電子科大本科生操作系統(tǒng)基礎期末試卷

1、電子科技大學2016 -2017 學年第 2 學期期 末 考試 A 卷考試科目：操作系統(tǒng)基礎 考試形式： 閉卷 考試日期： 年 月 日成績構成比例：平時 10 %， 期中 10 %， 實驗 10 %， 期末 70 %本試卷由 5 部分構成，共 3 頁?？荚嚂r長： 120 分鐘 注： 題號一二三四五六七八合計得分 得 分一、單選題（共20分，共10題，每題2 分）1. Linux操作系統(tǒng)屬于（ ）類操作系統(tǒng)。 DA）單用戶單任務； B）單用戶多任務； C）多處理機； D）多用戶多任務2. 實時系統(tǒng)的優(yōu)先級倒置是指 （ ） BA） 優(yōu)先數越大優(yōu)先權越低 B）高優(yōu)先級進程被低優(yōu)先級進程延遲或阻塞C）

2、優(yōu)先權低的進程優(yōu)先獲得CPU D）正在執(zhí)行的高優(yōu)先級進程被低優(yōu)先級進程搶占CPU。3. 可以通過破壞四個必要條件的一個或多個來預防死鎖，但破壞（A ）是不現實的。 A、互斥 B、循環(huán)等待 C、請求和保持 D、不剝奪4. 如果單處理器系統(tǒng)中有N個進程，進程有運行、就緒和阻塞三個基本狀態(tài)，則阻塞進程最多幾個，最少幾個？（ C ）A. 1, 0 B. N-1, 0C. N, 0 D. N, N-15. 某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面，每頁為2KB，內存為16KB。假定某時刻用戶頁表中已調入內存的頁面對應的物理塊號如下表：頁號物理塊號02243658則邏輯地址190A（H）所對應的物理地址為（

3、 C ）？A. 410A(H) B. 110A(H)C. 310A(H) D. 610A(H)6. 在以下有關存儲器的敘述中，不正確的是（ A ）?A. 頁表一定存放在主存中。B. 頁表大時，可將頁表放在輔存中，而將當前用到的頁表調到主存中。C. 快表存放在主存中。D. 采用快表的依據是程序訪問的局部性7. 把64*64的數組置初值0，數組中每一個元素為一個字。現假定頁面的尺寸為每頁64個字，數組中的每一行元素存放在一頁中。能供這個程序使用的主存塊只有一塊，開始時把第一頁裝入了主存。若有程序代碼如下，則執(zhí)行過程中會產生多少次缺頁中斷？（ D ） for j:=1 to 64 do for i:

4、=1 to 64 do Ai,j:=0A. 4096 B. 64C. 63 D. 40958. 考慮到移植方便和適應性，應用程序在訪問設備時，應該使用（C）：A）物理設備號 B）物理設備命 C）邏輯設備名 D）I/O端口9. 通常，控制硬盤設備采用（ B ）方式A）程序詢問 B）DMA C）I/O通道 D）中斷控制10. Unix System V中采用（ ）方式組織文件分配的磁盤塊。A）連續(xù)組織 B）隱式鏈式 C）多級索引 D)增量式索引得 分二、判斷題（ 共10分，共10題，每題1 分） （ ）（1一個程序在執(zhí)行時可以包含多個進程，一段程序指令也可以包含在多個進程中。（ ）2. 在臨界區(qū)訪

5、問的進程，跟在臨界區(qū)外沒什么區(qū)別，可以執(zhí)行任何操作，比如創(chuàng)建一個新的進程，或者執(zhí)行I/O操作等。（ ）3. 管道通信中，必須確定對方是否存在，只有確定對方已存在時才能進行通信。（ ）4. 在請求分頁系統(tǒng)中，那些已經被修改的頁面，在將他們換出時，需要調到對換區(qū)，以后調入時從對換區(qū)調入。而沒有被修改的頁面在換出時無需調到對換區(qū)，以后換入時從對換區(qū)調入。（ ）5.中斷驅動I/O控制方式以字/字節(jié)為傳輸單位，每完成一個字/字節(jié)的傳輸，設備均要向CPU請求一次中斷。（ ） 6.改進型CLOCK算法將在置換范圍內首選最近未被使用過，且駐留內存期間沒有被修改過的頁面作為被置換頁面。（ ） 7.實時系統(tǒng)能使系

