2023年华北电力大学(北京)计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷A(含答案).docx

2023 年华北电力大学(北京)计算机科学与技术专业操作系统科目期末试卷A有答案一、选择题1、在现代操作系统中，文件系统都有效地解决了重名即允许不同用户的文件可以具有一样的文件名问题。系统是通过 来实现这一功能的。A.重名翻译构造B.建立索引表 C.树形名目构造D.建立指针2、现有一个容量为 10GB 的磁盘分区，磁盘空间以簇Cluster为单，位进展安排，簇的大小为 4KB，假设承受位图法治理该分区的空闲空问，即用.位bit标识一个簇是否被安排，则存放该位图所需簇的个数为 A.80 B.320 C.80K D.320K3、在下述父进程和子进程的描述中，正确的选项是 A.父进程创立了子进程，因而父进程执行完后，子进程才能运行B.父进程和了进程可以并发执行C.撤销了进程时，应当同时撤销父进程D.撤销父进程时，应当同时撤销子进程4、在使用信号量机制实现互斥时，互斥信号量的初值一般为 ：而使用信号量机， 制实现同步时，同步信号量的初值般为 。A.0：1B.1：0C.不确定：1D.1：不确定5、以下选项中，导致创立进程的操作是 。I.用户登录成功 II.设备安排 III.启动程序执行A.仅 I 和 IIB.仅 II 和 IIIC. 仅 I 和 IIID. I，II，III6、有一个矩阵为 100 行 x200 列，即 a100200。在一个虚拟系统中，承受 LRU 算法。系统分给该进程 5 个页面来存储数据不包含程序，设每页可存放200 个整数，该程序要对整个数组初始化，数组存储时是按行存放的。试计算以下两个程序各自的缺页次数假定全部页都以恳求方式调入 。程序一：fori=0；i<=99；i+ forj=0：j<=199；j+ Aij=i*j：程序二：forj=0：j<=199；j+ fori=0；i<=99；i+ Aij=i*j；A.100，200B.100，20230C.200.100D.20230，1007、操作系统中为实现多道程序并发，对内存治理可以有多种方式，其中代价最小的是 A.分区治理B.分页治理C.分段治理D.段页式治理8、以下选项中，会导致用户进程从用户态切换到内核态的操作是 I.整数除以零 II.sin 函数调用 III.read 系统调用A.仅 I、IIB.仅 I、IIIC.仅 II、IIID. I、II 和 II9、与早期的操作系统相比，承受微内核构造的操作系统具有很多优点，但是这些优点不， 包括 。A. 提高了系统的可扩展性B. 提高了操作系统的运行效率C. 增加了系统的牢靠性D. 使操作系统的可移植性更好10、 是操作系统中承受的以空间换取时间的技术。A.Spooling 技术B.虚拟存储技术 C.掩盖与交换技术D.通道技术11、以下关于设备驱动程序的表达中，正确的选项是 。I. 与设备相关的中断处理过程是由设备驱动程序完成的II. 由于驱动程序与 I/O 设备硬件严密相关，故必需全部用汇编语言书写III.磁盘的调度程序是在设备驱动程序中运行的IV.一个计算机系统配置了 2 台同类绘图机和 3 台同类打印机，为了正确驱动这些设备， 系统应当供给 5 个设备驱动程序A. 仅 I、IIIB. 仅 II、IIIC.仅 I、III，IVD. I、II、III、IV 12、用户程序发出磁盘 1/0 恳求后，系统的正确处理流程是 A.用户程序系统调用处理程序中断处理程序设备驱动程序 B.用户程序系统调用处理程序设备驱动程序中断处理程序 C.用户程序设备驱动程序系统调用处理程序中断处理程序 D.用户程序设备驱动程序中断处理程序系统调用处理程序二、填空题13、把存储介质上连续信息所组成的一个区域称为；为治理便利，常常将存储介质的物理单位称为 。14、承受层次式构造的操作系统通常把对一设备的治理放在。15、操作系统能保证全部的进程，则称系统处于“安全状态”，不会产生 。16、单用户连续存储治理方式下，也可利用技术让多个用户的作业轮番进入主存储器执行。17、现代计算机中主存储器都是以为单位进展编址。18、在设备治理中，对磁带机、输入机及打印机等独占设备总是承受策略进展安排。19、牢靠的信箱通信规章是：假设发送信件时信箱已满，则发送进程被置成等信箱状态，直到信箱有空时才被释放。假设取信件时信箱中无信，则接收进程被置成状态，直到有信件时才被释放。20、网络操作系统把计算机网络中的各台计算机有机地联结起来，实现各台计算机之间的 及网络中各种资源的。三、推断题21、原语和系统调用的主要区分在于两者的实现方法不同. 22、进程在运行中，可以自行修改自己的进程把握块. 23、存储保护的功能是限制内存存取. 24、对文件进展读写前，要先翻开文件. 25、进程优先数是进程调度的重要依据，必需依据进程运行状况动态转变. 