2022年北京航空航天大學計算機科學與技術專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A(有答案)

2022年北京航空航天大學計算機科學與技術專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、若文件f1的硬鏈接為f2，兩個進程分別打開fl和f2，獲得對應的文件描述符為fd1和fd2，則下列敘述中，止確的是（）I.fl和f2的讀寫指針位置保持相同II.fl和f2共享同個內(nèi)存索引節(jié)點III.fdl和fd2分別指向各自的用戶打開文件表中的一項，A.僅IIB.僅II、IIIC.儀I、IID.I、II和II2、位示圖可用于（）A.實現(xiàn)文件的保護和保密B.文件目錄的查找C.磁盤空間的管理D.主存空間的共享3、下列調(diào)度算法中，不可能導致饑餓現(xiàn)象的是（）。A.時間片輪轉B.靜態(tài)優(yōu)先數(shù)調(diào)度C.非搶占式短作業(yè)優(yōu)先D.搶占式短作業(yè)優(yōu)先4、采用時間片輪轉調(diào)度算法分配CPU時，當處于執(zhí)行狀態(tài)的進程用完一個時間片后，它的狀態(tài)是（）A.阻塞B.運行C.就緒D.消亡5、并發(fā)進程執(zhí)行的相對速度是（）A.由進程的程序結構決定的B.由進程自己來控制的C.與進程調(diào)度策略有關的D.在進程被創(chuàng)建時確定的6、假設一個“按需調(diào)頁”虛擬存儲空間，頁表由寄存器保存。在存在空閑頁幀的條件，下，處理一次缺頁的時間是8ms。如果沒有空閑頁面，但待換出頁面并未更改，處理一次缺頁的時間也是8ms。若待換出頁面已被更改，則需要20ms。訪問一次內(nèi)存的時間是100ns。假設70%的待換出頁面已被更改，請問缺頁率不超過（）才能保證有效訪問時間小于或等于200ns？A.0.6×10-4B.1.2×10-4C.0.6×10-5D.1.2×10-57、要保證一個程序在主存中被改變了存放位置后仍能正確地執(zhí)行，則對主存空間應采用（）技術。A.靜態(tài)重定位B.動態(tài)重定位C.動態(tài)分配D.靜態(tài)分配8、下面說法錯誤的有（）。I分時系統(tǒng)中，時間片越短越好。II.銀行家算法是防止死鎖發(fā)生的方法之。III若無進程處于運行狀態(tài)，則就緒和等待隊列均為空。A.I和IIB.II和IIIC.I和IIID.I、II和II9、列選項中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是（）。A.系統(tǒng)調(diào)用B.外部中斷C.進程切換D.缺頁10、（）是操作系統(tǒng)中采用的以空間換取時間的技術。A.Spooling技術B.虛擬存儲技術C.覆蓋與交換技術D.通道技術11、如果I/O設備與存儲設備間的數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU來完成，則這種數(shù)據(jù)交換方式是（）。A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.外部總線方式12、虛擬設備是通過（）技術實現(xiàn)的。A.并行B.通道C.SPOOLingD.虛擬存儲二、填空題13、主存儲器與外圍設備之間的__________操作稱為輸入輸出操作。14、計算機系統(tǒng)中引導程序的作用是__________和__________。15、操作系統(tǒng)能保證所有的進程__________，則稱系統(tǒng)處于“安全狀態(tài)”，不會產(chǎn)生__________。16、Spool是在一個計算問題開始之前，把計算所需要的程序和數(shù)據(jù)從輸入設備上預輸入到__________中存放。對于輸出的結果，是從__________中依次輸出。17、間接通信中的信箱可以由__________和__________兩大部分組成。18、UNIX系統(tǒng)規(guī)定用戶使用文件的權限是讀、__________和__________三種。19、設計實時操作系統(tǒng)時特別要注意兩點，第一是__________，第二是__________20、用戶調(diào)用__________和__________打開文件操作來申請對文件的使用權。三、判斷題21、在文件系統(tǒng)中，打開文件是指創(chuàng)建一個文件控制塊.