2022年國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A(有答案)

2022年國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、在一個(gè)文件被用戶進(jìn)程首次打開的過程中，操作系統(tǒng)需做的是（）A.將文件內(nèi)容讀到內(nèi)存中B.將文件控制塊讀到內(nèi)存中C.修改文件控制塊中的讀寫權(quán)限D(zhuǎn).將文件的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首指針返回給用戶進(jìn)程2、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(shí)間C.提高磁盤數(shù)據(jù)可靠性D.實(shí)現(xiàn)設(shè)備無關(guān)性3、一次性分配所有資源的方法可以預(yù)防死鎖的發(fā)生，這種方法破壞的是產(chǎn)生死鎖的4個(gè)必要條件中的（）。A.互斥條件B.占有并請求C.不剝奪條件D.循環(huán)等待4、一個(gè)進(jìn)程的讀磁盤操作完成后，操作系統(tǒng)針對該進(jìn)程必做的是（），A.修改進(jìn)程狀態(tài)為就緒態(tài)B.降低進(jìn)程優(yōu)先級(jí)C.給進(jìn)程分配用戶內(nèi)存空間D.增加進(jìn)程時(shí)間片大小5、中斷掃描機(jī)構(gòu)是（）掃描次中斷寄存器。A.每隔一個(gè)時(shí)間片B.每條指令執(zhí)行周期內(nèi)最后時(shí)刻C.每當(dāng)進(jìn)程釋放CPUD.每產(chǎn)生一次中斷6、下面關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的論述中，正確的是（）。A.在段頁式系統(tǒng)中以段為單位管理用戶的邏輯地址空間，以頁為單位管理內(nèi)存的物理地址空間，有了虛擬存儲(chǔ)器才允許用戶使用比內(nèi)存更大的地址空間B.為了提高請求分頁系統(tǒng)中內(nèi)存的利用率，允許用戶使用不同大小的頁面C.為了能讓更多的作業(yè)同時(shí)運(yùn)行，通常只裝入10%~30%的作業(yè)即啟動(dòng)運(yùn)行D.最佳置換算法是實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的常用算法7、在可變分區(qū)分配管理中，某一作業(yè)完成后，系統(tǒng)收回其內(nèi)存空間，并與相鄰區(qū)合并，為此修改空閑區(qū)說明表，造成空閑分區(qū)數(shù)減1的情況是（）。A.無上鄰空閑分區(qū)，也無下鄰空閑分區(qū)B.有上鄰空閑分區(qū)，但無下鄰空閑分區(qū)C.無上鄰空閑分區(qū)，但有下鄰空閑分區(qū)D.有上鄰空閑分區(qū)，也有下鄰空閑分區(qū)8、執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用的過程包括如下主要操作：①返回用戶態(tài)②執(zhí)行陷入（trap）指令③傳遞系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)④執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)程序正確的執(zhí)行順序是（）A.②->③->①->④B.②->④->③->①C.③->②->④->①D.③->④->②->①9、若程序正在試圖讀取某個(gè)磁盤的第100個(gè)邏輯塊，使用操作系統(tǒng)提供的（）接門。A.系統(tǒng)調(diào)用B.圖形用戶接口C.原語D.鍵盤命令10、系統(tǒng)管理設(shè)備是通過一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行的，下前的（）不屬于設(shè)備管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。A.FCBB.DCTC.SDTD.COCT11、若I/O所花費(fèi)的時(shí)間比CPU的處理時(shí)間短很多，則緩沖區(qū)（）A.最有效B.幾乎無效C.均衡D.以上都不是12、某進(jìn)程訪問頁面的序列如下所示。若工作集的窗口大小為6，則在t時(shí)刻的工作集為（）。A.（6，0，3，2）B.（2，3，0，4）C.（0，4，3，2，9）D.（4，5，6，0，3，2）二、填空題13、中斷是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，中斷機(jī)制包括硬件的__________和__________。14、常用的進(jìn)程調(diào)度算法有__________、__________、__________。15、同一進(jìn)程中的各線程__________進(jìn)程所占用的資源16、對于移動(dòng)臂磁盤，磁頭在移動(dòng)臂的帶動(dòng)下，移動(dòng)到指定柱面的時(shí)間稱__________時(shí)間，而指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭位置的時(shí)間稱__________時(shí)間。