2022年河北農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B(有答案)

2022年河北農(nóng)業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1、已知某磁盤的平均轉(zhuǎn)速為r秒/轉(zhuǎn)，平均尋找時間為T秒，每個磁道可以存儲的字節(jié)數(shù)為N，現(xiàn)向該磁盤讀寫b字節(jié)的數(shù)據(jù)，采用隨機尋道的方法，每道的所有扇區(qū)組成一個簇，其平均訪問時間是（）。A.（r+T）b/NB.b/NTC.（b/N+T）D.bT/N+r2、在系統(tǒng)內(nèi)存中設(shè)置磁盤緩沖區(qū)的主要11的是（）。A.減少磁盤1/0次數(shù)，B.減少平均尋道時間C.提高磁盤數(shù)據(jù)可靠性D.實現(xiàn)設(shè)備無關(guān)性3、設(shè)與某資源相關(guān)聯(lián)的信號量初值為3，當(dāng)前值為1，若M表示該資源的可用個數(shù)，N表示等待該資源的進程數(shù)，則M、N分別為（）。A.0，1B.1，0C.1，2D.2，04、系統(tǒng)中有3個不同的臨界資源R1，R2和R3，被4個進程pl，p2，p3及p4共享。各進程對資源的需求為：pl申請RI和R2，p2申請R2和R3，p3申請R1和R3，p4申請R2。若系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖，則處于死鎖狀態(tài)的進程數(shù)至少是（）。A.1B.2C.3D.45、某系統(tǒng)有n臺互斥使用的同類設(shè)備，3個并發(fā)進程分別需要3，4，5臺設(shè)備，可確保系統(tǒng)不發(fā)生死鎖的設(shè)備數(shù)n最小為（）。A.9B.10C.11D.126、采用分頁或分段管理后，提供給用戶的物理地址空間（）。A.分頁支持史大的物理空間B.分段支持更大的物理空間C.不能確定D.一樣大7、假設(shè)頁的大小為4KB，頁表的每個表項占用4B。對于一個64位地址空間系統(tǒng)，采用多級頁表機制，至少需要（）級頁表（本題默認字長為1B）。A.3B.4C.5D.68、所謂（），是指將一個以上的作業(yè)放入內(nèi)存，并且同時處于運行狀態(tài)。這些作業(yè)，共享處理器的時間和外設(shè)及其他資源。A.多重處理B.多道程序設(shè)計C.實時處理D.并行執(zhí)行9、下列指令中，不能在用戶態(tài)執(zhí)行的是（）A.trap指令B.跳轉(zhuǎn)指令C.壓棧指令D.關(guān)中斷指令10、在如下兒種類型的系統(tǒng)中，（）采用忙等待I/O是合適的。a.專門用來控制單1/0設(shè)備的系統(tǒng)b.運行…個單任務(wù)操作系統(tǒng)的個人計算機，c.作為一個負載很大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的上作站A.aB.a.bC.b.cD.c11、在SPOOLing系統(tǒng)中，用戶進程實際分配到的是（）。A.用戶所要求的外設(shè)B.內(nèi)存區(qū)，即虛擬設(shè)備C.設(shè)備的部分存儲區(qū)D.設(shè)備的部分空間12、下列關(guān)于SPOOLing的敘述中，不正確的是（）A.SPOOLing系統(tǒng)中必須使用獨占設(shè)備B.SPOOLing系統(tǒng)加快了作業(yè)執(zhí)行的速度C.SPOOLing系統(tǒng)使獨占設(shè)備變成了共享設(shè)備D.SPOOLing系統(tǒng)利用了處理器與通道并行上作的能力二、填空題13、MS-DOS操作系統(tǒng)中文件的邏輯結(jié)構(gòu)是__________文件。14、死鎖的形成，除了與資源的________有關(guān)外，也與并發(fā)進程的________有關(guān)。15、把進程間用信件來交換信息的方式稱為__________16、線程的主要屬性是：每個線程有__________，同一進程中的各個線程共享__________。