2022年太原理工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年太原理工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、某文件系统物理结构采用三级索引分配方法，如果每个磁盘块的大小为1024B.每个盘块索引号占用4B，请问在该文件系统中，最大文件的大小最接近的是（）A.8GBB.16GBC.32GBD.2TB2、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、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.0.54、与单道程序相比，多道程序系统的优点是（）I.CPU利用率高II.系统开销小III.系统吞吐量大IV.I/O设备利用率高A.仅I、IIIB.仅I、IVC.仅II、IIID.仅I、III，IV5、下列有关时间片的进程调度的描述中，错误的是（）A.时间片越短，进程切换的次数越多，系统开销也越大，B.当前进程的时间片用完后，该进程状态由执行态变为阻塞态C.时钟中断发生后，系统会修改当前的进程在时间片内的剩余时间D.影响时间片大小的主要因素包括响应时间、系统开销和进程数量等6、（）存储管理方式提供一维地址结构。A.分段B.分页C.分段和段页式D.以上都不对7、系统为某进程分配了4个页框，该进程已访问的页号序列为2，0，2，9，3，4，2，8，2，4，8，4，5，若进程要访问的下页的页号为7，依据LRU算法，应淘汰页的页号是（）A.2B.3C.4D.88、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9、在单处理器系统中，可并行的是（）I.进程与进程II.处理器与设备III.处理器与通道IV.设备与设备A.I、II和IIIB.I、II和IVC.I、III和IVD.II、III和IV10、系统将数据从磁盘读到内存的过程包括以下操作：①DMA控制器发出中断请求②初始化DMA控制器并启动磁盘③从磁盘传输一块数据到内存缓冲区④执行“DMA结束”中断服务程序正确的执行顺序是（）：A.③①②④B.②③①④C.②①③④D.①②③④11、操作系统的I/O子系统通常由4个层次组成，每-层明确定义了与邻近层次的接口，其合理的层次组织排列顺序是（）。A.用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序D.用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序12、下列关于SPOOLing技术的叙述中，错误的是（）A.需要外存的文持B.需要多道程序设计技术的支持C.可以让多个作业共享一台独占设备D.由用户作业控制设备与输入/输出之间的数据传送二、填空题13、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。14、在__________和__________存储管理中，页式存储管理提供的逻辑地址是连续的。15、光盘的信息传送速度比硬盘__________，容量比软盘___________。16、中断是计算机系统的一个重要部分，中断机制包括硬件的__________和__________。17、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________和__________。18、不可中断的过程称为__________。19、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。20、采用层次式结构的操作系统通常把对一设备的管理放在__________。三、判断题21、不可抢占式动态优先数法一定会引起进程长时间得不到运行.（）22、同一文件系统中不允许文件同名，否则会引起混乱.（）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、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块.（）25、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.（）26、文件的索引表全部存放在文件控制块中.（）27、如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效.（）28、执行系统调用时可以被中断.（）29、大多数虚拟系统采用OPT（）30、所有进程都挂起时，系统陷入死锁.（）四、名词解释题31、封闭性：32、作业调度：33、抢占式调度：34、文件控制块：35、工作集：36、中断：五、简答题37、什么是动态重定位？如何实现？38、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39、计算机系统中产生死锁的根本原因是什么一般解决死锁的方法有哪三种40、什么是快表？它在地址转换中起什么作用？41、试简述页式存储管理的优缺点六、综合题42、在虚拟分页存储管理方案中，对丁一个处于运行状态的进程，当CPU读取下一条指令时，发生缺页中断。操作系统要执行哪些操作以获得所需要部分的指令？43、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。44、某火车订票系统可供多个用户同时共享一个订票数据库。规定允许多个用户同时查询该数据库，有查询者时，用户不能订票：有用户订票而需要更新数据库时，不可以有其他用户使用数据库。请用P、V操作写出查询者和订票者的同步执行程序。45、假定要在一台处理器上执行表中的作业，且假定这些作业在时刻0以1~5的顺序达到（数字越小，优先级越高）。说明分别使用FCFS、RR（时间片=1）、SJF以及非剥夺式优先级调度算法时，这些作业的执行情况。针对上述每种调度算法，给出平均周转时间和平均带权周转时间。

