操作系統(tǒng)期末試題及答案

1、（答案在后面）得 分評(píng)分人一、 填空題(每空1分,共10分)1. 常見(jiàn)的I/O控制方式有程序I/O方式、 中斷 I/O控制方式、 DMA I/O控制方式和 通道 I/O控制方式四種。2. 操作系統(tǒng)向用戶提供的兩個(gè)基本接口是 程序 接口和 用戶 接口。3. 若在一分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁(yè)表如下所示。已知頁(yè)面大小為1024字節(jié)，邏輯地址(3082)10轉(zhuǎn)化得到的物理地址是 6154 。頁(yè)號(hào)塊號(hào)021321364. 具有多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性和交互性特征的操作系統(tǒng)是 分時(shí) 操作系統(tǒng)。5. 通道用于控制 設(shè)備控制器 與內(nèi)存之間的信息交換。6. 事務(wù)的最基本特性是 。7. 若盤塊大小為4KB，每個(gè)

2、盤塊號(hào)占4字節(jié)，在采用兩級(jí)索引時(shí)允許的最大文件長(zhǎng)度為 4GB 。得 分評(píng)分人二、 單選題(每題2分,共20分)1. 用磁帶作為文件存貯介質(zhì)時(shí)，文件只能組織成( )。A. 順序文件 B. 鏈接文件 C. 索引文件 D. 目錄文件 2. 一作業(yè)8：00到達(dá)系統(tǒng)，估計(jì)運(yùn)行時(shí)間為1小時(shí)，若10：00開(kāi)始執(zhí)行該作業(yè)，則其響應(yīng)比是(C)。A. 2 B. 1 C. 3 D. 0.53. 文件系統(tǒng)采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)后，對(duì)于不同用戶的文件，其文件名( C )。A. 應(yīng)該相同 B. 應(yīng)該不同 C. 可以相同，也可以不同 D. 受系統(tǒng)約束4. 死鎖預(yù)防是保證系統(tǒng)不進(jìn)入死鎖狀態(tài)的靜態(tài)策略，其解決方法是破壞產(chǎn)生死鎖的四個(gè)

3、必要條件之一。下列方法中破壞了“循環(huán)等待”條件的是（ D ）。 A. 銀行家算法 B. 一次性分配策略 C. 剝奪資源法 D. 資源有序分配法5. 進(jìn)程狀態(tài)從就緒態(tài)到運(yùn)行態(tài)的轉(zhuǎn)化工作是由（ B ）完成的。A. 作業(yè)調(diào)度 B. 進(jìn)程調(diào)度 C. 頁(yè)面調(diào)度 D. 設(shè)備調(diào)度6. 采用緩沖技術(shù)的主要目的是（ C ）。A. 改善用戶編程環(huán)境 B. 提高CPU的處理速度 C. 提高CPU和設(shè)備間的并行程度 D. 實(shí)現(xiàn)與設(shè)備無(wú)關(guān)性7. 目錄文件所存放的信息是（ D ）。A. 該目錄中所有數(shù)據(jù)文件目錄 B. 某一文件存放的數(shù)據(jù)信息 C. 某一個(gè)文件的文件目錄 D. 該目錄中所有文件的目錄8. 最容易形成很多小碎

4、片的可變分區(qū)分配算法是（ D ）。A. 首次適應(yīng)算法 B. 循環(huán)首次適應(yīng)算法C. 最壞適應(yīng)算法 D. 最佳適應(yīng)算法9. 用戶程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)是由（ A ）功能實(shí)現(xiàn)的。A. 設(shè)備獨(dú)立性 B. 設(shè)備驅(qū)動(dòng) C. 虛擬設(shè)備 D. 設(shè)備分配10. 下面關(guān)于順序文件、鏈接文件和索引文件的論述中不正確的是（ A ）。A. 顯示鏈接文件是在每個(gè)盤塊中設(shè)置一個(gè)鏈接指針，用于將該文件所屬的所有盤塊鏈接起來(lái) B. 順序文件必須采用連續(xù)分配方式，而鏈接文件和索引文件則都可采取離散分配方式C. 順序文件適用于對(duì)諸記錄進(jìn)行批量存取時(shí) D. 在交互應(yīng)用場(chǎng)合，需要經(jīng)常查找訪問(wèn)單個(gè)記錄時(shí)，更適合用順序或索引文件 得

