電子科大本科生操作系統(tǒng)基礎(chǔ)期末試卷

1、電子科技大學(xué)2016 -2017 學(xué)年第 2 學(xué)期期 末 考試 A 卷考試科目：操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 考試形式： 閉卷 考試日期： 年 月 日成績(jī)構(gòu)成比例：平時(shí) 10 %， 期中 10 %， 實(shí)驗(yàn) 10 %， 期末 70 %本試卷由 5 部分構(gòu)成，共 3 頁(yè)。考試時(shí)長(zhǎng)： 120 分鐘 注： 題號(hào)一二三四五六七八合計(jì)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(lèi)操作系統(tǒng)。 DA）單用戶(hù)單任務(wù)； B）單用戶(hù)多任務(wù)； C）多處理機(jī)； D）多用戶(hù)多任務(wù)2. 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)倒置是指 （ ） BA） 優(yōu)先數(shù)越大優(yōu)先權(quán)越低 B）高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程被低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程延遲或阻塞C）

2、優(yōu)先權(quán)低的進(jìn)程優(yōu)先獲得CPU D）正在執(zhí)行的高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程被低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程搶占CPU。3. 可以通過(guò)破壞四個(gè)必要條件的一個(gè)或多個(gè)來(lái)預(yù)防死鎖，但破壞（A ）是不現(xiàn)實(shí)的。 A、互斥 B、循環(huán)等待 C、請(qǐng)求和保持 D、不剝奪4. 如果單處理器系統(tǒng)中有N個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程有運(yùn)行、就緒和阻塞三個(gè)基本狀態(tài)，則阻塞進(jìn)程最多幾個(gè)，最少幾個(gè)？（ C ）A. 1, 0 B. N-1, 0C. N, 0 D. N, N-15. 某虛擬存儲(chǔ)器的用戶(hù)編程空間共32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為2KB，內(nèi)存為16KB。假定某時(shí)刻用戶(hù)頁(yè)表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)如下表：頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)02243658則邏輯地址190A（H）所對(duì)應(yīng)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(guān)存儲(chǔ)器的敘述中，不正確的是（ A ）?A. 頁(yè)表一定存放在主存中。B. 頁(yè)表大時(shí)，可將頁(yè)表放在輔存中，而將當(dāng)前用到的頁(yè)表調(diào)到主存中。C. 快表存放在主存中。D. 采用快表的依據(jù)是程序訪問(wèn)的局部性7. 把64*64的數(shù)組置初值0，數(shù)組中每一個(gè)元素為一個(gè)字?，F(xiàn)假定頁(yè)面的尺寸為每頁(yè)64個(gè)字，數(shù)組中的每一行元素存放在一頁(yè)中。能供這個(gè)程序使用的主存塊只有一塊，開(kāi)始時(shí)把第一頁(yè)裝入了主存。若有程序代碼如下，則執(zhí)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多少次缺頁(yè)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(yīng)性，應(yīng)用程序在訪問(wèn)設(shè)備時(shí)，應(yīng)該使用（C）：A）物理設(shè)備號(hào) B）物理設(shè)備命 C）邏輯設(shè)備名 D）I/O端口9. 通常，控制硬盤(pán)設(shè)備采用（ B ）方式A）程序詢(xún)問(wèn) 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(pán)塊。A）連續(xù)組織 B）隱式鏈?zhǔn)?C）多級(jí)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(gè)程序在執(zhí)行時(shí)可以包含多個(gè)進(jìn)程，一段程序指令也可以包含在多個(gè)進(jìn)程中。（ ）2. 在臨界區(qū)訪

5、問(wèn)的進(jìn)程，跟在臨界區(qū)外沒(méi)什么區(qū)別，可以執(zhí)行任何操作，比如創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程，或者執(zhí)行I/O操作等。（ ）3. 管道通信中，必須確定對(duì)方是否存在，只有確定對(duì)方已存在時(shí)才能進(jìn)行通信。（ ）4. 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，那些已經(jīng)被修改的頁(yè)面，在將他們換出時(shí)，需要調(diào)到對(duì)換區(qū)，以后調(diào)入時(shí)從對(duì)換區(qū)調(diào)入。而沒(méi)有被修改的頁(yè)面在換出時(shí)無(wú)需調(diào)到對(duì)換區(qū)，以后換入時(shí)從對(duì)換區(qū)調(diào)入。（ ）5.中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式以字/字節(jié)為傳輸單位，每完成一個(gè)字/字節(jié)的傳輸，設(shè)備均要向CPU請(qǐng)求一次中斷。（ ） 6.改進(jìn)型CLOCK算法將在置換范圍內(nèi)首選最近未被使用過(guò)，且駐留內(nèi)存期間沒(méi)有被修改過(guò)的頁(yè)面作為被置換頁(yè)面。（ ） 7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)能使系

