操作系统考卷及答案.doc

科目操作系统计算机07班级姓名学号教室燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 1 页 （不允许考生拆解试卷，试卷拆解后将作废）题号一二三四五总分分数一、选择一个最合适的答案，填写在（ ）中（30分=1分*30）1当时引入多道程序的目的在于（ ）。 A.有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量 B充分利用存储器C.充分利用CPU，减少CPU等待时间 D提高实时响应速度 2. 在单处理机计算机系统中，（ ）是并行操作的。A.程序与程序B.处理机的操作与通道的操作C.主程序与子程序D.用户程序与操作系统程序3.下面哪一个不是程序在并发系统内执行的特点（ ）。A.产生死锁的必然性 B.资源分配的动态性C.程序执行的间断性 D.相互通信的可能性4进程和程序的一个本质区别是( )。A. 进程分时使用CPU，程序独占CPUB进程存储在内存，程序存储在外存C. 进程在一个文件中，程序在多个文件中D进程为动态的，程序为静态的5. OS是一个（ ）。A.系统软件 B. 最接近于硬件的系统软件C.应用软件 D. 应用硬件6. 进程依靠（ ）从阻塞状态过渡到就绪状态。 A.程序员的命令 B.系统服务C.“合作”进程的唤醒 D.等待下一个时间片到来7. 进程的控制信息和描述信息存放在（ ）。A.JCB B.PCB C.页表 D.FCB8在下列情况( )，系统需要进行进程调度。A. 某一进程正访问一临界资源 B某一进程运行时因缺乏资源进入阻塞状态C某一进程处于运行状态，而另一进程处于自由状态D某一进程正在访问打印机，而另一进程处于就绪状态燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 2 页 9与设备控制器关系最密切的软件是（ ）。A.编译程序 B.设备驱动程序 C.存储管理程序 D.处理机管理10. 作业调度时要想兼顾作业等待时间和计算时间，应选取( )。 A 均衡调度算法 B优先权调度算法 C先来先服务算法 D响应比最高者优先算法11. 设有三个作业J1，J2，J3，同时到达，运行时间分别为T1，T2，T3，且T1T2T3，若它们在一台处理机上按单道运行，采用短作业优先算法，则平均周转时间为（ ）。A. T1+T2+T3 B. 1/3（T1+T2+T3） C. T1+（2/3）T2+（1/3）T3 D. T1+（1/3）T2+（2/3）T3 12.下列哪种设备不需要用户安装设备驱动程序（ ）。A.系统设备 B.独享设备 C.共享设备 D.虚拟设备13. 若进程P一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能（ ）。A.在抢占调度方式中，P的优先级高于当前运行的进程 B.进程P的优先级最高 C.就绪队列为空队列 D.在抢占调度方式中，P的优先级高于就绪队列中所有的进程14. 在下列选项中，属于预防死锁的方法是（ ）。A.剥夺资源法 B.资源分配图法C.资源随意分配 D.银行家算法15现代OS具有并发性和共享性，是（ ）的引入导致的。 A. Single Programming B. Multi-Programming C. Large Memory D. Object16. 如果要使装入内存的程序，在内存中移动后仍能正常运行，必须要有( )的支持。A. 静态重定位 B.动态重定位 C. 动态链接 D.静态链接17. 段页式管理中，地址映像表是( )。 A. 每个进程一张段表，一张页表 B每个进程的每个段一张段表，一张页表C每个进程一张段表，每个段一张页表 D每个进程一张页表，每个段一张段表18.下列( )存储管理方式能使内存碎片尽可能少，避免内存的整理。A.固定分区 B.可变分区 C.分页管理 D.段式管理19. 在( )中，不可能产生系统抖动现象。A静态分区管理 B页式管理 C段式管理 D段页式存储管理燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 3 页 20在多道操作系统中，用户在使用IO设备时，通常采用( )。A.物理设备名 B逻辑设备名 C虚拟设备名 D.设备牌号21. 在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（ ）。A.程序I/O方式 B.中断驱动I/O控制方式 C.DMA控制方式 D.I/O通道控制方式22.