2022年西北大学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年西北大学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、采用直接存取法来读写磁盘上的物理记求时，效率最高的是（）A.连续结构的文件B.索引结构的文件C.链接结构文件D.其他结构文件2、文件系统用位图法表示磁盘空间的分配情况，位图存于磁盘的32~127号块中，每个盘块占1024B.盘块和块内字节均从0开始编号。假设要释放的盘块号为409612，则位图中要修改的位所在的盘块号和块内字节序号分别是（）。A.81，1B.81，2C.82，1D.82，23、在支持多线程的系统中，进程P创建的若干个线程不能共享的是（）A.进程P的代码段B.进程P中打开的文件C.进程P的全局变量D.进程P中某线程的找指针4、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.高响应比优先调度算法B.短作业优先调度算法C.优先级调度算法D.先来先服务调度算法5、现行3个同时到达的作业J1，J2，J3，它们的执行时，间分别是T1，T2和T3，且T1，<T2<T3。若系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法，则平均周转时问是（）。A.T1+T2+T3B.T1+T2+T3/3C.（3T1+2T2+T3）/3D.（T1+2T2+3T3）/36、在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，加入一个作业的页面走向为：1，3，2，1，1，3，5，1，3，2，1，5。当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，在访问过程中所发生的缺页率为（）。A.25%，33%B.25%，100%C.50%，33%D.50%，75%7、某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空），采用最佳适配（BestFit）算法，分配和释放的顺序为：分配15MB，分配30MB，释放15MB.分配8MB.分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（）。A.7MBB.9MBC.10MBD.15MB8、假定下列指令已装入指令寄存器，则执行时不可能导致CPU从用户态变为内核态（系统态）的是（）。A.DIVR0，R1；（R0）/（R1）→ROB.INTn；产生软中断C.NOTRO；寄存器R0的内容取非D.MOVRO，addr；把地址addr处的内存数据放入寄存器RO中9、用户程序在口态下使用特权指令引起的中断属于（）。A.硬件故障中断B.程序中断C.外部中断D.访管中断10、下列关于SPOOLing的叙述中，不正确的是（）A.SPOOLing系统中必须使用独占设备B.SPOOLing系统加快了作业执行的速度C.SPOOLing系统使独占设备变成了共享设备D.SPOOLing系统利用了处理器与通道并行上作的能力11、在SPOOLing系统中，用户进程实际分配到的是（）。A.用户所要求的外设B.内存区，即虚拟设备C.设备的部分存储区D.设备的部分空间12、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这矛盾可采用（）。A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚拟技术二、填空题13、设计实时操作系统时特别要注意两点，第一是__________，第二是__________14、特权指令只能在__________态下执行，若在__________态下执行则被认为是非法指令。15、在__________和__________存储管理中，页式存储管理提供的逻辑地址是连续的。16、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__________。17、文件操作主要有__________、打开文件、读文件、写文件、__________、删除文件等几种主要操作。18、采用层次式结构的操作系统通常把对一设备的管理放在__________。19、某作业9：00进入输入井，要求计算时间1小时。作业调度采用响应比更高优先算法在10：00选中该作业，则该作业被选中时的响应比为__________20、单用户连续存储管理方式下，也可利用__________技术让多个用户的作业轮流进入主存储器执行。三、判断题21、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率.（）22、进程从运行状态变为等待状态是由于时间片中断发生.（）23、在内存为M的分时系统中，当注册的用户有N个时，每个用户拥有M/N的内存空间.（）24、进程优先数是进程调度的重要依据，必须根据进程运行情况动态改变.（）25、优先数是进程调度的重要依据，一旦确定不能改变.（）26、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块.（）27、操作系统的所有程序都必须常驻内存.（）28、执行系统调用时可以被中断.（）29、由于现代操作系统提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必须是可再入程序.（）30、所谓最近最少使用（）四、名词解释题31、命令解释程序：32、周转时间：33、响应时间：34、逻辑地址：35、当前目录：36、虚拟设备：五、简答题37、什么是动态重定位？如何实现？38、试比较进程调度与作业调度的不同点。39、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。40、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.41、请说明在生产者一消费者问题的描述中，P操作颠倒会产生死锁吗？为什么？六、综合题42、下列描述了SPOOLing技术的原理，请根据上下文分别写出1~V对应的术语。=1\*ROMANI在段时间内只能由一个用户使用，使许多进程因等待而阻塞，影响了整个系统的效率。另一方面，分配到=1\*ROMANI的进程，在整个运行期间并非持续使用设备，利用率较低。SPOOLing技术通过共享设备来虚拟=1\*ROMANI，将=1\*ROMANI改造成II，从而提高设备利用率和系统的效率。