17、線程的主要屬性是：每個(gè)線程有__________，同一進(jìn)程中的各個(gè)線程共享__________。18、能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收到__________后及時(shí)進(jìn)行處理，并在嚴(yán)格的規(guī)定時(shí)間內(nèi)處理結(jié)束，再給出__________的操作系統(tǒng)稱為“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”。19、解決死鎖問題可以采用的方式中，采用__________策略，如銀行家算法雖然保守，但可以保證系統(tǒng)時(shí)時(shí)處于安全狀態(tài)。20、當(dāng)一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占處理器順序執(zhí)行時(shí)，具有兩個(gè)特性：__________和__________。三、判斷題21、在內(nèi)存為M的分時(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)注冊的用戶有N個(gè)時(shí)，每個(gè)用戶擁有M/N的內(nèi)存空間.（）22、引入當(dāng)前目錄是為了減少啟動(dòng)磁盤的次數(shù).（）23、通過任何手段都無法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源之間的互換.（）24、虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)可以在每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn).（）25、當(dāng)一個(gè)進(jìn)程從等待態(tài)變成就緒態(tài)，則一定有一個(gè)進(jìn)程從就緒態(tài)變成運(yùn)行態(tài).（）26、頁式存儲(chǔ)管理中，用戶應(yīng)將自己的程序劃分成若干相等的頁.（）27、用戶程序有時(shí)也可以在核心態(tài)下運(yùn)行.（）28、選擇通道主要用于連接低速設(shè)備.（）29、所有進(jìn)程都掛起時(shí)，系統(tǒng)陷入死鎖.（）30、固定頭磁盤存儲(chǔ)器的存取時(shí)間包括搜查定位時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間.（）四、名詞解釋題31、阻塞態(tài)：32、進(jìn)程調(diào)度：33、死鎖避免：34、緊縮：35、虛擬存儲(chǔ)器：36、斷點(diǎn)：五、簡答題37、什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是什么？38、什么是操作系統(tǒng)？39、計(jì)算機(jī)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、什么是快表？它在地址轉(zhuǎn)換中起什么作用？41、什么是設(shè)備獨(dú)立性，它是如何實(shí)現(xiàn)的？六、綜合題42、關(guān)于處理器調(diào)度，試問：1）什么是處理器的三級(jí)調(diào)度？2）處理器的三級(jí)調(diào)度分別在什么情況下發(fā)生？3）各級(jí)調(diào)度分別完成什么工作？43、請求分頁管理系統(tǒng)中，假設(shè)某進(jìn)程的頁表內(nèi)容見表，頁面大小為4KB，一次內(nèi)存的訪問時(shí)間是100ns，一次快表（TLB）的訪問時(shí)間是10ns，處理一次缺頁的平均時(shí)間為10ns（已含更新TLB和頁表的時(shí)間），進(jìn)程的駐留集大小固定為2，采用最近最少使用置換算法（LRU）和局部淘汰策略。假設(shè)①TLB初始為空。②地址轉(zhuǎn)換時(shí)先訪問TLB.若TLB術(shù)命中，再訪向頁表（忽略訪問頁表之后的TLB更新時(shí)間）。③有效位為0表示頁面不在內(nèi)存，產(chǎn)生缺頁中斷，缺頁中斷處理后，返回到產(chǎn)生缺頁中斷的指令處重新執(zhí)行。設(shè)虛地址訪問序列2362H、1565H、25ASH，請問：1）依次訪問上述3個(gè)虛地址，各需多少時(shí)間？給出計(jì)算過程。2）基于上述訪問序列，虛地址1565H的物理地址是多少？請說明理山。44、現(xiàn)有3名學(xué)生S1、S2和S3上機(jī)實(shí)習(xí)，程序和數(shù)據(jù)都存放在同一磁盤上。若3人編寫的程序分別為PI、P2和P3，要求這3個(gè)學(xué)生用自編的程序調(diào)用同，個(gè)數(shù)據(jù)文件A進(jìn)行計(jì)算，問：1）若文件A作為共享文件，系統(tǒng)應(yīng)采用何種目錄結(jié)構(gòu)？畫出示意圖。2）若學(xué)生S1、S2、S3都將自己的程序名起為P，則1）中的目錄結(jié)構(gòu)能否滿足要求？3）對于2），系統(tǒng)是如何使每個(gè)學(xué)生獲取其程序和數(shù)據(jù)的？