引入缓冲可以（ ）。A改善用户编程环境 B提高CPU的处理速度C提高CPU与设备之间的并行程度 D降低计算机的硬件成本23. 操作系统实现按名存取的关键在于解决( )。 A.文件逻辑地址到文件具体的存储地址的转换 B.文件的符号名与文件具体的存储地址的转换和映射C.文件逻辑结构到文件名称转换 D.文件名称到文件逻辑地址的转换24. 在磁盘上最适宜随机存取的物理文件是( )。 A.索引文件 B.顺序文件 C.记录式文件 D.链接文件25.一般用户需要知道（ ），才能使用文件中的信息。A文件的符号名 B文件的逻辑结构C文件的物理结构 D文件的存取方法26. UNIX是（ ）操作系统。A. 多用户分时 B.批处理系统 C. 实时 D.单用户单任务27. 如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（ ）A0 B1 C2 D328当系统中进程发生死锁时，解除死锁所付出代价较小的措施是（ ）。A. 撤消发生死锁的进程 B.阻塞没有发生死锁的进程C.创立新进程 D.挂起一些没有发生死锁的进程29.（ ）措施可以提高系统的可靠性A存取控制 B双磁盘镜像 C钥匙盘 D增加口令30. ( )进程调度算法适合多用户分时系统。 A.先来先服务 B.轮转 C.可抢占优先级 D.优先级燕山大学试卷 密 封 线 共 9页 第 4 页 二、选择所有的正确的答案(10分=1分*10)1. 应用程序在（ ）系统上，相同的数据的条件下多次执行，所需要的时间是可能不同的。A.多用户分时 B.多道批处理 C.单道批处理 D.单用单任务2.下面是关于线程的叙述，其中正确的是（ ）。 A.线程自己拥有一点资源，但它可以使用所属进程的资源。 B.由于同一进程中多个线程具有相同的地址空间，所以它们间的同步和通信也易于实现。 C.进程创建与线程创建的时空开销不相同。 D.进程切换与线程切换的时空开销相同。3. 进程从阻塞状态转换到就绪状态的可能原因是（ )。A.时间片完 B.其它进程执行了唤醒原语C.执行了V操作 D.执行了P操作 4请求分页式管理中，缺页中断率与 ( )等因素有关。A. 进程分得的内存页面数 B置换算法 C. 进程页面流走向 D进程调度算法5. 段式和页式存储管理的具有类似之处，但它们实质上是不同的，表现为( )。A.页式的逻辑地址是连续的，段式的逻辑地址可以不连续B.页式的地址是一维的，段式的地址是二维的C.分页是操作系统进行的，分段是用户确定的D.页式采用静态重定位方式，段式采用动态重定位方式6. 在以下存储管理方案中，适用于多道程序系统的是（ ）A.单用户连续分配 B.固定式分区分配C.可变式分区分配 D.页式存储管理7. ( )中，实现了内存和外设间数据的直接传送。A.程序I/O方式 B.中断驱动I/O控制方式 C.DMA控制方式 D.I/O通道控制方式8. 虚拟存储器使用了（ ）。A. 覆盖技术 B.动态重定位技术C. 交换技术 D.动态链接技术9. 程序段S1、S2、S3、S4，存在前趋关系为S1 S2、 S2 S3、S1 S4，可以并发的程序段（ ）。A. S1与S3 B. S2与S3 C. S2与S4 D. S3与S4 燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 5 页 10.下列叙述中，属于文件系统的功能的是（ ）。A将文件的逻辑块号映射为外存的物理块号B对文件的读、写访问实行访问权限管理C对磁盘I/O进行管理D对磁盘存储空间进行管理三、判断正误，错误的简要说明理由（20分=2分*10）1. 分时系统的用户具有独占性，因此一个用户可以独占计算机系统的资源。2. 存储管理系统，最优页面置换算法可以获得最少的缺页率。因此，在操作系统中普遍使用。3. 多道程序的执行失去了封闭性和再现性，因此多道程序系统不需要封闭性和再现性。4. 分时系统中处于就绪状态的进程最多。5进程调度算法各种各样，如果选择不当，有的进程可能不能获得执行的机会，最后造成该进程死锁。6交换可以解决内存不足的问题，因此，交换也实现了虚拟存储器。7在银行家算法中，对某时刻的资源分配情况进行安全分析，如果该时刻的状态是安全的，则存在一个安全序列，且这个安全序列是唯一的。燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 6 页 8死锁等同于死机。9. 由于独占设备在一段时间内只允许一个进程使用，因此，多个并发进程无法访问这类设备。10. 