采用SPOOLing技术，可以预先从低速的输入型=1\*ROMANI上将程序运行需要的数据传送到III上的IV中，当用户程序运行时，可以直接从IV中将数据读入V。由于III是II，多个用户进程可以共享使用IV。这样，就将输入型I改造成了可共享使用的虚拟设备，改造输出型I的方法与此类似43、对于一个将页表存放在内存中的分页系统：1）如果访问内存需要0.2us，有效访问时间为多少？2）如果加一个快表，且假定在快表中找到页表项的几率高达90%.那么有效访问时间义是多少？（假设查询快表所需的时间为0）44、假定要在一台处理器上执行表中的作业，且假定这些作业在时刻0以1~5的顺序达到（数字越小，优先级越高）。说明分别使用FCFS、RR（时间片=1）、SJF以及非剥夺式优先级调度算法时，这些作业的执行情况。针对上述每种调度算法，给出平均周转时间和平均带权周转时间。45、假设某分时操作系统采用树形目录结构。用广usera目来的路径名是/usr/home/usera.用户userb目录的路径名是/home/userb。usera在其目录下创建了目录文件asdf和普通文件my.c.并在asdf目录下创建了普通文件filel和file2：userb在其目录下创建了H求文件asdf和普通文件hust1，作L在目录文件下创建了普通文件file1和file2.其中usera的file1和userb的hust1是同一个文件。1）画出上述文件系统的树形口录结构（要求画出目录项中的必要信息）。2）试分别写出usera的文件filel和userb的filel的文件路径名。3）用户userb的口录文件asdf下的文件file2要换名为userb目录下的文件newfile，文件系统如何处理？

参考答案一、选择题1、A2、C3、D4、A5、C6、C7、B8、C9、D10、D11、B12、C二、填空题13、【答案】可靠性、安全14、【答案】管或系统、目或用户15、【答案】页式、段式16、【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17、【答案】建立文件、关闭文件18、【答案】最内层19、【答案】220、【答案】对换（swapping）三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：对24、【答案】：错25、【答案】：错26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：对29、【答案】：对30、【答案】：对四、名词解释题31、命令解释程序：其主要功能是接收用户输入的命令，然后予以解释并且执行。32、周转时间：是指从作业进入系统开始，到作业退出系统所经历的时间。33、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。34、逻辑地址：用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为逻辑地址。35、当前目录：为节省文件检索的时间，每个用户可以指定一个目录作为当前工作目录，以后访问文件时，就从这个目录开始向下顺序检索。这个目录就称作当前目录。36、虚拟设备：它是利用共享设备上的一部分空间来模拟独占设备的一种I/O技术。五、简答题37、答：动态重定位是指在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问，自动的、连续的进行映射。具体实现过程为：当某个进程取得CPU控制权时，OS应负责把该作业程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次访问存储器时，重定位寄存区的内容将被自动加到逻辑地址中区，经这样变换后，执行结果是正确的。38、答：（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存.进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机.（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存.进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机.39、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40、答：资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后该进程才开始执行.这样进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一"占有并等待条件"，从而防止死锁的发生。41、答：如果将生产者执行的两个P操作顺序颠倒，会产生死锁。因为，在这种情况下，当缓冲区都为满时，生产者仍可顺利执行P（mutex）操作，于是它获得了对缓冲区的存取控制权。然后，当它执行P（mutex）操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。能够将这个生产者进程释放的唯一途径是消费者从缓冲区取出了一个产品，并执行V（mutex）操作。但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，所以没有一个消费者能够取得对缓冲区的存取控制权。因此，出现了生产者和消费者的互相死等的局面。六、综合题42、【解析】=1\*ROMANI.独占设备I1.共享设备III.磁盘IV.输入井V.内存43、【解析】每次访问数据时，若不使用快表，则需两次访问内存，即先从内存的页表中读出页对应的块号，然后再根据形成的物理地址去存取数据；使用快表时，若能从快表中直接找到对应的页表项，则可立即形成物理地址去访问相应的数据，否则，仍然需要两次访问内存。1）有效访问时间为2×0.2μs=0.4μs。2）有效访问时间为0.9×0.2μs+（1-0.9）×2×0.2μs=0.22μs44、【解析】1）作业执行情况可以用甘特（Gantt）图表示，如图所示。2）各个进程对应于各个算法的周转时间和加权周转时间见表所以FCFS的平均周转时间为13.4s，平均加权周转时间为7.26s：RR的平均周转时间为9.2s，平均加权周转时间为2.84s：SJF的平均周转时间为7s，平均加权周转时间为1.74s：非剥夺式优先级调度算法的平均周转时间为12s，平均加权周转时间为6.36s。45、【解析】1）文件目录结构如图所示。2）用户usera的filel的文件路径名为/u