（）22、原語和系統(tǒng)調(diào)用的主要區(qū)別在于兩者的實現(xiàn)方法不同.（）23、固定頭磁盤存儲器的存取時間包括搜查定位時間和旋轉延遲時間.（）24、進程間的互斥是一種特殊的同步關系.（）25、大多數(shù)虛擬系統(tǒng)采用OPT（）26、參與死鎖的所有進程都占有資源.（）27、進程申請CPU得不到滿足時，其狀態(tài)變?yōu)榈却龖B(tài).（）28、在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，頁面長度固定并且是硬件的設計特性.（）29、所有進程都掛起時，系統(tǒng)陷入死鎖.（）30、如果輸入輸出所用的時間比處理時間短得多，則緩沖區(qū)最有效.（）四、名詞解釋題31、封閉性：32、死鎖避免：33、作業(yè)調(diào)度：34、物理地址：35、固定分區(qū)法：36、通道：五、簡答題37、UNIX/Linux文件系統(tǒng)的主要特點是什么38、什么是快表？它在地址轉換中起什么作用？39、處理機調(diào)度分為哪三級？各自的主要任務是什么？40、計算機系統(tǒng)中產(chǎn)生死鎖的根本原因是什么一般解決死鎖的方法有哪三種41、目前操作系統(tǒng)采用的目錄結構是什么？它具有什么優(yōu)點？六、綜合題42、在虛擬分頁存儲管理方案中，對丁一個處于運行狀態(tài)的進程，當CPU讀取下一條指令時，發(fā)生缺頁中斷。操作系統(tǒng)要執(zhí)行哪些操作以獲得所需要部分的指令？43、一個串行線能以最大：50000B/s的速度接收輸入。數(shù)據(jù)平均輸入速率是20000B/s。如果用輪詢來處理輸入，不管是否有輸入數(shù)據(jù)，輪詢例程都需要3μs來執(zhí)行。若在下一個字節(jié)到達時，控制器中仍有未取走的字節(jié)，這些未取走的字節(jié)將會丟失。那么最大的安全輪詢時間間隔是多少？44、某磁盤文件系統(tǒng)使用鏈接分配方式組織文件，簇大小為4KB。目錄文件的每個目錄項包括文件名和文件的第一個簇號，其他簇號存放在文件分配表FAT中。1）假定目錄樹如圖所示，各文件占用的簇號及順序見表，其中dir、dirl是目錄，filel，file2是用戶文件。請給出所有目錄文件的內(nèi)容2）若FAT的每個表項僅存放簇號，占2B，則FAT的最大長度為多少字節(jié)？該文件系統(tǒng)支持的文件長度最大是多少？3）系統(tǒng)通過目錄文件和FAT實現(xiàn)對文件的按名存取，說明filel的106、108兩個簇號分別存放在FAT的哪個表項中？4）假設僅FAT和dir目錄文件已讀入內(nèi)存，若需將文件dir/dir1/filel的第5000B讀入內(nèi)存，則要訪問哪兒個簇？45、3個進程P1、P2、P3互斥使用一個包含N（N>0）個單元的緩沖區(qū)。P1每次用produce（）生成一個正整數(shù)并用put（）送入緩沖區(qū)的某一空閑單元中：P2每次用getodd（）從該緩沖區(qū)中取出一個奇數(shù)并用countodd（）統(tǒng)計奇數(shù)個數(shù)；P3每次用geteven（）從該緩沖區(qū)中取出一個偶數(shù)并用counteven（）統(tǒng)計偶數(shù)個數(shù)。請用信號量機制實現(xiàn)這3個進程的同步與互斥活動，并說明所定義信號量的含義。要求用偽代碼描述。

參考答案一、選擇題1、B2、C3、A4、C5、C6、C。題目并沒有明確當缺頁中斷時內(nèi)存中是否有空閑頁頓，所以假設內(nèi)存總是忙的。設缺頁率為P7、B8、D9、C10、A11、C12、C二、填空題13、【答案】信息傳送14、【答案】進行系統(tǒng)初始化工作、把OS的核心程序裝入主存15、【答案】在有限時間內(nèi)得到所需全部資源、死鎖16、【答案】磁盤的輸入井、磁盤的輸出井17、【答案】信箱說明、信箱體18、【答案】寫、執(zhí)行19、【答案】可靠性、安全20、【答案】建立、打開三、判斷題21、【答案】：錯22、【答案】：錯23、【答案】：錯24、【答案】：對25、【答案】：錯26、【答案】：錯27、【答案】：錯28、【答案】：對29、【答案】：錯30、【答案】：錯四、名詞解釋題31、封閉性：是指只有程序本身的動作才能改變程序的運行環(huán)境。32、死鎖避免：對進程所發(fā)出的每一個申請資源命令加以動態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結果決定是否進行資源分配。