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)

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