操作系統(tǒng)期末試題及答案

1、得分評分人1.2.填空題（每空1分，共10分）3.常見的I/O控制方式有程序I/O方式、中斷I/O控制方式、DMAI/O控制 方式和通道I/O控制方式四種。操作系統(tǒng)向用戶提供的兩個基本接口是程序接口和用戶接口。 若在一分頁存儲管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁表如下所示。轉化得到的物理地址是已知頁面大小為1024字節(jié)，邏輯地址（3082）104.得分評分人1.5.6.7.2.3.4.6154。頁號塊號02132136單選題（每題2分,共20分）具有多路性、獨立性、及 系統(tǒng)是分時操作系統(tǒng)。通道用于控制設備控制器事務的最基本牛若盤塊大小為4KB，每個 兩級索引時允許的最大文時性和交互性特征的操作與內存之間的信

2、息交換。盤塊號占 件長度為4字節(jié)，在采用4GB O用磁帶作為文件存貯介質時，文件只能組織成A.順序文件B.鏈接文件C.索引文件D.目錄文件一作業(yè)& 00到達系統(tǒng)，估計運行時間為 1小時,則其響應比是（C ） 0若10： 00幵始執(zhí)行該作業(yè),A.2B.1C.3D.0.5文件系統(tǒng)采用多級目錄結構后，對于不同用戶的文件,其文件名A.應該相同B.應該不同C.可以相同，也可以不同D.受系統(tǒng)約束死鎖預防是保證系統(tǒng)不進入死鎖狀態(tài)的靜態(tài)策略，其解決方法是破壞產生死鎖 的四個必要條件之一。下列方法中破壞了 “循環(huán)等待”條件的是（ D）oA.銀行家算法B. 一次性分配策略C.剝奪資源法D.資源有序分配法5

3、.進程狀態(tài)從就緒態(tài)到運行態(tài)的轉化工作是由（B）完成的。A.作業(yè)調度B.進程調度C.頁面調度D.設備調度6.采用緩沖技術的主要目的是（C）oA.改善用戶編程環(huán)境 B.提高CPU的處理速度C.提高CPU和設備間的并行程度 D.實現(xiàn)與設備無關性7.目錄文件所存放的信息是（D）。A.該目錄中所有數(shù)據(jù)文件目錄B.某一文件存放的數(shù)據(jù)信息C.某一個文件的文件目錄D.該目錄中所有文件的目錄8.最容易形成很多小碎片的可變分區(qū)分配算法是（D）。A.首次適應算法B.循環(huán)首次適應算法C.最壞適應算法D.最佳適應算法9.用戶程序與實際使用的物理設備無關是由（A）功能實現(xiàn)的。A.設備獨立性B.設備驅動C.虛擬設備D.設備

4、分配10.F面關于順序文件、鏈接文件和索引文件的論述中不正確的是（A）。A.顯示鏈接文件是在每個盤塊中設置一個鏈接指針，用于將該文件所屬的所有盤塊鏈接起來B.順序文件必須采用連續(xù)分配方式，而鏈接文件和索引文件則都可采取離散分配方式C.順序文件適用于對諸記錄進行批量存取時D.在交互應用場合，需要經(jīng)常查找訪問單個記錄時，更適合用順序或索引文件得分評分人三、簡答題。（每題4分，共20分）1.文件系統(tǒng)對目錄管理的主要要求是什么?實現(xiàn)“按名存取” （1分）提高對目錄的檢索速度 （1分）文件共享（1分）允許文件重名（1分）2.什么是Spooling技術，Spooling系統(tǒng)由哪幾部分組成?SPOOLIN（

5、技術是一種虛擬設備技術，它可以把一臺獨占設備改造成為虛擬設備，在進程所需的物理設備不存在或被占用的情況下，使用該設備。SPO OLIN（技術是對脫機輸入,輸出系統(tǒng)的模擬，又稱為假脫機操作。（2分）SP OOLIN(系統(tǒng)主要由三部分組成：輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進程和輸出進程。(2分)作業(yè)運行時的頁面走向如下:1、 5、 2、 1、 3、 2、 4、 7、3.文件分配表FAT的作用及類別。4個并發(fā)進程，都需要同類資源 5個，假設現(xiàn)在用信號量 S代表該 S的值為-2。請回答：某系統(tǒng)中有 資源，當前 保證該系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖的最少資源數(shù)是幾個？17個4. 假設信號量S的初值等于第問

6、中的結果，那么系統(tǒng)中的相關進程至少執(zhí)行了 幾次P(S)操作？19次 與信號量S相關的處于阻塞狀態(tài)的進程有幾個？ 兩個 要使信號量S的值大于0,應該進行怎樣的操作？V(S)操作釋放信號量的次數(shù)至少要比P(S)操作多3次。5.試分別從以下方面對進程和線程進行比較:地址空間:線程是進程內的一個執(zhí)行單元，進程至少擁有一個線程，同屬一個進程的多個線程共享該進程的地址空間；而進程則有自己獨立的地址空間。資源擁有:資源擁有：進程是資源分配和擁有的基本單位，同一個進程所屬的多個線程共享進程所有的資源。處理機調度：線程是處理機調度的基本單位能否并發(fā)執(zhí)行：進程和線程均可以并發(fā)執(zhí)行得分評分人四、應用題(每題10分，

7、共30分)1.某請求分頁式存儲管理系統(tǒng)，接收一個共7頁的作業(yè)。2、4。假定系統(tǒng)為該作業(yè)分配了3塊內存空間，內存頁塊初始均為空，假設 FIFO算法以隊列，LRU算法以堆棧作為輔助結構，請?zhí)畋聿⒂嬎? 采用先進先出（FIFO）頁面淘汰算法時，會產生多少次缺頁中斷？缺頁率是多少？頁面走1521324724隊列是否缺換出頁缺頁中斷次數(shù)為：缺頁率為: 采用最近最久未用（LRU頁面淘汰算法時，會產生多少次缺頁中斷？缺頁率是多少?頁面走1521324724堆棧是否缺換出頁缺頁中斷次數(shù)為：缺頁率為:2.假定磁盤的移動臂現(xiàn)在處于第 10柱面，由內向外運動（磁道號由小到大）?，F(xiàn)有一組磁盤請求以60、題:8、15、

8、4、20、40柱面的次序到達磁盤驅動器，移動臂移動一個柱面需要6ms，請完成下面的問訪問磁盤所需的時間由哪三部分構成？若采用先來先服務 FCFS算法進行磁盤調度，請給出柱面訪問序列，計算平均尋道時間。若采用最短尋找時間優(yōu)先 SSTF算法進行磁盤調度，請給出柱面訪問序列，計算平均尋道時間。 若采用電梯掃描SCAN算法進行磁盤調度，請給出柱面訪問序列，計算平均尋道時間。3.系統(tǒng)中有4類資源(A, B, C, D)和5個進程P0P4, TO時刻的系統(tǒng)狀態(tài)如下表所示，系統(tǒng)米用銀行家算法實施死鎖避免策略。ProcessAllocatio nNeedAvailableP0123,40,0,1,21,223

9、P11,0,0,01,7,5,0P20,2,1,0235,6P30,2,1,00,6,5,8P41,0,1,10,6,5,7請回答: 系統(tǒng)中的4類資源總量分別是多少?4888TO狀態(tài)是否安全？為什么?T0時刻存在一個安全序列P0 , P2, P4, P3, P1，故系統(tǒng)是安全的。 在T0狀態(tài)的基礎上，若進程 P2提出請求Request (1, 1, 0, 1)，系統(tǒng)能否將資源分配給它？請說明理由。進程 P2 提出請求 Request (1,1,0,1)后，因 Request<Nee且 Request<Available 故系統(tǒng)可考慮將資源分配給它，分配后，存在一個安全序列P0, P