6、統(tǒng)中所有的用戶都能得到及時的響應。 （ F ）（ ） 8.分頁式存儲管理中，頁面的大小可以是不相等的。（F）（ ） 9.文件系統(tǒng)中的源程序是有結構的記錄式文件。 （F ） （ ） 10.線程屬于某個進程，它與資源分配有關。 （ F ）得 分二、簡答題（共20分） 1. 處理機調度分為哪三級？再描述從裝入一個作業(yè)開始到執(zhí)行此作業(yè)的整個詳細的調度過程。（5分）處理機調度分為高級調度、低級調度、作業(yè)調度。（3分）作業(yè)執(zhí)行的整個流程有：首先由高級調度也就是作業(yè)調度將外存上的作業(yè)調入內存，然后為此作業(yè)創(chuàng)建進程，并將其加入就緒隊列中，啟動調度程序（也就是低級調度），如果調度程序根據一定調度算法選擇此進程執(zhí)

7、行則開始執(zhí)行此作業(yè)，從而完成整個作業(yè)的調度過程。（2分）2. 主存儲器容量為8MB，虛存容量為2GB，虛地址和物理地址各為多少位?根據尋址方式計算出來的有效地址是虛擬地址還是物理地址?如果頁面大小為4kB，頁表長度是多少? （6分）答：虛地址 31位 （1.5分） 物理地址：23位（1.5分）物理地址（1.5分） 頁表長度 19（1.5分）3. 如果采用基于優(yōu)先級可搶占的調度機制，請問在哪些情況下需要啟動調度程序？也就是調度時機有哪些？至少說出4種。（4分）1）一個新進程被創(chuàng)建，并進入就緒隊列（1分）2）當前執(zhí)行進程因為I/O被阻塞（1分）3）當前執(zhí)行進程掛起自己（1分）4）當前執(zhí)行進程調用e

8、xit,return等函數退出執(zhí)行（1分）5）一個阻塞進程被喚醒6）一個掛起進程被激活其它類似上述的讓當前進程釋放CPU的情況，或者就緒隊列進入新進程的情況（因為新進程可能是優(yōu)先級更高的進程，所以需要啟動調度程序）。4. 論述操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調用函數是如何實現的？（4分）系統(tǒng)調用利用軟中斷實現（1分），操作系統(tǒng)初始化過程中，會產生一張中斷向量表，其中保存了中斷服務程序的入口地址，發(fā)生軟中斷后通過中斷號找到對應的中斷服務程序（2分），從而找到注冊到操作系統(tǒng)中的服務系統(tǒng)調用的函數，完成功能。（1分）三、綜合應用題（共30分）1. 在一個請求分頁存儲系統(tǒng)中，一個進程的頁面走向為4，3，2，1，4，3

9、，5，3，2，1，設分配給該進程的內存塊數M=3，采用FIFO頁面置換算法（每調進一個新頁認為發(fā)生一次缺頁中斷）。求缺頁中斷次數以及缺頁率。（12分） 頁框頁4321435321144411155552333444422322233331 F （每步1分）缺頁中斷次數為F=9次，缺頁率為f=90 （2分）2. 在一個文件緩沖系統(tǒng)中，為不同的讀寫需求建立了三種緩沖區(qū)(A、B、C)，每種緩沖區(qū)的塊數分別是10、6、8，每個進程在訪問文件時，可以請求任意種類任意數量的緩沖區(qū)。將采用銀行家算法來避免死鎖。若系統(tǒng)中只有4個進程要使用緩沖區(qū)，當前每個進程使用緩沖區(qū)的情況如下表所示：（8分） 資源進程Max