5、 分評(píng)分人三、 簡(jiǎn)答題。(每題4分，共20分)1. 文件系統(tǒng)對(duì)目錄管理的主要要求是什么？ 實(shí)現(xiàn)“按名存取” （1分） 提高對(duì)目錄的檢索速度 （1分） 文件共享 （1分） 允許文件重名 （1分）2. 什么是Spooling技術(shù)，Spooling系統(tǒng)由哪幾部分組成？SPOOLING技術(shù)是一種虛擬設(shè)備技術(shù),它可以把一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備改造成為虛擬設(shè)備,在進(jìn)程所需的物理設(shè)備不存在或被占用的情況下，使用該設(shè)備。SPOOLING技術(shù)是對(duì)脫機(jī)輸入,輸出系統(tǒng)的模擬，又稱為假脫機(jī)操作。（2分）SPOOLING系統(tǒng)主要由三部分組成：輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程。（2分）3. 文件分配表FAT

6、的作用及類別。4. 某系統(tǒng)中有4個(gè)并發(fā)進(jìn)程，都需要同類資源5個(gè)，假設(shè)現(xiàn)在用信號(hào)量S代表該資源，當(dāng)前S的值為-2。請(qǐng)回答： 保證該系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖的最少資源數(shù)是幾個(gè)？17個(gè) 假設(shè)信號(hào)量S的初值等于第問(wèn)中的結(jié)果，那么系統(tǒng)中的相關(guān)進(jìn)程至少執(zhí)行了幾次P(S)操作？19次 與信號(hào)量S相關(guān)的處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程有幾個(gè)？?jī)蓚€(gè) 要使信號(hào)量S的值大于0，應(yīng)該進(jìn)行怎樣的操作？ V(S)操作釋放信號(hào)量的次數(shù)至少要比P(S)操作多3次。5. 試分別從以下方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較： 地址空間：線程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單元，進(jìn)程至少擁有一個(gè)線程，同屬一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程共享該進(jìn)程的地址空間；而進(jìn)程則有自己獨(dú)立的地址空間。 資源

7、擁有：資源擁有：進(jìn)程是資源分配和擁有的基本單位，同一個(gè)進(jìn)程所屬的多個(gè)線程共享進(jìn)程所有的資源。 處理機(jī)調(diào)度：線程是處理機(jī)調(diào)度的基本單位 能否并發(fā)執(zhí)行：進(jìn)程和線程均可以并發(fā)執(zhí)行得 分評(píng)分人四、 應(yīng)用題(每題10分,共30分)1. 某請(qǐng)求分頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，接收一個(gè)共7頁(yè)的作業(yè)。作業(yè)運(yùn)行時(shí)的頁(yè)面走向如下：1、5、2、1、3、2、4、7、2、4。假定系統(tǒng)為該作業(yè)分配了3塊內(nèi)存空間，內(nèi)存頁(yè)塊初始均為空，假設(shè)FIFO算法以隊(duì)列，LRU算法以堆棧作為輔助結(jié)構(gòu)，請(qǐng)?zhí)畋聿⒂?jì)算： 采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面淘汰算法時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多少次缺頁(yè)中斷？缺頁(yè)率是多少？頁(yè)面走向1521324724隊(duì)列是否缺頁(yè)換出頁(yè) 缺頁(yè)中斷次

8、數(shù)為： 缺頁(yè)率為： 采用最近最久未用（LRU）頁(yè)面淘汰算法時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多少次缺頁(yè)中斷？缺頁(yè)率是多少？頁(yè)面走向1521324724堆棧是否缺頁(yè)換出頁(yè) 缺頁(yè)中斷次數(shù)為： 缺頁(yè)率為： 2假定磁盤的移動(dòng)臂現(xiàn)在處于第10柱面，由內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)（磁道號(hào)由小到大）?，F(xiàn)有一組磁盤請(qǐng)求以60、8、15、4、20、40柱面的次序到達(dá)磁盤驅(qū)動(dòng)器，移動(dòng)臂移動(dòng)一個(gè)柱面需要6ms，請(qǐng)完成下面的問(wèn)題： 訪問(wèn)磁盤所需的時(shí)間由哪三部分構(gòu)成？ 若采用先來(lái)先服務(wù)FCFS算法進(jìn)行磁盤調(diào)度，請(qǐng)給出柱面訪問(wèn)序列，計(jì)算平均尋道時(shí)間。 若采用最短尋找時(shí)間優(yōu)先SSTF算法進(jìn)行磁盤調(diào)度，請(qǐng)給出柱面訪問(wèn)序列，計(jì)算平均尋道時(shí)間。 若采用電梯掃描SCAN算

9、法進(jìn)行磁盤調(diào)度，請(qǐng)給出柱面訪問(wèn)序列，計(jì)算平均尋道時(shí)間。3系統(tǒng)中有4類資源（A，B，C，D）和5個(gè)進(jìn)程P0P4，T0時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)如下表所示，系統(tǒng)采用銀行家算法實(shí)施死鎖避免策略。ProcessAllocationNeedAvailableP01,2,3,40,0,1,21,2,2,3P11,0,0,01,7,5,0P20,2,1,02,3,5,6P30,2,1,00,6,5,8P41,0,1,10,6,5,7請(qǐng)回答： 系統(tǒng)中的4類資源總量分別是多少？4 8 8 8 T0狀態(tài)是否安全？為什么？T0時(shí)刻存在一個(gè)安全序列P0，P2，P4，P3，P1，故系統(tǒng)是安全的。 在T0狀態(tài)的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P2提出