26、假设信号量 S 的当前值为-5，则表示系统中共有 5 个等待进程. 27、优先数是进程调度的重要依据，一旦确定不能转变. 28、参与死锁的全部进程都占有资源. 29、在大型多道程序设计系统中，为充分利用外部设备，应使运行的假设干程序都是I/0 型的. 30、假设输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效. 四、名词解释题31、线程：32、死锁避开：33、死锁防止：34、实存：35、静态重定位：36、中断向量：五、简答题37、什么是快表？它在地址转换中起什么作用？38、什么是虚拟存储器，它有什么特点？39、试说明和比较几种文件共享的方法绕弯路法？40、操作系统为用户供给哪些接口？41、目前操作系统承受的名目构造是什么？它具有什么优点？六、综合题42、删除文件时，存放文件的盘块常常返1回到空闲盘块链，有些系统同时消退盘块中的内容，而另一些系统则不去除，请对这两种方式从性能、安全性、便利性三个角度进展比较。43、系统为32位实地址，承受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，则要承受多少级页表，页内偏移多少位？2） 假设系统承受一级页表，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访问失败后才开头访问内存，问平均页面访问时间是多少？3） 假设是二级页表，页面平均访问时间是多少？4） 上题中，假设要满足访问时间<120ns，那么命中率需要至少多少？5） 假设系统承受段页式存储，则每用户最多可以有多少个段？段内承受儿级页表？44、在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间为t，CPU将对一块数据进展处理的时间为c，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为m，那么在单缓冲和双缓冲状况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？45、在一个32位计算机虚拟页式存储治理系统中，怎样解决页表，格外浩大的问题？请给出具体的解决方案假定页面大小为4KB，用户空间为2GB，每个内存用4B表示。参考答案一、选择题1、C2、A3、B4、D5、C6、B7、A8、B9、B10、A11、A12、B二、填空题13、【答案】块、卷14、【答案】最内层15、【答案】在有限时间内得到所需全部资源、死锁16、【答案】对换swapping17、【答案】字节18、【答案】静态安排19、【答案】等信件20、【答案】通信、共享三、推断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：对24、【答案】：对25、【答案】：错26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：对30、【答案】：错四、名词解释题31、线程：线程是进程中实施调度和分派的根本单位。32、死锁避开：对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并依据检查结果打算是否进展资源安排。就是说，在资源安排过程中假设推想有发生死锁的可能性，则加以避开。这种方法的关键是确定资源安排的安全性。33、死锁防止：要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的四个必要条件中的一个或几个， 保证系统不会进入死锁状态。34、实存：实存是指计算机配置的物理存储器，它直接向 cpu 供给程序和数据。35、静态重定位：在目标程序装入内存时所进展的重定位。36、中断向量：通常包括相应中断处理程序入口地址和中断处理时处理机状态字。五、简答题37、答：快表是一个高速、具有并行查询力气的联想存储器，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。参与快表后，在地址转换时，首先在快表中查找， 假设找到就直接进展地址转换；未找到，则在主存页表连续查找，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。38、答：虚拟存储器是一种存储治理技术，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。它是由操作系统供给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，它由计算机的地址构造长度所确定，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。