《操作系统》期末考题及答案

;.系级科班考生姓名学号密封线操作系统期考试题及答案课程名称操作系统卷a另加添卷纸0页题号一二三四五六七八九十总分阅卷教师得分得分一、单项选择（每题2 分，共 5 题*2 分=10 分）1、现代个人计算机操作系统的主要设计目标不包括下面的哪项（）。a、方便性b、袖珍性c、有效性d、开放性2、进程从执行状态进入就绪状态的原因可能是()。a、被选中占有处理机b、等待某一事件c、等待的事件已发生d、时间片用完 3、当进程调度采用最高优先级调度算法时，从保证系统效率的角度来看，应提高（）进程的优先级。a、在就绪队列中等待时间长的b、连续占用处理器时间长的c、以计算为主的d、用户4、页式存储管理中，如果不采用cache，则每次从主存中取指令或取操作数，要（）次访问主存。a、1 次b、2 次c、3 次d、4 次5、设备处理程序就是（）。a、通道处理程序b、设备分配程序c、i/o 进程与设备控制器之间的通信程序d 缓冲管理程序得分二、填空（每空1 分，共 20 空*1 分=20 分）1、操作系统的特征主要有 、 。2、用户编写程序时使用 来请求操作系统服务。3、进程的基本状态有 、。4、如果系统中有n 个进程，则在阻塞队列中进程的个数最多可为 个。5、在操作系统中，不可中断或并发执行的原子操作称为 。6、一作业 8:00 到达系统，估计运行时间为1 小时，若 10:00 开始执行该作业，其带权周转时间（即响应比）是 。7、银行家算法是预防死锁的方法之一吗（是/否）？ 。8、进程调度算法采用时间片轮转法时，若时间片过大，就会使轮转法转变为 调度算法。9、分页式存储管理中，页表是用来指出进程的 与之间的对应关系。10、计算机 cpu 位 32bit，内存为 32mb ，该机的物理空间为 mb，逻辑空间为 mb 。11、按存取控制属性分类，可将文件分为 、三类。得分三、名词解释（每题2 分，共 5 题*2 分=10 分）1、并发a 题共 5页/ 本页第 1页;.密封线2、临界区3、死锁4、虚拟存储器5、设备驱动程序得分四、简答题（每题5 分，共 6 题*5 分=30 分）1、什么是操作系统？它有什么功能？2、在操作系统中引起进程调度的因素有哪些？3、简述进程调度中 “可抢占 ”和“非抢占 ”两种方式的含义？哪一种的系统开销更大？a 题共 5页/ 本页第 2页密封线4、何谓高级调度、中级调度和低级调度？5、简述分区合并和分区紧凑的原理及同异？6、列出设备控制器的基本功能？得分五、综合题（第1 题 7 分，第 2 题 8 分，共 15 分）1. 四个进程都要读一个共享文件f，系统允许多个进程同时读文件f，但限制是进程 a 和 c 不能同时读文件f，进程 b 和 d 也不能同时读文件f。为了使这四个进程并发执行时能按系统的要求使用文件f，现采用信号量机制进行管理。请回答下面问题：（1） ）定义的信号量及初值： （2 分）（2） ）在下面的程序中填上适当的信号量操作，以保证他们能正确并发工作：（5 分）process aprocess bprocess cprocess dbeginbeginbeginbegin ; ; ; ;read f;read f;read f;read f; ; ; ; ;end;end;end;end;a 题共 5页/ 本页第 3页密封线2、在一个请求页式存储管理系统中，进程p 共有 5 页，页面访问顺序为3， 2， 1， 0， 3， 2， 4， 3， 2，1，0，4 时：（1） 试用 fifo 置换算法和 lru 置换算法，计算当分配给该进程的物理块数分别为3 和 4 时，访问过程中发生的缺页次数和缺页率（注意不是计算页面置换次数和置换率，只要是从外存调页到内存就叫缺页）。（ 6 分）（2） 再根据结果回答“是否分配的物理块数越多缺页率就一定会越低”。（ 2 分）a 题共 5页/ 本页第 4页密封线得分六、论述题（ 15 分）请就程序、过程、进程、线程、管程这5 个概念自由展开论述（论述点自选）一选择题：（每题 2 分，共 5 题*2 分=10 分）b d a b c二填空：（每空 1 分，共 20 空*1 分=20 分）1. 并发、共享、虚拟、异步性（ 4 个空的顺序可任意）2. 系统调用（或程序接口）（要求严格匹配答案）3. 就绪、执行、阻塞（ 3 个空的顺序可任意）4. n 个（要求严格匹配答案）5. 原语（要求严格匹配答案）6. 3（要求严格匹配答案）7. 否（要求严格匹配答案）8. 先来先服务（或fcfs）（要求严格匹配答案）9. 逻辑页号、内存物理块号（ 2 个空的顺序可任意）1032、212（或 4096，或 4k ）（要求严格匹配答案）11只执行文件、只读文件、读写文件（ 3 个空的顺序可任意） 三名词解释：（每题 2 分，共 5 题*2 分=10 分，答对要点就适量给分）1. 并发一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中其执行时间在客观上互相重叠即一个程序的执行尚未结束而另一个程序的执行已开始的方式，是操作系统最重要的特征。2. 临界区各并发进程中访问临界资源的程序段，即不允许多个并发进程交叉执行的一段程序。3. 死锁一组并发进程中的每个成员彼此互相等待对方所拥有的资源，且在得到对方资源之前不会释放自己拥有的资源，从而导致各并发进程无法继续推进的状态。