10、請(qǐng)求Request（1，1，0，1），系統(tǒng)能否將資源分配給它？請(qǐng)說(shuō)明理由。進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request（1,1,0,1）后，因RequestNeed且RequestAvailable，故系統(tǒng)可考慮將資源分配給它，分配后，Available將變?yōu)?0，1，2，2)，進(jìn)行安全性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)安全序列P0，P2，P4，P3，P1，故系統(tǒng)是安全的。 在T0狀態(tài)的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P1提出請(qǐng)求Request（1，1，2，0），系統(tǒng)能否將資源分配給它？請(qǐng)說(shuō)明理由。P1提出請(qǐng)求Request(1,1,2,0)后，因RequestNeed且RequestAvailable，故系統(tǒng)可考慮將資源分配給它，分配后

11、，Available將變?yōu)?0,1,0,3)，進(jìn)行安全性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)已不能滿足任何進(jìn)程需要，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入不安全狀態(tài)，所以此時(shí)系統(tǒng)不能為P1分配資源。得 分評(píng)分人五、 綜合分析題（每題10分，共20分）1. 有一個(gè)多道批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用“短作業(yè)優(yōu)先”調(diào)度算法；進(jìn)程調(diào)度采用“優(yōu)先數(shù)搶占式”調(diào)度算法，且優(yōu)先數(shù)越小優(yōu)先級(jí)越高。若系統(tǒng)擁有打印機(jī)一臺(tái)，采用靜態(tài)方法分配，忽略系統(tǒng)的調(diào)度開(kāi)銷?，F(xiàn)有如下作業(yè)序列到達(dá)系統(tǒng)：作業(yè)名到達(dá)時(shí)間Cpu運(yùn)行時(shí)間打印機(jī)需求優(yōu)先數(shù)J12：0050min14J22：2040min02J32：3050min13J42：5020min05J53：1010min11請(qǐng)?zhí)顚懴卤?，根?jù)表

12、格內(nèi)容求出各個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)指出各個(gè)作業(yè)運(yùn)行結(jié)束的次序。作業(yè)名到達(dá)時(shí)間Cpu運(yùn)行時(shí)間打印機(jī)需求優(yōu)先數(shù)開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J12：0050min142：003:30J22：2040min022:203:00J32：3050min133:404:50J42：5020min054:303:40J53：1010min113:303:40各個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：各個(gè)作業(yè)的平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：各個(gè)作業(yè)運(yùn)行結(jié)束的次序?yàn)椋?. 有一間教室，教室內(nèi)只有一位教師為學(xué)生答疑。教室內(nèi)有10張可供學(xué)生等待答疑的椅子，如果沒(méi)有學(xué)生需要答疑，則教師休息；如果有學(xué)生進(jìn)入教室發(fā)現(xiàn)教

13、師在休息，則要叫醒該教師；教師正在答疑時(shí)若有新來(lái)的同學(xué)，則進(jìn)入教室坐下等待，但是若教室內(nèi)已無(wú)空位，那新來(lái)的同學(xué)要先離開(kāi)。要求： 請(qǐng)分析為了實(shí)現(xiàn)同步控制，總共需要用到幾個(gè)信號(hào)量，其含義和初始值分別為多少。 請(qǐng)使用偽碼描述教師和學(xué)生之間的同步關(guān)系。一、 填空題(每空1 分，共10 分)1. 中斷驅(qū)動(dòng) 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（或DMA） 通道2. 用戶 程序3. 61544. 分時(shí)5. 設(shè)備控制器6. 原子性7. 4GB二、單選題(每題2分，共20分)1. A 2. C 3. C 4. D 5. B 6. C 7. D 8. D 9. A 10. A 三、簡(jiǎn)答題(每題4分，共20 分)1. 文件系統(tǒng)對(duì)目錄的

14、管理有以下要求： 實(shí)現(xiàn)“按名存取” （1分） 提高對(duì)目錄的檢索速度 （1分） 文件共享 （1分） 允許文件重名 （1分）2. SPOOLING技術(shù)是一種虛擬設(shè)備技術(shù),它可以把一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備改造成為虛擬設(shè)備,在進(jìn)程所需的物理設(shè)備不存在或被占用的情況下，使用該設(shè)備。SPOOLING技術(shù)是對(duì)脫機(jī)輸入,輸出系統(tǒng)的模擬，又稱為假脫機(jī)操作。（2分）SPOOLING系統(tǒng)主要由三部分組成：輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程。（2分）3. 可以把用于鏈接文件各物理塊的指針，顯式地存放在內(nèi)存的一張鏈接表中，分配給各個(gè)文件的所有盤塊號(hào)都放在該表中，由于查找記錄的過(guò)程在內(nèi)存中進(jìn)行，因而顯著提高了

