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B(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B（有答案）一、選擇題1、（）不是操作系統(tǒng)的功能。A.CPU管理B.存儲管理C.網(wǎng)絡(luò)管理D.數(shù)據(jù)管理2、列選項(xiàng)中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是（）。A.系統(tǒng)調(diào)用B.外部中斷C.進(jìn)程切換D.缺頁3、銀行家算法在解決死鎖問題中用于（）。A.預(yù)防死鎖B.死鎖避免C.檢測死鎖D.解除死鎖4、在多進(jìn)程的系統(tǒng)中，為了保證公共變量的完整性，各進(jìn)程應(yīng)互斥進(jìn)入臨界區(qū)。所謂臨界區(qū)是指（）。A.一個緩沖區(qū)B.一段數(shù)據(jù)區(qū)C.同步機(jī)制D.一段程序5、作業(yè)8：00到達(dá)系統(tǒng)，估計(jì)運(yùn)行時問為1h。若從10：00開始執(zhí)行該作業(yè)，其響應(yīng)比為（）。A.2B.1C.3D.0.56、CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打印機(jī)的速度，為解決這一矛盾，可采用（）。A.并行技術(shù)B.通道技術(shù)C.緩沖技術(shù)D.虛存技術(shù)7、采用SPOOLing技術(shù)將磁盤的一部分作為公共緩沖區(qū)以代替打印機(jī)，用戶對打印機(jī)的操作實(shí)際上是對磁盤的存儲操作，用以代替打印機(jī)的部分是（）。A.獨(dú)占設(shè)備B.共享設(shè)備C.虛擬設(shè)備D.一般物理設(shè)備8、下列選項(xiàng)中，不能改善磁盤設(shè)備I/O性能的是（）。A.重排I/O請求次序B.在一個磁盤上設(shè)置多個分區(qū)C.預(yù)讀和滯后寫D.優(yōu)化文件物理的分布9、若某文件系統(tǒng)索引節(jié)點(diǎn)（inode）中有直接地址項(xiàng)和間接地址項(xiàng)，則下列選項(xiàng)中，與單個文件長度無關(guān)的因素是（）.A.索引節(jié)點(diǎn)的總數(shù)B.間接地址索引的級數(shù)C.地址項(xiàng)的個數(shù)D.文件塊大小10、若用8個字（字長32位，H字號從0開始計(jì)數(shù)）組成的位示圖管理內(nèi)存，用戶歸還一個塊號為100的內(nèi)存塊時，它對應(yīng)位示圖的位置為（）（注意：位號也從0開始）。A.字號為3，位號為5B.字號為4，位號為4C.字號為3，位號為4D.字號為4，位號為511、下面有關(guān)外層頁表的敘述中錯誤的是（）。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.若有了外層頁表，則需要一個外層頁表寄存器就能實(shí)現(xiàn)地址變換12、作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生缺頁中斷，經(jīng)操作系統(tǒng)處理后應(yīng)讓其執(zhí)行（）指令。A.被中斷的前一條B.被中斷的那一條C.被中斷的后·條D.啟動時的第一條二、填空題13、當(dāng)一個進(jìn)程獨(dú)占處理器順序執(zhí)行時，具有兩個特性：__________、__________。14、文件操作主要有__________、打開文件、讀文件、寫文件、__________、刪除文件等幾種主要操作。15、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用自成獨(dú)立系統(tǒng)的能與主機(jī)并行工作的I/O結(jié)構(gòu)，主存儲器與外圍設(shè)備之間傳送信息的輸入輸出操作由__________完成。由于它能獨(dú)立完成輸入輸出操作，所以也稱為__________。16、固定分區(qū)存儲管理中的作業(yè)裝入固定的主存區(qū)域，故可采用__________方式裝入。17、文件的目錄由若干目錄項(xiàng)組成，每個目錄項(xiàng)中除了指出文件的名字和__________存取的物理地址外，還可包含如何__________和文件__________的信息。18、操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可以分為__________和__________兩類。19、三代人機(jī)界面的發(fā)展是指：一維__________、二維__________、三維__________。20、線程的主要屬性是：每個線程有__________，同一進(jìn)程中的各個線程共享__________。三、判斷題21、原語和系統(tǒng)調(diào)用的主要區(qū)別在于兩者的實(shí)現(xiàn)方法不同.（）22、在作業(yè)調(diào)度時，采用最高響應(yīng)比優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法可以得到最短的作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間.（）23、固定頭磁盤存儲器的存取時間包括搜查定位時間和旋轉(zhuǎn)延遲時間.（）24、大多數(shù)虛擬系統(tǒng)采用OPT（）25、操作系統(tǒng)的所有程序都必須常駐內(nèi)存.