2022年武汉轻工大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期末试卷A(有答案)

2022年武汉轻工大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、下面叙述中，错误的是（）A.操作系统既能进行多任务处理，又能进行多重处理B.多重处理是多任务处理的子集，C.多任务是指同一时间内在同一系统中同时运行多个进程D.一个CPU的计算机上也可以进行多重处理2、在中断发生后，进入中断处理的程序属于（）。A.用户程序B.可能是应用程序，也可能是操作系统程序C.操作系统程序D.既不是应用程序，也不是操作系统程序3、若某单处理器多进程系统中有多个就绪进程，则下列关于处理器调度的叙述中，错误的是（）。A.在进程结束时能进行处理器调度B.创建新进程后能进行处理器调度C.在进程处于临界区时不能进行处理器调度D.在系统调用完成并返回用户态时能进行处理器调度4、关于临界问题的一个算法（假设只有进程P0和P1，能会进入临界区）如下（i为0或1代表进程P0或者P1）：Repeatretry：if（turn！=-1）turn=i；if（turn！=i）gotoretry；turn=-1；临界区：turn=0；其他区域；untilfalse；该算法（）。A.不能保持进程互斥进入临界区，且会出现“饥饿”B.不能保持进程互斥进入临界区，但不会出现“饥饿”C.保证进程互斥进入临界区，但会出现“饥饿”D.保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”5、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6、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7、下列关于设备驱动程序的叙述中，正确的是（）。I.与设备相关的中断处理过程是由设备驱动程序完成的II.由于驱动程序与I/O设备（硬件）紧密相关，故必须全部用汇编语言书写III.磁盘的调度程序是在设备驱动程序中运行的IV.一个计算机系统配置了2台同类绘图机和3台同类打印机，为了正确驱动这些设备，系统应该提供5个设备驱动程序A.仅I、IIIB.仅II、IIIC.仅I、III，IVD.I、II、III、IV8、在系统内存中设置磁盘缓冲区的主要11的是（）。A.减少磁盘1/0次数，B.减少平均寻道时间C.提高磁盘数据可靠性D.实现设备无关性9、如果当前读写磁头正在53号柱面上执行操作，依次有4个等待访问的请求，柱面号，依次为98，37，124，65，当采用（）算法时，下一次磁头才可能到达37号柱面。A.先来先服务B.最短寻道时间优先C.电梯调度（初始磁头移动方向向着小磁道方向）D.循环扫描（磁头移动方向向着大磁道方向）10、采用分页或分段管理后，提供给用户的物理地址空间（）。A.分页支持史大的物理空间B.分段支持更大的物理空间C.不能确定D.一样大11、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12、下列选项中，属于多级页表优点的是（）。A.加快地址变换速度B.减少缺页中断次数C.减少页表项所占字节数D.减少页表所占的连续内存空间二、填空题13、设备1/0方式有如下三种：__________、__________、__________14、现代计算机中主存储器都是以__________为单位进行编址。15、为了保证操作的正确性，中央处理器设置有两种工作状态：__________和__________。16、一个程序获得了一个__________和一个__________后，就说创建了一个进程。17、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________和__________。18、操作系统中，进程通信有________、__________几种方式。19、在页式虚拟存储系统中，选择页面调度算法时应尽量注意减少或避免__________现象的发生。20、从用户观点看，UNIX系统将文件分三类：__________、__________、__________。三、判断题21、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.（）22、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.（）23、特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件.（）24、文件系统的主要目的是存储系统文档.（）25、对文件进行读写前，要先打开文件.（）26、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.（）27、执行系统调用时可以被中断.（）28、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.（）29、所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁.（）30、磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取.（）31、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.（）32、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.（）四、名词解释题33、特权指令：34、通道：35、中断向量：36、文件控制块：37、文件的物理组织：38、饥饿：五、简答题39、目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？40、试说明和比较几种文件共享的方法绕弯路法？41、操作系统为用户提供哪些接口？42、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43、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。44、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.六、综合题45、某系统采用页式存储管理策略，抓有逻辑空间32页，每页为2KB，拥行物理空间1MB。1）写出逻辑地址的格式。2）若不考虑访问权限等，进程的页表有多少项？每项至少有多少位？3）如果物理空间减少一半，页表结构应做怎样的改变？46、叙述在中断控制方式中输入请求I/O处理的详细过程。47、设内存中有3道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。它们的计算和I/O操作的时间见表1-1，假设3道程序使用相同设备进行1/O操作，即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的执行时间忽略不计），并回答在这两种情况下，完成这3道程序分别需要多长时间（多道运行时采用抢占式调度策略）。

