操作系統(tǒng)期末試卷及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上蘇州大學(xué)操作系統(tǒng)原理課程試卷答案（三）共4頁學(xué)院 專業(yè)成績(jī)年級(jí) 學(xué)號(hào)姓名日期考試形式： 閉卷 時(shí)間： 120分鐘 一、 填空題（20分，每空1分）1、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)目標(biāo)是 易用 和 高效 。2、P.V操作必須成對(duì) 出現(xiàn)，有一個(gè)P操作就一定有一個(gè)V操作 。3、臨界資源是指 系統(tǒng)中一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源 ，而臨界區(qū)是指 涉及到臨界資源的代碼段 。 4、在請(qǐng)求式分頁系統(tǒng)中，頁框的分配有一種方式稱為固定分配，固定分配有兩種不同的方式，分別是平均分配 和按比率分配 。5、在請(qǐng)求式分頁存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，不能在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的頁面淘汰算法是最佳算法 ，選擇淘汰不再使用或最遠(yuǎn)的

2、將來才使用的頁的算法是先進(jìn)先出算法 ，選擇淘汰在主存駐留時(shí)間最長(zhǎng)的頁的算法是最近最少使用 。6、文件的結(jié)構(gòu)就是文件的組織形式，從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所看到的文件組織形式稱為文件的 邏輯結(jié)構(gòu) ；從實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)出發(fā)，文件在外存上的存放組織形式稱為文件的 物理結(jié)構(gòu) 。7、文件的目錄組織形式主要有 單級(jí)目錄 、二級(jí)目錄 、樹型目錄和圖型目錄等。8、設(shè)備的尋址方式主要有直接I/O指令 和存儲(chǔ)器映射I/O指令 。9、協(xié)同進(jìn)程間一般通過 信箱 進(jìn)行間接通信。二、 選擇題（20分，每題2分）1、緊耦合系統(tǒng)就是 4 。 （1）分時(shí)操作系統(tǒng) （2）分布式操作系統(tǒng) （3）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) （4）并行操作系統(tǒng)2、以下不屬于操作系統(tǒng)部

3、件的是 2 。（1）進(jìn)程管理 （2）數(shù)據(jù)庫管理（3）保護(hù)系統(tǒng) （4）命令解釋器系統(tǒng)3、如P和V操作的信號(hào)量S初值為4，則現(xiàn)在S1，表示有 1 個(gè)進(jìn)程在等待。（1）1 （2）2 （3） 3 （4）54、用V操作可以喚醒一個(gè)進(jìn)程，被喚醒的進(jìn)程狀態(tài)變?yōu)?1 。（1）就緒（2）運(yùn)行（3）阻塞 （4）完成5、所有就緒狀態(tài)的進(jìn)程按建立的先后順序形成一個(gè)對(duì)列，從隊(duì)列首挑選一個(gè)進(jìn)程，分給時(shí)間片q ,投入運(yùn)行。當(dāng)時(shí)間片到時(shí)，而又沒有完成的進(jìn)程，將再次加入到隊(duì)列尾，排隊(duì)等待下一輪調(diào)度。這種進(jìn)程調(diào)度算法稱為 2 。（1）循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（2）優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法（3）固定周期輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（4）多級(jí)隊(duì)列調(diào)度算法6、頁式存儲(chǔ)

4、管理的快表一般存放在 4 。（1） 內(nèi)存（2）外存（3）硬盤（4）CACHE7、虛擬存儲(chǔ)器的最大容量由 2 決定。（1） 內(nèi)存容量（2） 程序的地址空間（3） 內(nèi)外存容量（4） 計(jì)算機(jī)的地址機(jī)構(gòu)8、可以分配給多個(gè)進(jìn)程的設(shè)備是 1 。（1）共享設(shè)備（2）塊設(shè)備（3）獨(dú)占設(shè)備（4）互斥設(shè)備9、光盤上的文件一般可以采用 3 存取方式。（1）順序（2）隨機(jī)（3）直接（4）順序或隨機(jī)10、如果一個(gè)計(jì)算機(jī)的硬盤為64G，每個(gè)塊的大小為4K，如果用位示圖來管理硬盤的空間，則位示圖的大小為 3 字節(jié)。(1)16M(2)4M(3)2M(4)1M三、 簡(jiǎn)答題（20分，每題5分）1、什么是與設(shè)備無關(guān)性？有什么好處？