15、檢索速度，該表稱為文件分配表FAT(File Allocation Table)。 （2分）根據(jù)FAT表項(xiàng)的位寬不同，F(xiàn)AT可分為FAT12、FAT16、FAT32和NTFS等不同類別。（2分）4. 保證不會(huì)發(fā)生死鎖的資源數(shù)至少為17個(gè)。（1分） 至少執(zhí)行了19次P(S)操作；（1分） 阻塞進(jìn)程有2個(gè)；（1分） V(S)操作釋放信號(hào)量的次數(shù)至少要比P(S)操作多3次。（1分）5. 地址空間：線程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單元，進(jìn)程至少擁有一個(gè)線程，同屬一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程共享該進(jìn)程的地址空間；而進(jìn)程則有自己獨(dú)立的地址空間。（1分） 資源擁有：進(jìn)程是資源分配和擁有的基本單位，同一個(gè)進(jìn)程所屬的多個(gè)線程共享進(jìn)

16、程所有的資源。（1分） 處理機(jī)調(diào)度：線程是處理機(jī)調(diào)度的基本單位。（1分） 并發(fā)執(zhí)行：進(jìn)程和線程均可以并發(fā)執(zhí)行。（1分）四、計(jì)算題(每題10分，共30 分)1. 解： 采用FIFO算法時(shí)，發(fā)生缺頁(yè)的次數(shù)為7，缺頁(yè)率為:70%（5分）頁(yè)面走向1521324724隊(duì)列223347225552234771111552344是否缺頁(yè)換出頁(yè)1523 采用LRU算法時(shí)，發(fā)生缺頁(yè)的次數(shù)為6，缺頁(yè)率為: 60% （5分）頁(yè)面走向1521324724堆棧213247245521324721115213247是否缺頁(yè)換出頁(yè)51322. 解： 磁盤訪問(wèn)時(shí)間由：尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間三部分構(gòu)成。（1分）

17、先來(lái)先服務(wù)算法：（3分）柱面訪問(wèn)序列為：60、8、15、4、20、40 平均尋道時(shí)間為： 最短尋找時(shí)間優(yōu)先算法：（3分）柱面訪問(wèn)序列為：8、4、15、20、40、60 平均尋道時(shí)間為： 電梯調(diào)度算法：（3分）柱面訪問(wèn)序列為：15、20、40、60、8、4 平均尋道時(shí)間為：3. 解： 系統(tǒng)中4類資源的總數(shù)為：（4,8,8,8）。（2分） T0時(shí)刻存在一個(gè)安全序列P0，P2，P4，P3，P1，故系統(tǒng)是安全的。（2分） 資源 進(jìn)程 情況WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP01,2,2,30,0,1,21,2,3,42,4,5,7tureP22,4,5,72

18、,3,5,60,2,1,02,6,6,7tureP42,6,6,70,6,5,71,0,1,13,6,7,8tureP33,6,7,80,6,5,80,2,1,03,8,8,8tureP13,8,8,81,7,5,01,0,0,04,8,8,8ture 進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request（1,1,0,1）后，因RequestNeed且RequestAvailable，故系統(tǒng)可考慮將資源分配給它，分配后，Available將變?yōu)?0，1，2，2)，進(jìn)行安全性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)安全序列P0，P2，P4，P3，P1，故系統(tǒng)是安全的。（3分） 資源 進(jìn)程 情況WorkNeedAllocationWork+

19、AllocationFinishP00,1,2,20,0,1,21,2,3,41,3,5,6tureP21,3,5,61,2,5,51,3,1,12,6,6,7tureP42,6,6,70,6,5,71,0,1,13,6,7,8tureP33,6,7,80,6,5,80,2,1,03,8,8,8tureP13,8,8,81,7,5,01,0,0,04,8,8,8ture P1提出請(qǐng)求Request(1,1,2,0)后，因RequestNeed且RequestAvailable，故系統(tǒng)可考慮將資源分配給它，分配后，Available將變?yōu)?0,1,0,3)，進(jìn)行安全性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)已不能滿足任何進(jìn)程需要，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入不安全狀態(tài)，所以此時(shí)系統(tǒng)不能為P1分配資源。（3分）五、綜合分析題(每題10分，共20分)1. 填表：（7分）作業(yè)名到達(dá)時(shí)間Cpu運(yùn)行時(shí)間打印機(jī)需求優(yōu)先數(shù)開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J12：0050min142：003：30901.8或9/5J22：2040min022：203：00401J32：3050min133：404：301202.4或12/5J42：5020min054：304：501206J53：1010min113