2022年巢湖學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B(有答案)

2022年巢湖學(xué)院計算機科學(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18個字（32位）100存塊，它對應(yīng)位示圖的位置為（）1開始算起，而不是從0開始。354434452、如果文件采用直接存取方法，且文件大小不固定，則應(yīng)采用（）物理結(jié)構(gòu)。A.直接 B.索引 C.隨機 順序3、為多道程序提供的共享資源不足時，可能會產(chǎn)生死鎖。但是，不當(dāng)?shù)模ǎ┥梨i。A.進程調(diào)度順序B.進程的優(yōu)先級C.時間片大小D.4、下列選項中，會導(dǎo)致進程從執(zhí)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)的事件是（）。A.執(zhí)行P（wait）操作B.中請內(nèi)存失敗C.啟動I/O設(shè)備D.被高優(yōu)先級進程搶占5read敘述中，正確的是（）。I.若該文件的數(shù)據(jù)不在內(nèi)存中，則該進程進入睡眠等待狀態(tài)II.請求rcad系統(tǒng)調(diào)用會導(dǎo)致CPU從用戶態(tài)切換到核心態(tài)III.read系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)應(yīng)包含文件的名稱A.僅I、II B.僅I、III 僅II、III D.I、II和III6、操作系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，要求（）。每個進程擁有一張頁表，且進程的頁表駐留在內(nèi)存中，每個進程擁有一張頁表，但只要執(zhí)行進程的頁表駐留在內(nèi)存中D.所有進程共享一張頁表，只有頁表中當(dāng)前使用的頁面必須駐留在內(nèi)存中7、適合多道程序運行的存儲管理中，存儲保護是為了（）A.B.防止非法訪問磁盤文件C.防止非法訪問磁帶文件8、某時刻進程的資源使用情況見表。此時的安全序列是（）A.P1、P2、P3、P4B.P1、P3、P2、P4C.P1、P4、P3、P2D.不存在9、在下列選項中，（）不屬于操作系統(tǒng)提供給用戶的可使用資源。A.中斷機制 處理機 C.存儲器 D.I/O設(shè)備1010個磁盤塊，現(xiàn)要把該文件磁盤塊逐個讀入主存緩沖區(qū)，并送用戶區(qū)進行分50μs.CPU50us。在單緩沖區(qū)和雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)ド，讀入并分析完該文件的時間分別是（）。Α.1500μs，1000μsB.1550μs，1100μsC.1550μs，1550μsD.2000μs，2000μs11SPOOLing技術(shù)將磁盤的一部分作為公共緩沖區(qū)以代替打印機，用戶對打印機的操作實際上是對磁盤的存儲操作，用以代替打印機的部分是（）。A.獨占設(shè)備 共享設(shè)備 虛擬設(shè)備 一般物理設(shè)12、下列關(guān)于設(shè)備驅(qū)動程序的敘述中，正確的是（）。與設(shè)備相關(guān)的中斷處理過程是由設(shè)備驅(qū)動程序完成的I/O設(shè)備（硬件）III.磁盤的調(diào)度程序是在設(shè)備驅(qū)動程序中運行的IV.235個設(shè)備驅(qū)動程序A.僅I、III B.僅II、III 僅I、III，IV D.、II、III、IV二、填空題13、死鎖的形成，除了與資源有關(guān)外，也與并發(fā)進程有關(guān)。14、在現(xiàn)代Unix系統(tǒng)（如System中，存貯管理大多采存貯機制，把 作為一種輔助手段。15、當(dāng)多個線程協(xié)作完成一項任務(wù)時，線程間必須通來實現(xiàn)協(xié)作工作。16、UNIX系統(tǒng)規(guī)定用戶使用文件的權(quán)限是讀和 三種。17、文件存取方式主要取決于兩個方面的因素，有關(guān)和與 有關(guān)。18、三代人機界面的發(fā)展是指：一、二維 、三維 。19、輸入輸出操作異常結(jié)束中斷可能是故障或設(shè)備 引起的。20、文件的目錄由若干目錄項組成，每個目錄項中除了指出文件的名字存的物理地址外，還可包含如和文件 的信息。三、判斷題21（）22、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：（）23（）24（）25（）26（）27（）28（）29（）30、在大型多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，為充分利用外部設(shè)備，應(yīng)使運行的若干程序都是I/0型的.