2022年《操作系统》-A卷及答案.. .pdf

精品文档。1欢迎下载操作系统考试题型：选择题、填空题、判断题、简答题、综合题重点内容：第一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二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）第三章死锁资源，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和死锁恢复死锁避免、安全状态定义、单个和多个资源的银行家算法，死锁预防第四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；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。2欢迎下载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五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六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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。3欢迎下载试题编号：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. 计算机硬件和软件之间 B.计算机硬件和用户之间C. 处理机和用户程序之间 D.外部设备和处理机之间3. 在采用 DMA 方式高速传输数据时，数据传送是_。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.FCFS B.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是_。A.S0 B.S=0 C.S0 D.S 0 8. 虚拟页式存储管理的主要特点是_。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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。4欢迎下载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.M B. L C. N D.1 10. 在内存管理的固定分区分配中，每个分区的大小是_。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是_。A.2 B.3 C.4 D.5 13. 某系统采用两级页表，页的大小是212字节，逻辑地址是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， 212 B. 28，212C. 28， 224 D. 220，2814. 虚拟存储技术的基础是_。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和数据文件的目录17. 在关于 Spooling的叙述中， _描述是不正确的。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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。5欢迎下载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：一类是机器指令级的，其特点是执行期间不允许中断。另一类是_的，其特点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，可采用访问控制表和_ 表。3. 如果信号量当前的值是-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是由计算机的地址结构和_确定的。5.Windows、 UNIX和 LINUX采用的文件目录结构是_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，而后才能进行其他操作。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、与设备无关软件层和_。9. 缓冲区的引入可以缓和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，一种是_执行，一种是核心态执行。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、调出只能在内存和交换区之间进行。（）9. 维护一个最近使用块的缓存是在I/O 软件层的与用户无关软件层完成。（）10. 设备控制器是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）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。6欢迎下载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和 PB在并发执行结束后，x,y,z的值分别为多少（信号量 S1和 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和物理地址空间均为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（ Page Frame） 。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 （5）（4）（3）（2）（1）运行就绪队列等待 I/O 传输队列等待数据资源队列名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。7欢迎下载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是 10,6,2,4和 8 分钟。 其优先级 （由外部设定） 分别为 3,5,2,1和 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。所有的作业都是计算密集型作业。7 号页框2 号页框4 号页框9 号页框3 号页2 号页0 号页1 号页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。8欢迎下载参考答案一、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） ，一种是位图方法（1.5 分） ，另一种是空闲链表（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和 PB在并发执行结束后， x,y,z的值分别为多少（信号量S1和 S2的初值均为0）？答：将 PA和 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和 SB1可以并发执行， SA2和 SB2可以并发执行， SA3和 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）提名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。9欢迎下载前读：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：3295=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：815=405ms （1 分）2.1 ） 因 17CAH=（0001011111001010） ， 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（0001111111001010）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。根据题设和示意图，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（0000101111001010） ，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 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 精品文档。10欢迎下载名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -