2022年武漢晴川學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B(有答案)

2022年武漢晴川學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1、文件系統(tǒng)用位圖法表示磁盤(pán)空間的分配情況，位圖存于磁盤(pán)的32~1271024B.0409612，則位圖中要修改的位所在的盤(pán)塊號(hào)和塊內(nèi)字節(jié)序號(hào)分別是（）。A.81，1B.81，2 C.82，1D.82，22、在磁盤(pán)上容易導(dǎo)致存儲(chǔ)碎片發(fā)生的物理文件結(jié)構(gòu)是（）A.鏈接 B.連續(xù) 索引 索引和鏈接3、下面有關(guān)選擇進(jìn)程調(diào)度算法的準(zhǔn)則，錯(cuò)誤的是（）A.盡量提高處理器利用率B.盡可能提高系統(tǒng)吞吐量C.適當(dāng)增長(zhǎng)進(jìn)程在就緒隊(duì)列中的等待時(shí)間D.盡快響應(yīng)交互式用戶(hù)的要求4、下列選項(xiàng)中，降低進(jìn)程優(yōu)先權(quán)級(jí)的合理時(shí)機(jī)是（）。進(jìn)程的時(shí)間片用完I/OC.進(jìn)程長(zhǎng)期處于就緒隊(duì)列D.進(jìn)程從就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)為執(zhí)行狀態(tài)5、某系統(tǒng)中有11臺(tái)打印機(jī)，N個(gè)進(jìn)程共享打印機(jī)資源，每個(gè)進(jìn)程要求3臺(tái)打印機(jī)。當(dāng)N的取值不超過(guò)（）時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。A.4 B.5 C.6 D.76、目標(biāo)程序?qū)?yīng)的地址空間是（）名空間C.存儲(chǔ)空間D.物理地址空間78個(gè)字（32位，H0開(kāi)始計(jì)數(shù)）組成的位示圖管理內(nèi)存，用戶(hù)歸還100的內(nèi)存塊時(shí)，它對(duì)應(yīng)位示圖的位置為（）（0開(kāi)始）354434458、（）不是操作系統(tǒng)的功能。A.CPU管理B.存儲(chǔ)管理C.網(wǎng)絡(luò)管理D.數(shù)據(jù)管理9、下列選項(xiàng)中，會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)進(jìn)程從用戶(hù)態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)的操作是（）I.整數(shù)除以零II.sin函數(shù)調(diào)用III.read系統(tǒng)調(diào)用A.僅I、II 僅I、III 僅II、III D.I、II和II10I/O設(shè)備時(shí)，通常使用的設(shè)備標(biāo)識(shí)是（），A.邏輯設(shè)備名B.物理設(shè)備名C.主設(shè)備號(hào)D.從設(shè)備號(hào)11、如果I/O設(shè)備與存儲(chǔ)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過(guò)CPU來(lái)完成，則這種數(shù)據(jù)交換方式是（）。A.程序查詢(xún)方式B.中斷方式C.DMA方式D.外部總線(xiàn)方式12SPOOLing技術(shù)將磁盤(pán)的一部分作為公共緩沖區(qū)以代替打印機(jī)，用戶(hù)對(duì)打印機(jī)的操作實(shí)際上是對(duì)磁盤(pán)的存儲(chǔ)操作，用以代替打印機(jī)的部分是（）。A.獨(dú)占設(shè)備 共享設(shè)備 虛擬設(shè)備 一般物理設(shè)備二、填空題13、光盤(pán)的信息傳送速度比硬，容量比軟。14、操作系統(tǒng)為用戶(hù)提供兩種類(lèi)型的使用接口，它們是 和 程序員接口。15、操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可以分和 兩類(lèi)。16、死鎖的四個(gè)必要條件是互斥使用資源，占有等待資源和 。17、輔助存儲(chǔ)器只能相互傳遞信息。18、操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信、 幾種方式。19、為了保證操作的正確性，中央處理器設(shè)置有兩種工作狀態(tài)和 。20、設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)特別要注意兩點(diǎn)，第一，第二是 三、判斷題21.（）22.（）23.（）24（）25（）26（）27.（）28（）29.（）30（）四、名詞解釋題31、臨界資源：32、死鎖：33、死鎖避免：34、實(shí)存：35、外部碎片：36、輸入井：五、簡(jiǎn)答題37、什么是操作系統(tǒng)？38、處理機(jī)調(diào)度分為哪三級(jí)？各自的主要任務(wù)是什么？39、什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是什么？40、試比較進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不同點(diǎn)。41、什么是虛擬存儲(chǔ)器，它有什么特點(diǎn)？