2022年北京科技大學計算機科學與技術專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B(有答案)

2022年北京科技大學計算機科學與技術專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B〔有答案〕一、選擇題1、文件系統(tǒng)采用兩級索引分配方式。假設每個磁盤塊的大小為1KB.每個盤塊號占4B，則該系統(tǒng)中單個文件的最大長度是〔〕A.64MBB.128MBC.32MBD.都不對2、以下關于翻開文件open〔〕操作和關閉文件close〔〕操作的表達，只有〔〕是錯誤的。A.close〔〕操作告訴系統(tǒng)，不再需要指定的文件了，可以丟棄它B.open〔〕操作告訴系統(tǒng)，開始使用指定的文件C.文件必須先翻開，后使用D.目錄求必須先翻開，后使用3、關于臨界問題的一個算法〔假設只有進程P0和P1，能會進入臨界區(qū)〕如下〔i為0或1代表進程P0或者P1〕：Repeatretry：if〔turn！=-1〕turn=i；if〔turn！=i〕gotoretry；turn=-1；臨界區(qū)：turn=0；其他區(qū)域；untilfalse；該算法〔〕。A.不能保持進程互斥進入臨界區(qū)，且會出現“饑餓〞B.不能保持進程互斥進入臨界區(qū)，但不會出現“饑餓〞C.保證進程互斥進入臨界區(qū)，但會出現“饑餓〞D.保證進程互斥進入臨界區(qū)，不會出現“饑餓〞4、對進程的管理和控制使用〔〕。A.指令B.原語C.信號量D.信箱通信5、假設系統(tǒng)中有n個進程，則在阻塞隊列中進程的個數最多為〔〕？Α.nB.n-1C.n-2D.16、目標程序對應的地址空間是〔〕A.名空間B.邏輯地址空間C.存儲空間D.物理地址空間7、下面有關外層頁表的表達中錯誤的選項是〔〕。A.反映在磁盤上頁面存放的物理位置B.外層頁表是指頁表的頁表C.為不連續(xù)〔離散〕分配的頁表再建立一個頁表D.假設有了外層頁表，則需要一個外層頁表存放器就能實現地址變換8、以下選項中，不是操作系統(tǒng)關心的主要問題的是〔〕。A.管理計算機裸機B.設計、提供用戶程序與計算機及計算機硬件系統(tǒng)的接口C.管理計算機中的信息資源D.高級程序設計語言的編譯9、〔〕不是操作系統(tǒng)的功能。A.CPU管理B.存儲管理C.網絡管理D.數據管理10、某計算機按字節(jié)編址，其動態(tài)分區(qū)內存管理采用最正確適應算法每次分配和回收內存后都對空閑分區(qū)鏈重新排序。當前空閑分區(qū)信息見表3-12?；厥掌鹗嫉刂窞?0K、大小為140KB的分區(qū)后，系統(tǒng)中空閑分區(qū)的數量、空閑分區(qū)鏈第一個分區(qū)的起始地址和大小分別是〔〕。A.3，20K，380KBB.3，500K，80KBC.4，20K，180KBD.4，500K，80KB11、下面設備中屬于共享設備的是〔〕。A.打印機B.磁帶機C.磁盤D.磁帶機和磁盤12、某文件占10個磁盤塊，現要把該文件磁盤塊逐個讀入主存緩沖區(qū)，并送用戶區(qū)進行分析。假設一個緩沖區(qū)與一個磁盤塊人小相同，把一個磁盤塊讀入緩沖區(qū)的時間為100μs，將緩沖區(qū)的數據傳送到用戶區(qū)的時間是50μs.CPU對一塊數據進行分析的時間為50us。在單緩沖區(qū)和雙緩沖區(qū)結構ド，讀入并分析完該文件的時間分別是〔〕。Α.1500μs，1000μsB.1550μs，1100μsC.1550μs，1550μsD.2000μs，2000μs二、填空題13、死鎖的形成，除了與資源的________有關外，也與并發(fā)進程的________有關。14、當一個進程能被選中占用處理器時，就從__________態(tài)成為__________態(tài)。15、系統(tǒng)事先給每臺設備確定的編號稱設備的__________號，由用戶在使用設備時給出的編號稱設備的__________號。16、文件操作主要有__________、翻開文件、讀文件、寫文件、__________、刪除文件等幾種主要操作。17、通道程序是由__________組成的；啟動通道工作前，必須把通道程序首地址存放到__________中。18、在分時兼批處理的計算機系統(tǒng)中，為了獲得好的響應時間，總是優(yōu)先調度__________19、一個程序獲得了一個__________和一個__________后，就說創(chuàng)立了一個進程。20、設計實時操作系統(tǒng)時特別要注意兩點，第一是__________，第二是__________三、判斷題21、選擇通道主要用于連接低速設備.〔〕22、進程間的互斥是一種特殊的同步關系.〔〕23、參與死鎖的所有進程都占有資源.〔〕24、流式文件是指無結構的文件.