2022年武漢輕工大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A(有答案)

2022年武漢輕工大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)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、下面敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.操作系統(tǒng)既能進(jìn)行多任務(wù)處理，又能進(jìn)行多重處理B.多重處理是多任務(wù)處理的子集，C.多任務(wù)是指同一時(shí)間內(nèi)在同一系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程D.一個(gè)CPU的計(jì)算機(jī)上也可以進(jìn)行多重處理2、在中斷發(fā)生后，進(jìn)入中斷處理的程序?qū)儆冢ǎ?。A.用戶程序B.可能是應(yīng)用程序，也可能是操作系統(tǒng)程序C.操作系統(tǒng)程序D.既不是應(yīng)用程序，也不是操作系統(tǒng)程序3、若某單處理器多進(jìn)程系統(tǒng)中有多個(gè)就緒進(jìn)程，則下列關(guān)于處理器調(diào)度的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.在進(jìn)程結(jié)束時(shí)能進(jìn)行處理器調(diào)度B.創(chuàng)建新進(jìn)程后能進(jìn)行處理器調(diào)度C.在進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)不能進(jìn)行處理器調(diào)度D.在系統(tǒng)調(diào)用完成并返回用戶態(tài)時(shí)能進(jìn)行處理器調(diào)度4、關(guān)于臨界問題的一個(gè)算法（假設(shè)只有進(jìn)程P0和P1，能會進(jìn)入臨界區(qū)）如下（i為0或1代表進(jìn)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(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)，且會出現(xiàn)“饑餓”B.不能保持進(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)，但不會出現(xiàn)“饑餓”C.保證進(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)，但會出現(xiàn)“饑餓”D.保證進(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)，不會出現(xiàn)“饑餓”5、下列關(guān)于線程的敘述中，正確的是（）。I.在采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法時(shí)，一進(jìn)程擁有10個(gè)用戶級線程，則在系統(tǒng)調(diào)度執(zhí)行時(shí)間上占用10個(gè)時(shí)間片II.屬于同·個(gè)進(jìn)程的各個(gè)線程共享?xiàng)？臻gIII.同一進(jìn)程中的線程可以并發(fā)執(zhí)行，但不同進(jìn)程內(nèi)的線程不可以并發(fā)執(zhí)行IV.線程的切換，不會引起進(jìn)程的切換A.僅I、II、IIIB.僅II、IVC.僅II、IIID.全錯(cuò)6、下列關(guān)于SPOOLing的敘述中，不正確的是（）A.SPOOLing系統(tǒng)中必須使用獨(dú)占設(shè)備B.SPOOLing系統(tǒng)加快了作業(yè)執(zhí)行的速度C.SPOOLing系統(tǒng)使獨(dú)占設(shè)備變成了共享設(shè)備D.SPOOLing系統(tǒng)利用了處理器與通道并行上作的能力7、下列關(guān)于設(shè)備驅(qū)動程序的敘述中，正確的是（）。I.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II.由于驅(qū)動程序與I/O設(shè)備（硬件）緊密相關(guān)，故必須全部用匯編語言書寫III.磁盤的調(diào)度程序是在設(shè)備驅(qū)動程序中運(yùn)行的IV.一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置了2臺同類繪圖機(jī)和3臺同類打印機(jī)，為了正確驅(qū)動這些設(shè)備，系統(tǒng)應(yīng)該提供5個(gè)設(shè)備驅(qū)動程序A.僅I、IIIB.僅II、IIIC.