5、答：為了提高OS的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，在現(xiàn)代OS中都毫無例外地實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性，也稱設(shè)備無關(guān)性?；竞x：應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性而引入了邏輯設(shè)備和物理設(shè)備兩概念。在應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名稱來請(qǐng)求使用某類設(shè)備；而系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)，還必須使用物理設(shè)備名稱。優(yōu)點(diǎn):設(shè)備分配時(shí)的靈活性易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向（用于I/O操作的設(shè)備可以更換（即重定向），而不必改變應(yīng)用程序。2、請(qǐng)給出記錄型信號(hào)量中對(duì)P、V操作的定義。答：P(S) value-;if (value < 0) add this process to listblockV(S) value+;if (valu

6、e <= 0) remove a process P from listwakeup(P);3、從內(nèi)核角度看，內(nèi)核級(jí)線程和用戶級(jí)線程有什么不同？答：用戶級(jí)線程僅存在于用戶級(jí)中，它的創(chuàng)建、撤消和切換都不利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)，與內(nèi)核無關(guān)，相應(yīng)的，內(nèi)核也不知道有用戶級(jí)線程存在。內(nèi)核級(jí)線程依賴于內(nèi)核，無論用戶進(jìn)程中的線程還是系統(tǒng)進(jìn)程中的線程，其創(chuàng)建、撤消、切換都由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。在內(nèi)核中保留了一張線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)控制塊感知線程的存在并對(duì)其進(jìn)行控制。（1）線程的調(diào)度與切換速度 內(nèi)核支持線程的調(diào)度和切換與進(jìn)程的調(diào)度和切換十分相似。對(duì)于用戶級(jí)線程的切換，通常是發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用程序的多線程之間，這時(shí)，不僅無須通

7、過中斷進(jìn)入OS的內(nèi)核，而且切換的規(guī)則也遠(yuǎn)比進(jìn)程調(diào)度和切換的規(guī)則簡(jiǎn)單。因此，用戶級(jí)線程的切換速度特別快。（2）系統(tǒng)調(diào)用 當(dāng)傳統(tǒng)的用戶進(jìn)程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，要由用戶態(tài)轉(zhuǎn)入核心態(tài)，用戶進(jìn)程將被阻塞。當(dāng)內(nèi)核完成系統(tǒng)調(diào)用而返回時(shí)，才將該進(jìn)程喚醒，繼續(xù)執(zhí)行。而在用戶級(jí)線程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，由于內(nèi)核并不知道有該用戶級(jí)線程的存在，因而把系統(tǒng)調(diào)用看作是整個(gè)進(jìn)程的行為，于是使該進(jìn)程等待，而調(diào)度另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行，同樣是在內(nèi)核完成系統(tǒng)調(diào)用而返回時(shí)，進(jìn)程才能繼續(xù)執(zhí)行。如果系統(tǒng)中設(shè)置的是內(nèi)核支持線程，則調(diào)度是以線程為單位。當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，內(nèi)核把系統(tǒng)調(diào)用只看作是該線程的行為，因而阻塞該線程，于是可以再調(diào)度該

8、進(jìn)程中的其他線程執(zhí)行。4、什么是虛擬存儲(chǔ)器？為什么要在存儲(chǔ)管理中引入虛擬存儲(chǔ)器。答：虛擬存儲(chǔ)器由內(nèi)存和外存組成，使得程序的部分裝入內(nèi)存就能運(yùn)行的技術(shù)，引入的目的有二： 大作業(yè)能運(yùn)行； 提高內(nèi)存利用率。四、 在五狀態(tài)圖中，假如計(jì)算機(jī)只有一個(gè)CPU，如果系統(tǒng)中有N個(gè)進(jìn)程：（1）運(yùn)行的進(jìn)程最多幾個(gè)，最少幾個(gè)；就緒進(jìn)程最多幾個(gè)最少幾個(gè)；等待進(jìn)程最多幾個(gè)，最少幾個(gè)？（2）有沒有這樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，為什么？ 等待>運(yùn)行 ； 就緒>等待（3）一個(gè)進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是否會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，請(qǐng)列出所有的可能。解：（1）如果系統(tǒng)中有N個(gè)進(jìn)程，運(yùn)行的進(jìn)程最多1個(gè)，最少0個(gè)；就緒進(jìn)程最多N-1個(gè)最少0個(gè)；

