操作系统试题精选主观题1258.pdf

1 操作系统试题精选（2）1填空（10 分）。操作系统是计算机系统中的一个（），它管理和控制计算机系统中的（）。进程是一个程序对某个数据集的（）。缓冲区由（）和（）组成。2（10 分）描述操作系统中使用公用缓冲池时的数据块插入缓冲队列的输入过程。3（10 分）程序段 main（argc，argv）.中包含了过程调用 copy（old，new），过程copy（old，new）又进一步调用库函数 write（）。库函数 write（）则调用系统调用 write（）来完成相应的写操作。画出 UNIX 系统中该程序执行时的用户栈和核必栈的参数变化图。4（10 分）比较段式管理和页式管理的特点。5（10 分）文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为 512 字节，每个块号长 3字节，如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置，分别求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。6（每小题 5 分，共 30 分）名词术语解释 进程状态 快表 目录项 系统调用 设备驱动程序 微内核 7填空（每小题 1 分，共 10 分）如果系统中有 n 个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为（）个。在操作系统中，不可中断执行的操作称为（）。如果系统中所有作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度算法是（）。2 如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有（）个等待进程。在有 m 个进程的系统中出现死锁时，死锁进程的个数 k 应该满足的条件是（）。不让死锁发生的策略可以分为静态和动态的两种，死锁避免属于（）。在操作系统中，一种用空间换取时间的资源转换技术是（）。为实现 CPU 与外部设备的并行工作，系统引入了（）硬件机制。中断优先级是由硬件规定的，若要调整中断的响应次序可通过（）。若使当前运行进程总是优先级最高的进程，应选择（）进程调度算法。8 问答题（每小题 15 分，共 30 分）消息缓冲通信技术是一种高级通信机制，由 Hansen 首先提出。a 试叙述高级通信机制与低级通信机制 P、V 原语操作的主要区别。b 请给出消息缓冲机制（有界缓冲）的基本原理。c 消息缓冲通信机制（有界缓冲）中提供发送原语 Send（receiver，a），调用参数 a 表示发送消息的内存区首地址，试设计相应的数据结构，并用 P、V 原语操作实现 Send 原语。在虚拟段式存储系统中，引入了段的动态连接。a 试说明为什么引入段的动态连接。b 请给出动态连接的一种实现方法。9（共 10 分）在实现文件系时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块 512 字节。文件控制块占 64 字节。其中文件名占 8 字节。通常将文件控制块分解成两部分，第一部分占 10 字节（包括文件名和文件内部号），第二部分占 56 字节（包括文件内部号和文件其他描述信息）。假设某一目录文件共有 254 个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该目录文件的某一个文件控制块的平均访问磁盘次数。一般地，若目录文件分解前占用 n 个盘块，分解后改用 m 个盘块存放文件名和文件内部号部分，请组出访问磁盘次数减少的条件。10（共 10 分）设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A 资源的数量为 17，B 资源的数量为 5，C 资源的数量为 20。在 T0 时刻系统状态如表 1 和表 2 所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。T0 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。3 在 T0 时刻若进程 P2 请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？在的基础上，若进程 P4 请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？为什么？在的基础上，若进程 P1 请求资源（0，2，0），是否能实施资源分配？为什么？表 1 T0 时刻系统状态 最大资源需求量 已分配资源数量 A B C A B C P1 5 5 9 2 1 2 P2 5 3 6 4 0 2 P3 4 0 11 4 0 5 P4 4 2 5 2 0 4 P5 4 2 4 3 1 4 表 2 T0 时刻系统状态 A B C 剩余资源数 2 3 3 11（共 10 分）某高校计算机系开设网络课并安排上机实习，假设机房共有 2m 台机器，有 2n 名学生选该课，规定：每 2 个学生组成一组，各占一台机器，协同完成上机实习；只有一组 2 个学生到齐，并且此时机房有空闲机器时，该组学生才能进入机房；上机实习由一名教师检查，检查完毕，一组学生同时离开机房。试用 P、V 操作模拟上机实习过程。12（10 分）采用可变分区方式管理主存时，引入移动技术有什么优点？在采用移动技术时应注意哪些问题？13（10 分）操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程间的合作和协调工作，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面应做哪些工作？14（10 分）某移动臂磁盘的柱面由外向里顺序编号，假定当前磁头停在 100 号柱面且移动臂方向是向里的，现有如下表 1 所示的请求序列在等待访问磁盘：表 1 访问磁盘请求序列 请求次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 柱面号 190 10 160 80 90 125 30 20 140 25 回答下面的问题：写出分别采用“最短查找时间优先算法”和“电梯调度算法”时，实际处理上述请求的次序。针对本题比较上述两种算法，就移动臂所花的时间（忽略移动臂改向时间）而言，哪种算法更合适？简要说明之。15（10 分）今有三个并发进程 R，M，P，它们共享了一个可循环使用的缓冲区 B，缓冲区 B 共有 N 个单元。