10、NeedAllocationA B CA B CA B CP13 2 40 0 33 2 1P29 3 57 2 52 1 0P35 4 32 4 13 0 2P42 2 40 1 02 1 41）請問當前狀態(tài)是安全的嗎？寫出按照銀行家算法計算的過程（建議用表格），給出分析結果。2）現在進程P2再發(fā)出請求（A=0， B=2， C=0），請問是否可以滿足該分配請求。答：問題1）由已經分配的資源數可知，當前可用資源的數量為（0，2，1），即初始Work=（0，2，1），按照銀行家算法可以得出如下的分配過程：（后兩列每空0.5分） 資源進程MaxNeedAllocationWork+Allocati

11、onFinishA B CA B CA B CA B CP42 2 40 1 02 1 42 3 5TrueP13 2 40 0 33 2 15 5 6TrueP35 4 32 4 13 0 28 5 8TrueP29 3 57 2 52 1 010 6 8True從分析過程可知，存在一個安全序列（P4、P1、P3、P2），由此可知當前狀態(tài)是安全的。（2分）答：問題2）如果滿足該請求，則剩余資源數為：（0，0， 1），按照銀行家算法檢查系統(tǒng)的安全性可知剩余資源數無法滿足任意進程的需求，因此進入了不安全狀態(tài)，所以本次請求不能滿足。（2分） 資源進程MaxNeedAllocationA B CA

12、B CA B CP13 2 40 0 33 2 1P29 3 57 0 52 3 0P35 4 32 4 13 0 2P42 2 40 1 02 1 43. 存放在某個磁盤上的文件系統(tǒng)，對于采用混合索引分配方式，其FCB中共有13項地址項，第09個地址項為直接地址，第10個地址項為一次間接地址，第11個地址項為二次間接地址，第12個地址項為三次間接地址。如果每個盤塊的大小為512字節(jié)，盤塊號需要3個字節(jié)來描述，則每個盤塊最多存放170個盤塊地址：（10分）(1) 該文件系統(tǒng)允許的最大長度是多少？(2) 將文件的字節(jié)偏移量5000、15000、150000轉換為物理塊號和塊內偏移量。(3) 假設

13、某文件的索引結點已在內存中，但其他信息均在外存，為了訪問該文件中某個位置的內容，最多需要幾次訪問磁盤？答：（1）文件的最大長度為： 10+170+1702+1703=4942080塊=2471040KB（2分）（2） 5000/512得商9，余數為392。即邏輯塊號為9，塊內偏移為392。故可直接從該文件的FCB的第9個地址處得到物理盤塊號，塊內偏移為392。（2分） 15000/512得商為29，余數為152。即邏輯塊號為29，塊內偏移為152。由于102910+170,而29-10=19，故可從FCB的第10個地址項，即一次間址項中得到一次間址塊；并從一次間址塊的19項中獲得對應的物理盤塊

14、號，塊內偏移為152。（2分） 150000/512得商為292，余數為496。即邏輯塊號為292，塊內偏移為496。由于10+170292，故可從FCB的第11個地址項，即二次間址項中獲得第1個一次間址塊；并從該一次間址塊的112項中獲得對應的物理盤塊號，塊內偏移為496。（2分）(3) 由于文件的索引結點已在內存，為了訪問文件中的某個位置的內容，最少需要1次訪問磁盤（即通過直接地址直接讀文件盤塊），最多需要4次訪問磁盤（第一次是讀三次間址塊，第二次讀二次間址塊，第三次讀一次間址塊，第四次是讀文件盤塊）（2分）得 分四、編程題（共20分）1. 有一單車道隧道實施單向放行，隧道長度最多能容納N輛車，在兩邊端口A和B各設置一個紅綠燈控制車流。當隧道內車輛全部開出后，反方向車輛才能進入，否則會死鎖。在無車時兩邊均為綠燈。假設每輛車到達隧道口時都會觸發(fā)管理這2個紅綠燈的控制器主機產生一個子進程，實現燈光控制管理。請使用信號量寫出控制器程序（偽代碼），能夠避免隧道內死鎖的發(fā)生。（20分） mutex = 1 左右過洞公用信號量， 實現先來先過洞 left