17、操作系統(tǒng)能保證所有的進程__________，則稱系統(tǒng)處于“安全狀態(tài)”，不會產(chǎn)生__________。18、在分時兼批處理的計算機系統(tǒng)中，為了獲得好的響應(yīng)時間，總是優(yōu)先調(diào)度__________19、能使計算機系統(tǒng)接收到__________后及時進行處理，并在嚴格的規(guī)定時間內(nèi)處理結(jié)束，再給出__________的操作系統(tǒng)稱為“實時操作系統(tǒng)”。20、主存儲器與外圍設(shè)備之間的__________操作稱為輸入輸出操作。三、判斷題21、進程優(yōu)先數(shù)是進程調(diào)度的重要依據(jù)，必須根據(jù)進程運行情況動態(tài)改變.（）22、進程間的互斥是一種特殊的同步關(guān)系.（）23、優(yōu)先數(shù)是進程調(diào)度的重要依據(jù)，優(yōu)先數(shù)大的進程首先被調(diào)度運行：（）24、在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，頁面長度固定并且是硬件的設(shè)計特性.（）25、在請求頁式存儲管理中，頁面淘汰所花費的時間不屬于系統(tǒng)開銷.（）26、固定頭磁盤存儲器的存取時間包括搜查定位時間和旋轉(zhuǎn)延遲時間.（）27、文件的索引表全部存放在文件控制塊中.（）28、參與死鎖的進程至少有兩個已經(jīng)占有資源.（）29、由于現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必須是可再入程序.（）30、進程控制塊中的所有信息必須常駐內(nèi)存.（）四、名詞解釋題31、臨界資源：32、作業(yè)調(diào)度：33、死鎖防止：34、文件控制塊：35、固定分區(qū)法：36、異常：五、簡答題37、進程調(diào)度中"可搶占"和"非搶占"兩種方式，哪一種系統(tǒng)的開銷更大？為什么38、系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程分可分為哪幾步？39、計算機系統(tǒng)中產(chǎn)生死鎖的根本原因是什么一般解決死鎖的方法有哪三種40、試簡述頁式存儲管理的優(yōu)缺點41、進程有哪幾種基本狀態(tài)試描繪出進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖？六、綜合題42、為什么要設(shè)置內(nèi)存I/O緩沖區(qū)？通常有哪幾類緩沖區(qū)？43、假定某操作系統(tǒng)存儲器采用頁式存儲管理，一進程在聯(lián)想存儲器中的頁表見表，內(nèi)存中的頁表項見表。假定該進程體（程序與數(shù)據(jù)）代碼長度為320B，每頁32B?，F(xiàn)有邏輯地址（八進制）為101、204、576，若上述邏輯地址能翻譯成物理地址，則說明翻譯的過程，并指出具體的物理地址：若上述邏輯地址不能翻譯成物理地址，請說明理由。44、請分別解釋在連續(xù)分配方式、隱式鏈接分配方式、顯式鏈接分配方式和索引分配方式中如何將文件的字節(jié)偏移量3500轉(zhuǎn)換為物理塊號和塊內(nèi)位移量（設(shè)盤塊大小為IKB，盤塊號需要占4B）。45、有一個煙草供應(yīng)商和3個抽煙者。抽煙者若要抽煙，必須具有煙葉、煙紙和火柴。3個抽煙者中，一個有煙葉、一個有煙紙、一個有火柴。煙草供應(yīng)商會源源不斷地分別供應(yīng)煙葉、煙紙和火柴，并將它們放在桌上。若他放的是煙紙和火柴，則有煙葉的抽煙者會拾起煙紙和火柴制作香煙，然后抽煙：其他類推。試用信號量同步煙草供應(yīng)商和3個抽煙者。