僅I、III，IVD.I、II、III、IV8、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9、如果當(dāng)前讀寫磁頭正在53號柱面上執(zhí)行操作，依次有4個(gè)等待訪問的請求，柱面號，依次為98，37，124，65，當(dāng)采用（）算法時(shí)，下一次磁頭才可能到達(dá)37號柱面。A.先來先服務(wù)B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先C.電梯調(diào)度（初始磁頭移動方向向著小磁道方向）D.循環(huán)掃描（磁頭移動方向向著大磁道方向）10、采用分頁或分段管理后，提供給用戶的物理地址空間（）。A.分頁支持史大的物理空間B.分段支持更大的物理空間C.不能確定D.一樣大11、在一個(gè)操作系統(tǒng)中對內(nèi)存采用頁式存儲管理方法，則所劃分的頁面大?。ǎ.要依據(jù)內(nèi)存大小而定B.必須相同C.要依據(jù)CPU的地址結(jié)構(gòu)而定D.要依據(jù)內(nèi)存和外存而定12、下列選項(xiàng)中，屬于多級頁表優(yōu)點(diǎn)的是（）。A.加快地址變換速度B.減少缺頁中斷次數(shù)C.減少頁表項(xiàng)所占字節(jié)數(shù)D.減少頁表所占的連續(xù)內(nèi)存空間二、填空題13、設(shè)備1/0方式有如下三種：__________、__________、__________14、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中主存儲器都是以__________為單位進(jìn)行編址。15、為了保證操作的正確性，中央處理器設(shè)置有兩種工作狀態(tài)：__________和__________。16、一個(gè)程序獲得了一個(gè)__________和一個(gè)__________后，就說創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程。17、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__________。18、操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信有________、__________幾種方式。19、在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，選擇頁面調(diào)度算法時(shí)應(yīng)盡量注意減少或避免__________現(xiàn)象的發(fā)生。20、從用戶觀點(diǎn)看，UNIX系統(tǒng)將文件分三類：__________、__________、__________。三、判斷題21、在大型多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，為充分利用外部設(shè)備，應(yīng)使運(yùn)行的若干程序都是I/0型的.（）22、虛擬存儲系統(tǒng)可以在每一臺計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn).（）23、特殊文件是指其用途由用戶特殊規(guī)定的文件.（）24、文件系統(tǒng)的主要目的是存儲系統(tǒng)文檔.（）25、對文件進(jìn)行讀寫前，要先打開文件.（）26、由于P、V操作描述同步、互斥等問題的能力不足，所以有必要引入其它的通訊原語或機(jī)制，如send，receive或Monitor等.（）27、執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)可以被中斷.（）28、在虛存系統(tǒng)中，只要磁盤空間無限大，作業(yè)就能擁有任意大的編址空間.（）29、所有進(jìn)程都進(jìn)入等待狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)陷入死鎖.（）30、磁盤上物理結(jié)構(gòu)為鏈接結(jié)構(gòu)的文件只能順序存取.（）31、在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，頁面長度是根據(jù)程序長度動態(tài)地分配的.（）32、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.（）四、名詞解釋題33、特權(quán)指令：34、通道：35、中斷向量：36、文件控制塊：37、文件的物理組織：38、饑餓：五、簡答題39、目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是什么？它具有什么優(yōu)點(diǎn)？40、試說明和比較幾種文件共享的方法繞彎路法？41、操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口？42、進(jìn)程調(diào)度中"可搶占"和"非搶占"兩種方式，哪一種系統(tǒng)的開銷更大？