六、綜合題42、“虛擬”體現(xiàn)在操作系統(tǒng)的各方面應(yīng)用當(dāng)中，請(qǐng)舉出兩個(gè)“虛擬”的例子。43、某進(jìn)程調(diào)度程序采用基于優(yōu)先數(shù)（priority）的調(diào)度策略，即選擇優(yōu)先數(shù)最小的進(jìn)程運(yùn)行，進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)由用戶(hù)指定一個(gè)nice作為靜態(tài)優(yōu)先數(shù)。為了動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)先數(shù)，引入運(yùn)行時(shí)間cpuTime和等待時(shí)間waitTime，初值均為0。進(jìn)程處于執(zhí)行態(tài)時(shí)，cpuTime定時(shí)加1.HwaitTime置0：進(jìn)程處于就緒態(tài)時(shí)，cpuTime置0，waitTime定時(shí)加1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。若調(diào)度程序只將nice的值作為進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)，即priority=nice，則可能會(huì)出現(xiàn)饑餓現(xiàn)象，為什么？使用nice、cpuTimewaitTime設(shè)計(jì)一種動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)計(jì)算方法，以避免產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象，并說(shuō)明waitTime的作用。44、系統(tǒng)中有多個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程和多個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程，共享一個(gè)能存放1000件產(chǎn)品的環(huán)形緩沖區(qū)（初始為空）。當(dāng)緩沖區(qū)未滿(mǎn)時(shí)，生產(chǎn)者進(jìn)程可以放入其生產(chǎn)的一件產(chǎn)品，否則等待：當(dāng)緩沖區(qū)未空時(shí)，消費(fèi)者進(jìn)程可以從緩沖區(qū)取走件產(chǎn)品，否則等待。要求一個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程從緩沖區(qū)連續(xù)取出10件產(chǎn)品后，其他消費(fèi)者進(jìn)程才時(shí)以取產(chǎn)品。請(qǐng)使用信號(hào)量P、V（wait（）、signal（））操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥與同步，要求寫(xiě)出完整的過(guò)程，并說(shuō)明所用信號(hào)量的含義和初值。45、有一個(gè)文件系統(tǒng)如圖所示，圖中的矩形表示目錄，圓圈表示普通文件。根目錄，常駐內(nèi)存，目錄文件組織成索引順序文件，不設(shè)文件控制塊，普通文件組織成索引文件。目錄表口指示下一級(jí)文件名及其磁盤(pán)地址（各占2B，共4B）。若下級(jí)文件是目錄文件，指示其第一個(gè)磁盤(pán)塊地址。若下級(jí)文件是普通文件，指示其文件控制塊的磁盤(pán)地址。每個(gè)目錄文件磁盤(pán)塊最后4B供指針使用。下級(jí)文件在上級(jí)目錄文件中的次序在圖中為從左至右。每個(gè)磁盤(pán)塊有512B，與普通文件的頁(yè)等長(zhǎng)。普通文件的索引節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)見(jiàn)，其中每個(gè)磁盤(pán)地址占2B，前10個(gè)地址直接指示該文件前10頁(yè)的地址。第11個(gè)地址指示級(jí)索引表地址，一級(jí)索引表中每個(gè)磁盤(pán)地址指示一個(gè)文件也地址；第12個(gè)地址指示二級(jí)索引表地址，二級(jí)索引表中每個(gè)地址指示一個(gè)一級(jí)索引表地址：第13個(gè)地址指示三級(jí)索引表地址，三級(jí)索引表中每個(gè)地址指示個(gè)二級(jí)索引表地址。試問(wèn)：一個(gè)普通文件城多可有多少個(gè)文件頁(yè)？若要讀取文件J…頁(yè)，最多啟動(dòng)磁盤(pán)多少次？若要讀取文件W中的某頁(yè)，最少啟動(dòng)磁盤(pán)多少次？就3）盤(pán)最多啟動(dòng)多少次？參考答案一、選擇題1、C2、B.連續(xù)文件的優(yōu)點(diǎn)是在順序存取時(shí)速度較快，因?yàn)檫@類(lèi)文件往往被從頭到尾依次，存取，但.