（）四、名詞解釋題31、并行：32、非搶占式調(diào)度：33、死鎖防止：34、文件：35、可重定位地址：36、通道：五、簡答題37、從資源管理的角度說明操作系統(tǒng)的主要功能？38、一個具有分時兼批處理功能的操作系統(tǒng)應(yīng)怎樣調(diào)度和管理作業(yè)39、虛擬存儲器的基本特征是什么？虛擬存儲器的容量主要受到哪兩方面的限制？40、存儲管理的主要功能是什么41、什么是臨界區(qū)進程進入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么六、綜合題42、試分別說明操作系統(tǒng)與硬件、操作系統(tǒng)與其他系統(tǒng)軟件之間的關(guān)系，并畫出操作系，統(tǒng)的層次關(guān)系。43、已知系統(tǒng)為32位實地址，采用48位虛擬地址，頁面大小為4KB，頁表項大小為8B，每段最大為4GB。假設(shè)系統(tǒng)使用純頁式存儲，則要采用多少級頁表？頁內(nèi)偏移多少位？假設(shè)系統(tǒng)采用一級頁表，TLB命中率為98%，TLB訪問時間為10ns，內(nèi)存訪問時間為100nsTLB訪問失敗后才開始訪問內(nèi)存，問平均頁面訪問時間是多少？如果是二級頁表，頁面平均訪問時間是多少？上題中，如果要滿足訪問時間<120ns，那么命小率需要至少多少？若系統(tǒng)采用段頁式存儲，則每用戶最多可以有多少個段？段內(nèi)采用兒級頁表？441000件產(chǎn)品的環(huán)形緩沖區(qū)（初始為空）品，否則等待：當(dāng)緩沖區(qū)未空時，消費者進程可以從緩沖區(qū)取走·件產(chǎn)品，否則等10件產(chǎn)品后，其他消費者進程才時以P、V（wait（）、signal（））操作實現(xiàn)進程間的互斥與同步，要求寫出完整的過程，并說明所用信號量的含義和初值。45、3個進程P1、P2P3互斥使用一個包含N（N>0）個單元的緩沖區(qū)。P1每次produce（）put（）送入緩沖區(qū)的某一空閑單元中：P2每次用getodd（）countodd（）統(tǒng)計奇數(shù)個數(shù)；P3每次用geteven（）從該緩沖區(qū)中取出一個偶數(shù)并用counteven（）統(tǒng)計偶數(shù)個數(shù)。請用信號量機制實現(xiàn)這3個進程的同步與互斥活動，并說明所定義信號量的含義。要求用偽代碼描述。參考答案一、選擇題、B、B、D、D、A、A、D8、D9、A、B、B、A二、填空題13、【答案】分配策略〈或管理方法〉、執(zhí)行速度（或調(diào)度策略）14、【答案】分頁式虛擬、對換技術(shù)15、【答案】PV操作16、【答案】寫、執(zhí)行17、【答案】文件管理、設(shè)備管理18、【答案】命令行、圖形界面、虛擬現(xiàn)實19、【答案】設(shè)備、特殊事件20、【答案】文件、控制、管理三、判斷題、【答案】：錯、【答案】：錯、【答案】：錯、【答案】：對、【答案】：對、【答案】：對、【答案】：對、【答案】：錯、【答案】：錯、【答案】：對四、名詞解釋題31、并行：是指兩個或多個活動在同一時刻同時執(zhí)行的情況。32、非搶占式調(diào)度：系統(tǒng)一旦把處理機分配給某個進程之后，該進程一直運行下去，直到該進程完成或因等待某個事件發(fā)生時，才將處理機分配給其他進程。這種調(diào)度方式實現(xiàn)簡單，系統(tǒng)開銷小，但系統(tǒng)性能不夠好。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：是命名的相關(guān)信息的集合體，它通常存放在外存（如磁盤、磁帶）上，可以作為一個獨立單位存放并實施相應(yīng)的操作（如打開、關(guān)閉、讀、寫等）35、可重定位地址：當(dāng)含有它的程序被重定位時，將隨之被調(diào)整的一種地址。36、通道：是獨立于CPU的、專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的處理單元。五、簡答題37、答：處理器管理，存儲管理，文件管理，作業(yè)管理和設(shè)備管理.38、答：1）優(yōu)先接納終端作業(yè)，僅當(dāng)終端作業(yè)數(shù)小于系統(tǒng)可以允許同時工作的作業(yè)數(shù)時，可以調(diào)度批處理作業(yè)，2）允許終端作業(yè)和批處理作業(yè)混合同時執(zhí)行.3）把終端作業(yè)的就緒進程排成一個就緒隊列，把批處理作業(yè)的就緒進程排入另外的就緒隊列中.4）有終端作業(yè)進程就緒時，優(yōu)先讓其按"時間片輪轉(zhuǎn)"法先運行.沒有終端作業(yè)時再按確定算法選批處理作業(yè)就緒進程運行39離散"；多次對換，即所需的全部程序和數(shù)的限制.40、答：存儲管理的主要功能包括（1）主存空間的分配和回收；（2）完成重定位；（3）主存空間的共享和保護；（4）使用"虛擬存儲器"，擴充主存空間.41如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)一次僅允許一個進程進②任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi).如已有進程進入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待③進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內(nèi)退出，以便其它進程能及時進入自己的臨界區(qū)④如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進程出現(xiàn)"忙等"現(xiàn)象.六、綜合題42、【解析】圖為計算機系統(tǒng)的層次關(guān)系。操作系統(tǒng)與硬件的關(guān)系：操作系統(tǒng)是覆蓋在硬件上的第一層軟件，它管理計算機的硬件資源。操作系統(tǒng)為用戶完成所有與硬件相關(guān)的操作，從而極大方便了用戶對硬件資源的使用，并提高了硬件資源的利用率。操作系統(tǒng)與其他系統(tǒng)軟件的關(guān)系：操作系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)軟件，其他系統(tǒng)軟件運行在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，可獲得操作系統(tǒng)提供的大量服務(wù)，也就是說，操作系統(tǒng)是其他系統(tǒng)軟件與硬件之間的接口。43、【解析】4KB=212B，即頁內(nèi)偏移量的位數(shù)為12。采用48位虛擬地址，故虛頁，號為48-12=36（位），8B，則每頁可容納4KB/8B=512=29（項），所需多級頁表的級數(shù)[36/9]=44級頁表。系統(tǒng)進行頁面訪問操作時，首先讀取頁面對應(yīng)的頁表項，有98%可以在TLB中直接讀取到（10ns），然后進行地址變換，訪問內(nèi)存讀取頁面（100ns），所需要的時間為10ns+100ns=110ns如果TLB未命中（10ns），則要通過一次內(nèi)存訪問來讀取頁表項（100ns），地址變換后，再訪問內(nèi)存（100ns），因TLB訪問失敗后才開始訪問內(nèi)存，因此所需時間為10ns+100ns+100ns=210ns。頁表平均訪問時間為[98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns二級頁表的情況下，TLB命中的訪問的訪問時間還是110ns，未命中的訪問時間加上次內(nèi)存訪問時間，即2！Ons+100ns=310ns，所以平均訪問時間為[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns本問是在第3p，則應(yīng)滿足[p×110+（1-p）×310]ns≤120ns求解不等式得p≥95%。248B，每段最大為4GB32，段內(nèi)采用多級頁表，那么多級頁表級數(shù)=?（32?12）/9?=3，故段內(nèi)采用3級頁表。44、【解析】這是典型的生產(chǎn)者-消費者問題，只對典型問題加了一個條件，只需在標(biāo)準(zhǔn)模型上新加一個信號量，即可完成指定要求。設(shè)置4個變量mutex1、mutex2，empty和full.mutex1用于一個消費者進程一個周期（10次）內(nèi)對于緩沖區(qū)的控制，初值為1：mutex2用于進程單次互斥地訪問緩沖區(qū)，初值為1；empty代表緩沖區(qū)的空位數(shù)，初值為0：full代表緩沖區(qū)的產(chǎn)品數(shù)，初值為1000。具體進程的描述如下：semaphoremutexl=1；semaphoremutex2=1；semaphoreempty=1000；semaphorefull=0；producer（）{{while（1）生產(chǎn)一個產(chǎn)品；P（empty）；P（mutex2）；把產(chǎn)品放入緩沖區(qū)；V（mutex2）；V（full）；}}consumer（）{while（1）{P（mutex1）for（inti=0；i<=10；++i）P（full）；P（mutex2）；從緩沖區(qū)取出一件產(chǎn)品；V（mutex2）；V（empty）；消費這件產(chǎn)品；}V（mutex1）}45、【解析】出于緩沖區(qū)是互斥資源，因此設(shè)互斥信號量為mutex。同步問題：P1、P2因奇數(shù)的放置與取用而同步，設(shè)同步信號量為odd；P1、P3因偶數(shù)的放置與取用而同步，設(shè)同步信號量為even；對空閑緩沖區(qū)設(shè)置資源同步信號量empty，初值為N。偽代碼描述如下：semaphoremutex=1；semaphoreodd=0；even=0；semaphoreempty=N；processPi（）{while（true）{number=