2022年台州学院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年台州学院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、已知某磁盘的平均转速为r秒/转，平均寻找时间为T秒，每个磁道可以存储的字节数为N，现向该磁盘读写b字节的数据，采用随机寻道的方法，每道的所有扇区组成一个簇，其平均访问时间是（）。A.（r+T）b/NB.b/NTC.（b/N+T）D.bT/N+r2、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）3、一个进程的读磁盘操作完成后，操作系统针对该进程必做的是（），A.修改进程状态为就绪态B.降低进程优先级C.给进程分配用户内存空间D.增加进程时间片大小4、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、在个交通繁忙的十字路口，每个方向只有一个车道，如果车辆只能向前直行，而不允许转弯和后退，并未采用任何方式进行交通管理。下列叙述正确的是（）。A.该十字路口不会发生死锁，B.该十字路口定会发生死锁C.该上字路口可能会发生死锁，规定同时最多3个方向的车使用该十字路是最有效的方法D.该十字路口可能会发生死锁，规定南北方向的两个车队和东西方向的两个车队互斥使用十字路口是最有效的方法6、下列措施巾，能加快虚实地址转换的是（）I.增大快表（TLB）容量II.让页表常驻内存III.增大交换区（swap）A.仅IB.仅IIC.仅I、IID.仅II、III7、下列关于页式存储说法中，正确的是（）。I.在页式存储管理中，若关闭TLB，则每当访问一条指令或存取一个操作数时都要访问两次内存II.页式存储管理不会产生内部碎片III.页式存储管理当中的页面是为用户所感知的IV.页式存储方式可以采用静态重定位A.仅I、II，IVB.仅I、IVC.仅ID.I、II、III、IV8、执行系统调用的过程包括如下主要操作：①返回用户态②执行陷入（trap）指令③传递系统调用参数④执行相应的服务程序正确的执行顺序是（）A.②->③->①->④B.②->④->③->①C.③->②->④->①D.③->④->②->①9、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10、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11、下列有关设备独立性的说法中，正确的是（）。A.设备独立性是指I/O设备具有独立执行I/O功能的种特性B.设备独立性是指用户程序独立于具体物理设备的·种特性，C.设备独立性是指能够实现设备共享的一种特性D.设备独立性是指设备驱动程序独立于具体物理设备的·种特性，12、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二、填空题13、作业控制方式有__________方式和__________方式二种。14、可变分区方式管理主存时，往往采用__________重定位方式来实现地址转换。15、文件存取方式按存取次序通常分__________、__________，还有一类__________。16、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________、__________。17、某作业9：00进入输入井，要求计算时间1小时。作业调度采用响应比更高优先算法在10：00选中该作业，则该作业被选中时的响应比为__________18、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。19、操作系统中，进程调度通常有先来先服务、__________、__________和分级调度算法等调度算法。20、在响应比更高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，计算__________的作业将得到优先调度三、判断题21、进程间的互斥是一种特殊的同步关系.（）22、文件目录必须常驻内存.（）23、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块.（）24、文件的索引表全部存放在文件控制块中.（）25、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源.（）26、进程获得处理机而运行是通过申请而得到的.（）27、进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透明的.（）28、由于现代操作系统提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必须是可再入程序.（）29、进程控制块中的所有信息必须常驻内存.（）30、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换.（）四、名词解释题31、互斥：32、作业调度：33、非抢占式调度：34、紧缩：35、虚拟存储器：36、缓冲池：五、简答题37、系统调用的执行过程分可分为哪几步？38、试简述页式存储管理的优缺点39、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么40、主存空间信息保护有哪些措施？41、存储管理的主要功能是什么六、综合题42、什么是DMA方式？它与中断方式的主要区别是什么？43、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小4KB，页表项人小为8B；每段最大为4GB。1）假设系统使用纯页式存储，则要采用多少级页表，页内偏移多少位？2）假设系统采用一级页表，TLB命中率为98%，TLB访问时间为10ns，内存访问时间为100ns，并假设当TLB访问失败后才开始访问内存，问平均页面访问时间是多少？3）如果是二级页表，页面平均访问时间是多少？4）上题中，如果要满足访问时间<120ns，那么命中率需要至少多少？5）若系统采用段页式存储，则每用户最多可以有多少个段？段内采用儿级页表？44、学生甲有两个文件A、B，学生乙有3个文件A、C、D.其中甲文件的A和乙的文件A不是同一个文件，甲文件的B与乙文件的C是同一个文件，为了不引起混乱，请拟定一个目录组织方案，并画图说明。45、有A，B两人通过信箱进行辩论，每个人都从自已的信箱中取得对方的问题，将答案和向对方提出的新问题组成一个邮件放入对方的邮箱中。假设A的信箱最多放M个邮件，B的信箱最多放N个邮件。初始时A的信箱中有x（0<x<M）个邮件，B的信箱中有y（0<y<N）个。辩论者每取出一个邮件，邮件数减1。A和B两人的操作过程描述如下当信箱不为空时，辩论者才能从信箱中取邮件，否则等待。当信箱不满时，辩论者才能将新邮件放入信箱，否则等待。请添加必要的信号量和P、V（或wait、signal）操作，以实现上述过程的同步。要求写出完整过程，并说明信号量的含义和初值。