（）26、進(jìn)程申請CPU得不到滿足時，其狀態(tài)變?yōu)榈却龖B(tài).（）27、設(shè)置中斷屏蔽指令可以在目態(tài)下執(zhí)行.（）28、選擇通道主要用于連接低速設(shè)備.（）29、進(jìn)程優(yōu)先數(shù)是進(jìn)程調(diào)度的重要依據(jù)，必須根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行情況動態(tài)改變.（）30、引入緩沖的主要目的是提高I/0設(shè)備的利用率.（）31、打印機(jī)是一類典型的塊設(shè)備.（）32、系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)不一定是死鎖狀態(tài).（）四、名詞解釋題33、多道程序設(shè)計(jì)：34、中斷：35、設(shè)備的無關(guān)性：36、可再入代碼：37、物理記錄：38、響應(yīng)時間：五、簡答題39、進(jìn)程有哪幾種基本狀態(tài)試描繪出進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖？40、操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口？41、進(jìn)程與程序是兩個完全不同的概念，但又有密切的聯(lián)系，試寫出兩者的區(qū)別。42、什么是操作系統(tǒng)？43、為什么說批處理多道系統(tǒng)能極大地提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率？44、影響缺頁中斷率的因素有哪些？六、綜合題45、為什么要設(shè)置內(nèi)存I/O緩沖區(qū)？通常有哪幾類緩沖區(qū)？46、4個哲學(xué)家甲、乙、丙、丁，坐在圓桌前思考問題。甲乙間有筷子0，乙丙間有筷子1，依次類推。每個哲學(xué)家饑餓時，就試圖取用兩邊的筷子，只有兩根筷了都被拿到才開始進(jìn)餐。請用P、V操作寫出哲學(xué)家活動的同步執(zhí)行程序。47、某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面，每頁1KB.主存16KB。假定某時刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁分配的物理塊號為5、10、4、7，而該用戶作業(yè)的長度為6頁，試將十六進(jìn)制的虛擬地址0A5C、103C、1A5C轉(zhuǎn)換成物理地址。

參考答案一、選擇題1、C2、C3、B4、D5、C6、C7、B8、B9、A10、C11、A12、B二、填空題13、【答案】封閉性、可再現(xiàn)性14、【答案】建立文件、關(guān)閉文件15、【答案】通道、輸入輸出處理機(jī)16、【答案】靜態(tài)重定位17、【答案】文件、控制、管理18、【答案】系統(tǒng)進(jìn)程、用戶進(jìn)程19、【答案】命令行、圖形界面、虛擬現(xiàn)實(shí)20、【答案】一個唯一的標(biāo)識符和線程描述表、分配給進(jìn)程的主存地址空間三、判斷題21、【答案】：錯22、【答案】：錯23、【答案】：錯24、【答案】：錯25、【答案】：錯26、【答案】：錯27、【答案】：錯28、【答案】：錯29、【答案】：錯30、【答案】：錯31、【答案】：錯32、【答案】：對四、名詞解釋題33、多道程序設(shè)計(jì)：在這種設(shè)計(jì)技術(shù)下，內(nèi)存中能同時存放多道程序，在管理程序的控制下交替的執(zhí)行。34、中斷：是指CPU對系統(tǒng)發(fā)生的某個事件做出的一種反應(yīng)，CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場后自動地轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完該事件后，如被中斷進(jìn)程的優(yōu)先級最高，則返回斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行被“打斷”的程序。35、設(shè)備的無關(guān)性：也稱設(shè)備獨(dú)立性，就是說，用戶程序應(yīng)與實(shí)際使用的物理設(shè)備無關(guān)，由操作系統(tǒng)來考慮因?qū)嶋H設(shè)備不同而需要使用不同的設(shè)備驅(qū)動程序等問題。36、可再入代碼：也稱純代碼，是指那些在其執(zhí)行過程本身不做任何修改的代碼，通常由指令和常數(shù)組成。37、物理記錄：文件存儲器上組織信息的一個單位。它是文件存儲器識別信息的單位。38、響應(yīng)時間：是分時系統(tǒng)的一個技術(shù)指標(biāo)，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。五、簡答題39、答：進(jìn)程有運(yùn)行態(tài)，就緒態(tài)和阻塞態(tài)三種基本狀態(tài)，三種基本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖如圖1所示，圖中數(shù)字1的含義是：進(jìn)程被調(diào)度進(jìn)程選中，數(shù)字2的含義是：時間片用完，數(shù)字3的含義是：等待某事件發(fā)生，數(shù)字4的含義是：等待的事件已發(fā)生40、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41、答：兩者的主要區(qū)別有：（1）進(jìn)程是動態(tài)，程序是靜態(tài)的；（2）進(jìn)程是獨(dú)立運(yùn)行的單位，程序不能作為運(yùn)行單位；（3）各進(jìn)程間在并發(fā)執(zhí)行過程中會產(chǎn)生相互制約關(guān)系，而程序由于是靜態(tài)的，所以不存在異步特征。