操作系統(tǒng)原理試卷及參考答案(A)

WordWord資料師大學(xué)試卷（A）（2013-2014學(xué)年度第二學(xué)期）（考試日期：2014年6月20日）課程名稱:操作系統(tǒng)原理試卷類型:閉卷學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)班級學(xué)號姓名成績題號——二三四五合分人分值2010102040得分得分一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分，答案填入括號中）1．在一段時間只允一個進(jìn)程訪問的資源稱為。（）A?共享資源B?臨界資源C?軟件資源D?管理資源2?操作系統(tǒng)的功能是進(jìn)行處理機(jī)管理、管理、設(shè)備管理及信息管理。（）A?進(jìn)程B.存儲器C?硬件D.軟件?以下都是文件目錄管理的要求，其中是目錄管理中最基本的功能。（）A?按名存取B?提高目錄檢索速度C?文件共享D?允文件重名?設(shè)計(jì)實(shí)時操作系統(tǒng)時，首先應(yīng)考慮系統(tǒng)的。（）A?可靠性和靈活性B?實(shí)時性和可靠性C.多路性和可靠性D?優(yōu)良性和分配性5?下列的進(jìn)程狀態(tài)變化中，變化是不可能發(fā)生的。（）A?運(yùn)行一就緒B?運(yùn)行一等待C?等待一運(yùn)行D?等待一就緒?操作系統(tǒng)通過對進(jìn)程進(jìn)行管理。（）A?JCBB.PCBC?DCTD?CHCT?在9個生產(chǎn)者、6個消費(fèi)者共享容量為8的緩沖器的生產(chǎn)者消費(fèi)者問題中互斥使用緩沖器的信號量S的初始值為。（）A?1B?6C?8D?9?在段頁式存儲管理系統(tǒng)中，存等分成—，程序按邏輯模塊劃分成若干_。（）A?塊，頁B?塊，段C?分區(qū)，段D?段，頁9?既考慮作業(yè)等待時間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時間的調(diào)度算法是。（）A?響應(yīng)比高者優(yōu)先B?短作業(yè)優(yōu)先C?優(yōu)先級調(diào)度D?先來先服務(wù)?設(shè)有一組進(jìn)程，他們的提交時間及運(yùn)行時間如下：進(jìn)程號提交時間運(yùn)行時間（分鐘）190070294030395010410:105在單道式下，采用短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法，進(jìn)程的執(zhí)行順序是。（）A.1,2,3,4B.4,321C.4,1,3,2D.1,4,3,2?產(chǎn)生死鎖的必要條件有四個，要防止死鎖的發(fā)生，可以破壞這四個必要條件之一，但破壞條件是不大實(shí)際的。（）A?互斥B?不可搶占C?部分分配D.循環(huán)等持?若P、V操作的信號量S初值為2,當(dāng)前值為-1,則表示有等待進(jìn)程。（）A.0個B?1個C.2個D?3個?從用戶的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是。（）A?用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口B?控制和管理計(jì)算機(jī)資源的軟件C?合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程的軟件D?由若干層次的程序按一定的結(jié)構(gòu)組成?如果分時操作系統(tǒng)的時間片一定，那么，則響應(yīng)時間越長。（）A?用戶數(shù)少B?用戶數(shù)越多C?存越少D?存越多?虛擬存儲管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是程序的理論。（）A?局部性B?全局性C?動態(tài)性D.虛擬性?在下列文件的物理結(jié)構(gòu)中，不利于文件長度動態(tài)增長的文件物理結(jié)構(gòu)是。（）A?連續(xù)結(jié)構(gòu)B?結(jié)構(gòu)C?索引結(jié)構(gòu)D?Hash結(jié)構(gòu)?在可變式分區(qū)分配案中，某一作業(yè)完成后，系統(tǒng)收回其主存空間，并與相鄰空閑區(qū)合并,為此需修改空閑區(qū)表,造成空閑區(qū)數(shù)增1的情況是。（）A.無上鄰空閑區(qū)，也無下鄰空閑區(qū)B.有上鄰空閑區(qū)，但無下鄰空閑區(qū)C.有下鄰空閑區(qū)，但無上鄰空閑區(qū)D.有上鄰空閑區(qū)，也有下鄰空閑區(qū)TOC\o"1-5"\h\z18．通過硬件和軟件的功能擴(kuò)充，把原來獨(dú)立的設(shè)備改造成能為若干用戶共享的設(shè)備，這種設(shè)備稱為。（）A.存儲設(shè)備B?系統(tǒng)設(shè)備C.用戶設(shè)備D.虛擬設(shè)備19?在操作系統(tǒng)中，用戶在使用I/O設(shè)備時，通常采用。（）A?物理設(shè)備名B.虛擬設(shè)備名C.邏輯設(shè)備名D?設(shè)備牌號20?段式存儲管理中分段是用戶決定的，因此。（）A?段的地址和段間的地址都是連續(xù)的B?段的地址是連續(xù)的，段間的地址是不連續(xù)的C.段的地址是不連續(xù)的，段間的地址是連續(xù)的D?段的地址和段間的地址都是不連續(xù)的得分二、判斷題（每題1分，共10分，答案填入括號中）1．