2023年南昌工程学院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 年南昌工程学院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、文件系统承受两级索引安排方式。假设每个磁盘块的大小为1KB.每个盘块号占 4B，则该系统中单个文件的最大长度是 A.64MB B.128MB C.32MB D.都不对2、在系统内存中设置磁盘缓冲区的主要 11 的是 。A.削减磁盘 1/0 次数， B.削减平均寻道时间 C.提高磁盘数据牢靠性D.实现设备无关性3、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、III B.仅 I、IV C. 仅 II、III D.仅 I、III，IV4、系统中有 3 个不同的临界资源 R1，R2 和 R3，被 4 个进程 pl，p2，p3 及 p4 共享。各进程对资源的需求为：pl 申请 RI 和 R2，p2 申请 R2 和 R3，p3 申请 R1 和 R3，p4 申请 R2。假设系统消灭死锁，则处于死锁状态的进程数至少是 。A.1B.2C.3D.45、在单处理器的多进程系统中，进程切换时，何时占用处理器和占用多长时间取决于 A. 进程响应程序段的长度B. 进程总共需要运行时间的长短C.进程自身和进程调度策略D.进程完成什么功能6、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、产生内存抖动的主要缘由是 A.内存空间太小 B.CPU 运行速度太慢C.CPU 调度算法不合理D.页面置换算法不合理8、实时操作系统必需在 内处理完来白外部的大事。A. 一个机器周期B. 被控对象规定时间C.周转时间D.时间片9、 OS 通常为用户供给 4 种使用接口，它们是终端命令、图标菜单、系统调用和 A.计算机高级指令B.宏命令C.类似 DOS 的批命令文件或 UNIX 的 shell 文件D.汇编语言10、用户程序发出磁盘 I/O 话求后，系统的处理流程是：用户程序系统调用处理程序 设备驱动程序中断处理程序。其中，计算数据所在磁盘的柱面号、磁号、扇区号的程序是 。A. 用户程序B. 系统调用处理程序C.设备驱动程序D.中断处理程序11、I/O 交通管制程序的主要功能是治理 的状态信息。A.设备、把握器和通道B.主存、把握器和通道C.CPU、主存和通道D.主存、辅存和通道12、在 SPOOLing 系统中，用户进程实际安排到的是 。A.用户所要求的外设 B.内存区，即虚拟设备C.设备的局部存储区 D.设备的局部空间二、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、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。15、一个程序获得了一个和一个后，就说创立了一个进程。16、把并发进程中与共享变量有关的程序段称为 17、可变分区方式治理主存时，往往承受重定位方式来实现地址转换。18、在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统把握的作业称为前台作业，而由批处理系统把握的作业称为。19、把进程间用信件来交换信息的方式称为 20、在页式虚拟存储系统中，选择页面调度算法时应尽量留意削减或避开现象的发生。三、推断题21、页式存储治理中，用户应将自己的程序划分成假设干相等的页. 22、磁盘上物理构造为链接构造的文件只能挨次存取. 23、引入缓冲的主要目的是提高 I/0 设备的利用率. 24、用户程序有时也可以在核心态下运行. 25、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. 26、不行抢占式动态优先数法确定会引起进程长时间得不到运行. 27、由于 P、V 操作描述同步、互斥等问题的力气缺乏，所以有必要引入其它的通讯原语或机制，如 send，receive 或 Monitor 等. 28、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源. 29、打印机是一类典型的块设备. 30、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. 四、名词解释题31、特权指令：32、抢占式调度：33、死锁避开：34、外部碎片：35、虚拟存储器：36、输入输出设备：五、简答题37、实现虚拟设备的硬件条件是什么操作系统应设计哪些功能程序38、什么是设备独立性，它是如何实现的？39、进程与程序是两个完全不同的概念，但又有亲热的联系，试写出两者的区分。40、试说明资源的静态安排策略能防止死锁的缘由.41、计算机系统中产生死锁的根本缘由是什么一般解决死锁的方法有哪三种六、综合题42、在恳求分页系统中，为什么说一条指令执行期间可能产生屡次缺页中断？43、存放在某个磁盘上的文件系统承受混合索引安排方式，其FCB中共有13个地址项，第09个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。假设每个盘块的大小为 512B，假设盘块号需要占3B，而每个盘块最多存放170个盘块地址，则：1） 该文件系统允许文件的最大长度是多少？2） 将文件的第5000B、15000B、150000B转换成物理块号和块内位移。3） 假设某个文件的FCB已在内存，但其他信息均在外存，为了访问该文件中某个位置的内容，最少需要几次访问磁盘？最多需要儿次访问磁盘？44、某博物馆最多可容纳500人同时参观，有个出入口，该出入一次仅允许一个人通过。参观者的活动描述如下：Cobegin参观者进程i：进门：参观：出门；Coend请添加必要的信号量和P、V或wait、signal操作，以实现上述过程中的互斥与同步。要求写出完整的过程，说明信号量的含义并赋初值。