為什么43、在設(shè)備管理中，按照設(shè)備共享特性分成哪幾種類型比較合理，并分別舉例說明。44、試說明資源的靜態(tài)分配策略能防止死鎖的原因.六、綜合題45、某系統(tǒng)采用頁式存儲管理策略，抓有邏輯空間32頁，每頁為2KB，擁行物理空間1MB。1）寫出邏輯地址的格式。2）若不考慮訪問權(quán)限等，進(jìn)程的頁表有多少項(xiàng)？每項(xiàng)至少有多少位？3）如果物理空間減少一半，頁表結(jié)構(gòu)應(yīng)做怎樣的改變？46、敘述在中斷控制方式中輸入請求I/O處理的詳細(xì)過程。47、設(shè)內(nèi)存中有3道程序A、B、C，它們按A、B、C的優(yōu)先次序執(zhí)行。它們的計(jì)算和I/O操作的時(shí)間見表1-1，假設(shè)3道程序使用相同設(shè)備進(jìn)行1/O操作，即程序以串行方式使用設(shè)備，試畫出單道運(yùn)行和多道運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖（調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間忽略不計(jì)），并回答在這兩種情況下，完成這3道程序分別需要多長時(shí)間（多道運(yùn)行時(shí)采用搶占式調(diào)度策略）。

參考答案一、選擇題1、B2、C3、C4、B5、D6、D7、A8、A9、C10、C11、B12、D二、填空題13、【答案】詢問、中斷、通道14、【答案】字節(jié)15、【答案】管態(tài)（系統(tǒng)態(tài)、核心態(tài)）、目態(tài)（用戶態(tài)）16、【答案】數(shù)據(jù)塊、進(jìn)程控制塊17、【答案】封閉性、可再現(xiàn)性18、【答案】信件、通信原語@19、【答案】抖動20、【答案】普通文件目錄文件特殊文件三、判斷題21、【答案】：對22、【答案】：錯(cuò)23、【答案】：錯(cuò)24、【答案】：錯(cuò)25、【答案】：對26、【答案】：錯(cuò)27、【答案】：對28、【答案】：錯(cuò)29、【答案】：錯(cuò)30、【答案】：對31、【答案】：錯(cuò)32、【答案】：對四、名詞解釋題33、特權(quán)指令：指指令系統(tǒng)中這樣一些指令，如啟動設(shè)備指令、設(shè)置時(shí)鐘指令、中斷屏蔽指令和清內(nèi)存指令，這些指令只能由操作系統(tǒng)使34、通道：是獨(dú)立于CPU的、專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的處理單元。35、中斷向量：通常包括相應(yīng)中斷處理程序入口地址和中斷處理時(shí)處理機(jī)狀態(tài)字。36、文件控制塊：用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括文件名、文件類型、位置、大小等信息。文件控制塊與文件一一對應(yīng)，即在文件系統(tǒng)內(nèi)部，給每個(gè)文件唯一地設(shè)置一個(gè)文件控制塊，核心利用這種結(jié)構(gòu)對文件實(shí)施各種管理。37、文件的物理組織：文件在存儲設(shè)備上的存儲組織形式稱為文件的物理組織38、饑餓：在系統(tǒng)中，每個(gè)資源占有者都在有限時(shí)間內(nèi)釋放它所占有的資源，但資源中存在某些申請者由于某種原因卻永遠(yuǎn)得不到資源的一種錯(cuò)誤現(xiàn)象。五、簡答題39、答：為了給用戶提供對文件的存取控制及保護(hù)功能，而按一定規(guī)則對系統(tǒng)中的文件名，（亦可包含文件屬性）進(jìn)行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹型目錄結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)有：有效地提高對目錄的檢索速度；允許文件重名；便于實(shí)現(xiàn)文件共享。40、答：利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享：基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方法：利用符號鏈實(shí)現(xiàn)文件共享：41、答：操作系統(tǒng)為用戶提供兩種類型的使用接口：一是操作員級的，它為用戶提供控制作業(yè)執(zhí)行的途徑；二是程序員級的，它為用戶程序提供服務(wù)功能42、答：可搶占式會引起系統(tǒng)的開銷更大，可搶占式調(diào)度是嚴(yán)格保證任何時(shí)刻，讓具有最高優(yōu)先數(shù)（權(quán)）的進(jìn)程占有處理機(jī)運(yùn)行，因此增加了處理機(jī)調(diào)度的時(shí)機(jī)，引起為退出處理機(jī)的進(jìn)程保留現(xiàn)場，為占有處理機(jī)的進(jìn)程恢復(fù)現(xiàn)場等時(shí)間（和空間）開銷增大.43、答：按照是否可共享，可以分成獨(dú)占設(shè)備和共享設(shè)備兩類，獨(dú)占設(shè)備不能讓多個(gè)程序同時(shí)使用，共享設(shè)備可以同時(shí)讓多個(gè)程序使用。