2022年南京工程学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年南京工程学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、设某文件为索引顺序文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块的大小相等，均为512B，并依次存放在50，121，75，80，63号磁盘块上。若要存取文件的第1569逻辑字节处的信息，则要访问（）号磁盘块。A.3B.75C.80D.632、现有一个容量为10GB的磁盘分区，磁盘空间以簇（Cluster）为单，位进行分配，簇的大小为4KB，若采用位图法管理该分区的空闲空问，即用.位（bit）标识一个簇是否被分配，则存放该位图所需簇的个数为（）A.80B.320C.80KD.320K3、下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（）A.不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位，B.线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位C.系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持D.同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间4、若某单处理器多进程系统中有多个就绪进程，则下列关于处理器调度的叙述中，错误的是（）。A.在进程结束时能进行处理器调度B.创建新进程后能进行处理器调度C.在进程处于临界区时不能进行处理器调度D.在系统调用完成并返回用户态时能进行处理器调度5、一个进程的读磁盘操作完成后，操作系统针对该进程必做的是（），A.修改进程状态为就绪态B.降低进程优先级C.给进程分配用户内存空间D.增加进程时间片大小6、下列说法正确的有（）。I.先进先出（FIFO）页面置换算法会产生Belady现象II.最近最少使用（LRU）页面置换算法会产生Belady现象III.在进程运行时，若它的工作集页面都在虚拟存储器内，则能够使该进程有效地运行，否则会出现频繁的页面调入/调出现象IV.在进程运行时，若它的工作集页面都在主存储器内，则能够使该进程有效地运行否则会出现频繁的贞面调入/调出现象A.I、IIIB.I、IVC.II、IIID.II、IV7、考虑页面替换算法，系统有m个页帧（Frame）供调度，初始时全空：引用串（ReferenceString）长度为p.包含了n个不同的页号，无论用什么算法，缺页次数不会少于（）A.mB.pC.nD.min（m，n）8、在单处理器系统中，可并行的是（）I.进程与进程II.处理器与设备III.处理器与通道IV.设备与设备A.I、II和IIIB.I、II和IVC.I、III和IVD.II、III和IV9、若程序正在试图读取某个磁盘的第100个逻辑块，使用操作系统提供的（）接门。A.系统调用B.图形用户接口C.原语D.键盘命令10、下列关于设备驱动程序的叙述中，正确的是（）。I.与设备相关的中断处理过程是由设备驱动程序完成的II.由于驱动程序与I/O设备（硬件）紧密相关，故必须全部用汇编语言书写III.磁盘的调度程序是在设备驱动程序中运行的IV.一个计算机系统配置了2台同类绘图机和3台同类打印机，为了正确驱动这些设备，系统应该提供5个设备驱动程序A.仅I、IIIB.仅II、IIIC.仅I、III，IVD.I、II、III、IV11、用户程序发出磁盘1/0请求后，系统的正确处理流程是（）A.用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序B.用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序C.用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序D.用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序12、缓冲技术的缓冲池通常设立在（）中。A.主存B.外存C.ROMD.寄存器二、填空题13、在UNIX中，对磁盘空闲块采用成组连接方式，每一组的第一个空闲块中登记了下一组空闲块的__________和__________。14、线程的主要属性是：每个线程有__________，同一进程中的各个线程共享__________。15、UNIX操作系统提供两种程序运行环境，即__________和__________.16、操作系统中，进程可以分为__________和__________两类。17、把存储介质上连续信息所组成的一个区域称为__________；为管理方便，经常将存储介质的__________物理单位称为。18、当多个线程协作完成一项任务时，线程间必须通过__________来实现协作工作。19、计算机系统中引导程序的作用是__________和__________。20、系统事先给每台设备确定的编号称设备的__________号，由用户在使用设备时给出的编号称设备的__________号。三、判断题21、设置中断屏蔽指令可以在目态下执行.（）22、选择通道主要用于连接低速设备.（）23、存储保护的目的是限制内存的分配.（）24、文件系统的主要目的是存储系统文档.（）25、实时系统中的作业周转时间有严格的限制.（）26、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块.（）27、不可抢占式动态优先数法一定会引起进程长时间得不到运行.（）28、当一个进程从等待态变成就绪态，则一定有一个进程从就绪态变成运行态.（）29、系统处于不安全状态不一定是死锁状态.（）30、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源.（）四、名词解释题31、目态：32、响应时间：33、交换调度：34、逻辑记录：35、物理地址空间：36、通道：五、简答题37、存储管理的主要功能是什么38、为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率？39、虚拟存储器的基本特征是什么？虚拟存储器的容量主要受到哪两方面的限制？40、什么是快表？它在地址转换中起什么作用？41、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。六、综合题42、为什么要设置内存I/O缓冲区？通常有哪几类缓冲区？43、某进程调度程序采用基于优先数（priority）的调度策略，即选择优先数最小的进程运行，进程创建时由用户指定一个nice作为静态优先数。为了动态调整优先数，引入运行时间cpuTime和等待时间waitTime，初值均为0。进程处于执行态时，cpuTime定时加1.HwaitTime置0：进程处于就绪态时，cpuTime置0，waitTime定时加1。请回答下列问题。1）若调度程序只将nice的值作为进程的优先数，即priority=nice，则可能会出现饥饿现象，为什么？2）使用nice、cpuTime和waitTime设计一种动态优先数计算方法，以避免产生饥饿现象，并说明waitTime的作用。