10、2, P4,Available將變?yōu)?0, 1, 2, 2),進行安全性檢測，發(fā)現(xiàn)P3, P1，故系統(tǒng)是安全的。 在TO狀態(tài)的基礎上，若進程P1提出請求Request (1, 1, 2, 0),系統(tǒng)能否將資源分配給它？請說明理由。P1提出請求 Request(1,1,2,0)后，因Request < Nee且 Request < Available故系統(tǒng)可考慮將資源分配 給它，分配后，Available將變?yōu)?0,1,0,3)，進行安全性檢測，發(fā)現(xiàn)已不能滿足任何進程需要，系統(tǒng) 會進入不安全狀態(tài)，所以此時系統(tǒng)不能為P1分配資源。得分評分人五、綜合分析題(每題10分，共20分)1.有一

11、個多道批處理系統(tǒng)，作業(yè)調度采用“短作業(yè)優(yōu)先”調度算法；進程調度采用“優(yōu)先數(shù)搶占式”調度算法，且優(yōu)先數(shù)越小優(yōu)先級越高。若系統(tǒng)擁有打印機一臺，采用 靜態(tài)方法分配，忽略系統(tǒng)的調度幵銷?，F(xiàn)有如下作業(yè)序列到達系統(tǒng):作業(yè)名到達時間Cpu運行時打印機需優(yōu)先數(shù)J12: 0050min14J22: 2040min02J32: 3050min13J42: 5020min05J53: 1010mi n11請?zhí)顚懴卤?，根?jù)表格內容求出各個作業(yè)的平均周轉時間和平均帶權周轉時間，同時指出各個作業(yè)運行結束的次序。作業(yè)名到達時間Cpu運行時間打印機需求優(yōu)先數(shù)開始時間結束時間周轉時間帶權 周轉時間J12: 0050min142

12、: 003:30J22: 2040min022:203:00J32: 3050min133:404:50J42: 5020min054:303:40J53: 1010mi n113:303:40各個作業(yè)的平均周轉時間為:各個作業(yè)的平均帶權周轉時間為: 各個作業(yè)運行結束的次序為:2.有一間教室，教室內只有一位教師為學生答疑。教室內有10張可供學生等待答疑的椅子，如果沒有學生需要答疑，則教師休息；如果有學生進入教室發(fā)現(xiàn)教師在休息，則要叫醒該教師；教師正在答疑時若有新來的同學，則進入教室坐下等待，但是若教室內已無空位，那新來的同學要先離幵。要求: 請分析為了實現(xiàn)同步控制，總共需要用到幾個信號量，其含

13、義和初始值分別為多少。 請使用偽碼描述教師和學生之間的同步關系。、 填空題（每空 1 分，共 10分）1.中斷驅動直接存儲器訪問（或 DMA通道2.用戶程序3.61544.分時5.設備控制器6.原子性7.4GB、單選題 （每題 2 分，共 20分） 1.A2.C3.C4.D5.B 6.C7.D8.D9.A10.A三、簡答題 （每題 4 分，共 20分） 1. 文件系統(tǒng)對目錄的管理有以下要求：實現(xiàn)“按名存取” （ 1 分） 提高對目錄的檢索速度 （ 1 分） 文件共享 （1 分） 允許文件重名 （1 分）2.SPOOLIN皺術是一種虛擬設備技術，它可以把一臺獨占設備改造成為虛擬設備在進程所需的物

14、理設備不存在或被占用的情況下，使用該設備。SPO OLING技術3.是對脫機輸入 , 輸出系統(tǒng)的模擬，又稱為假脫機操作。 （2分）SP OOLING系統(tǒng)主要由三部分組成：輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進程和輸出進程。（ 2 分）可以把用于鏈接文件各物理塊的指針，顯式地存放在內存的一張鏈接表中，分配給各個文件的所有盤塊號都放在該表中，由于查找記錄的過程在內存中進行，因而顯著提高了檢索速度，該表稱為文件分配表FAT（FileAllocationTable） 。（ 2 分）根據(jù)FAT表項的位寬不同，F(xiàn)AT可分為FAT12、FAT16 FAT32和NTFS等不同類別。（2 分）保證不會發(fā)