45、假設(shè)某分時(shí)操作系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)。用廣usera目來的路徑名是/usr/home/usera.用戶userb目錄的路徑名是/home/userb。usera在其目錄下創(chuàng)建了目錄文件asdf和普通文件my.c.并在asdf目錄下創(chuàng)建了普通文件filel和file2：userb在其目錄下創(chuàng)建了H求文件asdf和普通文件hust1，作L在目錄文件下創(chuàng)建了普通文件file1和file2.其中usera的file1和userb的hust1是同一個(gè)文件。1）畫出上述文件系統(tǒng)的樹形口錄結(jié)構(gòu)（要求畫出目錄項(xiàng)中的必要信息）。2）試分別寫出usera的文件filel和userb的filel的文件路徑名。3）用戶userb的口錄文件asdf下的文件file2要換名為userb目錄下的文件newfile，文件系統(tǒng)如何處理？

參考答案一、選擇題1、B2、A3、B4、A5、B6、A7、D8、C9、A10、A11、B12、A二、填空題13、【答案】中斷裝置、操作系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序14、【答案】先來先服務(wù)、優(yōu)先數(shù)法、輪轉(zhuǎn)法15、【答案】共享16、【答案】尋找、延遲17、【答案】一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符和線程描述表、分配給進(jìn)程的主存地址空間18、【答案】外部信號(hào)、反饋信號(hào)19、【答案】死鎖的避免20、【答案】封閉性、可再現(xiàn)性三、判斷題21、【答案】：對22、【答案】：對23、【答案】：錯(cuò)24、【答案】：錯(cuò)25、【答案】：錯(cuò)26、【答案】：錯(cuò)27、【答案】：錯(cuò)28、【答案】：錯(cuò)29、【答案】：錯(cuò)30、【答案】：錯(cuò)四、名詞解釋題31、阻塞態(tài)：又稱等待態(tài)，指正在運(yùn)行的進(jìn)程因等待某個(gè)條件發(fā)生而不能運(yùn)行時(shí)所處的狀態(tài)。處于阻塞態(tài)的進(jìn)程在邏輯上是不能運(yùn)行的，即使cpu空閑，它也不能占用cpu。32、進(jìn)程調(diào)度：也稱低級(jí)調(diào)度程序，它完成進(jìn)程從就緒狀態(tài)到運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)化。33、死鎖避免：對進(jìn)程所發(fā)出的每一個(gè)申請資源命令加以動(dòng)態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進(jìn)行資源分配。就是說，在資源分配過程中若預(yù)測有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關(guān)鍵是確定資源分配的安全性。34、緊縮：移動(dòng)某些已分區(qū)的內(nèi)容，使所有作業(yè)的分區(qū)緊挨在一起，而把空閑區(qū)留在另一端，這種技術(shù)稱為緊縮。35、虛擬存儲(chǔ)器：虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。但是虛擬存儲(chǔ)器的容量并不是無限的，它由計(jì)算機(jī)，的地址結(jié)構(gòu)長度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲CPU工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。36、斷點(diǎn)：發(fā)生中斷時(shí)，被打斷程序的暫停點(diǎn)稱為斷點(diǎn)。五、簡答題37、答：死鎖：當(dāng)某進(jìn)程提出資源申請后，使得系統(tǒng)中一些進(jìn)程處于無休止的阻塞狀態(tài)，在無外力作用下，永遠(yuǎn)不能再繼續(xù)前進(jìn)。產(chǎn)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38、答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它能有效地組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計(jì)算機(jī)，并使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。39、答：計(jì)算機(jī)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：快表是一個(gè)高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，用于存放正運(yùn)行的進(jìn)程的當(dāng)前頁號(hào)和塊號(hào)，或者段號(hào)和段起始地址。