参考答案一、选择题1、B2、C3、C4、B5、D6、D7、A8、A9、C10、C11、B12、D二、填空题13、【答案】询问、中断、通道14、【答案】字节15、【答案】管态（系统态、核心态）、目态（用户态）16、【答案】数据块、进程控制块17、【答案】封闭性、可再现性18、【答案】信件、通信原语@19、【答案】抖动20、【答案】普通文件目录文件特殊文件三、判断题21、【答案】：对22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：对26、【答案】：错27、【答案】：对28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：对31、【答案】：错32、【答案】：对四、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、通道：是独立于CPU的、专门负责数据输入输出的处理单元。35、中断向量：通常包括相应中断处理程序入口地址和中断处理时处理机状态字。36、文件控制块：用于描述和控制文件的数据结构，其中包括文件名、文件类型、位置、大小等信息。文件控制块与文件一一对应，即在文件系统内部，给每个文件唯一地设置一个文件控制块，核心利用这种结构对文件实施各种管理。37、文件的物理组织：文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织38、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。五、简答题39、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。40、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：41、答：操作系统为用户提供两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户提供控制作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序提供服务功能42、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.43、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。44、答：资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后该进程才开始执行.这样进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一"占有并等待条件"，从而防止死锁的发生。六、综合题45、【解析】1）该系统拥有逻辑空间32页，故逻辑地址中页号必须用5位米描述，而每页为2KB，因此页内位移必须用11位来描述。这样，可得到逻辑地址格式如图所示。2）每个进程最多有32个页面，因此进程的页表项坡多有32项；若不考虑访问权限等，则页表项中需要给出页所对应的物理块号。IMB的物理空间可分成29个内存块，故每个页表一项至少有9位。3）若物理空间减少一半，则页表中页表项数保持不变，但每项的长度减少1位。46、【解析】在使用中断控制方式的系统中，执行输入请求的处理过程如下。1）应用进程请求读操作。2）设备启动程序（设备驱动程序的高层部分）查询设备控制器的状态寄存器，确定设备是否空闲。若设备忙，则设备启动程序等待，直到其变为空闲为止。3）设备启动程序把输入命令存入设备控制器的命令寄存器中，从而启动设备。4）设备启动程序将相应信息写入到设备控制表（DCT）的设备对应表项中，如最初调用的返回地址以及I/O操作的，些特定参数等。然后CPU就可以分配给其他进程使用了，因此设备管理器调用进程管理器的调度程序执行，原进程的执行被暂停。5）经过一段时间后，设备完成了I/O操作，设备控制器发出中断请求，中断CPU上运行的进程，从而引起CPU运行中断处理程序。6）中断处理程序确定是哪个设备引起的中断，然后转移到该设备对应的设备处理程序，（设备驱动程序的低层部分）执行。7）设备处理程序重新从设备控制表（DCT）找到等待I/O操作的状态信息。8）设备处理程序复制设备控制器的数据寄存器的内容到用户进程的内存区。9）设备处理程序返回给应用进程控制权，从而继续运行。在以上处理I/O操作的过程中，中断处理程序和设备处理程序两者一起完成对中断请求的处理。但两者T作方式不同，前者必须关中断运行或以高优先级方式运行，后者可以开中断运行或以低优先级方式运行。47、【解析】若采用单道方式运行这3道程序，则运行次序为A、B、C，即程序A先进行30ms的计算，再完成40ms的I/O操作，最后再进行10ms的计算；接下来程序B先进行60ms的计算，再完成30ms的I/O操作，最后再进行10ms的计算；然后程序C先进行20ms的计算，再完成40ms的I/O操作，最后再进行20ms的计算。至此，3道程序全部运行完毕。若采用多道方式运行这3道程序，因系统按照A、B、C的优先次序执行，则在运行过程中，无论使用CPU还是1/O设备，A的优先级最高，B的优先级次之，C的优先级最低，即程序A先进行30ms的计算，再完成40ms的1/0操作（与此同时，程序B进行40ms的计算），最后再进行10ms的计算（此时程序B等待，程序B的第一次计算已经完成40ms，还剩余20ms）：接下来