6、統(tǒng)中所有的用戶(hù)都能得到及時(shí)的響應(yīng)。 （ F ）（ ） 8.分頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，頁(yè)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(jié)構(gòu)的記錄式文件。 （F ） （ ） 10.線程屬于某個(gè)進(jìn)程，它與資源分配有關(guān)。 （ F ）得 分二、簡(jiǎn)答題（共20分） 1. 處理機(jī)調(diào)度分為哪三級(jí)？再描述從裝入一個(gè)作業(yè)開(kāi)始到執(zhí)行此作業(yè)的整個(gè)詳細(xì)的調(diào)度過(guò)程。（5分）處理機(jī)調(diào)度分為高級(jí)調(diào)度、低級(jí)調(diào)度、作業(yè)調(diào)度。（3分）作業(yè)執(zhí)行的整個(gè)流程有：首先由高級(jí)調(diào)度也就是作業(yè)調(diào)度將外存上的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，然后為此作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，并將其加入就緒隊(duì)列中，啟動(dòng)調(diào)度程序（也就是低級(jí)調(diào)度），如果調(diào)度程序根據(jù)一定調(diào)度算法選擇此進(jìn)程執(zhí)

7、行則開(kāi)始執(zhí)行此作業(yè)，從而完成整個(gè)作業(yè)的調(diào)度過(guò)程。（2分）2. 主存儲(chǔ)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(jù)尋址方式計(jì)算出來(lái)的有效地址是虛擬地址還是物理地址?如果頁(yè)面大小為4kB，頁(yè)表長(zhǎng)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(yè)表長(zhǎng)度 19（1.5分）3. 如果采用基于優(yōu)先級(jí)可搶占的調(diào)度機(jī)制，請(qǐng)問(wèn)在哪些情況下需要啟動(dòng)調(diào)度程序？也就是調(diào)度時(shí)機(jī)有哪些？至少說(shuō)出4種。（4分）1）一個(gè)新進(jìn)程被創(chuàng)建，并進(jìn)入就緒隊(duì)列（1分）2）當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程因?yàn)镮/O被阻塞（1分）3）當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程掛起自己（1分）4）當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程調(diào)用e

8、xit,return等函數(shù)退出執(zhí)行（1分）5）一個(gè)阻塞進(jìn)程被喚醒6）一個(gè)掛起進(jìn)程被激活其它類(lèi)似上述的讓當(dāng)前進(jìn)程釋放CPU的情況，或者就緒隊(duì)列進(jìn)入新進(jìn)程的情況（因?yàn)樾逻M(jìn)程可能是優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程，所以需要啟動(dòng)調(diào)度程序）。4. 論述操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的？（4分）系統(tǒng)調(diào)用利用軟中斷實(shí)現(xiàn)（1分），操作系統(tǒng)初始化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一張中斷向量表，其中保存了中斷服務(wù)程序的入口地址，發(fā)生軟中斷后通過(guò)中斷號(hào)找到對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序（2分），從而找到注冊(cè)到操作系統(tǒng)中的服務(wù)系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)，完成功能。（1分）三、綜合應(yīng)用題（共30分）1. 在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，一個(gè)進(jìn)程的頁(yè)面走向?yàn)?，3，2，1，4，3

