北京理工大学数学专业操作系统期末试题(MTH17067).doc

课程编号：MTH17067 北京理工大学2013-2014学年第1学期理工大学数学与统计学院2011级操作系统终考试卷（A卷）班级_ 学号_ 姓名_ 成绩_（所有答案都应写在答题纸上，不要写在题目处，答题时请标明题号。）一、单项选择题（共15分，每题3分。）1.Unix操作系统是一个（ ）。A.交互式分时操作系统 B.多道批处理操作系统 C.实时操作系统 D.分布式操作系统2.进程有三种基本状态，可能的状态转换是（ ）。A.就绪运行，等待就绪，运行等待 B.就绪运行，就绪等待，等待运行C.就绪运行，等待就绪，等待运行 D.运行就绪，就绪等待，等待运行3.处理器不能直接访问的存储器是（ ）。A.寄存器 B.高速缓冲存储器 C.主存储器 D.辅助存储器4.通道在输入输出操作完成或出错时，就形成（ ）。A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.I/O中断5.磁盘上的每一个物理块要用三个参数来定位，首先要把移动臂移动并定位到不同盘面上具有相同编号的磁道位置，表示该位置的参数称（ ）。A.柱面 B.盘面 C.扇区 D.磁头二、填空题（共20分，每空2分。）6.Linux系统一般用_命令复制文件，用_命令终止某一个进程，用_命令查看网络接口。7.CPU的工作状态分为_和目态两种。8.进程实体是由_，_和_这三部分组成。9.进程有三个特性，它们是动态性、并发性和_。10.把逻辑地址转换成绝对地址的工作称为_。11.操作系统提供给编程人员的唯一接口是_。四、简答题（每题8分，共32分。）12.简述操作系统在计算机系统中的作用。13.对并发进程的管理主要应解决哪三方面的问题？解决这些问题的目的是什么？14.什么是周转时间？什么是平均带权周转时间？15.什么是死锁？产生死锁的必要条件有哪些？请简明扼要地叙述死锁定理。五、算法题（共33分。）16.（13分）假设一个系统中有A、B、C、D四个进程，它们的到达时间，运行时间如下表所示：ProcessArrival TimeBurst TimeA010B16C33D65忽略I/O、context switch及其它开销的时间，对以下每一种调度a) FCFS；b) Non-preemptive SJF； c) Preemptive SJF； d) Round Robin with time quantum q=3.做如下事情：i.画出其Gantt图；ii.计算平均周转时间和平均带权周转时间。17.（20分）考虑某一系统，它有4类资源R1，R2，R3，R4和5个并发进程A，B，C，D，E。假定R1，R2，R3，R4资源的最大量分别是6，7，12，12。各进程的最大资源请求矩阵（Max）和已分配的资源矩阵（Allocation）如下表所示：ResourceProcessAllocationMaxR1R2R3R4R1R2R3R4A00320044B10002750C2454361010D03320984E001406610请按照银行家算法（Bankers algorithm）回答下列问题，并给出详细解题步骤：i 计算尚需资源（Need）矩阵；ii 用Safety Algorithm分析系统当前是否处于安全状态；iii 假设进程C提出了申请（1，1，0，0），用Request Algorithm分析系统能否立即满足此申请。课程编号：MTH17067 北京理工大学2014-2015学年第1学期北京理工大学数学与统计学院2012级操作系统终考试卷（A卷）班级_ 学号_ 姓名_ 成绩_（所有答案都应写在答题纸上，不要写在题目处，答题时请标明题号。）一、填空题（共20分，每空2分。）1.Linux系统一般用_命令查看重命名文件，用_命令建立目录，用_命令变更用户账号。2.内存，_，_等硬件是易失的（volatile）存贮媒介。3.P操作相当于_资源，V操作相当于_资源。4.死锁的形成，除与资源的_有关外，也与并发进程的_有关。5.PCB是操作系统感知_存在的唯一实体。二、判断题（共10分，每题2分。对就填T，错就填F。）6.（ ）CPU执行程序指令。7.（ ）处理机可以直接引用（reference）硬盘上的数据。8.（ ）多个线程（thread）必须互斥地读取主存中的共享信息。9.（ ）抢占（preemption）意味着运行一个进程的所需要的CPU时间可被另一进程剥夺。10.