MS-DOS系統(tǒng)和UNIX系統(tǒng)都是一個單用戶的操作系統(tǒng)。()2．在引入線程后的系統(tǒng)中，進(jìn)程不再是資源分配的單位。()3．不安全狀態(tài)是死鎖狀態(tài)。()4．互斥信□曰號量初始化時不能為負(fù)數(shù)。()5．在分頁存儲管理式中不存在外碎片。()6．通道是一種I/O端口。()7．由于OS存在異步性，所以同一程序即使在相同的初始數(shù)據(jù)下每次運(yùn)行結(jié)果都不同。()8．資源分配圖中如果存在環(huán)路，一定發(fā)生了死鎖。()9．段頁式管理中，其邏輯地址空間是三維的。()10．最佳適應(yīng)算法將滿足進(jìn)程需求量的最小空閑區(qū)分配給進(jìn)程。（）得分三、填空題（每空2分，共10分1．給定如下段表PTL口段號段長主存起始地址06801760116010002200156038902800給定邏輯地址為［1,80］（括號中的第一個元素為段號，第二個元素為段地址則對應(yīng)的物理地址是。2．如果I/O設(shè)備與存儲設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU來完成，這種I/O控制式?若頁面大小是2KB,邏輯地址是25867B，則頁號為。?若有一個200MB的硬盤，盤塊大小=1KB，則文件分配表FAT共有個表項(xiàng)。?假設(shè)物理塊大小是512B,—個FCB有48B：其中8B二文件名（6B+索引節(jié)點(diǎn)號2B）,48-8=40B是索引節(jié)點(diǎn)，分解后每個物理塊能存放個索引得分四、簡答題（每題5分，共20分）1．缺頁中斷與—般中斷有異同？2．在—個單CPU的多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，若在某—時刻有N個進(jìn)程同時存在，那么處于運(yùn)行態(tài)、等待態(tài)和就緒態(tài)進(jìn)程的最小和最大值分別可能是多少？3．有相同類型的5個資源被4個進(jìn)程所共享，且每個進(jìn)程最多需要2個這樣的資源就可以運(yùn)行完畢。試問該系統(tǒng)是否會由于對這種資源的競爭而產(chǎn)生死鎖，為什么？4?簡述系統(tǒng)如利用SPOOLing技術(shù)將打印機(jī)模擬為虛擬打印機(jī)得分五、綜合題（每題10分，共40分）1．在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述的資源分配情況：ProcessAllocationNeedAvailableP00,1,2,62,0,1,23,0,1,4P12,1,0,16,6,5,7P21,0,4,13,5,1,5P30,3,2,13,1,2,8P43,2,1,03,2,2,5試問：（1）該狀態(tài)是否安全？為什么？寫出安全序列。（2）若進(jìn)程P1提出請求Request（2,0,1,2）后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？為什么？2．某移動臂磁盤當(dāng)前磁頭停在96號磁道,且移動臂向是向著磁道號增加向移動,現(xiàn)有如下表1所示的請求序列在等待訪問磁盤：表1訪問磁盤請求序列請求次序12345678磁道號175521573610610872請回答下面的問題：寫出分別采用“最短尋道時間優(yōu)先算法”和“掃描算法”時,實(shí)際處理上述請求的次序,及每次的尋道長度與平均尋道長度。3．在一個請求分頁系統(tǒng)中,假定系統(tǒng)分配給一個作業(yè)的物理塊數(shù)為3,并且此作業(yè)的頁面走向?yàn)?、2、1、3、1、2、4、2、1、3、4。試用最佳置換法（OPT）和LRU兩種算法分別計(jì)算出程序訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)及缺頁率。4?有一材料保管員，他保管紙和筆若干。有A、B兩個學(xué)生，學(xué)生A備有紙，學(xué)生B備有筆，任一學(xué)生只要能得到其他一種材料就可以寫信。有一個可以放一紙或一支筆的小盒，保管員在小盒中可任意放一紙或一支筆，A、B兩個學(xué)生從中取出自己所需的材料。請利用P、V操作寫出保管員、學(xué)生A、學(xué)生B進(jìn)程的同步算師大學(xué)試卷（A）（2013-2014學(xué)年度第二學(xué)期）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)院系計(jì)算機(jī)學(xué)院專業(yè)所有專業(yè)課程名稱:操作系統(tǒng)原理一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分,共20分）1234567891011121314151617181920BBABCBABADABABAAADCB二、判斷題（每題1分，共10分）12345678910XXXVVXXXXV三、填空題（每空2分,共10分）.1080.DMA式（直接存儲器訪問）.12.200K（204800或200*210）.12四、簡答題（每小題5分，共20分）1．【解答】（5分）缺頁中斷作為中斷，同樣需要經(jīng)歷保護(hù)CPU現(xiàn)場、分析中斷原因、轉(zhuǎn)缺頁中斷處理程序進(jìn)行處理、恢復(fù)CPU現(xiàn)場等步驟。但缺頁中斷又是一種特殊的中斷，它與一般中斷的主要區(qū)別是：1分（1）在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷信號。