，要求建立文件時(shí)就確定它的長(zhǎng)度，依此來(lái)分配相應(yīng)的存儲(chǔ)空間，這往往很難實(shí)現(xiàn)：第：，不便于文件的動(dòng)態(tài)擴(kuò)充，在實(shí)際計(jì)算時(shí)，作為輸出，結(jié)果的文件往往隨執(zhí)行過(guò)程不斷增加新內(nèi)容，當(dāng)該文件需要擴(kuò)大空間而其后的存儲(chǔ)單元已經(jīng)被別的文件占用時(shí)，就必須另外尋找個(gè)足夠大的空間，把原空間中的內(nèi)容和新加入的內(nèi)容復(fù)無(wú)法被連續(xù)文件使用，造成浪費(fèi)、C、A、B、B、C、C、B、A、C、B二、填空題13、【答案】慢、大14、【答案】操作員接口、程序員接口15、【答案】系統(tǒng)進(jìn)程、用戶(hù)進(jìn)程16、【答案】不可搶奪資源（或循環(huán)等待資源）、循環(huán)等待資源（或不可搶奪資源）17、【答案】?jī)?nèi)存18、【答案】信件、通信原語(yǔ)@19、【答案】管態(tài)（系統(tǒng)態(tài)、核心態(tài)）、目態(tài)（用戶(hù)態(tài)）20、【答案】可靠性、安全三、判斷題、【答案】：對(duì)、【答案】：對(duì)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：對(duì)、【答案】：對(duì)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：對(duì)四、名詞解釋題31、臨界資源：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源。32、死鎖：在一個(gè)進(jìn)程集合中的每個(gè)進(jìn)程都在等待僅由該集合中的另一個(gè)進(jìn)程才能引發(fā)的事件而無(wú)限期地僵持下去的局面。33、死鎖避免：對(duì)進(jìn)程所發(fā)出的每一個(gè)申請(qǐng)資源命令加以動(dòng)態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進(jìn)行資源分配。就是說(shuō)，在資源分配過(guò)程中若預(yù)測(cè)有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關(guān)鍵是確定資源分配的安全性。34、實(shí)存：實(shí)存是指計(jì)算機(jī)配置的物理存儲(chǔ)器，它直接向cpu提供程序和數(shù)據(jù)。35、外部碎片：在所有分區(qū)之外新產(chǎn)生的碎片稱(chēng)作外部碎片，如在動(dòng)態(tài)分區(qū)法實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的越來(lái)越多的小空閑塊，由于它們太小，無(wú)法裝入一個(gè)小進(jìn)程，因而被浪費(fèi)掉。36、輸入井：是指為使設(shè)備與cpu速度相匹配，系統(tǒng)在磁盤(pán)上設(shè)置的多個(gè)緩沖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與cpu之間的數(shù)據(jù)交換。輸入井主要用來(lái)存放由輸入設(shè)備輸入的信息。五、簡(jiǎn)答題37、答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它能有效地組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶(hù)提供各種服務(wù)功能，使得用戶(hù)能夠靈活、方便、有效地使用計(jì)算機(jī)，并使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。38掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一CPU交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)。39、答：死鎖：當(dāng)某進(jìn)程提出資源申請(qǐng)后，使得系統(tǒng)中一些進(jìn)程處于無(wú)休止的阻塞狀態(tài)，在無(wú)外力作用下，永遠(yuǎn)不能再繼續(xù)前進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥使用資源，占用并等待資源，不可搶奪資源和循環(huán)等待資源40、答：（1）作業(yè)調(diào)度是宏觀(guān)調(diào)度，它決定了哪一個(gè)作業(yè)能進(jìn)入主存.進(jìn)程調(diào)度是微觀(guān)調(diào)度，它決定各作業(yè)中的哪一個(gè)進(jìn)程占有中央處理機(jī).（2）作業(yè)調(diào)度是選符合條件的收容態(tài)作業(yè)裝入內(nèi)存.進(jìn)程調(diào)度是從就緒態(tài)進(jìn)程中選一個(gè)占用處理機(jī).41、答：虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。但是虛擬存儲(chǔ)器的容量并不是無(wú)限的，它由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲CPU工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。六、綜合題42、【解析】①由于一臺(tái)計(jì)算機(jī)配置了操作系統(tǒng)和其他軟件，因此比“臺(tái)裸機(jī)功能更強(qiáng)大，使用更方便，稱(chēng)為虛擬機(jī)。由于操作系統(tǒng)自身包含了若干層軟件，因此該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又可稱(chēng)為多層虛擬機(jī)。②如在多道分時(shí)系統(tǒng)中，利用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)可以把一臺(tái)物理上的CPU虛擬為多臺(tái)邏上的CPU.而供多個(gè)終端用戶(hù)使用。