利用SFD、BFD和i节点可以有效地提高文件的查找速度。四、简答题(24分=3分*8)1. 过程调用和系统调用的共同点是什么，它们与中断调用的差别是什么？2.为什么要引入线程，解释一下线程与进程之间的相互关系。3. 举例说明操作系统可以将一个物理部件转换多个功能更强的逻辑部件，可以将多个物理部件转换一个功能更强的逻辑部件。燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 7 页 4. 产生多道程序系统的原因是什么？现在硬件设备已经非常便宜，现在使用和研究多道OS是否还有意义。5. 比较一下RAID0和RAID1的性能。6.在单处理机系统中，相同的硬件条件下，要执行10个程序，每个程序单独执行需要6分钟，现在10个程序同时在多道程序系统执行，试估算一下最早执行完毕的程序需要的时间，全部程序执行完毕总共需要的时间。7在段式存储管理中，段的长度可否大于内存的长度？在段页式存储管理中呢？请解释其原因。燕山大学试卷 密 封 线 共 9 页 第 8 页 8试比较一下多道批处理系统与多用户分时系统的系统开销？五、解答题（16分=8分*2）1. (8分)如下图所示，有多个PUT操作同时向BUFF1存数据，多个Move操作同时不断地将BUFF1的数据移到BUFF2, 有多个GET操作同时不断地从BUFF2中取数据。BUFF1和BUFF2的容量分别是N1和N2， Put、 Move、 Get每次操作一个数据，在操作的过程中要保证数据不丢失。试用P、V（或signal，wait）操作及类Pasic/C语言描述Put、 Move、 Get的之间的协调操作，并给出各信号量的含义和初值。 Buff1Buff2 Put Move1 Get Move2 燕山大学试卷 密 封 线 共 10 页 第 9 页 2（8分）在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是10ms，查询一次快表的时间2 ms，缺页中断的时间是1000ms，每个进程最多可保留3个逻辑页面在内存。假设：页表的查询与快表的查询同时进行，快表容量足够大；当查询页表时，如果该页在内存但快表中没有页表项，系统将自动地把该页页表项送入快表。现在一个进程开始执行，首先对 1，2，3页面进行一次连续读取。现在开始分别采用FIFO和LFU页面置换算法，按2，1，5，9，2，1，2，3，7，9，3，2页面的顺序，连续对这些页面上的数据进行一次存取。针对这个页面存取序列（2，1，5，9，2，1，2，3，7，9，3，2），试求：(1) 每种算法下，缺页发生的次数？(2) 每个页面每次存取数据需要的时间 （必须列式子）。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 1 页一、选择一个最合适的答案（1分*30） CBADB CBBBDCAADB BCCAB DCBBA ACDBB二、选择所有的正确的答案(1分*10) AB ABC BC ABC ABCCD CD ABC CD ABD三、判断正误，错误的简要说明理由（2*10） （1 -3错 4对 5-9错 10对） 1 错 分时系统的独占性是终端上的用户在使用计算机时在感觉上好似单独使用一台计算机一样。这种感觉是通过将处理机的时间分成很小的时间片，轮流地分配给联机终端而完成的。因此，分时系统的用户是与其它用户共享计算系统的资源。2 错 因为需要的信息是未来的信息，很难实现，不常使用，只是用来衡量其他算法接近最优的程度。3 错 需要，否则程序没有稳定性和可靠性而言，用户也无法使用，只是需要由程序员通过精心设计获得。4 对5 错 如果进程调度算法选择不当，会造成某些进程的长期等待。我们将这种进程称为“饥饿”进程。长期“饥饿”的极端情况是“饿死”。“饿死”和“死锁”具有完全不同的含义。6 错 交互技术与非连续存放技术、地址变换等技术相结合，才能构成虚拟存储器。交换对程序员是不透明的。7 错 系统在采用银行家算法进行安全检查时，只要找到一个安全的序列就可断定系统是安全的，但安全序列可能不止一个。8 错 死锁时，不发生死锁的进程仍然进行，死机时，系统不能处理任何事情。9 错 可以把独占设备作为系统的一种临界资源，用互斥的方法访问它。10. 对四、简答题(3分*8)1.过程调用和系统调用的共同点是什么，它们与中断调用的差别是什么？过程调用和系统调用的执行完全是同步的，也就是在相同的数据集上重复执行，它们的调用点是相同的，都需要保存现场信息，转去执行另外的程序，执行后返回。