操作系统原理试卷及参考答案A.doc

装 订 线江苏师范大学试卷（A）（2013-2014学年度第 二 学期）（考试日期 ：2014 年 6 月 20 日）课程名称 ： 操作系统原理 试卷类型： 闭卷 学院 计算机学院 专 业 班级 学号 姓 名 成绩 题 号一二三四五合分人分 值2010102040得 分得分一、单项选择题（每题 1 分，共 20 分，答案填入括号中）1在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为_。（ ）A共享资源 B临界资源 C软件资源 D管理资源2操作系统的功能是进行处理机管理、 管理、设备管理及信息管理。（ ）A进程 B. 存储器 C硬件 D. 软件3以下都是文件目录管理的要求，其中 是目录管理中最基本的功能。（ ）A按名存取 B提高目录检索速度 C文件共享 D允许文件重名4设计实时操作系统时，首先应考虑系统的 。（ ）A可靠性和灵活性 B实时性和可靠性C. 多路性和可靠性 D优良性和分配性5下列的进程状态变化中， 变化是不可能发生的。（ ）A运行一就绪 B运行一等待 C等待一运行 D等待一就绪6操作系统通过 对进程进行管理。（ ）AJCB BPCB CDCT DCHCT7在9个生产者、6个消费者共享容量为8的缓冲器的生产者消费者问题中互斥使用缓冲器的信号量S的初始值为_。（ ） A1 B6 C8 D98在段页式存储管理系统中，内存等分成 ，程序按逻辑模块划分成若干 。（ ） A块，页 B块，段 C分区，段 D段，页9既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是 。（ ）A. 响应比高者优先 B短作业优先C. 优先级调度 D先来先服务10设有一组进程，他们的提交时间及运行时间如下：进程号提交时间运行时间（分钟）19：0070 29：403039：5010410：105在单道方式下，采用短进程优先调度算法，进程的执行顺序是_。（ ）A. 1,2,3,4 B.4,3,2,1 C.4,1,3,2 D.1,4,3,211产生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件之一，但破坏 条件是不大实际的。（ ）A互斥 B不可抢占C部分分配 D. 循环等持12若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为1，则表示有 等待进程。（ ）A0个 B1个 C 2个 D3个13从用户的观点看，操作系统是 。（ ）A用户与计算机之间的接口B控制和管理计算机资源的软件C合理地组织计算机工作流程的软件D由若干层次的程序按一定的结构组成14如果分时操作系统的时间片一定，那么 ，则响应时间越长。（ ）A用户数少 B用户数越多C内存越少 D内存越多15虚拟存储管理系统的基础是程序的 理论。（ ）A局部性 B全局性 C动态性 D. 虚拟性16在下列文件的物理结构中，不利于文件长度动态增长的文件物理结构是 。（ ）A连续结构 B链接结构 C索引结构 DHash结构17在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数增1的情况是_。（ ） A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区 C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区18通过硬件和软件的功能扩充，把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为 。（ ）A. 存储设备 B. 系统设备 C. 用户设备 D. 虚拟设备19在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用 。（ ）A物理设备名 B 虚拟设备名 C. 逻辑设备名 D设备牌号20段式存储管理中分段是用户决定的，因此 。（ ）A段内的地址和段间的地址都是连续的B段内的地址是连续的，段间的地址是不连续的C段内的地址是不连续的，段间的地址是连续的D段内的地址和段间的地址都是不连续的得分二、判断题（每题 1 分，共 10 分，答案填入括号中）1MS-DOS系统和UNIX系统都是一个单用户的操作系统。 ( ) 2在引入线程后的系统中，进程不再是资源分配的单位。 ( )3不安全状态是死锁状态。 ( )4互斥信号量初始化时不能为负数。 ( )5在分页存储管理方式中不存在外碎片。 ( )6通道是一种I/O端口。 ( )7由于OS存在异步性，所以同一程序即使在相同的初始数据下每次运行结果都不同。 ( )8资源分配图中如果存在环路，一定发生了死锁。 ( )9段页式管理中，其逻辑地址空间是三维的。 ( )10最佳适应算法将满足进程需求量的最小空闲区分配给进程。 ( )得分三、填空题（每空 2 分，共 10 分）1给定如下段表段号段长主存起始地址06801760116010002200156038902800给定逻辑地址为1,80（方括号中的第一个元素为段号，第二个元素为段内地址），则对应的物理地址是 。2如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种I/O控制方式是 。3若页面大小是2KB，逻辑地址是25867B，则页号为 。 4若有一个200MB的硬盘，盘块大小=1KB，则文件分配表FAT共有 个表项。5假设物理块大小是512B，一个FCB有48B：其中8B文件名（6B索引节点号2B），48-8=40B是索引节点，分解后每个物理块能存放 个索引结点。得分四、简答题（每题 5 分，共 20 分）1缺页中断与一般中断有何异同？2在一个单CPU的多道程序设计系统中，若在某一时刻有N个进程同时存在，那么处于运行态、等待态和就绪态进程的最小和最大值分别可能是多少？3有相同类型的5个资源被4个进程所共享，且每个进程最多需要2个这样的资源就可以运行完毕。试问该系统是否会由于对这种资源的竞争而产生死锁，为什么？4简述系统如何利用SPOOLing技术将打印机模拟为虚拟打印机得分五、综合题（每题 10 分，共 40 分）1在银行家算法中，若出现下述的资源分配情况： ProcessAllocationNeedAvailableP00，1，2，62，0，1，23，0，1，4P12，1，0，16，6，5，7P21，0，4，13，5，1，5P30，3，2，13，1，2，8P43，2，1，03，2，2，5试问：（1）该状态是否安全？为什么？写出安全序列。 （2）若进程P1提出请求Request（2，0，1，2）后，系统能否将资源分配给它？