參考答案一、選擇題1、A2、A3、B4、C5、B6、C7、D8、B9、D10、B11、B12、D二、填空題13、【答案】流式14、【答案】分配策略〈或管理方法〉、執(zhí)行速度（或調(diào)度策略）15、【答案】信箱通信16、【答案】一個唯一的標識符和線程描述表、分配給進程的主存地址空間17、【答案】在有限時間內(nèi)得到所需全部資源、死鎖18、【答案】終端作業(yè)（或前臺作業(yè)）19、【答案】外部信號、反饋信號20、【答案】信息傳送三、判斷題21、【答案】：錯22、【答案】：對23、【答案】：錯24、【答案】：對25、【答案】：錯26、【答案】：錯27、【答案】：錯28、【答案】：對29、【答案】：對30、【答案】：錯四、名詞解釋題31、臨界資源：一次僅允許一個進程使用的資源。32、作業(yè)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度的主要任務(wù)是完成作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)和從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。33、死鎖防止：要求進程申請資源時遵循某種協(xié)議，從而打破產(chǎn)生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個，保證系統(tǒng)不會進入死鎖狀態(tài)。34、文件控制塊：用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括文件名、文件類型、位置、大小等信息。文件控制塊與文件一一對應(yīng)，即在文件系統(tǒng)內(nèi)部，給每個文件唯一地設(shè)置一個文件控制塊，核心利用這種結(jié)構(gòu)對文件實施各種管理。35、固定分區(qū)法：內(nèi)存中分區(qū)的個數(shù)固定不變，各個分區(qū)的大小也固定不變，但不同分區(qū)的大小可以不同，每個分區(qū)只可裝入一道作業(yè)。36、異常：它是指來自cpu內(nèi)部的事件或程序執(zhí)行中的事件引起的中斷6程序性中斷：是指因錯誤地使用指令或數(shù)據(jù)而引起的中斷，用于反映程序執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)的例外情況，例如，非法操作碼，無效地址、運算溢出，等等。五、簡答題37、答：可搶占式會引起系統(tǒng)的開銷更大，可搶占式調(diào)度是嚴格保證任何時刻，讓具有最高優(yōu)先數(shù)（權(quán)）的進程占有處理機運行，因此增加了處理機調(diào)度的時機，引起為退出處理機的進程保留現(xiàn)場，為占有處理機的進程恢復(fù)現(xiàn)場等時間（和空間）開銷增大.38、答：系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程分成以下幾步：（1）設(shè)置系統(tǒng)調(diào)用號和參數(shù)；（2）系統(tǒng)調(diào)用命令的一般性處理；（3）系統(tǒng)調(diào)用命令處理程序做具體處理。39、答：計算機系統(tǒng)中產(chǎn)生死鎖的根本原因是：資源有限且操作不當(dāng)，一般解決死鎖的方法有：死鎖的預(yù)防，死鎖的避免，死鎖的檢測與恢復(fù)等三種.40、答：優(yōu)點：有效地解決了碎片問題；缺點：程序的最后一頁會有浪費空間的現(xiàn)象并且不能應(yīng)用在分段編寫的、非連續(xù)存放的大型程序中。41、答：進程有運行態(tài)，就緒態(tài)和阻塞態(tài)三種基本狀態(tài)，三種基本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖如圖1所示，圖中數(shù)字1的含義是：進程被調(diào)度進程選中，數(shù)字2的含義是：時間片用完，數(shù)字3的含義是：等待某事件發(fā)生，數(shù)字4的含義是：等待的事件已發(fā)生六、綜合題42、【解析】設(shè)置內(nèi)存I/O緩沖區(qū)的主要原因如下。1）緩和CPU和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾?！鞍闱闆r下，程序的運行過程是時而進行計算，時而進行I/O。以輸出為例，若沒有緩沖區(qū)，則程序在輸出時，必然由于打印機速度跟不上而使CPU等待：然而在計算階段，打印機又因無輸入數(shù)據(jù)而無事可做。