参考答案一、选择题1、A2、C3、A4、D5、D6、C7、C8、C9、C10、A11、B12、D二、填空题13、【答案】批处理、交互控制14、【答案】动态15、【答案】顺序存取、直接存取、按键索引16、【答案】封闭性、可再现性17、【答案】218、【答案】抖动19、【答案】优先数调度算法、时间片轮转调度算法20、【答案】时间短三、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】：对29、【答案】：错30、【答案】：错四、名词解释题31、互斥：在逻辑上本来完全独立的进程，由于竞争同一个资源而产生的相互制约的关系。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、非抢占式调度：系统一旦把处理机分配给某个进程之后，该进程一直运行下去，直到该进程完成或因等待某个事件发生时，才将处理机分配给其他进程。这种调度方式实现简单，系统开销小，但系统性能不够好。34、紧缩：移动某些已分区的内容，使所有作业的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端，这种技术称为紧缩。35、虚拟存储器：虚拟存储器是一种存储管理技术，用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。但是虚拟存储器的容量并不是无限的，它由计算机，的地址结构长度所确定，另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。36、缓冲池：又叫公共缓冲区，也是系统在磁盘上设置的多个缓冲区。它既可以用于输入，也可以用于输出，较好地克服了专用缓冲区的缺点。一方面提高了缓冲区的利用率，另一方面也提高了设备与cpu的并行操作程度。五、简答题37、答：系统调用的执行过程分成以下几步：（1）设置系统调用号和参数；（2）系统调用命令的一般性处理；（3）系统调用命令处理程序做具体处理。38、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。39、答：在每个进程中访问临界资源的那段程序叫临界区，进程进入临界区的调度原则是：如果有若干进程要求进入空闲的临界区一次仅允许一个进程进②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个.如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现"忙等"现象.40、答：①程序自己主存区域的信息，允许它既可读，又可写；②共享区域中的信息只可读，不可修改；③非共享区域或非自己的主存区域中的信息既不可读，也不可写。41、答：存储管理的主要功能包括（1）主存空间的分配和回收；（2）完成重定位；（3）主存空间的共享和保护；（4）使用"虚拟存储器"，扩充主存空间.六、综合题42、【解析】DMA是DirectMemoryAccess的缩写，也就是直接存储器访问。DMA是用DMA控制器来控制一个数据块的传输，而CPU只需在一个数据块传输的开始阶段设置好传输所需的控制信息并在传输的结束阶段做进，步处理即可的传输控制方式。其基本思想是在I/O设备和内存间开启一个可以直接传输数据的通路。中断驱动I/O控制方式是每个数据传输后即发出中断，而DMA方式是在一批数据传输完毕后才中断：中断驱动I/O控制方式的传输是由CPU控制的，而DMA方式中只有数据块传输的开始和结束阶段在CPU控制下，在传输过程中都是由DMA控制器控制的。所以DMA方式相比于中断方式，通过硬件的增加大大减少了中断的次数。43、【解析】1）已知页面大小4KB=212B，即页内偏移量的位数为12。采用48位虚拟地址，故虚页号为48-12=36位。页表项的大小为8B，则每页可容纳4KB/8B=512=29项。那么所需多级页表的级数36/9=4，故应采用4级页表。2）系统进行页面访问操作时，首先读取页面对应的页表项，有98%的概率可以在TLB中直接读取到（10ns），然后进行地址变换，访问内存读取页面（100ns），所需时间为10ns+100ns=110ns。如TLB未命中（10ns），则要通过次内存访问来读取页表项（100ns）.地址变换后，再访问内存（100ns），因TLB访问失败后才开始访问内存，因此所需时间为，10ns+100ns+100ns=210ns.页表平均访问时间为[98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns3）级页表的情况下，TLB命中的访问时间还是110ns，未命中的访问时间加上一次内存访问时间，即210ns+100ns=310ns，那么平均访问时间为[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns4）本问是在第3）小题的基础上提出的，假设快表命中率为p，则应满足[p×110+（1-p）310]ns≤120ns求解不等式，得p=95%。5）系统采用48位虚拟地址，虚拟地址空间为248B，每段最大为4GB.那么最大段数=248B/4GB=216=65536.4GB=232B，即段内地址位数为32，段内采用多级页表，那么多级页表级数（32-12）/9=344、【解析】为了改变单级目录文件中文件命名冲突问题和提高对目录表的搜索速度，需要采用二级目录结构。在二级目录结构中，各个文件的说明信息被组织成目录文件，日以用户为单位把各自的文件说明划分为不同的组。然后，这些不同的有关组名的存取控制信息存放在主目录（MFB）的目录项中。与MFD相对应，用户文件的文件说明所组成的目录文件被称为用户文件目录（UFD）。这样，MFD和UFD就