中断调用是异步的，在相同的数据集上重复执行，中断的发生点可以是不同的。2为什么要引入线程，解释一下线程与进程之间的相互关系。燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 2 页在操作系统中引入线程，是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使操作系统具有更好的并发性。在多线程操作系统中，通常是在一个进程中包含多个线程，进程是资源分配的单位，线程是CPU调度和分派的单位，是花费最小开销的实体。3. 举例说明操作系统可以将一个物理部件转换多个功能更强的逻辑部件，可以将多个物理部件转换一个功能更强的逻辑部件注：这样的例子比较多，仅提供以下较典型例子。（1）SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是让一台可共享性，高速大容量的外存储器设备（磁盘）来模拟若干台独占设备的操作，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。共享打印机利用了SPOOLing技术，它已被广泛地用于多用户系统和局域网络中。分时系统一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。（2）分布式系统，在一个分布式系统中，一组独立的计算机展现给用户的是一个统一的整体，就好像是一个系统似的。系统拥有多种通用的物理和逻辑资源，可以动态的分配任务，分散的物理和逻辑资源通过计算机网络实现信息交换。虚拟存储器，操作系统把各级存储器统一管理起来，把一个程序当前正在使用的部分放在内存，而其余部分放在磁盘上，操作系统根据程序执行时的要求和内存的实际使用情况，随机地对每个程序进行换入/换出。就给用户提供一个比正式的内存空间大的多的地址空间。4. 产生多道程序系统的原因是什么？现在硬件设备已经非常便宜，现在使用和研究多道OS是否还有意义。在单道处理系统中，内存中仅有一道作业，它无法充分利用系统中的所有资源，致使系统性能差。为了进一步提高计算机系统资源的利用率和系统吞吐量，引入多道程序设计技术，由此形成了产生多道程序系统。多道程序系统具有以下优点，资源利用率高，由于内存中装入了多道程序，使资源一直处于使用状态，从而使资源得到了充分的利用；系统吞吐量大，由于CPU和其他资源一直保持“使用”状态，仅当作业完成或者其他原因时才会进行切换，系统开销比较小，吞吐量比较大。所以现在使用和研究多道OS是有意义的。5. 比较一下RAID0和RAID1的性能。 RAID 0：整个逻辑盘的数据是被分条（stripped）分布在多个物理磁盘上，可以并行读/写，提供最快的速度，但没有冗余能力。要求至少两个磁盘。我们通过RAID 0可以获得更大的单个逻辑盘的容量，且通过对多个磁盘的同时读取获得更高的存取速度。RAID 0首先考虑的是磁盘的速度和容量，忽略了安全，只要其中一个磁盘出了问题，那么整个阵列的数据都会丢失。 RAID1 ：又称镜像方式，也就是数据的冗余。在整个镜像过程中，只有一半的磁盘容量是有效的（另一半磁盘容量用来存放同样的数据）。同RAID 0相比， 燕山大学试题标准答案 共 4 页 第 3 页RAID 1首先考虑的是安全性，容量减半、速度比传统的镜像磁盘快。6. 在单处理机系统中，相同的硬件条件下，要执行10个程序，每个程序单独执行需要6分钟，现在10个程序同时在多道程序系统执行，试估算一下最早执行完毕的程序需要的时间，全部程序执行完毕总共需要的时间。（1）当每个程序只有CPU计算时，最早执行完毕的程序需要的时间等于6分钟，全部程序执行完完毕总共时间为大于等于60分钟。当CPU运行完一个程序时，需要调度另一个程序，花费一些时间，调度算法不同，花费时间略不同。所以全部运行完的时间大于等于60分钟。（2）当每个程序包括CPU计算与I/O操作时，最早执行完毕的程序需要的时间大于等于6分钟，全部程序执行完完毕总共时间为小于等于60分钟。CPU与I/O操作可以并行操作，当一道程序运行时，需要等待I/O输入时，CPU可以运行另一道程序，这样一道程序执行完大于等于6分钟，全部程序执行小于等于60分钟。7. 在段式存储管理中，段的长度可否大于内存的长度？在段页式存储管理中呢？请解释其原因。在段式存储管理中，段的长度不能大于内存的长度，因为一个独立的段占用一段连续的内存空间，内存分配是以段为单位进行的，如果一个段的长度大于内存的长度，那么该段将无法调入内存。在