如果設(shè)置一個緩沖區(qū)，程序可以將待輸出的數(shù)據(jù)先輸出到緩沖區(qū)中，然后繼續(xù)執(zhí)行：而打印機可以從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)慢慢打印。2）減少中斷CPU的次數(shù)，例如，假定設(shè)備只用位：二進制位接收從系統(tǒng)外傳來的數(shù)據(jù)，則設(shè)備每收到一位"進制數(shù)就要中斷CPU次，若數(shù)據(jù)通信速率為9.6kbit/s，則中斷CPU的頻率也為9.6kHz，若設(shè)置一個具有8位的緩沖寄存器，則使CPU被中斷的次數(shù)降為前者的1/8。3）提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性。由于在CPU和設(shè)備之問引入了緩沖區(qū)，CPU可以從緩沖區(qū)中讀取或向緩沖區(qū)寫入信息；相應(yīng)地，設(shè)備也可以向緩沖區(qū)寫入或從緩沖區(qū)讀取，信息。在CPU工作的同時，設(shè)備也能進行輸入/輸出操作，這樣CPU和I/O設(shè)備可以并行上作。通常有4類緩沖區(qū)：單緩沖、雙緩沖、循環(huán)緩沖和緩沖池。43、【解析】一頁大小等于32B，即其二進制長度為5：由此得邏輯地址結(jié)構(gòu)：低5位為，頁內(nèi)位移，其余高位為頁號。101（八進制）=001000001（二進制），則頁號為2，在聯(lián)想存儲器中，對應(yīng)的頁頓號為f3，即物理地址為32×f3+1。204（八進制）=010000100（二進制），則頁號為4，不在聯(lián)想存儲器中，查內(nèi)存的頁頓表得頁頓號為f5，并用其更新聯(lián)想存儲器中的一項，最終的物理地址為32×f5+4。576（八進制）=101111110（二進制），則頁號為11，已超出頁表范圍，即產(chǎn)生越界中斷。44、【解析】文件的字節(jié)偏移量到磁盤物理地址的轉(zhuǎn)換，關(guān)鍵在于對文件物理組織（或磁盤分配方式）的理解。連續(xù)分配方式是指為文件分配-段連續(xù)的文件存儲空間：隱式鏈接分配則是指為文件分配多個離散的盤塊，并將下個盤塊的地址登記在文件分配到的前一個盤塊中：顯式鏈接分配則通過FAT米登記分配給文件的多個盤塊號：而索引分配方式則將多個盤塊號登記在文件的索引表中。同時，在FCB的物理地址字段中，還登記有文件首個物理塊的塊號或指向索引表的指針（對于索引分配方式）。將字節(jié)偏移量3500轉(zhuǎn)換成邏輯塊號和塊內(nèi)位移：3500/1024商為3，余數(shù)為428，即邏輯塊號為3，塊內(nèi)位移為428。1）在連續(xù)分配方式中，可從相應(yīng)文件的FCB中得到分配給該文件的起始物理盤塊號，例如a0。故字節(jié)偏移量3500相應(yīng)的物理盤塊號為a0+3，塊內(nèi)位移為428。2）在隱式鏈接方式中，由于每個盤塊中需要留出4B（通常是最后4B）來存放分配給文件的下一個盤塊的塊號，因此字節(jié)偏移量3500的邏輯塊號為3500/1020的商3.而塊內(nèi)位移為余數(shù)440。從相應(yīng)文件的FCB中可獲得分配給該文件的首個（第0個）盤塊的塊號，例如b0。然后可通過讀b0塊獲得分配給文件的第1個盤塊的塊號，如bl，依次類推，得到第3塊，b3，如此便可得到字節(jié)偏移量3500對應(yīng)的物理塊號b3，而塊內(nèi)位移則為440。3）在顯式鏈接方式中，可從文件的FCB中得到分配給文件的首個盤塊的塊號，如co。然后可在FAT的第c0項中得到分配給文件的第1個盤塊的塊號，如cl。依次類推，找到第3個盤塊的塊號，如c3。如此，便可獲得字節(jié)偏移量3500對應(yīng)的物理塊號c3，而塊內(nèi)位移則為428。4）在索引分配方式中，可從文件的FCB中得到索引表的地址。從索引表的第3項（距離索引表首字節(jié)12B的位置）獲得字節(jié)偏移址3500對應(yīng)的物理塊號，而塊內(nèi)位移為428。45、【解析】Semaphoresmoker[3]=（0，0，0）；