为什么？2某移动臂磁盘当前磁头停在96号磁道，且移动臂方向是向着磁道号增加方向移动，现有如下表1所示的请求序列在等待访问磁盘： 表1访问磁盘请求序列请求次序12345678磁道号175521573615910610872请回答下面的问题：写出分别采用“最短寻道时间优先算法”和“扫描算法”时，实际处理上述请求的次序，及每次的寻道长度与平均寻道长度。3在一个请求分页系统中，假定系统分配给一个作业的物理块数为3，并且此作业的页面走向为1、2、1、3、1、2、4、2、1、3、4。试用最佳置换法(OPT)和LRU两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数及缺页率。4有一材料保管员，他保管纸和笔若干。有A、B两个学生，学生A备有纸，学生B备有笔，任一学生只要能得到其他一种材料就可以写信。有一个可以放一张纸或一支笔的小盒，保管员在小盒中可任意放一张纸或一支笔，A、B两个学生从中取出自己所需的材料。请利用P、V操作写出保管员、学生A、学生B进程的同步算法。 江苏师范大学试卷（A） （2013-2014 学年度第二学期）参考答案及评分标准院系 计算机学院 专业 所有专业 课程名称 ： 操作系统原理 一、单项选择题（每小题 1 分，共 20 分）1234567891011121314151617181920BBABCBABADABABAAADCB二、判断题（每题1分，共10分）12345678910三、填空题 (每空2 分, 共 10 分)1 1080 2 DMA方式（直接存储器访问） 3 12 4 200K（204800或200*210） 5 12 四、简答题（每小题5 分,共20分）1【解答】（5分）缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是：-1分（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。-2分（2）一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，则该指令的执行至少产生两次缺页中断。-2分2【解答】（5分）处于运行态的进程最少0个，最大1个； -1分处于就绪态的进程最少0个，最大N1个； -2分处于等待态的进程最少0个，最大N个。 -2分3【解答】（5分）该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。 -2分因为在最坏情况下，每个进程都需要2个这样的资源，且每个进程都已申请到了1个资源，那么系统中还剩下1个可用资源。无论系统为了满足哪个进程的资源申请而将资源分配给该进程，都会因为该进程已获得了它所需要的全部资源而确保它运行完毕，从而可将它占有的2个资源归还给系统，这就保证了其余三个进程能顺利运行。由此可知，该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。 -3分4【解答】（5分）利用SPOOLING技术，可以把打印机这种独占设备转换为共享设备。解决方案：（1）由输出进程在输出井中申请一个空闲磁盘块区，把要打印的数据放到里面；-2分（2）输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入表中，将该表挂到请求打印队列上；-2分（3）若打印机空闲时，输出进程再从输出井中，把要打印的数据传送到内存缓冲区，由打印机进行打印。-1分四综合题（每题10分，共40分）1【解答】（10分）（1）WorkNeedAllocationWork+ AllocationFinishP03 0 1 42 0 1 20 1 2 63 1 3 10trueP33 1 3 103 1 2 80 3 2 13 4 5 11trueP43 4 5 113 2 2 53 2 1 06 6 6 11trueP16 6 6 116 6 5 72 1 0 18 7 6 12trueP28 7 6 123 5 1 51 0 4 19 7 10 13true系统存在一个安全序列：P0、P3、P4、P1、P2或P0、P3、P4、P2、P1，系统该状态是安全的。 -6分（2）P1提出请求Request2 (2，0，1，2)，按银行家算法进行检查：Request1(2，0，1，2)Need1（6，6，5，7） -1分Request1(2，0，1，2)Available(3, 0, 1, 4) -1分试分配并修改相应的数据结构，资源分配情况如下： -1分Allocation NeedAvailableP00，1，2，62，0，1，21，0，0，2P14，1，1，34，6，4，5P21，0，4，13，5，1，5P30，3，2，13，1，2，8P43，2，1，03，2，2，5再利用安全性算法检查系统是否安全，可用资源Available (1，0，0，2)己不能满足任何进程的需要，故系统进入不安全状态，此时系统不能将资源分配给P1。-1分2【解答】（10分）（1）采用最短寻道时间优先磁盘调度算法，进行调度的情况为（从96磁道开始） 下一磁道：106，108，72，52，36，157，159，175 每次寻道长度： 10 2 36 20 16 121 2 16移动磁道总数为223，平均寻道长度为27.875。 -5分（2）采用扫描算法，进行调度的情况为：（从96磁道开始，磁头向磁道号增加方向移动）下一磁道：106，108，157，159，175，72，52，36 每次寻道长度： 10 2 49 2 16 103 20 16 移动磁道总数为218，平均寻道长度为27.25。 -5分3【解答】（10分）在本题中，分配给作业的物理块数为3。（1）根据所给页面走向，使用OPT算法时，页面置换情况如下：走向 1 2 1 3 1 2 4 2 1 3 4块1 1 1 1 1 3块2 2 2 2 2块3 3 4 4缺页 缺 缺 缺 缺 缺缺页次数为5；缺页率=5/11=45.45% -5分（2）根据所给页面走向，使用LRU算法时，页面置换情况如下：走向 1 2 1 3 1 2 4 2 1 3 4块1 1 1 1 1 1 1块2 2 2 2 2 4块3 3 4 3 3缺页 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺页次数为6；缺页率=6/11=54.54% 。 -5分4【解答】（10分）在本题中，应设置三个信号量s，spen，spaper：信号量s表示盒子是否为空，其初值为1；信号量spen表示盒中是否有笔，其初值为o；信号量spaper表示盒中是否有纸，其初值为0。-3分本题的同