（ ）RAID5至少需要4块硬盘。三、单项选择题（共10分，每题2分。）11.系统在（ ）时发生用户态到核心态的转变。A.P操作 B.V操作 C.执行系统调用 D.执行中断12.已获得除（ ）外所有资源的进程处于就绪状态。A.打印机 B.存储器 C.CPU D.磁盘空间13.下列进程状态的转换中，不正确的是（ ）。A.就绪运行 B.阻塞就绪 C.就绪阻塞 D.运行就绪14.下列操作系统各功能组成中，（ ）不需要硬件支持。A.进程调度 B.时钟管理 C.地址映射 D.中断系统15.SPOOLing技术实现设备的（ ）分配。A.独占 B.共享 C.虚拟 D.物理四、简答题（每题6分，共30分。）16.信号量是什么？其作用是什么？17.列出至少8种硬件设备，并对每种设备按字数要求叙述其作用。18.死锁是什么？列出至少4个死锁存在的必要条件。19.列出至少8种你在学习本课程时用过的软件，并对每种软件按字数要求叙述其作用。20.I/O控制中的DMA是什么？它有什么特点或优点？（字数要求：不多于10个汉字或者不多于20个英文单词。）五、算法题21.（12分）假设一个磁盘有200个磁道，编号为0到199，目前磁头在99号磁道上。按FIFO排成的等待服务队列为：95，113，78，156，38，10，195。请分别计算用下列各种磁盘调度算法来满足这些请求所需的总磁头移动量：i FCFS； ii SSTF； iii SCAN； iv C-LOOK.（注：对于SCAN和C-LOOK，我们假定磁头正在向0磁道移动）22.（18分）考虑某一系统，它有4类资源R1，R2，R3，R4和5个并发进程A，B，C，D，E。假定R1，R2，R3，R4资源的最大量分别是13，13，9，13。各进程的最大资源请求矩阵（Max）和已分配的资源矩阵（Allocation）如下表所示：ResourceProcessAllocationMaxR1R2R3R4R1R2R3R4A10203242B03123512C24512775D30065508E42136214请按照银行家算法（Bankers algorithm）回答下列问题，并给出详细解题步骤：i 计算尚需资源（Need）矩阵；ii 用Safety Algorithm分析系统当前是否处于安全状态；iii 假设进程C提出了申请（0，1，0，0），用Request Algorithm分析系统能否立即满足此申请。课程编号：MTH17067 北京理工大学2015-2016学年第1学期数学与统计学院2013级操作系统终考试卷班级_ 学号_ 姓名_ 成绩_（所有答案都应写在答题纸上，不要写在题目处，答题时请标明题号。）一、填空题（共20分，每空2分。）1.Linux系统一般用_命令查看网络状态，用_命令显示内存使用状况，用_命令显示当前用户的进程列表。2._，高速缓存（cache），_等硬件是易失的（volatile）存贮媒介，即其上面存贮的内容断电之后马上消失。3.Windows XP是采用_结构的操作系统，它的进程的功能发生了变化，它只是资源分配的单位，不是_单位，后者的功能由_完成。4.进程运行满一个时间片后让出中央处理器，它的状态应变为_状态。5.常见的外存分配方式有连续分配，链接分配和_。二、判断题（共16分，每题2分。对就填T，错就填F。）6.（ ）可以在内存中执行指令。7.（ ）CPU可以直接引用（reference）内存上的数据。8.（ ）多个线程（thread）必须互斥地修改主存中的共享信息。9.（ ）不可抢占（non-preemption）意味着运行一个进程的所需要的CPU时间不能被另一个进程剥夺。10.（ ）RAID5至少需要3块硬盘。11.（ ）可以往硬盘上的FAT32分区写入大于4GB的文件。12.（ ）Linus Torvalds创建了Mac OS X操作系统。13.（ ）在分时系统中，进程调度一般采用时间片轮转法（round robin）。三、单项选择题（共10分，每题2分。）14.进程状态转换图中，当等待某事件发生时，进程处于（ ）状态。A.就绪 B.终止 C.阻塞 D.执行15.临界区是（ ）。A.一段共享数据区 B.一个缓冲区 C.一段程序 D.一个互斥资源16.下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（ ）。A.就绪运行 B.阻塞就绪 C.就绪阻塞 D.运行就绪17.用户要在应用程序一级获得操作系统的帮助，必须通过（ ）。