加入快表后，在地址轉(zhuǎn)換時(shí)，首先在快表中查找，若找到就直接進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁表繼續(xù)查找，并把查到的頁號(hào)和塊號(hào)放入聯(lián)想存儲(chǔ)器中?？毂淼拿新屎芨?，有效地提高了地址轉(zhuǎn)換的速度。41、答：設(shè)備獨(dú)立性即應(yīng)用程序獨(dú)立于使用的物理設(shè)備，在應(yīng)用程序中使用邏輯設(shè)備名稱來請求使用某類設(shè)備。系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)，是使用物理設(shè)備名稱要實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性必須由設(shè)備獨(dú)立性軟件完成，包括執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作軟件提供統(tǒng)一的接口，其中邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射是由邏輯設(shè)備表LUT完成的六、綜合題42、【解析】1）處理器的三級(jí)調(diào)度是指一個(gè)作業(yè)在運(yùn)行過程中要遇到的高級(jí)調(diào)度（作業(yè)調(diào)度）、中級(jí)調(diào)度（進(jìn)程對換）和低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程調(diào)度）。不過，不是所有操作系統(tǒng)都有三級(jí)調(diào)度，有些只實(shí)現(xiàn)了其中的級(jí)或兩級(jí)，但是每個(gè)操作系統(tǒng)都有進(jìn)程調(diào)度。2）高級(jí)調(diào)度主要在需要從外存調(diào)入個(gè)作業(yè)到內(nèi)存中時(shí)發(fā)生：中級(jí)調(diào)度主要在內(nèi)存緊張需要調(diào)出些進(jìn)程，或者內(nèi)存空閑需要把先前調(diào)出的進(jìn)程調(diào)問內(nèi)存時(shí)發(fā)生：低級(jí)調(diào)度主要在正在執(zhí)行的進(jìn)程放棄CPU或者被其他優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程搶占CPU時(shí)發(fā)生。3）高級(jí)調(diào)度的主要T作是決定外存的后備隊(duì)列中哪個(gè)進(jìn)程被調(diào)入到內(nèi)存中，并給這個(gè)作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，給分配它必要的資源：中級(jí)調(diào)度的主要1：作是在內(nèi)存緊張時(shí)把就緒隊(duì)列中析時(shí)得不到執(zhí)行的進(jìn)程換到外存，也負(fù)責(zé)在內(nèi)存較空閑時(shí)把換到外存的進(jìn)程調(diào)問內(nèi)存：低級(jí)調(diào)度的主要工作是決定把CPU分配給就緒隊(duì)列中的哪個(gè)進(jìn)程。43、【解析】1）因?yàn)槊宽摯笮?KB.頁內(nèi)位移為12位（二進(jìn)制位）或3位（十六進(jìn)制位），邏輯地，址2362H的頁號(hào)為第一個(gè)十六進(jìn)制位（也可轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，得0010001101100010B，則對應(yīng)的頁號(hào)為前4個(gè)二進(jìn)制位），即為2。通過查詢表得知，該頁在內(nèi)存，但初始TLB為空，因此2362H的訪問時(shí)間為10ns（訪問TLB）+100ns（訪問頁表）+100ns（訪問內(nèi)存單元）=210ns.同理，邏輯地址1565H對應(yīng)的頁號(hào)為1，查詢TLB未命中，之后查詢頁表發(fā)現(xiàn)該頁不在內(nèi)存，出現(xiàn)缺頁中斷。缺頁中斷處理后，返回到產(chǎn)生缺頁中斷的指令處重新執(zhí)行，需要訪問一次快表。所以，1565H的訪問時(shí)間為10ns（訪問TLB）+100ns（訪問頁表）+108ns（調(diào)頁）+10ns（訪問TLB）+100ns（訪問內(nèi)存單元）=108ns。邏輯地址25ASH對應(yīng)的頁號(hào)為2，該頁在內(nèi)存，TLB命中，所以25A5H的訪問時(shí)間=10ns（訪問TLB）+100ns（訪問內(nèi)存單元）=110ns。2）1565H對應(yīng)的物理地址是101565H。在1）中，當(dāng)訪問1565H產(chǎn)生缺頁中斷時(shí)，內(nèi)存中已經(jīng)有2頁達(dá)到駐留集大小上限，應(yīng)選出-頁換出，由于在之前訪問過2362H地址，2號(hào)頁面剛被訪問，因此根據(jù)LRU算法，淘汰0號(hào)頁面，即頁框號(hào)為101H的頁面，因此換入的，1號(hào)頁面的頁框號(hào)為101H，所以虛地址：1565H的物理地址為頁框號(hào)101H與頁內(nèi)位移565H的組合，即101