《操作系统》二学期A卷及答案.docx

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《操作系统》二学期A卷及答案

操作系统考试题型:

选择题、填空题、判断题、简答题、综合题

重点内容:

第1章概述

操作系统基本概念、特征

操作系统发展、多道程序设计概念

操作系统基本类型及特点

操作系统主要功能

处理机工作模式

操作系统的用户接口

系统调用的步骤,常用的系统调用

常见的几种操作系统体系结构

第2章进程与线程

并发与并行的概念、进程的基本概念、特征、状态及其转换、实现、进程与程序的区别与联系、进程创建

线程的基本概念、引入线程的原因、线程的用户空间实现与核心空间实现的特点,进程与线程的区别与联系

原语的概念、进程控制原语

临界资源、临界区、互斥的概念

常见的进程间通信方式

进程间信号量通信方式

调度的层次,进程调度的时机、调度方式,常用的调度算法及评价指标（先进先出,轮转算法,短作业优先算法,响应比高优先算法,优先级调度算法、多队列轮转算法）

第3章死锁

资源,可抢占与不可抢占资源

死锁概念、死锁产生的原因及必要条件

死锁的四种解决策略

鸵鸟算法

死锁检测与死锁恢复

死锁避免、安全状态定义、单个与多个资源的银行家算法,

死锁预防

第4章存储管理

简单存储管理方式——单一分区、多分区存储管理

空闲物理内存管理方式:

位图及链表方式

分区内存管理中常用内存分配算法（FFA,BFA,WFA）;

虚拟存储的概念,覆盖及交换技术;

分页存储管理方式的原理、包括地址映射过程、及常用的页面置换策略及算法;（OPT,LRU,NRU,FIFO）

分页系统中页表存在的问题及解决办法（多级,转置）

分页系统中全局与局部策略、页的大小、负载等问题

缺页处理过程

第5章文件系统

文件的逻辑结构、文件存取访问方式

引入目录的原因

文件的物理结构及特征

目录的实现

文件的共享及实现

文件磁盘空间管理

文件系统的可靠性的保证

文件系统的性能

文件的安全访问控制

第6章设备管理

操作系统角度的I/O设备分类

I/O设备组成、控制器功能

I/O设备的两种编址方式、常用的数据传送控制方式;

I/O软件分层结构

设备无关软件层的具体功能;

设备驱动程序功能;缓冲的引入、种类及工作原理;

中断处理程序处理步骤

SPOOLING工作原理及主要功能特点;

磁盘硬件原理、磁盘编址、常用的磁盘臂调度算法（FIFO,SJF,SCAN）

安全

文件的保护机制:

存取控制表及权限表

试题编号:

重庆邮电大学2012-2013学年2学期

《操作系统》试卷（期末）（A卷）（闭卷）

一、选择题（本大题共20小题,每小题1分,共20分）

1、操作系统提供给程序员的接口就是_______。

A、过程调用B、系统调用C、库函数D、中断调用

2、操作系统在计算机系统中处于_______的位置。

A、计算机硬件与软件之间B、计算机硬件与用户之间

C、处理机与用户程序之间D、外部设备与处理机之间

3、在采用DMA方式高速传输数据时,数据传送就是_________。

A、在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成

B、由CPU响应硬中断处理完成

C、由CPU执行的程序完成

D、在总线控制器发出的控制信号控制下完成

4、下面_________算法适合于分时系统中的进程调度。

A、FCFSB、时间片调度

C、优先级调度算法D、队列调度算法

5、在进程管理中,_______时进程从运行状态变为就绪状态。

A、进程被调度程序选中B、时间片用完

C、等待某一事件发生D、等待的事件发生

6、一个进程就是_______。

A、由协处理机执行的一个程序B、一个独立的程序+数据集

C、PCB结构、程序与数据的组合D、一个独立的程序

7、在操作系统中,对信号量S的P操作定义中,使进程进入相应等待队列的条件就是________。

A、S>0B、S=0

C、S<0D、S≤0

8、虚拟页式存储管理的主要特点就是_______。

A、不要求将作业装入到主存的连续区域

B、不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域

C、不要求进行缺页中断处理

D、不要求进行页面置换

9、M个生产者,N个消费者共享长度为L的有界缓冲区,则对缓冲区互斥操作而设置的信号量初值应设为______。

A、MB、L

C、ND、1

10、在内存管理的固定分区分配中,每个分区的大小就是_______。

A、相同B、随作业长度变化

C、可以不同但预先固定D、可以不同但根据作业长度固定

11、产生系统死锁的原因可能就是由于_______。

A、进程释放资源B、一个进程进入死循环

C、多个进程竞争,资源出现了循环等待D、多个进程竞争共享型设备

12、若系统中有8台打印机,有多个进程竞争使用,每个进程最多需要使用3台该系统可能会发生死锁的进程个数的最小值就是_________。

A、2B、3C、4D、5

13、某系统采用两级页表,页的大小就是212字节,逻辑地址就是32位,若地址的前8位用于做一级页表的索引,则需要______来指定二级索引。

A、220,212B、28,212

C、28,224D、220,28

14、虚拟存储技术的基础就是________。

A、交换原理B、置换原理C、请求调入原理D、程序局部性原理

15、在硬盘上存放的信息,物理上读写的最小单位就是一个_______。

A、二进制位B、字节C、物理块D、逻辑记录

16、目录文件存放的信息就是_______。

A、该文件的文件目录B、该文件中的数据文件

C、该目录中所有数据文件目录D、该目录中所有子目录文件与数据文件的目录

17、在关于Spooling的叙述中,_______描述就是不正确的。

A、Spooling系统中不需要独占设备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共享设备D、Spooling系统利用了处理器与通道并行工作的能力

18、相同名字的文件应允许在一个系统中同时存在,解决这个问题的办法就是______。

A、采用索引文件B、通过文件共享

C、采用多级目录管理D、利用文件分级安全管理

19、虚拟设备就是指________。

A、允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备

B、允许用户以标准方式来使用物理设备

C、把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备

D、允许用户程序不必全部装入主存,便可使用系统中的设备

20、程序员利用系统调用打开I/O设备时,通常使用的设备标志就是_______。

A、逻辑设备名B、物理设备名C、主设备号D、次设备号

二、填空题（本大题共10小题,每空1分,共10分）

1、原语可分为两类:

一类就是机器指令级的,其特点就是执行期间不允许中断。

另一类就是_______的,其特点就是作为原语的程序段不允许并发执行。

2、对文件的存取权限控制,可采用访问控制表与_______________________表。

3、如果信号量当前的值就是-4,则表示系统中在该信号量上有__________个等待进程。

4、每个进程都拥有自己的虚拟存储器,且虚拟存储器的容量就是由计算机的地址结构与_______确定的。

5、Windows、UNIX与LINUX采用的文件目录结构就是_________________结构。

6、资源的有序分配策略可以破坏死锁的____________条件。

7、用户首次访问任何文件前,需要使用系统调用_____________来打开指定文件,而后才能进行其她操作。

8、I/O软件一般分为4个层次:

中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关软件层与_________________。

9、缓冲区的引入可以缓与CPU与I/O设备之间_______________的矛盾。

10、操作系统把进程的执行状态分为两种,一种就是__________执行,一种就是核心态执行。

三、判断题（本大题共10小题,每小题1分,共10分）

1、操作系统中的缓冲技术就是借用外存储器的一部分区域作为缓冲池。

（）

2、驱动程序与I/O设备的特性紧密相关,因此应为每一I/O设备配备一个驱动程序。

（）

3、操作系统提供文件系统服务后,用户可按名存取文件,故用户使用的文件必须有不同的名字。

（）

4、在磁盘访问时间中,寻道时间所占的比例就是最大的。

（）

5、分段存储管理方式采用二维地址结构。

（）

6、参与死锁的所有进程都占有资源。

（）

7、所谓多道程序设计,即指每一时刻有若干个进程在执行。

（）

8、在请求分页虚拟存储管理中,页面的调入、调出只能在内存与交换区之间进行。

（）

9、维护一个最近使用块的缓存就是在I/O软件层的与用户无关软件层完成。

（）

10、设备控制器就是I/O设备与内存之间的接口。

（）

四、简答题（本大题共6小题,每小题5分,共30分）

1、磁盘的空闲块可以按哪几种方法来组织。

2、说明下图中进程状态转化的原因。

3、以下两个优先级相同的进程PA与PB在并发执行结束后,x,y,z的值分别为多少（信号量S1与S2的初值均为0）？

PA:

PB:

（1）x=1;

（2）x=x+1;

（3）P（S1）;

（4）x=x+y;

（5）V（S2）;

（6）z=z+x

（1）y=1;

（2）y=y+3;

（3）V（S1）;

（4）z=y+1;

（5）P（S2）;

（6）y=y+z;

4、什么就是系统抖动现象？

5、可以采用哪些途径改善文件系统的性能。

6、给出设备驱动程序的主要功能。

五、综合题（本大题共3小题,每小题10分,共30分）

1、若干个等待访问磁盘的访问柱面为20,44,40,4,80,12,76,假设每移动一个柱面需要5毫秒,磁头臂当前位于第77号柱面,请按下列算法分别计算完成上述各次访问总共花费的寻道时间:

1）先来先服务算法;2）最短寻道时间优先算法

2、设某计算机的逻辑地址空间与物理地址空间均为64KB,按字节编址。

若某进程最多需要6页（Page）数据存储空间,页的大小为1KB,操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框（PageFrame）。

在时刻260前的该进程访问情况如下表所示（访问位即使用位）。

页号

页框号

装入时间

访问位

0

7

130

1

1

4

230

1

2

2

200

1

3

9

160

1

当进程执行到时刻260时,要访问逻辑地址为17CAH的数据,请回答以下问题:

（1）该逻辑地址对应的页号就是多少？

（2）若采用先进先出（FIFO）置换算法,该逻辑地址对应的物理地址就是多少？

要求给出计算过程。

（3）若采用时钟（CLOCK）置换算法,该逻辑地址对应的物理地址就是多少？

要求给出计算过程。

（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动,且当前指向2号页框,示意图如下）。

3、有5个批处理作业A到E,它们几乎同时到达一个计算中心。

估计它们的运行时间分别就是10,6,2,4与8分钟。

其优先级（由外部设定）分别为3,5,2,1与4,其中5为最高优先级。

对于下列每种调度算法,计算进程的平均周转时间,可忽略进程切换的开销。

（1）轮转调度算法

（2）先来先服务调度算法（按照10,6,2,4,8次序运行）（3）优先级调度算法（4）最短作业优先调度算法

对

（1）,假设系统具有多道程序处理能力,每个作业均公平共享CPU时间,对

（2）到（4）,假设任一时刻只有一个作业运行,直到结束。

所有的作业都就是计算密集型作业。

参考答案

一、选择（每题1分,共20分）

BBABB

CCBDC

CCBDC

DCCCA

二、填空题（每题1分,共10分）

1、功能级2、权限3、4

4、寻址方式5、图形目录结构/层次目录结构/多级目录结构

6、环路等待条件（意思相符也对）7、open（）8、用户层软件

9、速度不匹配10、用户态（意思相符也对）

三、判断题（每题1分,共10分）

⨯⨯⨯√√⨯⨯⨯⨯⨯

三、简答（每题5分,共30分）

1.磁盘的空闲块可以按哪几种方法来组织。

答:

共有两种方式（2分）,一种就是位图方法（1、5分）,另一种就是空闲链表（1、5分）

2、说明下图中进程状态转化的原因。

答:

（1）时间片到

（2）因等待数据资源而阻塞（3）因I/O而阻塞（4）数据资源到被唤醒（5）I/O完成被唤醒（每个点1分）

命题原则与试卷的评分细则3、以下两个优先级相同的进程PA与PB在并发执行结束后,x,y,z的值分别为多少（信号量S1与S2的初值均为0）？

答:

将PA与PB进程分解为以下6个程序段,这6段程序具有相对的完整性,都可以作为一个单独的执行过程存在

SA1:

x:

=1;x:

=x+1;

SA2:

x:

=x+y;

SA3:

z:

=x+z;

SB1:

y:

=1;y:

=y+3;

SB2:

z:

=y+1;

SB3:

y:

=y+z;

SA1与SB1可以并发执行,SA2与SB2可以并发执行,SA3与SB3因变量交集不为空,而不能并发执行,（有分析过程给1分）因此若先执行SA3,则x=6,y=15,z=11（2分）;若先执行SB3,则x=6,y=9,z=11（2分）

4、什么就是系统抖动现象？

答:

在页式存储管理系统中（1分）,如果某一个或某些页面不停地从内存调入外存（2分）,又从外存调入内存（2分）,则称为内存抖动,也可以称为系统抖动现象。

5、可以采用哪些途径改善文件系统的性能。

答:

1）高速缓存:

通过将数据存放在高速缓存中,以减少磁盘存取时间;（2分）2）提前读:

通过提前将还没有读的磁盘块读入内存,增加命中率;（1分）3）减少磁头臂的移动:

通过采用块簇技术,以及修改i节点的存放位置两种方式减少寻道时间（2分）

6、给出设备驱动程序的主要功能。

答:

（每点1分）

1）将接收到的抽象要求转化为具体要求

2）检查用户I/O合法性,了解I/O设备的状态,传递参数,设置设备的工作方式

3）发出I/O操作命令,启动I/O设备,完成I/O操作

4）及时响应外设的中断请求,根据中断类型调用相应的中断处理程序

5）具有通道的控制系统,还要构造通道程序

四、综合题（每题10分,共30分）

1、

1）采用先来先服务算法:

磁头臂响应请求的移动顺序为:

20,44,40,4,80,12,76（2分）

磁头臂移动的总量为:

57+24+4+36+76+68+64=329（2分）

花费的总时间为:

329´5=1645ms（1分）

2）采用最短寻道时间优先算法:

磁头臂响应请求的移动顺序就是:

76,80,44,40,20,12,4（2分）

磁头臂移动的总量为:

1+4+36+4+20+8+8=81（2分）

花费的总时间为:

81´5=405ms（1分）

2、1）因17CAH=（01010）,表示页号的位为左边6位,所以页号为000101B=5、（2分）

2）根据FIFO算法,需要替换装入时间最早的页,故需要置换装入时间最早的0号页,即将5号页装入7号页框中,所以物理地址为（01010）换算成十六进制,为1FCAH。

（4分）

3）根据CLOCK算法,如果当前指针所指页框的使用位为0,则替换该页;否则将使用位清零,并将指针指向下一个页框,继续查找。

根据题设与示意图,将从2号页框开始,前4次查找页框号的顺序为2,4,7,9,并将对应页框的使用位清零。

在第5次查找中,指针指向2号页框,因2号页框的使用位为0,故淘汰2号页框对应的2号页,把5号页装入2号页框中,并将对应使用位设置为1,所以对应的物理地址为（01010）,换算成十六进制,为0BCAH。

（4分）（注:

没有换算成十六进制算正确）

3、（每小题2、5分）

1）平均公平CPU时间为（10+6+2+4+8）/5=6

平均进程周转时间为（28+12+14+18+30）/5=20、4

2）（10+16+18+22+30）/5=19、2

3）（6+14+24+26+30）/5=20

4）（2+6+12+20+30）/5=14