③虛擬存儲(chǔ)器，僅把作業(yè)的一部分裝入內(nèi)存便可運(yùn)行作業(yè)，從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量進(jìn)行了，擴(kuò)充。又如在設(shè)備管理中虛擬設(shè)備技術(shù)的使用，可將一臺(tái)物理設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。43、【解析】的進(jìn)程一直沒(méi)有機(jī)會(huì)運(yùn)行，因而會(huì)出現(xiàn)饑餓現(xiàn)象。priority的計(jì)算公式為priority=nice+k1×cpuTime-k2×waitTime，其中kl>0，k2>0，用來(lái)分別調(diào)整cpuTime和waitTime在priority中所占的比例。waitTime可使長(zhǎng)時(shí)間等待的進(jìn)程優(yōu)先數(shù)減小，從而避免出現(xiàn)饑餓現(xiàn)象。44、【解析】這是典型的生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題，只對(duì)典型問(wèn)題加了一個(gè)條件，只需在標(biāo)準(zhǔn)模型上新加一個(gè)信號(hào)量，即可完成指定要求。設(shè)置4個(gè)變量mutex1、mutex2，empty和full.mutex1用于一個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程一個(gè)周期（10次）內(nèi)對(duì)于緩沖區(qū)的控制，初值為1：mutex2用于進(jìn)程單次互斥地訪(fǎng)問(wèn)緩沖區(qū)，初值為1；empty代表緩沖區(qū)的空位數(shù)，初值為0：full代表緩沖區(qū)的產(chǎn)品數(shù)，初值為1000。具體進(jìn)程的描述如下：semaphoremutexl=1；semaphoremutex2=1；semaphoreempty=1000；semaphorefull=0；producer（）{{while（1）生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品；P（empty）；P（mutex2）；把產(chǎn)品放入緩沖區(qū)；V（mutex2）；V（full）；}}consumer（）{while（1）{P（mutex1）for（inti=0；i<=10；++i）P（full）；P（mutex2）；從緩沖區(qū)取出一件產(chǎn)品；V（mutex2）；V（empty）；消費(fèi)這件產(chǎn)品；}V（mutex1）}45、【解析】因?yàn)榇疟P(pán)塊大小為512B，所以索引塊大小也為512B，每個(gè)磁盤(pán)地址大小為2B。因此，一個(gè)級(jí)索引表可容納256個(gè)磁盤(pán)地址。同樣，一個(gè)二級(jí)索引表「容納256個(gè)一級(jí)索引表地址，一個(gè)三級(jí)索引表可容納256個(gè)二級(jí)索引表地址。這樣，一個(gè)普通文件最多可有文件頁(yè)數(shù)為10+256+256×256+256×256×256=16843018頁(yè)。由圖可知，目錄文件A和D中的目錄項(xiàng)都只有兩個(gè)，因此這兩個(gè)目錄文件都只占用一個(gè)物理塊。要讀文件J中的某一項(xiàng)，先從內(nèi)存的根目錄中找到目錄A的磁盤(pán)地址，將其讀入內(nèi)存（已訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)1次）。然后從目錄A找出目錄文件D的磁盤(pán)地址讀入內(nèi)存（已訪(fǎng)，問(wèn)磁盤(pán)2次）。再?gòu)目阡汥中找出文件J內(nèi)存（已訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)3次）。在最壞的情況下，該訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)存放在三級(jí)索引下，這時(shí)需要一級(jí)一級(jí)地讀三級(jí)索引塊才能得到文，件J的地址（已訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)6次）。最后讀入文件J中的相應(yīng)頁(yè)（共訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)7次）。所以，若要讀文件J中的某頁(yè)，最多啟動(dòng)磁盤(pán)7次。由圖可知，目錄文件C和U的目錄項(xiàng)較多，可能存放在多個(gè)連接在一起的磁盤(pán)的根H錄中找到目錄文件C的磁盤(pán)地址讀入內(nèi)存（已訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)1次）。在C中找出目錄文件1的磁盤(pán)地址讀入內(nèi)存（已訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)2次）。在1中找出目錄文件P的磁盤(pán)地址讀入內(nèi)存（L訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)3次）。從P中找到目錄文件U的磁盤(pán)地址讀入內(nèi)存（已訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)4次）。從U的第一個(gè)磁盤(pán)塊中找到文件W的文件