2026年天津工业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)

2026年天津工业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、在文件的索引节点中存放直接索引指针10个，一级和：级索引指针各1个。磁盘块大小为IKB，每个索引指针占4B。若某文件的索引节点已在内存中，则把该文件偏移量（按字节编址）为1234和307400处所在的磁盘块读入内存，需访问的磁盘块个数分别是（）。A.1.2B.1.3C.2.3D.2.42、下列算法中，用于磁盘调度的是（），A.时间片轮转法B.LRU算法C.最短寻道时间优先算法D.高优先级算法3、在单处理器的多进程系统中，进程切换时，何时占用处理器和占用多长时间取决于（）A.进程响应程序段的长度B.进程总共需要运行时间的长短C.进程自身和进程调度策略D.进程完成什么功能4、若一个用户进程通过read系统调用读取一个磁盘文件中的数据，则下列关于此过程的叙述中，正确的是（）。I.若该文件的数据不在内存中，则该进程进入睡眠等待状态II.请求rcad系统调用会导致CPU从用户态切换到核心态III.read系统调用的参数应包含文件的名称A.仅I、IIB.仅I、IIIC.仅II、IIID.I、II和III5、若系统中有n个进程，则在阻塞队列中进程的个数最多为（）？Α.nB.n-1C.n-2D.16、下列关于页式存储说法中，正确的是（）。I.在页式存储管理中，若关闭TLB，则每当访问一条指令或存取一个操作数时都要访问两次内存II.页式存储管理不会产生内部碎片III.页式存储管理当中的页面是为用户所感知的IV.页式存储方式可以采用静态重定位A.仅I、II，IVB.仅I、IVC.仅ID.I、II、III、IV7、假设页的大小为4KB，页表的每个表项占用4B。对于一个64位地址空间系统，采用多级页表机制，至少需要（）级页表（本题默认字长为1B）。A.3B.4C.5D.68、所谓（），是指将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态。这些作业，共享处理器的时间和外设及其他资源。A.多重处理B.多道程序设计C.实时处理D.并行执行9、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10、某进程的段表内容见表，当访问段号为2、段内地址为400的逻辑地址时，进行地址转换的结果是（）。A.段缺失异常B.得到内存地址4400C.越权异常D.越界异常11、如果I/O设备与存储设备间的数据交换不经过CPU来完成，则这种数据交换方式是（）。A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.外部总线方式12、I/O中断是CPU与通道协调I作的种于段，所以在（）时，便要产生中断。A.CPU执行“启动I/O”指令而被通道拒绝接收B.通道接受了CPU的启动请求C.通道完成了通道程序的执行D.通道在执行通道程序的过程中二、填空题13、MS-DOS操作系统中文件的逻辑结构是__________文件。14、间接通信中的信箱可以由__________和__________两大部分组成。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、从用户观点看，UNIX系统将文件分三类：__________、__________、__________。17、为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__________，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__________次序申请这些资源。18、文件存取方式主要取决于两个方面的因素，与__________有关和与__________有关。19、Spool是在一个计算问题开始之前，把计算所需要的程序和数据从输入设备上预输入到__________中存放。对于输出的结果，是从__________中依次输出。20、破坏进程占有并等待资源条件，从而防止死锁的发生，其通常使用的两种方法是__________和__________等。三、判断题21、文件目录必须常驻内存.（）22、在请求页式存储管理中，页面淘汰所花费的时间不属于系统开销.（）23、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.（）24、有m个进程的操作系统出现死锁时，死锁进程的个数为1<k<m.（）25、流式文件是指无结构的文件.（）26、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.（）27、存储保护的目的是限制内存的分配.（）28、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块.（）29、由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足，所以有必要引入其它的通讯原语或机制，如send，receive或Monitor等.（）30、进程控制块中的所有信息必须常驻内存.（）四、名词解释题31、脱机I/O：32、响应时间：33、死锁：34、文件系统：35、文件的逻辑组织：36、中断向量：五、简答题37、操作系统为用户提供哪些接口？38、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.39、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？