进程 R 负责从输入设备读信息，每读一个字符后，把它存放在缓冲区 B的一个单元中；进程 M 负责处理读入的字符，若发现读入的字符中有空格符，则把它改成“，”；进程 P 负责把处理后的字符取出并打印输出。当缓冲区单元中的字符被进程 P 取出后，则又可用来存放下一次读入的字符。请用 PV 操作为同步机制写出它们能正确并发执行的程序。16（10 分）假定有一个信箱可存放 N 封信，当信箱不满时发信者可把信件送入信箱；当信箱中有信时收信者可从信箱中取信。用指针 R，K 分别表示可存信和取信的位置，请用管程（monitor）来管理这个信箱，使发信者和收信者能正确工作。17填空（每空 1 分，共 20 分）现代操作系统的两个最基本的特征是（）和（）。进程控制块的初始化工作包括（），（）和（）。在操作系统中引入线程概念的主要目的是（）。UNIX 系统 V 中，系统向用户提供的用于创建新进程的系统调用是（）；用于建立无名管道的系统调用是（）；用于建立有名管道的系统调用是（）。UNIX 系统 V 中，引起进程调度的原因有（），（），（）和（）等。在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中（）部分的空闲分区，从而保留了（）部分的大空闲区。进行设备分配时所需的数据表格主要有（），（），（）和（）等。利用符号链实现文件共享时，对文件主删除了共享文件后造成的指针悬空问题，解决的方法是（）。18（8 分）在消息传递通信方式下：发送进程和接收进程在通信过程中可以采用哪三种同步方式？试以下面给出的发送进程和接收进程（将接收到的数据存入 S）为例，说明当接收进程执行到标号为 L2 的语句时，采用这三种同步方式，X 的值可能各是多少？5 发送进程 P：M=10;L1:send M to Q;L2:M=20;goto L1;接收进程 Q：S=-100;L1:receive S from P;L2:X=S+1;19（8 分）一系统具有 150 个存储单元，在 T0 时刻按表 1 所示分配给 3 个进程：表 1 T0 时刻系统资源分配状态 进程 Maximum demand Current allocation P1 70 25 P2 60 40 P3 60 45 对下列请求应用银行家算法分别分析判定是否安全：第 4 个进程 P4 到达，最大需求 60 个存储单元，当前请求分配 25 个单元；第 4 个进程 P4 到达，最大需求 50 个存储单元，当前请求分配 35 个单元。如果是安全的，请给出一个可能的进程安全执行序列；如果不是安全的，请说明原因。20（14 分）设正在处理器上执行的一个进程的页表如表 2 所示，表中的虚页号和物理块号是十进制数，起始页号（块号）均为 0。所有的地址均是存储器字节地址。页的大小为 1024字节。详述在设有快表的请求分页存储管理系统中，一个虚地址转换成物理内存地址的过程。下列虚地址对应于什么物理地址：5499，2221。表 2 进程的页表 虚页号 状态位 访问位 修改位 物理块号 0 1 1 0 4 6 1 1 1 1 7 2 0 0 0-3 1 0 0 2 4 0 0 0-5 1 0 1 0 注释：访问位当某页被访问时，其访问位被置 1。21填空（每空 1 分，共 10 分）程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是：（），（）和（）。过度地增加多道程序的并行程度，在内存中会引起（）现象，反而降低了系统的吞吐量，理论和实践表明，在（）时，CPU 利用得最好。设备管理中引入缓冲机制的主要原因是为了：（），（）和（）。在 UNIX 等操作系统中，文件共享有两种方式：（）和（）。22（5 分）在一个请求分页系统中，假如系统分配给一个作业的物理块数为 3，且此作业的页面走向为 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。试用 FIFO 和 LRU 两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数。23（15 分）某系统有 R1，R2，R3 三种资源，在 T0 时刻 P1，P2，P3，P4 四个进程对资源的占用和需求情况如表 1 所示，此刻系统的可用资源向量为（2,1,2），问题：将系统中各种资源总数和此刻各进程对各资源的需求数目用向量或矩阵表示出来；如果此时 P1 和 P2 均发出资源请求向量 Request（1,0,1），为了保持系统安全性，应该如何分配资源给这两个进程？说明你所采用策略的原因；如果中两个请求立刻得到满足后，系统此刻是否处于死锁状态？表 1 T0 时刻 P1，P2，P3，P4 四个进程对资源的占用和需求情况表 Maximum demand Current allocation R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 3 2 2 1 0 0 P2 6 1 3 4 1 1 P3 3 1 4 2 1 1 P4 4 2 2 0 0 2 7 24（10 分）您认为下列哪几种指令应该只在核心态下执行：屏蔽所有中断；读时钟日期；设置时钟日期；改变存储映象图；存取某地址单元的内容；停机。25（10 分）请用信号量实现对某数据库的读者-写者（readers-writers）互斥。要求：读者与写者之间，写者与写者之间互斥；读者之间不互斥。26（6 分）一台计算机有 8 台磁带机。它们由 N 个进程竞争使用。每个进程可能需要 3台磁带机。请问 N 为多少时，系统没有死锁危险。请说明其原因。27（10 分）当前磁盘读写位于柱面号 20，此时有多个磁盘请求，以下列柱面号顺序送至磁盘驱动器：10，22，20，2，40，6，38。寻道（track）时，移动一个柱面需 6ms，按下列算法计算所需寻道时间（柱面移动顺序及所需时间，总寻道时间；忽略到达指定柱面后所需寻道时间）。先来先服务 下一个最邻近柱面 电梯算法（当前状态为向上）。28（10 分）一台计算机有 4 个页框，装入时间，上次引用时间和它们的 R（读）和 M（修改）位如表 1 所示（时间单位：滴答），请问 NRU，FIFO，LRU 和第二次机会算法将替换哪一页？表 1 作业的页表 页 装入时间 上次引用时间 R M 0 126 279 0 0 1 230 260 1 0 2 120 272 1 1 3 160 280 1 1 8 29（4 分）在 Linux 系统中，如果当前目录是/usr/wang，那么，相对路径名为./ast/xxx 文件的绝对路径名是什么？