2022年浙大城市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年浙大城市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、现代操作系统中，文件系统都有效地解决了重名（即允许不同用户的文件可以具有相同的文件名）问题。系统是通过（）来实现这一功能的。A.重名翻译结构B.建立索引表C.树形目录结构D.建立指针2、在一个文件被用户进程首次打开的过程中，操作系统需做的是（）A.将文件内容读到内存中B.将文件控制块读到内存中C.修改文件控制块中的读写权限D.将文件的数据缓冲区首指针返回给用户进程3、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4、下列选项中，降低进程优先权级的合理时机是（）。A.进程的时间片用完B.进程刚完成I/O，进入就绪队列C.进程长期处于就绪队列D.进程从就绪状态转为执行状态5、结构（Cobegin语句1：语句2Coend）表示语句1和语句2并发执行。代码如下：X：=0；Y：=0；CobeginBeginX：=1；Y：=Y+X；EndBeginY：=2；X：=X+3；EndCoend当这个程序执行完时，变量X和Y的值有可能为（）。I.X=1，Y=2II.X=1，Y=3III.X=4，Y=6A.IB.I和IIC.II和IIID.I、II和III6、采用分页或分段管理后，提供给用户的物理地址空间（）。A.分页支持史大的物理空间B.分段支持更大的物理空间C.不能确定D.一样大7、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、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9、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IV10、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、系统将数据从磁盘读到内存的过程包括以下操作：①DMA控制器发出中断请求②初始化DMA控制器并启动磁盘③从磁盘传输一块数据到内存缓冲区④执行“DMA结束”中断服务程序正确的执行顺序是（）：A.③①②④B.②③①④C.②①③④D.①②③④二、填空题13、操作系统中，进程调度通常有先来先服务、__________、__________和分级调度算法等调度算法。14、用户调用__________和__________打开文件操作来申请对文件的使用权。15、计算机系统中引导程序的作用是__________和__________。16、UNIX操作系统提供两种程序运行环境，即__________和__________.17、操作系统中，进程可以分为__________和__________两类。18、现代计算机系统采用自成独立系统的能与主机并行工作的I/O结构，主存储器与外围设备之间传送信息的输入输出操作由__________完成。由于它能独立完成输入输出操作，所以也称为__________。19、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__________。20、一个程序获得了一个__________和一个__________后，就说创建了一个进程。三、判断题21、在作业调度时，采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间.（）22、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块.（）23、一旦出现死锁，所有进程都不能运行.（）24、打印机是一类典型的块设备.（）25、引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数.（）26、进程从运行状态变为等待状态是由于时间片中断发生.（）27、实时系统中的作业周转时间有严格的限制.（）28、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.（）29、页式存储管理中，用户应将自己的程序划分成若干相等的页.（）30、文件目录必须常驻内存.（）四、名词解释题31、阻塞态：32、作业：33、死锁防止：34、内部碎片：35、当前目录：36、通道：五、简答题37、目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？38、进程有哪几种基本状态试描绘出进程状态转换图？39、操作系统为用户提供哪些接口？40、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？41、什么是设备独立性，它是如何实现的？六、综合题42、在一个分时操作系统中，有一个程序的功能如下：1）将文本数据从文件中读出。2）排序。3）将排好序的数据写入文件。试从分时操作系统对资源管理的角度以及进程的生命周期两方面，论述该程序从开始执行到结束，操作系统为其提供服务与控制的全过程。43、某计算机系统按字节编址，采用一级页表的分页存储管理方式，虚拟地址格式如下所示。请回答下列问题。1）页和页框的大小各为多少字节？进程的虚拟地址空间大小为多少贞？2）假定页目录项和页表项均占4B，则进程的页目录和页表共占多少页？要求写出计算过程。3）若某指令周期内访问的虚拟地址为01000000H和01112048H.则进行地址转换时共，访问多少个二级页表？要求说明理由。44、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。45、有一个文件系统如图所示，图中的矩形表示目录，圆圈表示普通文件。根目录，常驻内存，目录文件组织成索引顺序文件，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录表口指示下一级文件名及其磁盘地址（各占2B，共4B）。