2023年巢湖学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(含答案).docx

2023 年巢湖学院计算机科学与技术专业操作系统科目期末试卷B有答案一、选择题1、假设 8 个字字长 32 位组成的位示图治理内存，假定用户归还一个块号为 100 的内， 存块，它对应位示图的位置为 。假定字号、位号、块号均从 1 开头算起，而不是从0 开头。A. 字号为 3，位号为 5B. 字号为 4，位号为 4C. 字号为 3，位号为 4D. 字号为 4，位号为 52、假设文件承受直接存取方法，且文件大小不固定，则应承受 物理构造。A.直接B.索引C.随机D.挨次3、为多道程序供给的共享资源缺乏时，可能会产生死锁。但是，不当的 也可能产生死锁。A.进程调度挨次B.进程的优先级C.时间片大小 D.进程推动挨次4、以下选项中，会导致进程从执行态变为就绪态的大事是 。A.执行 Pwait操作B.中请内存失败C.启动 I/O 设备D.被高优先级进程抢占5、假设一个用户进程通过 read 系统调用读取一个磁盘文件中的数据，则以下关于此过程的表达中，正确的选项是 。I.假设该文件的数据不在内存中，则该进程进入睡眠等待状态II.恳求 rcad 系统调用会导致 CPU 从用户态切换到核心态III.read 系统调用的参数应包含文件的名称A.仅 I、IIB. 仅 I、IIIC.仅 II、IIID. I、II 和 III6、操作系统承受分页存储治理方式，要求 。A. 每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中，B. 每个进程拥有一张页表，但只要执行进程的页表驻留在内存中C. 全部进程共享一张页表，以节约有限的内存空间，但页表必需驻留在内存中D.全部进程共享一张页表，只有页表中当前使用的页面必需驻留在内存中7、适合多道程序运行的存储治理中，存储保护是为了 A.防止一个作业占用同个分区B.防止非法访问磁盘文件C.防止非法访问磁带文件D.防止各道作业相互干扰8、某时刻进程的资源使用状况见表。此时的安全序列是 A.P1、P2、P3、P4B. P1、P3、P2、P4C. P1、P4、P3、P2 D.不存在9、在以下选项中， 不属于操作系统供给应用户的可使用资源。A.中断机制B.处理机C.存储器D.I/O 设备10、某文件占 10 个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进展分析。假设一个缓冲区与一个磁盘块人小一样，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为 100s， 将缓冲区的数据传送到用户区的时间是 50s.CPU 对一块数据进展分析的时间为 50us。在单缓冲区和双缓冲区构造，读入并分析完该文件的时间分别是 。.1500s，1000s B.1550s，1100s C.1550s，1550s D.2023s，2023s11、承受 SPOOLing 技术将磁盘的一局部作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的局部是 。A.独占设备B.共享设备C.虚拟设备D.一般物理设备12、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二、填空题13、死锁的形成，除了与资源的有关外，也与并发进程的有关。14、在现代 Unix 系统如 System V中，存贮治理大多承受存贮机制，把 作为一种关心手段。15、当多个线程协作完成一项任务时，线程间必需通过来实现协作工作。16、UNIX 系统规定用户使用文件的权限是读、和三种。17、文件存取方式主要取决于两个方面的因素，与有关和与有关。18、三代人机界面的进展是指：一维、二维、三维。19、输入输出操作特别完毕中断可能是由故障或设备引起的。20、文件的名目由假设干名目项组成，每个名目项中除了指出文件的名字和存取的物理地址外，还可包含如何和文件的信息。三、推断题21、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. 22、优先数是进程调度的重要依据，优先数大的进程首先被调度运行： 23、在页式虚拟存储系统中，页面长度是依据程序长度动态地安排的. 24、清内存指令只能在管态下执行. 25、文件名目一般存放在外存. 26、对文件进展读写前，要先翻开文件. 27、进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透亮的. 28、进程从运行状态变为等待状态是由于时间片中断发生. 29、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. 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、并行：32、非抢占式调度：33、死锁防止：34、文件：35、可重定位地址：36、通道：五、简答题37、从资源治理的角度说明操作系统的主要功能？38、一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和治理作业39、虚拟存储器的根本特征是什么？虚拟存储器的容量主要受到哪两方面的限制？40、存储治理的主要功能是什么41、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么六、综合题42、试分别说明操作系统与硬件、操作系统与其他系统软件之间的关系，并画出操作系，统的层次关系。43、系统为32位实地址，承受48位虚拟地址，页面大小为4KB，页表项大小为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，那么命小率需要至少多少？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、系统中有多个生产者进程和多个消费者进程，共享一个能存放1000件产品的环形缓冲区初始为空。当缓冲区未满时，生产者进程可以放入其生产的一件产品，否则等待：当缓冲区未空时，消费者进程可以从缓冲区取走·件产品，否则等待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出10件产品后，其他消费者进程才时以取产品。请使用信号量P、Vwait、signal操作实现进程间的互斥与同步，要求写出完整的过程，并说明所用信号量的含义和初值。45、3个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含NN>0个单元的缓冲区。P1每次用 produce生成一个正整数并用put送入缓冲区的某一空闲单元中：P2每次用 getodd从该缓冲区中取出一个奇数并用 countodd统计奇数个数； P3每次用geteven从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven统计偶数个数。请用信号量机制实现这3个进程的同步与互斥活动，并说明所定义信号量的含义。要求用伪代码描述。参考答案一、选择题1、B2、B3、D4、D5、A6、A7、D8、D9、A10、B11、B12、A二、填空题13、【答案】安排策略或治理方法、执行速度或调度策略14、【答案】分页式虚拟、对换技术15、【答案】PV 操作16、【答案】写、执行17、【答案】文件治理、设备治理18、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实19、【答案】设备、特别大事20、【答案】文件、把握、治理三、推断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：对25、【答案】：对26、【答案】：对27、【答案】：对28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：对四、名词解释题31、并行：是指两个或多个活动在同一时刻同时执行的状况。32、非抢占式调度：系统一旦把处理机安排给某个进程之后，该进程始终运行下去，直到该进程完成或因等待某个大事发生时，才将处理机安排给其他进程。这种调度方式实现简洁，系统开销小，但系统性能不够好。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、文件：是命名的相关信息的集合体，它通常存放在外存如磁盘、磁带上，可以作为一个独立单位存放并实施相应的操作如翻开、关闭、读、写等35、可重定位地址：当含有它的程序被重定位时，将随之被调整的一种地址。36、通道：是独立于 CPU 的、特地负责数据输入输出的处理单元。五、简答题37、答：处理器治理，存储治理，文件治理，作业治理和设备治理.38、答：1优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时， 可以调度批处理作业，2允许终端作业和批处理作业混合同时执行.3把终端作业的就绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中.4有终端作业进程就绪时，优先让其按“时间片轮转“法先运行.没有终端作业时再按确定算法选批处理作业就绪进程运行39、答：虚拟存储器的根本特征是： 虚拟扩大，即不是物理上而是规律上扩大了内存容量；局部装入，即每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一局部；离散安排，即不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针“；屡次对换，即所需的全部程序和数据要分成屡次调入内存：虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量的限制.40、答：存储治理的主要功能包括1主存空间的安排和回收；2完成重定位；3 主存空间的共享和保护；4使用“虚拟存储器“，扩大主存空间.41、答：在每个进程中访问临界资源的那段程序叫临界区，进程进入临界区的调度原则是： 假设有假设干进程要求进入空闲的临界区一次仅允许一个进程进任何时候，处于临界区内 的进程不行多于一个.如已有进程进入自己的临界区，则其它全部试图进入临界区的进程必须等待 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能准时进入自己的临界区假设进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避开进程消灭“忙等“现象.六、综合题42、【解析】图为计算机系统的层次关系。操作系统与硬件的关系：操作系统是掩盖在硬件上的第一层软件，它治理计算机的硬件资源。操作系统为用户完成全部与硬件相关的操作，从而极大便利了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。操作系统与其他系统软件的关系：操作系统是一种特别的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的根底之上，可获得操作系统供给的大量效劳，也就是说， 操作系统是其他系统软件与硬件之间的接口。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，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，所需要的时间为10ns+100ns=110ns假设TLB 未命中10ns，则要通过一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） 二级页表的状况下，TLB命中的访问的访问时间还是110ns，未命中的访问时间加上次内存访问时间，即2！Ons+100ns=310ns，所以平均访问时间为98%×110+1-98%×310ns=114ns4） 本问是在第3问的根底上提出的，假设快表命中率为p，则应满足p×110+1-p×310ns120ns求解不等式得p95%。 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】这是典型的生产者-消费者问题，只对典型问题加了一个条件，只需在标准模型上加一个信号量，即可完成指定要求。设置4个变量mutex1、mutex2，empty和full.mutex1用于一个消费者进程一个周期10次内对于缓冲区的把握，初值为1：mutex2用于进程单次互斥地访问缓冲区，初值为1；empty代表缓冲区的空位数，初值为0：full代表缓冲区的产品数，初值为1000。具体进程的描述如下：semaphore mutexl=1； semaphore mutex2=1； semaphore empty=1000； semaphore full=0； producerwhile1生产一个产品； Pempty； Pmutex2；把产品放入缓冲区； Vmutex2； Vfull；consumerwhile1Pmutex1forint i= 0；i<= 10；+i Pfull；Pmutex2；从缓冲区取出一件产品； Vmutex2； Vempty；消费这件产品；Vmutex145、【解析】出于缓冲区是互斥资源，因此设互斥信号量为mutex。同步问题：P1、P2因奇数的放置与取用而同步，设同步信号量为odd；P1、P3因偶数的放置与取用而同步，设同步信号量为even；对空闲缓冲区设置资源同步信号量empty，初值为N。伪代码描述如下：semaphore mutex=1； semaphore odd=0； even=0；semaphore empty=N； processPiwhiletruenumber=produce； Pempty； Pmutex； put；Vmutex ifnumber2=0Veven；Else vodd； processP2whiletrue podd； Pmutex： getodd； vmutex； v (empt y) countodd ;processP3 while p(even) :P(mutex) : geteven ;v (mutex);v (empty); counteven ;