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、A2、A3、D4、C5、C6、B7、D8、B9、C10、C11、A12、B二、填空题13、【答案】块、卷14、【答案】静态安排15、【答案】数据块、进程把握块16、【答案】临界区17、【答案】动态18、【答案】前台作业、后台作业19、【答案】信箱通信20、【答案】抖动三、推断题21、【答案】：错22、【答案】：对23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：错26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：对29、【答案】：错30、【答案】：对四、名词解释题31、特权指令：指指令系统中这样一些指令，如启动设备指令、设置时钟指令、中断屏蔽指令和清内存指令，这些指令只能由操作系统使32、抢占式调度：当一个进程正在执行时，系统基于某种策略强行将处理机从占有者进程剥夺而安排给另一个进程的调度。这种调度方式系统开销大，但系统能准时响应恳求。33、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。34、外部碎片：在全局部区之外产生的碎片称作外部碎片，如在动态分区法实施过程中消灭的越来越多的小空闲块，由于它们太小，无法装入一个小进程，因而被铺张掉。35、虚拟存储器：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。36、输入输出设备：是计算机用来接收来自外部世界信息的设备，或者将计算机加工处理好的信息送向外部世界的设备。例如键盘、打印机、卡片输入机。五、简答题37、答：硬件条件是：配置大容量的磁盘，要有中断装置和通道操作系统应设计好“预输入“程序，“井治理“程序，“缓输出“程序.38、答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用规律设备名称来恳求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称要实现设备独立性必需由设备独立性软件完成，包括执行全部设备的公有操作软件供给统一的接口，其中规律设备到物理设备的映射是由规律设备表 LUT 完成的39、答：两者的主要区分有：1进程是动态，程序是静态的；2进程是独立运行的单位，程序不能作为运行单位； 3各进程间在并发执行过程中会产生相互制约关系， 而程序由于是静态的，所以不存在异步特征。40、答：资源静态安排策略要求每个进程在开头执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之安排了所需的全部资源后该进程才开头执行.这样进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一“占有并等待条件“，从而防止死锁的发生。41、答：计算机系统中产生死锁的根本缘由是：资源有限且操作不当，一般解决死锁的方法有：死锁的预防，死锁的避开，死锁的检测与恢复等三种.六、综合题42、【解析】因恳求调页时，只要作业的局部页在内存，该作业就能执行，而在执行过程中觉察所要访问的指令或数据不在内存时，则产生缺页中断，将所需页面调入内存，在恳求调页系统中，一条指令能跨了两个页面。而其中要访问的操作数可能与指令不在同一页面，H操作数本身也可能跨了两个页面。当要执行这类指令，而相应的页都不在内存时，就将产生屡次缺页中断。43、【解析】在混合索引安排方式中，FCB的直接地址中登记有安排给文件的前n 块第0n-1块的物理块号n的大小由直接地址项数打算，此题中为10：一次间接地址中登记有一个一次间接地址块的块号，而在一次间接地址块中则登记有安排给文件的第nn+k-1块的块号k的大小由盘块大小和盘块号的长度打算， 此题中为170：二次间接地址中登记有一个二次间接地址块的块号，其中给出了k个一次间接地址块的块号，而这些一次间接地址块被用来登记安排给文件的第n+kn+k+k2-1块的块号：三次间接地址块，中则登记有一个三次间接地址块的块号，其中可给出k个二次间接地址块的块号，这些二次间接地址块又可给出k个，次间接地址块的块号，而这些一次间接地址块则登记安排给文件的第n+k+kn+k+k+k-1块的物理块号，1该文件系统中个文件的最大长度可达10+170+170×170+170×170×170=4942080 块=4942080×512B=2471040KB.25000/512得到商为9，余数为392，即对应的规律块号为9，块内位移为392。由于9<10，故可直接从该文件的FCB的第9个地址项处得到物理盘块号，块内位移为392。15000/512 得到商为29，余数为152，即对应的规律块号为29，块内位移为152。由于1029<10+170，而 29-10=19，故可从FCB的第10个地址项，即， 次间接地址项中得到一次间接地址块的地址，并从一次间接地址块的第19项即该块的第5759B这3个字节中获得对应的物理盘块号，块内位移为152。150000/512得到商为292，余数为496，即对应的规律块号为292，块内位移为496。由于10+170292<10+170+170x170，而 292-10+170=112，112/170得到商为0.余数112，故可从FCB的第11个地址项，即：二次问接地址项中得到二次间接地址块的地址，并从二次间接地址块的第0项中获得一个一次间接地址块的地址，再从该一次间接地址块的第112项中获得对应的物理盘块号，块内位移为496。3由于文件的FCB已在内存，为了访问文件中某个位置的内容，最少需要1次访问磁盘即可通过直接地址直接读文件盘块，最多需要4次访问磁盘第一 次是读三次间接地址块，其次次是读二次间接地址块，第三次是读一次间接地址块，第四次是读文件盘块。44、【解析】此题有两个临界资源：一个是出入口：另一个是博物馆。此题需要定义两个信号量：Semaphore empty=500；Semaphore mutex=1； cobegin参观者进程i； Pempty： Pmutex；进门； Vmutex； 参观；Pmutex：出门； Vmutex Vempty；coend45、【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。