9、等待進(jìn)程最多N個(gè)，最少0個(gè)。（2）沒有這樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。（3） 新建 到 就緒 導(dǎo)致 運(yùn)行 到 就緒 就緒 到 運(yùn)行 導(dǎo)致 無 運(yùn)行 到 就緒 導(dǎo)致 就緒 到 運(yùn)行 運(yùn)行 到 等待 導(dǎo)致 就緒 到 運(yùn)行 等待 到 就緒 導(dǎo)致 就緒 到 等待 運(yùn)行 到 結(jié)束 導(dǎo)致 就緒 到 運(yùn)行五、 10一個(gè)操作系統(tǒng)有20個(gè)進(jìn)程，競(jìng)爭(zhēng)使用30個(gè)同類資源，申請(qǐng)方式是逐個(gè)進(jìn)行，一旦某個(gè)進(jìn)程獲得了它的全部資源，就馬上歸還所有的資源，每個(gè)進(jìn)程最多使用30，最少使用一個(gè)資源。20個(gè)進(jìn)程需要的資源總數(shù)小于50。如果僅考慮這類資源，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生死鎖嗎？請(qǐng)說明理由。 答：設(shè)max(i)表示第i個(gè)進(jìn)程的最大資源需求量，need(i)

10、表示第i個(gè)進(jìn)程還需要的資源量，alloc(i)表示第i個(gè)進(jìn)程已分配的資源量。由題中所給條件可知：max(1)+max(20)=(need(1)+need(20)+(alloc(1)+alloc(20)<50如果在這個(gè)系統(tǒng)中發(fā)生了死鎖，那么一方面30個(gè)資源R應(yīng)該全部分配出去，即（反證法）alloc(1)+alloc(20)=30另一方面所有進(jìn)程將陷入無限等待狀態(tài)。由上述兩式可得：need(1)+need(20)<20（關(guān)鍵）上式表示死鎖發(fā)生后，20個(gè)進(jìn)程還需要的資源量之和小于20，這意味著此刻至少存在一個(gè)進(jìn)程i，need(i)=0，即它已獲得了所需要的全部資源。既然該進(jìn)程已獲得了它所

11、需要的全部資源，那么它就能執(zhí)行完成并釋放它占有的資源，這與前面的假設(shè)矛盾，從而證明在這個(gè)系統(tǒng)中不可能發(fā)生死鎖。六、 一個(gè)分頁存儲(chǔ)系統(tǒng)，頁表存放在內(nèi)存：l 如果訪問一次內(nèi)存需要200ns，則訪問一個(gè)內(nèi)存單元需要多少時(shí)間？l 如果系統(tǒng)采用三級(jí)頁表，則訪問一個(gè)內(nèi)存單元需要多少時(shí)間？l 如果系統(tǒng)引入聯(lián)想寄存器，90的頁表項(xiàng)可以在快表中命中，則訪問一個(gè)內(nèi)存單元需要多少時(shí)間？（假設(shè)訪問一次快表需要10ns）解：1、 400NS2、 800NS3、 220NS 七、 設(shè)某文件的物理存儲(chǔ)方式采用鏈接方式，該文件由5個(gè)邏輯記錄組成，每個(gè)邏輯記錄的大小與磁盤塊大小相等，均為512字節(jié)，并依次存放在50、121、75、80、63號(hào)磁盤塊上。（10分）l 文件的第1569邏輯字節(jié)的信息存放在哪一個(gè)磁盤塊上？l 要訪問第1569邏輯字節(jié)的信息，需要