A.进程调度 B.键盘命令 C.作业调度 D.系统调用18.机械式磁盘上的每一个物理块要用三个参数来定位，首先要把移动臂移动并定位到不同盘面上具有相同编号的磁道位置，表示该位置的参数称（ ）。A.柱面 B.盘面 C.扇区 D.磁头四、简答题（每题6分，共30分。）19.原语是什么？用C语言描述加锁和解锁两种原语。20.进程和线程有什么区别？列出至少4个WinXP，Win7，Win8，或者Win10系统里的进程，并对每个进程按字数要求叙述其作用。21.列出至少6种硬件设备，并对每种设备按字数要求叙述其作用。22.列出至少6种你在学习本课程时用过的软件，并对每种软件按字数要求叙述其作用。23.I/O控制中的通道技术是什么？它有什么特点？（字数要求：不多于15个汉字或者不多于30个英文单词。）五、算法题（每题12分，共24分。）24.假设一个磁盘有200个磁道，编号为0到199，目前磁头在99号磁道上。按FIFO排成的等待服务队列为：95，113，78，156，38，10，195。请分别计算用下列各种磁盘调度算法来满足这些请求所需的总磁头移动量：i FCFS； ii SSTF； iii C-SCAN； iv LOOK.（注：对于C-SCAN和LOOK，我们假定磁头正在向199磁道移动）25.考虑某一系统，它有4类资源R1，R2，R3，R4和5个并发进程A，B，C，D，E。假定R1，R2，R3，R4资源的最大量分别是6，4，4，2。各进程的最大资源请求矩阵（Max）和已分配的资源矩阵（Allocation）如下表所示：ResourceProcessAllocationMaxR1R2R3R4R1R2R3R4A20113211B11001202C11001120D10103210E01012102请按照银行家算法（Bankers algorithm）回答下列问题，并给出详细解题步骤：i 计算尚需资源（Need）矩阵；ii 用Safety Algorithm分析系统当前是否处于安全状态；iii 假设进程C提出了申请（0，0，1，0），用Request Algorithm分析系统能否立即满足此申请。六、（选做题，共1分。）26.对于小学期上的这门24学时的“操作系统”课程，请给学院领导或者任课教师提出三条发自肺腑的建议。课程编号：MTH17067 北京理工大学2016-2017学年第1学期数学与统计学院2014级操作系统终考试卷班级_ 学号_ 姓名_ 成绩_（所有答案都应写在答题纸上，不要写在题目处，答题时请标明题号。）一、填空题（共22分，每空2分。）1.Linux系统一般用_命令改变文件的所有者，用_命令拷贝文件，用_命令解压文件。2.Linux系统给分时任务分配的nice值的区间为_。3.实现临界区互斥的常用方法有锁机制和_。4.Windows系统下一般用_函数创建进程，Linux系统下用_函数创建进程。5.可以用_技术把3个4TB的硬盘连接成一个12TB的硬盘。6.多线程多核架构下，一个4核双线程的CPU被OS逻辑上识别为_个处理器。7.外存分配方式有连续分配，链接分配和_，其中FAT32属于_分配方式。二、简答题（每题6分，共42分。）8.进程和程序有什么区别？分别列出2个Windows平台下的系统进程和2个ubuntu16.04下的系统进程，并对每个进程按字数要求叙述其作用。9.进程有哪5种基本状态？画出进程状态转化图。10.什么是临界资源？什么是临界区？对临界资源的访问有哪些原则？11.什么是死锁？产生死锁的必要条件有哪些？请简明扼要地叙述死锁定理。12.列出至少6种硬件设备，并对每种设备按字数要求叙述其作用，并指出你在学习本课程时用来检测该设备的软件或者程序的名称。13.I/O控制中的DMA是什么？它有什么特点？14.一个机械式硬盘的MBR是什么？简述其结构。（字数要求：不多于15个汉字或者不多于30个英文单词。）三、算法题（每题12分，共36分。）15.假设一个系统中有A、B、C、D四个进程，它们的到达时间，运行时间如下表所示：ProcessArrival TimeBurst TimeA010B16C33D65忽略I/O、context switch及其它开销的时间，对以下每一种调度画出其Gantt图并计算平均周转时间。a) Non-preemptive SJF； b) Preemptive SJF； c) Round Robin with time quantum q=3.16.假设一个磁盘有5000