44、某计算机主存按字节编址，逻辑地址和物理地址都是32位，页表项大小为4字节。请回答下列问题。1）若使用一级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：2）若使用二级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：设逻辑地址为LA.请分别给出其对应的页日录号和页表索引的表达式。3）采用1）中的分页存储管理方式，一个代码段起始逻辑地址为00008000H，其长度为8KB，被装载到从物理地址00900000H开始的连续主存空间中。页表从主存00200000H开始的物理地址处连续存放，如图所示（地址大小自下向上递增）。请计算出该代码段对，应的两个页表项的物理地址、这两个页表项中的页框号以及代码页面2的起始物理地址。45、有A，B两人通过信箱进行辩论，每个人都从自已的信箱中取得对方的问题，将答案和向对方提出的新问题组成一个邮件放入对方的邮箱中。假设A的信箱最多放M个邮件，B的信箱最多放N个邮件。初始时A的信箱中有x（0<x<M）个邮件，B的信箱中有y（0<y<N）个。辩论者每取出一个邮件，邮件数减1。A和B两人的操作过程描述如下当信箱不为空时，辩论者才能从信箱中取邮件，否则等待。当信箱不满时，辩论者才能将新邮件放入信箱，否则等待。请添加必要的信号量和P、V（或wait、signal）操作，以实现上述过程的同步。要求写出完整过程，并说明信号量的含义和初值。

参考答案一、选择题1、C2、A3、A4、C5、A6、B7、C8、D9、A10、A11、B12、A二、填空题13、【答案】块号、空闲块数14、【答案】一个唯一的标识符和线程描述表、分配给进程的主存地址空间15、【答案】内核层、外壳层16、【答案】系统进程、用户进程17、【答案】块、卷18、【答案】PV操作19、【答案】进行系统初始化工作、把OS的核心程序装入主存20、【答案】绝对、相对号三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：错26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：对30、【答案】：对四、名词解释题31、目态：当执行普通用户程序时，处理机所处的状态。32、响应时间：是分时系统的一个技术指标，指从用户输入命令到系统对命令开始执行和显示所需要的时间。33、交换调度：是基于系统确定的某个策略，将主存中处于等待状态或就绪状态的某个或某些进程交换到外存交换区中，以便将外存交换区上具备运行条件的进程换入主存，准备执行。引入交换调度的目的是为了解决主存紧张和提高主存的利用效率。34、逻辑记录：用户构造文件时使用的一个信息单位。通常以逻辑记录为单位存取文件35、物理地址空间：由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。36、通道：是独立于CPU的、专门负责数据输入输出的处理单元。五、简答题37、答：存储管理的主要功能包括（1）主存空间的分配和回收；（2）完成重定位；（3）主存空间的共享和保护；（4）使用"虚拟存储器"，扩充主存空间.38、答：①多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间，②作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源。③作业执行过程中不再访问低速设备，而直接访问高速的磁盘设备，缩短执行时间。④作业成批输入，减少了从操作到作业的交接时间39、答：虚拟存储器的基本特征是：①虚拟扩充，即不是物理上而是逻辑上扩充了内存容量；②部分装入，即每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；③离散分配，即不必占用连续的内存空间，而是"见缝插针"；多次对换，即所需的全部程序和数据要分成多次调入内存：虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量的限制.40、答：快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。加入快表后，在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。41、答：死锁的防止是系统预先确定一些资源分配策略，进程按规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配，从而防止死锁的发生，而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程，使系统一直处于安全状态之中，从而避免死锁六、综合题42、【解析】设置内存I/O缓冲区的主要原因如下。1）缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾。“般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行I/O。以输出为例，若没有缓冲区，则程序在输出时，必然由于打印机速度跟不上而使CPU等待：然而在计算阶段，打印机又因无输入数据而无事可做。如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行：而打印机可以从缓冲区取出数据慢慢打印。2）减少中断CPU的次数，例如，假定设备只用位：二进制位接收从系统外传来的数据，则设备每收到一位"进制数就要中断CPU次，若数据通信速率为9.6kbit/s，则中断CPU的频率也为9.6kHz，若设置一个具有8位的缓冲寄存器，则使CPU被中断的次数降为前者的1/8。3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。由于在CPU和设备之问引入了缓冲区，CPU可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息；相应地，设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取，信息。在CPU工作的同时，设备也能进行输入/输出操作，这样CPU和I/O设备可以并行上作。通常有4类缓冲区：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。43、【解析】1）由于采用了静态优先数，当就绪队列中总有优先数较小的进程时，优先数较大的进程一直没有机会运行，因而会出现饥饿现象。2）优先数priority的计算公式为priority=nice+k1×cpuTime-k2×waitTime，其中kl>0，k2>0，用来分别调整cpuTime和waitTime在priority中所占的比例。waitTime可使长时间等待的进程优先数减小，从而避免出现饥饿现象。44、【解析】1）因为页内偏移量是12位，按字节编址，所以页大小为212B=4KB，页表项数为232/4K=220"，又页表项大小为4字节，因此·级页表最大为220×4B=4MB。2）页目录号可表示为（（（unsignedint）（LA））>>22）&Ox3FF。页表索引可表示为（（（unsignedint）（LA））>>12）&Ox3FF。“&Ox3FF”操作的作用是取后10位，页目录号可以不用，因为其右移22位后，前面已都为零。页目录号也可以写成（（