若下级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后4B供指针使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有512B，与普通文件的页等长。普通文件的索引节点结构见，其中每个磁盘地址占2B，前10个地址直接指示该文件前10页的地址。第11个地址指示级索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件也地址；第12个地址指示二级索引表地址，二级索引表中每个地址指示一个一级索引表地址：第13个地址指示三级索引表地址，三级索引表中每个地址指示个二级索引表地址。试问：1）一个普通文件城多可有多少个文件页？2）若要读取文件J中的某…页，最多启动磁盘多少次？3）若要读取文件W中的某页，最少启动磁盘多少次？4）就3）而言，为了最大限度减少启动磁盘的次数，可采用什么方法？此时，磁盘最多启动多少次？

参考答案一、选择题1、C.树形日求结构，由一个根目录和若干层了目录组成。这种目录结构的作用有”是能够解决文件重名问题，即不同的日录可以包含相同的文件名或录名：：是能够解决文件多而根口求容量有限带来的问题2、B3、C4、A5、C6、C7、D8、D9、D10、C11、B12、B二、填空题13、【答案】优先数调度算法、时间片轮转调度算法14、【答案】建立、打开15、【答案】进行系统初始化工作、把OS的核心程序装入主存16、【答案】内核层、外壳层17、【答案】系统进程、用户进程18、【答案】通道、输入输出处理机19、【答案】块号、空闲块数20、【答案】数据块、进程控制块三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：错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、阻塞态：又称等待态，指正在运行的进程因等待某个条件发生而不能运行时所处的状态。处于阻塞态的进程在逻辑上是不能运行的，即使cpu空闲，它也不能占用cpu。32、作业：用户在一次上机过程中要求计算机系统所做工作的集合。33、死锁防止：要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，保证系统不会进入死锁状态。34、内部碎片：在一个分区内部出现的碎片（即被浪费的空间）称作内部碎片。如固定分区法会产生内部碎片。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、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：为了给用户提供对文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名，（亦可包含文件属性）进行组织所形成的表，称为目录表或文件目录。目前操作系统采用的目录结构是树型目录结构，它的优点有：有效地提高对目录的检索速度；允许文件重名；便于实现文件共享。38、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39、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40、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41、答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的六、综合题42、【解析】从文件中读数据时，通过read系统调用完成。它首先创建一条消息，其中包含fd（文件描述符）、buffer（缓冲区）、nbytes（大小）等参数，以及表示READ类型的消息码。然后将这条消息送给文件系统，并阻塞该进程以等待文件系统的响应。文件系统在收，到消息后，以消息类型为下标查找过程表，调用相应过程处理读请求。数据输入完成后，操作系统切换到排序进程，开始进行排序上作。在排序工作结束后，操作系统调用write系统调用米完成，write系统调用将进程缓冲区中的数据写到与文件描述符关联的文件中。和read系统调用非常相似，同样需要3个参数：fd，buffer，nbytes。两个系统调用都返回所成功传送的字节数，或者发送一个错误条件的信号并返回-1。43、【解析】1）页和页框大小均为4KB。进程的虚拟地址空间大小为232/212=220页。2）（210×4）/212（页目录所占页数）+（220×4）/212（页表所占页数）=1025页。3）需要访问一个二级页表。因为虚拟地址01000000H和01112048H的最高10位的值都是4，访问的是同一个二级页表。44、【解析】semaphoreFull_A=x；//Full_A表示A的信箱中的邮件数量semaphoreEmpty_A=M-x；//Empty_A表示A的信箱中还可存放的邮件数量semaphoreFull_B=y；//Full_B表示B的信箱中的邮件数量semaphoreEmpty_B=N-y；//Empty_B表示B的信箱中还可存放的邮件数量semaphoremutex_A=1；//mutex_A用于A的信箱互斥semaphoremutex_B=1；//mutex_B用于B的信箱互斥Cobegin45、【解析】1）因为磁盘块大小为512B，所以索引块大小也为512B，每个磁盘地址大小为2B。因此，一个级索引表可容纳256个磁盘地址。同样，一个二级索引表「容纳256个一级索引表地址，一个三级索引表可容纳256个二级索引表地址。这样，一个普通文件最多可有文件页数为10+256+256×256+256×256×256=16843018页。2）由图可知，目录文件A和D中的目录项都只有两个，因此这两个目录文件都只占用一个物理块。要读文件J中的某一项，先从内存的根目录中找到目录A的磁盘地址，将其读入内存（已访问磁盘1次）。然后从目录A找出目录文件D的磁盘地址读入内