〔〕25、由于現代操作系統(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.〔〕26、優(yōu)先數是進程調度的重要依據，一旦確定不能改變.〔〕27、所謂最近最少使用〔〕28、所有進程都掛起時，系統(tǒng)陷入死鎖.〔〕29、特殊文件是指其用途由用戶特殊規(guī)定的文件.〔〕30、通過任何手段都無法實現計算機系統(tǒng)資源之間的互換.〔〕四、名詞解釋題31、運行態(tài)：正在cpu上執(zhí)行的進程所處的狀態(tài)。在單cpu系統(tǒng)中，任何時候最多只能有一個進程處于運行狀態(tài)。32、搶占式調度：33、響應時間：34、固定分區(qū)法：35、路徑：36、緩沖池：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、什么是死鎖？產生死鎖的四個必要條件是什么？39、什么是操作系統(tǒng)？40、處理機調度分為哪三級？各自的主要任務是什么？41、為什么說批處理多道系統(tǒng)能極大地提高計算機系統(tǒng)的工作效率？六、綜合題42、什么是DMA方式？它與中斷方式的主要區(qū)別是什么？43、系統(tǒng)為32位實地址，采用48位虛擬地址，頁面大小4KB，頁表項人小為8B；每段最大為4GB。1〕假設系統(tǒng)使用純頁式存儲，則要采用多少級頁表，頁內偏移多少位？2〕假設系統(tǒng)采用一級頁表，TLB命中率為98%，TLB訪問時間為10ns，內存訪問時間為100ns，并假設當TLB訪問失敗后才開始訪問內存，問平均頁面訪問時間是多少？3〕如果是二級頁表，頁面平均訪問時間是多少？4〕上題中，如果要滿足訪問時間<120ns，那么命中率需要至少多少？5〕假設系統(tǒng)采用段頁式存儲，則每用戶最多可以有多少個段？段內采用兒級頁表？44、某計算機主存按字節(jié)編址，邏輯地址和物理地址都是32位，頁表項大小為4字節(jié)。請答復以下問題。1〕假設使用一級頁表的分頁存儲管理方式，邏輯地址結構為：2〕假設使用二級頁表的分頁存儲管理方式，邏輯地址結構為：設邏輯地址為LA.請分別給出其對應的頁日錄號和頁表索引的表達式。3〕采用1〕中的分頁存儲管理方式，一個代碼段起始邏輯地址為00008000H，其長度為8KB，被裝載到從物理地址00900000H開始的連續(xù)主存空間中。頁表從主存00200000H開始的物理地址處連續(xù)存放，如下圖〔地址大小自下向上遞增〕。請計算出該代碼段對，應的兩個頁表項的物理地址、這兩個頁表項中的頁框號以及代碼頁面2的起始物理地址。45、設有兩個優(yōu)先級相同的進程P1和P2。信號量S1和S2的初值均為0，試問P、P2并發(fā)執(zhí)行結束后，x、y、z的值各為多少？參考答案一、選擇題1、A2、A3、B4、B5、A6、B7、A8、D9、C10、B11、C12、B二、填空題13、【答案】分配策略〈或管理方法〉、執(zhí)行速度〔或調度策略〕14、【答案】就緒、運行15、【答案】絕對、相對號16、【答案】建立文件、關閉文件17、【答案】通道命令〔或COW〕、通道地址字〔或CAW〕18、【答案】終端作業(yè)〔或前臺作業(yè)〕19、【答案】數據塊、進程控制塊20、【答案】可靠性、平安三、判斷題21、【答案】：錯22、【答案】：對23、【答案】：錯24、【答案】：對25、【答案】：對26、【答案】：錯27、【答案】：對28、【答案】：錯29、【答案】：錯30、【答案】：錯四、名詞解釋題31、運行態(tài)：正在cpu上執(zhí)行的進程所處的狀態(tài)。在單cpu系統(tǒng)中，任何時候最多只能有一個進程處于運行狀態(tài)。32、搶占式調度：當一個進程正在執(zhí)行時，系統(tǒng)基于某種策略強行將處理機從占有者進程剝奪而分配給另一個進程的調度。這種調度方式系統(tǒng)開銷大，但系統(tǒng)能及時響應請求。33、響應時間：是分時系統(tǒng)的一個技術指標，指從用戶輸入命令到系統(tǒng)對命令開始執(zhí)行和顯示所需要的時間。34、固定分區(qū)法：內存中分區(qū)的個數固定不變，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)。35、路徑：在樹形目錄結構中，從根目錄出發(fā)經由所需子目錄到達指定文件的通路。36、緩沖池：又叫公共緩沖區(qū)，也是系統(tǒng)在磁盤上設置的多個緩沖區(qū)。它既可以用于輸入，也可以用于輸出，較好地克服了專用緩沖區(qū)的缺點。一方面提高了緩沖區(qū)的利用率，另一方面也提高了設備與cpu的并行操作程度。五、簡答題37、答：處理器管理，存儲管理，文件管理，作業(yè)管理和設備管理.38、答：死鎖：當某進程提出資源申請后，使得系統(tǒng)中一些進程處于無休止的阻塞狀態(tài)，在無外力作用下，永遠不能再繼續(xù)前進。