority的计算公式为priority=nice+k1×cpuTime-k2×waitTime,其中kl>0,k2>0,用来分别调整cpuTime和waitTime在priority中所占的比例。waitTime可使长时间等待的进程优先数减小,从而避免出现饥饿现象。46、【解析】在本题中,3个并发进程P、M、P共享了一个可循环使用的缓冲区B.进程R负责从输入设备读字符并存入缓冲单元中,进程M负责将读入字符中的空格符改成“.",进程P负责处理后字符的打印输出。为此,应设置4个信号量mutex,empty,fulll,full2。mutex用于实现对缓冲区的互斥访问,其初值为1:empty表示缓冲区中的可用单元数目,其初值为N:full表示已读入的字符个数,其初值为0:full2表示已处理的字符个数,其初值为0。为了描述方使,还应设置3个指针in,outl、out2。in指向下个可用缓冲单元,out指向下一个待处理字符,out2指向下一个待输出字符。它们并发执行的同步机制描述如下:Semaphoreempty=N;Semaphoreful11=0;Semaphorefull2=0;Semaphoremutex=1;Charbuffer[N];Intin=0,out1=0,out2=0;R(){While(true)Charx;读入一个字符到x;P(empty)P(mutex);Buffer[in]=x;in=(in+1)&N;V(mutex);V(ful11);}}M()CharxiWhile(true)P(ful11);P(mutex);x=buffer[outl];If(x==""){x=",";Buffer[out1]=x;}outl=(outl+1)&NV(mutex);V(full2):P()CharxiWhile(true){P(ful12);P(mutex)x=buffertaut2];out2=(out2+1)&N;V(mutex);v(tempty):输出字符x;}}本题是生产者-消费者问题的一个衍生问题,较原始问题加入了一个既是生产者也是消费,者的进程
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