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B(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B（有答案）一、选择题1、（）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2、列选项中，不可能在用户态发生的事件是（）。A.系统调用B.外部中断C.进程切换D.缺页3、银行家算法在解决死锁问题中用于（）。A.预防死锁B.死锁避免C.检测死锁D.解除死锁4、在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。所谓临界区是指（）。A.一个缓冲区B.一段数据区C.同步机制D.一段程序5、作业8：00到达系统，估计运行时问为1h。若从10：00开始执行该作业，其响应比为（）。A.2B.1C.3D.0.56、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7、采用SPOOLing技术将磁盘的一部分作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的部分是（）。A.独占设备B.共享设备C.虚拟设备D.一般物理设备8、下列选项中，不能改善磁盘设备I/O性能的是（）。A.重排I/O请求次序B.在一个磁盘上设置多个分区C.预读和滞后写D.优化文件物理的分布9、若某文件系统索引节点（inode）中有直接地址项和间接地址项，则下列选项中，与单个文件长度无关的因素是（）.A.索引节点的总数B.间接地址索引的级数C.地址项的个数D.文件块大小10、若用8个字（字长32位，H字号从0开始计数）组成的位示图管理内存，用户归还一个块号为100的内存块时，它对应位示图的位置为（）（注意：位号也从0开始）。A.字号为3，位号为5B.字号为4，位号为4C.字号为3，位号为4D.字号为4，位号为511、下面有关外层页表的叙述中错误的是（）。A.反映在磁盘上页面存放的物理位置B.外层页表是指页表的页表C.为不连续（离散）分配的页表再建立一个页表D.若有了外层页表，则需要一个外层页表寄存器就能实现地址变换12、作业在执行中发生缺页中断，经操作系统处理后应让其执行（）指令。A.被中断的前一条B.被中断的那一条C.被中断的后·条D.启动时的第一条二、填空题13、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________、__________。14、文件操作主要有__________、打开文件、读文件、写文件、__________、删除文件等几种主要操作。15、现代计算机系统采用自成独立系统的能与主机并行工作的I/O结构，主存储器与外围设备之间传送信息的输入输出操作由__________完成。由于它能独立完成输入输出操作，所以也称为__________。16、固定分区存储管理中的作业装入固定的主存区域，故可采用__________方式装入。17、文件的目录由若干目录项组成，每个目录项中除了指出文件的名字和__________存取的物理地址外，还可包含如何__________和文件__________的信息。18、操作系统中，进程可以分为__________和__________两类。19、三代人机界面的发展是指：一维__________、二维__________、三维__________。20、线程的主要属性是：每个线程有__________，同一进程中的各个线程共享__________。三、判断题21、原语和系统调用的主要区别在于两者的实现方法不同.（）22、在作业调度时，采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间.（）23、固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间.（）24、大多数虚拟系统采用OPT（）25、操作系统的所有程序都必须常驻内存.（）26、进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待态.（）27、设置中断屏蔽指令可以在目态下执行.（）28、选择通道主要用于连接低速设备.（）29、进程优先数是进程调度的重要依据，必须根据进程运行情况动态改变.（）30、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率.（）31、打印机是一类典型的块设备.（）32、系统处于不安全状态不一定是死锁状态.（）四、名词解释题33、多道程序设计：34、中断：35、设备的无关性：36、可再入代码：37、物理记录：38、响应时间：五、简答题39、进程有哪几种基本状态试描绘出进程状态转换图？40、操作系统为用户提供哪些接口？41、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。42、什么是操作系统？43、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？44、影响缺页中断率的因素有哪些？六、综合题45、为什么要设置内存I/O缓冲区？通常有哪几类缓冲区？46、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。47、某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB.主存16KB。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分配的物理块号为5、10、4、7，而该用户作业的长度为6页，试将十六进制的虚拟地址0A5C、103C、1A5C转换成物理地址。

参考答案一、选择题1、C2、C3、B4、D5、C6、C7、B8、B9、A10、C11、A12、B二、填空题13、【答案】封闭性、可再现性14、【答案】建立文件、关闭文件15、【答案】通道、输入输出处理机16、【答案】静态重定位17、【答案】文件、控制、管理18、【答案】系统进程、用户进程19、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实20、【答案】一个唯一的标识符和线程描述表、分配给进程的主存地址空间三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：错26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：错31、【答案】：错32、【答案】：对四、名词解释题33、多道程序设计：在这种设计技术下，内存中能同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替的执行。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、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。36、可再入代码：也称纯代码，是指那些在其执行过程本身不做任何修改的代码，通常由指令和常数组成。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、响应时间：是分时系统的一个技术指标，指从用户输入命令到系统对命令开始执行和显示所需要的时间。五、简答题39、答：进程有运行态，就绪态和阻塞态三种基本状态，三种基本状态的转换图如图1所示，图中数字1的含义是：进程被调度进程选中，数字2的含义是：时间片用完，数字3的含义是：等待某事件发生，数字4的含义是：等待的事件已发生40、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41、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。42、答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。43、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44、答：4个因素，分别是：（1）分配给程序的主存块数；（2）页面的大小；（3）程序编制方法；（4）页面调度算法六、综合题45、【解析】设置内存I/O缓冲区的主要原因如下。1）缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾。“般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行I/O。以输出为例，若没有缓冲区，则程序在输出时，必然由于打印机速度跟不上而使CPU等待：然而在计算阶段，打印机又因无输入数据而无事可做。如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行：而打印机可以从缓冲区取出数据慢慢打印。2）减少中断CPU的次数，例如，假定设备只用位：二进制位接收从系统外传来的数据，则设备每收到一位"进制数就要中断CPU次，若数据通信速率为9.6kbit/s，则中断CPU的频率也为9.6kHz，若设置一个具有8位的缓冲寄存器，则使CPU被中断的次数降为前者的1/8。3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。由于在CPU和设备之问引入了缓冲区，CPU可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息；相应地，设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取，信息。在CPU工作的同时，设备也能进行输入/输出操作，这样CPU和I/O设备可以并行上作。通常有4类缓冲区：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。46、【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（chopstick1）P（chopstick0）；V（chopstickl）；V(chopstick0）；P2（）{While（true）{P(chopstick1）：P（chopstick2）；V（chopstickl）；V（chopstick2）；P3（）While（true）{P（chopstick3）：P（chopstick2）：v（chopstick3）；v（chopstick2）}}本题是典型的哲学家进餐问题。为避免4个哲学家间时饥饿而各白拿起一根筷子，结果都因陷入无限期等待而死锁，本题采用的方法是甲、丙先拿起各自右边的筷子，然后拿左边的筷子，而乙、丁则相反（设想哲学家都面对圆桌而坐）。另外，解决死锁的方法还有：①至多只允许（n-1）个哲学家同时进餐，以保证至少一个哲学家能拥有两根筷了而可以进餐，最终会释放出他所使用的筷子，从而更多人可以进餐。②仅当哲学家的左右两根筷子同时可用时，才允许其拿起筷子进餐。下面给出至多允许3个哲学家进餐的解法，其中使用了信号量数组（信号量数组易于理解，书中没有展开详细叙述）：semaphorechopstick[4]=（1，1，1，1）；semaphoreS=3；P（i）While（true）{P（s）：P（chopstick[i]）；P（chopstick[i+3]mod4）；V（chopstick[i]）；V（chopstick[i+3]mod4）；V（s）：}}47、【解析】题目的条件可知，该系统的逻辑地址有15位，其中高5位为页号，低10位为页内位移：物理地址有14位，其中高4位为块号，低10位为块内位移。另外，因题目中给出的逻辑地