打印機(jī)屬于獨(dú)占設(shè)備，如果多個(gè)程序同時(shí)使用打印機(jī)，則打印出來的數(shù)據(jù)就可能會隨機(jī)混合交叉在一起，所以打印機(jī)只能讓一個(gè)程序獨(dú)占。而磁盤屬于共享設(shè)備，多個(gè)程序同時(shí)在磁盤上打開文件是可以的。44、答：資源靜態(tài)分配策略要求每個(gè)進(jìn)程在開始執(zhí)行前申請所需的全部資源，僅在系統(tǒng)為之分配了所需的全部資源后該進(jìn)程才開始執(zhí)行.這樣進(jìn)程在執(zhí)行過程中不再申請資源，從而破壞了死鎖的四個(gè)必要條件之一"占有并等待條件"，從而防止死鎖的發(fā)生。六、綜合題45、【解析】1）該系統(tǒng)擁有邏輯空間32頁，故邏輯地址中頁號必須用5位米描述，而每頁為2KB，因此頁內(nèi)位移必須用11位來描述。這樣，可得到邏輯地址格式如圖所示。2）每個(gè)進(jìn)程最多有32個(gè)頁面，因此進(jìn)程的頁表項(xiàng)坡多有32項(xiàng)；若不考慮訪問權(quán)限等，則頁表項(xiàng)中需要給出頁所對應(yīng)的物理塊號。IMB的物理空間可分成29個(gè)內(nèi)存塊，故每個(gè)頁表一項(xiàng)至少有9位。3）若物理空間減少一半，則頁表中頁表項(xiàng)數(shù)保持不變，但每項(xiàng)的長度減少1位。46、【解析】在使用中斷控制方式的系統(tǒng)中，執(zhí)行輸入請求的處理過程如下。1）應(yīng)用進(jìn)程請求讀操作。2）設(shè)備啟動程序（設(shè)備驅(qū)動程序的高層部分）查詢設(shè)備控制器的狀態(tài)寄存器，確定設(shè)備是否空閑。若設(shè)備忙，則設(shè)備啟動程序等待，直到其變?yōu)榭臻e為止。3）設(shè)備啟動程序把輸入命令存入設(shè)備控制器的命令寄存器中，從而啟動設(shè)備。4）設(shè)備啟動程序?qū)⑾鄳?yīng)信息寫入到設(shè)備控制表（DCT）的設(shè)備對應(yīng)表項(xiàng)中，如最初調(diào)用的返回地址以及I/O操作的，些特定參數(shù)等。然后CPU就可以分配給其他進(jìn)程使用了，因此設(shè)備管理器調(diào)用進(jìn)程管理器的調(diào)度程序執(zhí)行，原進(jìn)程的執(zhí)行被暫停。5）經(jīng)過一段時(shí)間后，設(shè)備完成了I/O操作，設(shè)備控制器發(fā)出中斷請求，中斷CPU上運(yùn)行的進(jìn)程，從而引起CPU運(yùn)行中斷處理程序。6）中斷處理程序確定是哪個(gè)設(shè)備引起的中斷，然后轉(zhuǎn)移到該設(shè)備對應(yīng)的設(shè)備處理程序，（設(shè)備驅(qū)動程序的低層部分）執(zhí)行。7）設(shè)備處理程序重新從設(shè)備控制表（DCT）找到等待I/O操作的狀態(tài)信息。8）設(shè)備處理程序復(fù)制設(shè)備控制器的數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容到用戶進(jìn)程的內(nèi)存區(qū)。9）設(shè)備處理程序返回給應(yīng)用進(jìn)程控制權(quán)，從而繼續(xù)運(yùn)行。在以上處理I/O操作的過程中，中斷處理程序和設(shè)備處理程序兩者一起完成對中斷請求的處理。但兩者T作方式不同，前者必須關(guān)中斷運(yùn)行或以高優(yōu)先級方式運(yùn)行，后者可以開中斷運(yùn)行或以低優(yōu)先級方式運(yùn)行。47、【解析】若采用單道方式運(yùn)行這3道程序，則運(yùn)行次序?yàn)锳、B、C，即程序A先進(jìn)行30ms的計(jì)算，再完成40ms的I/O操作，最后再進(jìn)行10ms的計(jì)算；接下來程序B先進(jìn)行60ms的計(jì)算，再完成30ms的I/O操作，最后再進(jìn)行10ms的計(jì)算；然后程序C先進(jìn)行20ms的計(jì)算，再完成40ms的I/O操作，最后再進(jìn)行20ms的計(jì)算。至此，3道程序全部運(yùn)行完畢。若采用多道方式運(yùn)行這3道程序，因系統(tǒng)按照A、B、C的優(yōu)先次序執(zhí)行，則在運(yùn)行過程中，無論使用CPU還是1/O設(shè)備，A的優(yōu)先級最高，B的優(yōu)先級次之，C的優(yōu)先級最低，即程序A先進(jìn)行30ms的計(jì)算，再完成40ms的1/0操作（與此同時(shí)，程序B進(jìn)行40ms的計(jì)算），最后再進(jìn)行10ms的計(jì)算（此時(shí)程序B等待，程序B的第一次計(jì)算已經(jīng)完成40ms，還剩余20ms）：接下來