39、答：利用根本文件名目实现文件共享：基于索引节点的共享方法：利用符号链实现文件共享：40、答：操作系统为用户供给两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户供给把握作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序供给效劳功能41、答：为了给用户供给对文件的存取把握及保护功能，而按确定规章对系统中的文件名，亦可包含文件属性进展组织所形成的表，称为名目表或文件名目。目前操作系统承受 的名目构造是树型名目构造，它的优点有：有效地提高对名目的检索速度；允许文件重名； 便于实现文件共享。六、综合题42、【解析】性能方面：因后这一种方式在删除文件时削减了访问磁盘的次数，故其速度比前一种方式更快。安全性方面：把一个内容没有被去除的盘块安排给下一个用户使用， 则有可能使其获得盘块中的内容，故前一种方式更加安全。便利性方面：假设盘块中的内容没有被消退，则当用户因误操作而删除文件时，有可能通过某种方法恢复被删除的文件，故后种方式更为便利。43、【解析】1） 页面大小4KB=212B，即页内偏移量的位数为12。承受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，故应承受4级页表。2） 系统进展页面访问操作时，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，然后进展地址变换，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访问失败后才开头访问内存，因此所需时间为，10ns+100ns+100ns=210ns.页表平均访问时间为98%×110+1-98%×210ns=112ns3） 级页表的状况下，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%×310ns=114ns4） 本问是在第3小题的根底上提出的，假设快表命中率为p，则应满足p×110+1-p310ns120ns求解不等式，得p=95%。 5系统承受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，段内承受多级页表，那么多级页表级数32 12/9=3，故段内承受3级页表。44、【解析】在无缓冲的状况下，为了读取磁盘数据，应先从磁盘把一块数据输入到用户数据区，所花费的时间为T：然后再由CPU对这块数据进展计算，计算时问为C.所以每一块数据的处理时间为T+C。在单缓冲的状况下，应先从磁盘把一块数据输入到缓冲区，所花费的时间为T：然后由操作系统将缓冲区的数据传送到用户区，其所花费的时间为 M：接下来， 便由CPU对这一块数据进展计算，计算时间为C.由于第i次读磁盘数据送至缓冲区时，系统同时读出用户区中第i-1次数据计算，此两项操作可以并行，并与数据从缓冲区传送到用户区的操作串行进展，因此 “一块数据的处理时间为 MAXC，T+M.在双缓冲的状况下，应先从磁盘把一块数据输入到第一个缓冲区，当装满第一个缓冲区后，操作系统可以将第一个缓冲区的数据传送到用户区并对第一块数据进展计算，与此同时可以将磁盘输入数据送入其次个缓冲区：当计算完成后，假设其次个缓冲区已装满数据，则又可以将其次个缓冲区中的数据传送至用户区并对其次块数据进展计算，与此同时可以将磁盘输入数据送入第一个缓冲区，如此反复交替使用两个缓冲区。其中将数据从缓冲区传送到用户区的操作与用户区数据处理是串行的，它们 又可以与从磁盘传送数据到缓冲区的操作并行，因此人约耗时为 maxc+m，t。考虑到内存中数据块的“搬家”耗时格外短、因此m可以无视，故近似看成是maxc，t。45、【解析】用户空间为2GB，页面大小为4KB，所以用户空间有219页。假设一个页面需要4B表示其地址，需要512页占2MB空间表示这些页，页表过于浩大，为了避开把全部页表始终保存在内存中，可承受二级页表治理方式。将整个2GB31位的虚拟地址空间划分为9位的一级页表域、10位的二级页表域和12位的页内位移。每页大小为4KB，9位一级页表域加10位的二级页表域共19位表示29个页面。页表设计：一级页表只占一页，存放29=512个二级页表入口地址。二级页表共512个，每个存放20=1024个虚拟页面地址。工作过程：当一个虚拟地址被送到内存治理单元Memory Management Unit.MMU时，MMU首先提取一级页表域并把该值作为访问顶级页表的索引。在顶级页表中找到对应表项，其中含有：级页表的地址或页帧号，然后以：级页表域作为访问选定的二级页表的索引，从而找到该虚拟页面的页顿号。假设该页面不在内存中，页表表项的存在位将为 0，引发次页面失效：假设该页面在内存中，从二级页表得到的页顿号将与偏移量结合构成物理地址，该地址被放到总线上并传送至内存。