4. 虚拟存储器指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统，其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，运行速度接近于内存的一种性能优越的存储器管理技术。5. 设备驱动程序又称为设备处理程序，它是 i/o进程与设备控制器之间的通信程序，主要任务是接受来自上层软件发来的抽象要求，再把它转换为具体要求后发送给设备控制器，启动设备去执行，也将由设备控制器发来的信号传送给上层软件，与硬件密切相关。四简答题：（每题 5 分，共 6 题*5 分=30 分，答对要点就适量给分）1. 什么是操作系统？它有什么功能？答：操作系统是计算机系统中直接配置于硬件之上的一个系统软件。它是一些程序模块的集合，负责管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口的作用。 （ 2 分）操作系统的功能有：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、用户接口。 （ 3 分）2. 在操作系统中引起进程调度的因素有哪些？ 答：处于执行状态的进程执行完毕时（1 分）处于执行状态的进程将自己阻塞时（1 分）处于执行状态的进程时间片用完时（1 分）执行完系统调用并返回到用户态时（1 分）抢占式 os 中就绪队列中出现高优先权进程时（1 分）3. 简述进程调度中 “可抢占 ”和“非抢占 ”两种方式的含义？哪一种的系统开销更大？ 答：可抢占式： 允许调度程序根据某种原则，去暂停某个正在执行的进程，将已分配给该进程的cpu 重新分配给另一进程。非抢占式：一旦把cpu 分配给某进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或发生某事件而阻塞时，才再把cpu 分配给其它进程，绝不允许某进程抢占已经分配出去的cpu。（ 3 分）可抢占式的系统开销大于非抢占式。（ 2 分）4. 何谓高级调度、中级调度和低级调度？ 答：高级调度又叫作业调度，按一定原则选取外存作业队列中的某些作业进入内存并为之创建进程、分配资源， 然后入就绪队列。（ 2 分）中级调度又叫交换调度，按一定原则将处于外存交换区中的静止进程调入内存或将处于内存的活动进程调至外存交换区。（ 1 分）低级调度又叫进程调度，按一定原则选取就绪队列中的某个进程占用处理机并完成进程的上下文切换。（ 2 分）5. 简述分区合并和分区紧凑的原理及同异？答：分区合并：在动态分区分配中，当回收某个分区时，将它与相邻的空闲分区进行合并从而得到一个更大的空闲分区的操作。分区紧凑：将各个已占用分区向内存某端移动，从而使各分散空闲分区能合并为一个更大的空闲分区的操作。（3 分）相同点：都是用于消除外碎片的方法，能将若干的空闲分区合并为较大的空闲分区。不同点：合并不需要移动程序或数据在内存中的位置，紧凑要移动程序或数据在内存中的位置，应该说紧凑包含了合并操作。（ 2 分）6. 列出设备控制器的基本功能？答：设备控制器的基本功能有：接收和识别命令；数据交换；标识和报告设备的状态；地址识别；数据缓冲； 差错控制。（每小点 1 分，答对其中5 个或 6 个都给满分）五综合题：（第 1 题 7 分，第 2 题 8 分，共 15 分，部分正确时酌情给分）1. 四个进程都要读一个共享文件f，系统允许多个进程同时读文件f，但限制是进程a 和 c 不能同时读文件f， 进程 b 和 d 也不能同时读文件f。为了使这四个进程并发执行时能按系统的要求使用文件f，现采用信号量机制进行管理。请回答下面问题：（ 1）定义的信号量及初值： （ 2 分）定义二个信号量，初值均为1，即： s1：=1， s2： =1（两个信号量各1 分）（ 2）在下面的程序中填上适当的信号量操作，以保证他们能正确并发工作：（ 5 分）process abeginprocess bbeginprocess cbeginprocess dbeginwait(s1);wait(s2);wait(s1);wait(s2);read f;read f;read f;read f;signal(s1);signal(s2);signal(s1);signal(s2);end;end;end;end;2. 在一个请求页式存储管理系统中，进程p 共有 5 页，页面访问顺序为3，2， 1，0， 3，2， 4，3， 2， 1， 0， 4时：（ 1）试用 fifo 置换算法和 lru 置换算法， 计算当分配给该进程的物理块数分别为3 和 4 时，访问过程中发生的缺页次数和缺页率（注意不是计算页面置换次数和置换率，只要是从外存调页到内存就叫缺页）。（ 2）再根据结果回答“是否分配的物理块数越多缺页率就一定会越低”。解：（ 1）具体计算过程略，结果见下表（6 分）：（4 个答案每个均为1.5 分）物理块数fifo缺页 9 次，缺页率lru缺页 10 次，缺页率为 39/12=75%10/12=83.3%物理块数缺页 10 次，缺页率缺页 8 次，缺页率为 410/12=83.3%8/12=66.7%（ 2）根据数据可知：分配的物理块数越多并不意味着缺页