参考答案一、选择题1、B2、B3、C4、D5、B6、B7、A8、C9、D10、B11、A12、D二、填空题13、【答案】静态重定位14、【答案】页式、段式15、【答案】慢、大16、【答案】中断装置、操作系统的中断服务程序17、【答案】封闭性、可再现性18、【答案】原语19、【答案】文件、控制、管理20、【答案】最内层三、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】：错27、【答案】：错28、【答案】：对29、【答案】：错30、【答案】：错四、名词解释题31、封闭性：是指只有程序本身的动作才能改变程序的运行环境。32、作业调度：作业调度的主要任务是完成作业从后备状态到执行状态和从执行状态到完成状态的转换。33、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。34、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。35、工作集：工作集是一个进程在某一小段时间内访问页面的集合。利用工作集模型可防止抖动，也可以进行页面置换。36、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。五、简答题37、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。38、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.39、答：计算机系统中产生死锁的根本原因是：资源有限且操作不当，一般解决死锁的方法有：死锁的预防，死锁的避免，死锁的检测与恢复等三种.40、答：快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。加入快表后，在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。41、答：优点：有效地解决了碎片问题；缺点：程序的最后一页会有浪费空间的现象并且不能应用在分段编写的、非连续存放的大型程序中。六、综合题42、【解析】在页表中发现所要访问的页不在内存中，则产生缺页中断。操作系统接到此，中断信号后，就调出缺页中断处理程序，根据页表中给出的外存地址，将该页调入内存，使作业继续运行下去。若内存中有空闲块，则分配，页，将新调入页装入内存，并修改页表中相应页表项驻留位及相应的内存块号。若此时内存中没有空闲块，则要淘汰某页。若该页在，存期间被修改过，则要将其回写至外存。43、【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。44、【解析】本题是个典型的读者-写者问题，查询者是读者，订票者是写者。读者-者问题的主要要求是：①允许多个读者共享对象。②不允许写者和其他读者或写者同时访问共享对象。为了达到上述控制，引入一个变量readcount，用于记录当前正在运行的读者进程数以及读斥信号量rmutex和写互斥信号量wmutex。每个读者进程进入系统后需对readcount加1。当readcount的值由0变为1时，说明是第·个读者进程进入，A此需要该读者进程对控制写者进程的信号量wmutex进行P操作，以便与写者进程互斥运行：当readcount的值由非0值增加时，说明不是第一个读者进程，此时控制写者进程的信号最已进行过P操作，已经禁止写者进程进入，因此不需要再次对该信号量进行P操作。当读者进程退出时，需对readcount减1。如发现减1后readcount的值变为0，说明是最后一个读者进程退出，因此需要该读者进程对控制写者进程的信号量wmutex进行V操作，以便写者进程能够进入。同步程序描述如下：Semaphorermutex=1，wmutex=1；Intreadcount=0；Inquirer（）{While（true）{P（rmutex）；If（readcount==0）P（wmutex）；readcount=readcount+1；V（rmutex）；P（rmutex）；readcount=readcount-1；If（readcount==0）V（wmutex）：V（rmutex）；Booker（）{While（true）{P（wmutex）；V（wmutex）；}}下面改进要求，规定允许多个用户同时查询数据库，当有订票者到达时，不允许后续查询者查询数据库，H多个订票者可以互斥使用数据库（即写者优先算法）。描述如下：Semaphorermutex=wmutex=r=w=1；IntReadcount=0；Intwritecount=0；Inquirer（）{While（true）P（r）；P（rmutex）；If（readcount==0）P（w）Readcount=readcount+1；V（rmutex）；V（r）P（rmutex）；Readcount=readcount-1；If（readcount==0）v（w）；v（rmutex）Booker（）{While（true）{P（wmutex）：If（writecount==0）P（r）；writecount=writecount+1；V（wmutex）；P（w）；V（w）；P（wmutex）；Writecount=writecount-1；If（writecount==0）v（r）；V（wmutex）}}这里r信号量用来控制读者进程的进入，若有写者存在，则占用该信号量，阻止后续读者进入临界区：mw信号最则表示对临界区进行写操作的权力