42、答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個系統(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)，并使整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。43、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(diào)度可以合理選擇裝入主存儲器中的作業(yè)，充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源。③作業(yè)執(zhí)行過程中不再訪問低速設(shè)備，而直接訪問高速的磁盤設(shè)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44、答：4個因素，分別是：（1）分配給程序的主存塊數(shù)；（2）頁面的大??；（3）程序編制方法；（4）頁面調(diào)度算法六、綜合題45、【解析】設(shè)置內(nèi)存I/O緩沖區(qū)的主要原因如下。1）緩和CPU和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾?！鞍闱闆r下，程序的運(yùn)行過程是時而進(jìn)行計(jì)算，時而進(jìn)行I/O。以輸出為例，若沒有緩沖區(qū)，則程序在輸出時，必然由于打印機(jī)速度跟不上而使CPU等待：然而在計(jì)算階段，打印機(jī)又因無輸入數(shù)據(jù)而無事可做。如果設(shè)置一個緩沖區(qū)，程序可以將待輸出的數(shù)據(jù)先輸出到緩沖區(qū)中，然后繼續(xù)執(zhí)行：而打印機(jī)可以從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)慢慢打印。2）減少中斷CPU的次數(shù)，例如，假定設(shè)備只用位：二進(jìn)制位接收從系統(tǒng)外傳來的數(shù)據(jù)，則設(shè)備每收到一位"進(jìn)制數(shù)就要中斷CPU次，若數(shù)據(jù)通信速率為9.6kbit/s，則中斷CPU的頻率也為9.6kHz，若設(shè)置一個具有8位的緩沖寄存器，則使CPU被中斷的次數(shù)降為前者的1/8。3）提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性。由于在CPU和設(shè)備之問引入了緩沖區(qū)，CPU可以從緩沖區(qū)中讀取或向緩沖區(qū)寫入信息；相應(yīng)地，設(shè)備也可以向緩沖區(qū)寫入或從緩沖區(qū)讀取，信息。在CPU工作的同時，設(shè)備也能進(jìn)行輸入/輸出操作，這樣CPU和I/O設(shè)備可以并行上作。通常有4類緩沖區(qū)：單緩沖、雙緩沖、循環(huán)緩沖和緩沖池。46、【解析】設(shè)置4個信號量：chopstick0，chopstickl、chopstick2和chopstick3，初值為1，分別表示筷了是否可用。Po~P3表示4人活動的進(jìn)程。Semaphorechopsticko=chopstickl=chopstick2=chopstick3=1；P0（）{While（true）{P（chopstick3）P（chopstick0）；V(chopstick3）；V(chopstickD）；While（true）{P（chopstick1）P（chopstick0）；V（chopstickl）；V(chopstick0）；P2（）{While（true）{P(chopstick1）：P（chopstick2）；V（chopstickl）；V（chopstick2）；P3（）While（true）{P（chopstick3）：P（chopstick2）：v（chopstick3）；v（chopstick2）}}本題是典型的哲學(xué)家進(jìn)餐問題。為避免4個哲學(xué)家間時饑餓而各白拿起一根筷子，結(jié)果都因陷入無限期等待而死鎖，本題采用的方法是甲、丙先拿起各自右邊的筷子，然后拿左邊的筷子，而乙、丁則相反（設(shè)想哲學(xué)家都面對圓桌而坐）。另外，解決死鎖的方法還有：①至多只允許（n-1）個哲學(xué)家同時進(jìn)餐，以保證至少一個哲學(xué)家能擁有兩根筷了而可以進(jìn)餐，最終會釋放出他所使用的筷子，從而更多人可以進(jìn)餐。②僅當(dāng)哲學(xué)家的左右兩根筷子同時可用時，才允許其拿起筷子進(jìn)餐。下面給出至多允許3個哲學(xué)家進(jìn)餐的解法，其中使用了信號量數(shù)組（信號量數(shù)組易于理解，書中沒有展開詳細(xì)敘述）：semaphorechopstick[4]=（1，1，1，1）；semaphoreS=3；P（i）While（true）{P（s）：P（chopstick[i]）；P（chopstick[i+3]mod4）；V（chopstick[i]）；V（chopstick[i+3]mod4）；V（s）：}}47、【解析】題目的條件可知，該系統(tǒng)的邏輯地址有15位，其中高5位為頁號，低10位為頁內(nèi)位移：物理地址有14位，其中高4位為塊號，低10位為塊內(nèi)位移。另外，因題目中給出的邏輯地