40、什么是快表？它在地址转换中起什么作用？41、进程有哪几种基本状态试描绘出进程状态转换图？六、综合题42、关于处理器调度，试问：1）什么是处理器的三级调度？2）处理器的三级调度分别在什么情况下发生？3）各级调度分别完成什么工作？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、有一个文件系统，根目录常驻内存如图所示。文件目录采用链接结构，每个目录下最多存放80个文件或目录（称为下级文件）。每个磁盘块最多可存放10个文件目录项：若下级文件是H录文件，则上级目录项指向该目录文件的第一块地址。假设目录结构中文件或子文件按自左向右的次序排列，表示尚有其他的文件或了目录。1）普通文件采用UINX三级索引结构，即文件控制块中给出13个磁盘地址，前10个磁盘地址指出文件前10个块的物理地址，第11个磁盘地址指向一级索引表，一级索引表给出256个磁盘地址。即指出该文件第11块至第266块的物理地址；第12个磁盘地址指向256个…级索引表的地址；第13个磁盘地址指向三级索引表，三级索引表指向256个二级索引表的地址，主索引表存放在目录项中，若要读入/A/D/G/I/K的第7456块，至少启动硬盘多少次，最多几次？至少启动硬盘多少次，最多几次？2）若普通文件采用链接结构，要读取/A/D/G/1/K的第175块，最少启动硬盘多少次，最多几次？3）若将1设置为当前日录，可以减少儿次启动硬盘的次数？45、设有两个优先级相同的进程P1和P2。信号量S1和S2的初值均为0，试问P、P2并发执行结束后，x、y、z的值各为多少？

参考答案一、选择题1、B2、C3、C4、A5、A6、C7、D8、B9、C10、D11、C12、C二、填空题13、【答案】流式14、【答案】信箱说明、信箱体15、【答案】页式、段式16、【答案】普通文件目录文件特殊文件17、【答案】顺序编号、递增的18、【答案】文件管理、设备管理19、【答案】磁盘的输入井、磁盘的输出井20、【答案】静态分配资源、释放已占有资源三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：对25、【答案】：对26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：错四、名词解释题31、脱机I/O：是指输入/输出工作不受主机直接控制，而由卫星机专门负责完成I/O，主机专门完成快速计算任务，从而二者可以并行操作。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、死锁：在一个进程集合中的每个进程都在等待仅由该集合中的另一个进程才能引发的事件而无限期地僵持下去的局面。34、文件系统：操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”35、文件的逻辑组织：用户对文件的观察和使用是从自身处理文件数据时所采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。36、中断向量：通常包括相应中断处理程序入口地址和中断处理时处理机状态字。五、简答题37、答：操作系统为用户提供两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户提供控制作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序提供服务功能38、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。39、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。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：进程有运行态，就绪态和阻塞态三种基本状态，三种基本状态的转换图如图1所示，图中数字1的含义是：进程被调度进程选中，数字2的含义是：时间片用完，数字3的含义是：等待某事件发生，数字4的含义是：等待的事件已发生六、综合题42、【解析】1）处理器的三级调度是指一个作业在运行过程中要遇到的高级调度（作业调度）、中级调度（进程对换）和低级调度（进程调度）。不过，不是所有操作系统都有三级调度，有些只实现了其中的级或两级，但是每个操作系统都有进程调度。2）高级调度主要在需要从外存调入个作业到内存中时发生：中级调度主要在内存紧张需要调出些进程，或者内存空闲需要把先前调出的进程调问内存时发生：低级调度主要在正在执行的进程放弃CPU或者被其他优先级高的进程抢占CPU时发生。3）高级调度的主要T作是决定外存的后备队列中哪个进程被调入到内存中，并给这个作业创建进程，给分配它必要的资源：中级调度的主要1：作是在内存紧张时把就绪队列中析时得不到执行的进程换到外存，也负责在内存较空闲时把换到外存的进程调问内存：低级调度的主要工作是决定把CPU分配给就绪队列中的哪个进程。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】一个文件的所有块可以通过以下方式找到：直接提供FCB找到前10块，通过一级索引找到256块，通过二级索引找到256×256块，通过三级索引找到256×256×256块，所以一个文件最大可以有10+256+2562+2563=16843018块。如果要找/A/D/G/I/K中的某一块，首先要找到其FCB，最好的情况是：每次读取目录描述信息时都在第一块找到下级目录或文件，所以要找到该文件至少要读取A，D，G和4个目录项的第一块，读取K的FCB，总共5次启动磁盘：最坏的情况