通常，CPU都是在一條指令執(zhí)行完后去檢查是否有中斷請求到達(dá)。若有便去響應(yīng)中斷；否則繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。而缺頁中斷是在指令執(zhí)行期間，發(fā)現(xiàn)所要訪問的指令或數(shù)據(jù)不在存時產(chǎn)生和處理的。2分（2）一條指令在執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次缺頁中斷。例如，對于一條讀取數(shù)據(jù)的多字節(jié)指令，指令本身跨越兩個頁面，假定指令后一部分所在頁面和數(shù)據(jù)所在頁TOC\o"1-5"\h\z面均不在存，則該指令的執(zhí)行至少產(chǎn)生兩次缺頁中斷。2分2．【解答】（5分）處于運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程最少0個，最大1個；1分處于就緒態(tài)的進(jìn)程最少0個，最大N—1個；2分處于等待態(tài)的進(jìn)程最少0個，最大N個。2分3．【解答】（5分）該系統(tǒng)不會由于對這種資源的競爭而產(chǎn)生死鎖。2分因?yàn)樵谧顗那闆r下，每個進(jìn)程都需要2個這樣的資源，且每個進(jìn)程都已申請到了1個資源，那么系統(tǒng)中還剩下1個可用資源。無論系統(tǒng)為了滿足哪個進(jìn)程的資源申請而將資源分配給該進(jìn)程，都會因?yàn)樵撨M(jìn)程已獲得了它所需要的全部資源而確保它運(yùn)行完畢，從而可將它占有的2個資源歸還給系統(tǒng)，這就保證了其余三個進(jìn)程能順利運(yùn)行。由此可知，該系統(tǒng)不會由于對這種資源的競爭而產(chǎn)生死鎖。-3分4．【解答】（5分）利用SPOOLING技術(shù)，可以把打印機(jī)這種獨(dú)占設(shè)備轉(zhuǎn)換為共享設(shè)備。解決案：TOC\o"1-5"\h\z（1）由輸出進(jìn)程在輸出井中申請一個空閑磁盤塊區(qū)，把要打印的數(shù)據(jù)放到里面；2分（2）輸出進(jìn)程再為用戶進(jìn)程申請一空白的用戶請求打印表，并將用戶的打印要求填入表中，將該表掛到請求打印隊(duì)列上；2分（3）若打印機(jī)空閑時，輸出進(jìn)程再從輸出井中，把要打印的數(shù)據(jù)傳送到存緩沖區(qū)，由打印機(jī)進(jìn)行打印。1分四．綜合題（每題10分，共40分）1．【解答】（10分）（1）WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP030142012012631310trueP3313103128032134511trueP4345113225321066611trueP1666116657210187612trueP28761235151041971013true系統(tǒng)存在一個安全序列：｛PO、P3、P4、P1、P2｝或｛PO、P3、P4、P2、P1｝，系統(tǒng)該TOC\o"1-5"\h\z狀態(tài)是安全的。6分（2）P1提出請求Request2（2，0，1，2），按銀行家算法進(jìn)行檢查：Request1（2，0，1，2）WNeed1（6，6，5，7）1分Request1（2，0，1，2）WAvailable（3,0,1,4）1分試分配并修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，資源分配情況如下：1分AllocationNeedAvailableP00，1，2，62，0，1，21，0，0，2P14，1，1，34，6，4，5P21，0，4，13，5，1，5P30，3，2，13，1，2，8WordWord資料5Word5Word資料P4|3,2,1,0|3,2,2,5再利用安全性算法檢查系統(tǒng)是否安全，可用資源Available（1，0，0，2）己不能滿足任進(jìn)程的需要,故系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài),此時系統(tǒng)不能將資源分配給P1。-----1分2．【解答】（10分）（1）采用最短尋道時間優(yōu)先磁盤調(diào)度算法,進(jìn)行調(diào)度的情況為（從96磁道開始）下一磁道：106,108,72,52,36,157,,175每次尋道長度：102362016121216移動磁道總數(shù)為223,平均尋道長度為27.875。5分（2）采用掃描算法,進(jìn)行調(diào)度的情況為：（從96磁道開始,磁頭向磁道號增加向移動）下一磁道：106,108,157,,175,72,52,36每次尋道長度：102492161032016移動磁道總數(shù)為218,平均尋道長度為27.25。5分3．【解答】（10分）在本題中,分配給作業(yè)的物理塊數(shù)為3。（1）根據(jù)所給頁面走向，使用OPT算法時，頁面置換情況如下：走向12131242134塊111113塊22222塊3344缺頁缺缺缺缺缺缺頁次數(shù)為5缺頁率=5/11=45.45%分（2）根據(jù)所給頁面走向，使用LRU算法時，頁面置換情況如下：

走向1213塊走向1213塊1111塊222塊33缺頁缺缺缺1242134111224433缺缺缺缺頁次數(shù)為6；缺頁率=6/11=54.54%。5分4．【解答】(10分)在本題中，應(yīng)設(shè)置三個信號量s,spen,spaper：信號量s