15、生死鎖的資源數(shù)至少為17 個。 （ 1 分）至少執(zhí)行了 19次P（S）操作；（1分）阻塞進程有 2 個； （ 1 分）5.V（S）操作釋放信號量的次數(shù)至少要比P（S）操作多3次。（1分）地址空間：線程是進程內的一個執(zhí)行單元，進程至少擁有一個線程，同屬一個 進程的多個線程共享該進程的地址空間；而進程則有自己獨立的地址空間。分） 資源擁有：進程是資源分配和擁有的基本單位，同一個進程所屬的多個線程共享進程所有的資源。 （ 1 分）處理機調度：線程是處理機調度的基本單位。1 分） 并發(fā)執(zhí)行：進程和線程均可以并發(fā)執(zhí)行。(1 分)四、計算題（每題10分，共30分）1.解:6柱面訪問序列為:8、4、15、2

16、0、40、60采用采用2.解:FIFO算法時，發(fā)生缺頁的次數(shù)為 乙缺頁率為：70%（ 5分）頁面走向1521324724隊列223347225552234771111552344是否缺頁VVVVVVV換出頁1523LRU算法時，發(fā)生缺頁的次數(shù)為 6，缺頁率為:60%（ 5 分）頁面走向1521324724堆棧213247245521324721115213247是否缺頁VVVVVV換出頁5132(1磁盤訪問時間由：尋道時間、旋轉延遲時間和數(shù)據(jù)傳輸時間三部分構成。分）先來先服務算法：（3分）柱面訪問序列為:60、8、15、4、20、40平均尋道時間為:(50 +52 +7 + 11 +16 +2

17、0)X6=156ms 最短尋找時間優(yōu)先算法：（3分） P1提出請求 Request（1,1,2,0）后，因Request< Nee且 Request< Available故系統(tǒng)可考慮將資源平均尋道時間為：（2+旳十20 +20）"= 62ms 電梯調度算法：（3分）柱面訪問序列為:15、 20、 40、 60、 8、 4平均尋道時間為：（5+5+20 +20+52 +4）" =106ms3.解:系統(tǒng)中4類資源的總數(shù)為：（4,8,8,8）。（ 2 分）資源進程情況、WorkNeedAllocati onWork+Allocatio nFi nishP0122,30

18、,0,1,21,2,3,42,4,5,7tureP22,4,5,72,3,5,60,2,1,02,6,6,7tureP42,6,6,70,6,5,71,0,1,13,6,7,8tureP33,6,7,80,6,5,80,2,1,03,8,8,8tureP13,8,8,81,7,5,01,0,0,04,8,8,8tureT0時刻存在一個安全序列P0 , P2, P4, P3, P1，故系統(tǒng)是安全的。（2分） 進程 P2 提出請求 Request (1,1,0,1)后，因 Request<Neec且 Request<Available 故系統(tǒng)可考慮將資源分配給它，分配后，Availab

19、le將變?yōu)椋?, 1, 2, 2），進行安全性檢測，發(fā)現(xiàn)存在一個安全序列P0, P2, P4, P3, P1，故系統(tǒng)是安全的。（3分）資源進程情況、WorkNeedAllocati onWork+Allocatio nFi nishP00,1,2,20,0,1,21,2,3,41,3,5,6tureP21,3,5,61,2,5,51,3,1,12,6,6,7tureP42,6,6,70,6,5,71,0,1,13,6,7,8tureP33,6,7,80,6,5,80,2,1,03,8,8,8tureP13,8,8,81,7,5,01,0,0,04,8,8,8ture分配給它，分配后，Available將變?yōu)椋?,1,0,3），進行安全性檢測，發(fā)現(xiàn)已不能滿足任何進程需要,系統(tǒng)會進入不安全狀態(tài)，所以此時系統(tǒng)不能為P1分配資源。（3分）五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.填表：（7分）作業(yè)名到達時間Cpu運行時間打印機需求優(yōu)先數(shù)開始時間結束時間周轉時間帶權 周轉時間J12： 0050min142： 003： 30901.8或J22： 2040min022： 203： 00409/51J32： 3050min133： 404