產生死鎖的必要條件：互斥使用資源，占用并等待資源，不可搶奪資源和循環(huán)等待資源39、答：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，它能有效地組織和管理計算機系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶提供各種效勞功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計算機，并使整個計算機系統(tǒng)能高效地運行。40、答：作業(yè)調度：從一批后備作業(yè)中選擇一個或幾個作業(yè)，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執(zhí)行完后，回收資源。進程調度：從就緒進程隊列中根據某個策略選取一個進程，使之占用CPU交換調度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進程調入內存，把內存中的非執(zhí)行進程交換到外存交換區(qū)。41、答：①多道作業(yè)并行工作，減少了處理器的空閑時間，②作業(yè)調度可以合理選擇裝入主存儲器中的作業(yè)，充分利用計算機系統(tǒng)的資源。③作業(yè)執(zhí)行過程中不再訪問低速設備，而直接訪問高速的磁盤設備，縮短執(zhí)行時間。④作業(yè)成批輸入，減少了從操作到作業(yè)的交接時間六、綜合題42、【解析】DMA是DirectMemoryAccess的縮寫，也就是直接存儲器訪問。DMA是用DMA控制器來控制一個數據塊的傳輸，而CPU只需在一個數據塊傳輸的開始階段設置好傳輸所需的控制信息并在傳輸的結束階段做進，步處理即可的傳輸控制方式。其根本思想是在I/O設備和內存間開啟一個可以直接傳輸數據的通路。中斷驅動I/O控制方式是每個數據傳輸后即發(fā)出中斷，而DMA方式是在一批數據傳輸完畢后才中斷：中斷驅動I/O控制方式的傳輸是由CPU控制的，而DMA方式中只有數據塊傳輸的開始和結束階段在CPU控制下，在傳輸過程中都是由DMA控制器控制的。所以DMA方式相比于中斷方式，通過硬件的增加大大減少了中斷的次數。43、【解析】1〕頁面大小4KB=212B，即頁內偏移量的位數為12。采用48位虛擬地址，故虛頁號為48-12=36位。頁表項的大小為8B，則每頁可容納4KB/8B=512=29項。那么所需多級頁表的級數36/9=4，故應采用4級頁表。2〕系統(tǒng)進行頁面訪問操作時，首先讀取頁面對應的頁表項，有98%的概率可以在TLB中直接讀取到〔10ns〕，然后進行地址變換，訪問內存讀取頁面〔100ns〕，所需時間為10ns+100ns=110ns。如TLB未命中〔10ns〕，則要通過次內存訪問來讀取頁表項〔100ns〕.地址變換后，再訪問內存〔100ns〕，因TLB訪問失敗后才開始訪問內存，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=112ns3〕級頁表的情況下，TLB命中的訪問時間還是110ns，未命中的訪問時間加上一次內存訪問時間，即210ns+100ns=310ns，那么平均訪問時間為[98%×110+〔1-98%〕×310]ns=114ns4〕本問是在第3〕小題的根底上提出的，假設快表命中率為p，則應滿足[p×110+〔1-p〕310]ns≤120ns求解不等式，得p=95%。5〕系統(tǒng)采用48位虛擬地址，虛擬地址空間為248B，每段最大為4GB.那么最大段數=248B/4GB=216=65536.4GB=232B，即段內地址位數為32，段內采用多級頁表，那么多級頁表級數（32-12）/9=344、【解析】1〕因為頁內偏移量是12位，按字節(jié)編址，所以頁大小為212B=4KB，頁表項數為232/4K=220"，又頁表項大小為4字節(jié)，因此·級頁表最大為220×4B=4MB。2〕頁目錄號可表示為〔〔〔unsignedint〕〔LA〕〕>>22〕&Ox3FF。頁表索引可表示為〔〔〔unsignedint〕〔LA〕〕>>12〕&Ox3FF?！?Ox3FF〞操作的作用是取后10位，頁目錄號可以不用，因為其右移22位后，前面已都為零。頁目錄號也可以寫成〔〔unsignedint〕〔LA〕〕>>22；但頁表索引不可，如果兩個表達式沒有對LA進行類型轉換，也是可以的。3〕代碼頁面1的邏輯地址為00008000H，寫成：進制位00000000000000001000000000000000前20位為頁號〔對應十六進制的前5位，頁框號也是如此〕，即說明其位于第8個頁處，對應頁表中的第8個頁表項，所以第8個頁表項的物理地址=頁表起始地址+8×頁表項的字節(jié)數=00200000H+8×4=00200020H。由此可得圖所示的答案。即兩個