9、，5，3，2，1，設(shè)分配給該進(jìn)程的內(nèi)存塊數(shù)M=3，采用FIFO頁(yè)面置換算法（每調(diào)進(jìn)一個(gè)新頁(yè)認(rèn)為發(fā)生一次缺頁(yè)中斷）。求缺頁(yè)中斷次數(shù)以及缺頁(yè)率。（12分） 頁(yè)框頁(yè)4321435321144411155552333444422322233331 F （每步1分）缺頁(yè)中斷次數(shù)為F=9次，缺頁(yè)率為f=90 （2分）2. 在一個(gè)文件緩沖系統(tǒng)中，為不同的讀寫(xiě)需求建立了三種緩沖區(qū)(A、B、C)，每種緩沖區(qū)的塊數(shù)分別是10、6、8，每個(gè)進(jìn)程在訪問(wèn)文件時(shí)，可以請(qǐng)求任意種類(lèi)任意數(shù)量的緩沖區(qū)。將采用銀行家算法來(lái)避免死鎖。若系統(tǒng)中只有4個(gè)進(jìn)程要使用緩沖區(qū)，當(dāng)前每個(gè)進(jìn)程使用緩沖區(qū)的情況如下表所示：（8分） 資源進(jìn)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(qǐng)問(wèn)當(dāng)前狀態(tài)是安全的嗎？寫(xiě)出按照銀行家算法計(jì)算的過(guò)程（建議用表格），給出分析結(jié)果。2）現(xiàn)在進(jìn)程P2再發(fā)出請(qǐng)求（A=0， B=2， C=0），請(qǐng)問(wèn)是否可以滿(mǎn)足該分配請(qǐng)求。答：?jiǎn)栴}1）由已經(jīng)分配的資源數(shù)可知，當(dāng)前可用資源的數(shù)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(guò)程：（后兩列每空0.5分） 資源進(jìn)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(guò)程可知，存在一個(gè)安全序列（P4、P1、P3、P2），由此可知當(dāng)前狀態(tài)是安全的。（2分）答：?jiǎn)栴}2）如果滿(mǎn)足該請(qǐng)求，則剩余資源數(shù)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(shù)無(wú)法滿(mǎn)足任意進(jìn)程的需求，因此進(jìn)入了不安全狀態(tài)，所以本次請(qǐng)求不能滿(mǎn)足。（2分） 資源進(jìn)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(gè)磁盤(pán)上的文件系統(tǒng)，對(duì)于采用混合索引分配方式，其FCB中共有13項(xiàng)地址項(xiàng)，第09個(gè)地址項(xiàng)為直接地址，第10個(gè)地址項(xiàng)為一次間接地址，第11個(gè)地址項(xiàng)為二次間接地址，第12個(gè)地址項(xiàng)為三次間接地址。如果每個(gè)盤(pán)塊的大小為512字節(jié)，盤(pán)塊號(hào)需要3個(gè)字節(jié)來(lái)描述，則每個(gè)盤(pán)塊最多存放170個(gè)盤(pán)塊地址：（10分）(1) 該文件系統(tǒng)允許的最大長(zhǎng)度是多少？(2) 將文件的字節(jié)偏移量5000、15000、150000轉(zhuǎn)換為物理塊號(hào)和塊內(nèi)偏移量。(3) 假設(shè)

13、某文件的索引結(jié)點(diǎn)已在內(nèi)存中，但其他信息均在外存，為了訪問(wèn)該文件中某個(gè)位置的內(nèi)容，最多需要幾次訪問(wèn)磁盤(pán)？答：（1）文件的最大長(zhǎng)度為： 10+170+1702+1703=4942080塊=2471040KB（2分）（2） 5000/512得商9，余數(shù)為392。即邏輯塊號(hào)為9，塊內(nèi)偏移為392。故可直接從該文件的FCB的第9個(gè)地址處得到物理盤(pán)塊號(hào)，塊內(nèi)偏移為392。（2分） 15000/512得商為29，余數(shù)為152。即邏輯塊號(hào)為29，塊內(nèi)偏移為152。由于102910+170,而29-10=19，故可從FCB的第10個(gè)地址項(xiàng)，即一次間址項(xiàng)中得到一次間址塊；并從一次間址塊的19項(xiàng)中獲得對(duì)應(yīng)的物理盤(pán)塊

14、號(hào)，塊內(nèi)偏移為152。（2分） 150000/512得商為292，余數(shù)為496。即邏輯塊號(hào)為292，塊內(nèi)偏移為496。由于10+170292，故可從FCB的第11個(gè)地址項(xiàng)，即二次間址項(xiàng)中獲得第1個(gè)一次間址塊；并從該一次間址塊的112項(xiàng)中獲得對(duì)應(yīng)的物理盤(pán)塊號(hào)，塊內(nèi)偏移為496。（2分）(3) 由于文件的索引結(jié)點(diǎn)已在內(nèi)存，為了訪問(wèn)文件中的某個(gè)位置的內(nèi)容，最少需要1次訪問(wèn)磁盤(pán)（即通過(guò)直接地址直接讀文件盤(pán)塊），最多需要4次訪問(wèn)磁盤(pán)（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(pán)塊）（2分）得 分四、編程題（共20分）1. 有一單車(chē)道隧道實(shí)施單向放行，隧道長(zhǎng)度最多能容納N輛車(chē)，在兩邊端口A和B各設(shè)置一個(gè)紅綠燈控制車(chē)流。當(dāng)隧道內(nèi)車(chē)輛全部開(kāi)出后，反方向車(chē)輛才能進(jìn)入，否則會(huì)死鎖。在無(wú)車(chē)時(shí)兩邊均為綠燈。假設(shè)每輛車(chē)到達(dá)隧道口時(shí)都會(huì)觸發(fā)管理這2個(gè)紅綠燈的控制器主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)子進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)燈光控制管理。請(qǐng)使用信號(hào)量寫(xiě)出控制器程序（偽代碼），能夠避免隧道內(nèi)死鎖的發(fā)生。（20分） mutex = 1 左右過(guò)洞公用信號(hào)量， 實(shí)現(xiàn)先來(lái)先過(guò)洞 left