就是說，在資源分配過程中若預測有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關鍵是確定資源分配的安全性。33、作業(yè)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度的主要任務是完成作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)和從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉換。34、物理地址：內(nèi)存中各存儲單元的地址由統(tǒng)一的基地址順序編址，這種地址稱為物理地址。35、固定分區(qū)法：內(nèi)存中分區(qū)的個數(shù)固定不變，各個分區(qū)的大小也固定不變，但不同分區(qū)的大小可以不同，每個分區(qū)只可裝入一道作業(yè)。36、通道：是獨立于CPU的、專門負責數(shù)據(jù)輸入輸出的處理單元。五、簡答題37、答：UNIX/Linux文件系統(tǒng)的主要特點有：（1）UNIX或Linux文件系統(tǒng)的目錄組織是一個樹形結構；（2）文件本身是無結構的字符流；（3）UNIX或Linux文件系統(tǒng)把外部設備做成特殊文件，與普通文件一并進行管理38、答：快表是一個高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲器，用于存放正運行的進程的當前頁號和塊號，或者段號和段起始地址。加入快表后，在地址轉換時，首先在快表中查找，若找到就直接進行地址轉換；未找到，則在主存頁表繼續(xù)查找，并把查到的頁號和塊號放入聯(lián)想存儲器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址轉換的速度。39、答：作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個或幾個作業(yè)，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執(zhí)行完后，回收資源。進程調(diào)度：從就緒進程隊列中根據(jù)某個策略選取一個進程，使之占用CPU交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進程交換到外存交換區(qū)。40、答：計算機系統(tǒng)中產(chǎn)生死鎖的根本原因是：資源有限且操作不當，一般解決死鎖的方法有：死鎖的預防，死鎖的避免，死鎖的檢測與恢復等三種.41、答：為了給用戶提供對文件的存取控制及保護功能，而按一定規(guī)則對系統(tǒng)中的文件名，（亦可包含文件屬性）進行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。目前操作系統(tǒng)采用的目錄結構是樹型目錄結構，它的優(yōu)點有：有效地提高對目錄的檢索速度；允許文件重名；便于實現(xiàn)文件共享。六、綜合題42、【解析】在頁表中發(fā)現(xiàn)所要訪問的頁不在內(nèi)存中，則產(chǎn)生缺頁中斷。操作系統(tǒng)接到此，中斷信號后，就調(diào)出缺頁中斷處理程序，根據(jù)頁表中給出的外存地址，將該頁調(diào)入內(nèi)存，使作業(yè)繼續(xù)運行下去。若內(nèi)存中有空閑塊，則分配，頁，將新調(diào)入頁裝入內(nèi)存，并修改頁表中相應頁表項駐留位及相應的內(nèi)存塊號。若此時內(nèi)存中沒有空閑塊，則要淘汰某頁。若該頁在，存期間被修改過，則要將其回寫至外存。43、【解析】串行線接收數(shù)據(jù)的最大速度為50000B/s，即每20s接收1B，而輪詢例程需3μs來執(zhí)行，因此，最大的安全輪詢時間間隔是17μs44、【解析】1）兩個目錄文件dir和dirl的內(nèi)容如下所示。2）由于FAT的簇號為2B.即16bit，因此在FAT表中最多允許216（65536）個表項，一個FAT文件最多包含216（65536）個簇。FAT的最大長度為216×2B=128KB。文件的最大長度是216×4KB=256MB。3）在FAT的每個表項中存放下一個簇號。filel的簇號106存放在FAT的100號表項中，簇號108存放在FAT的106號表項中。4）先在dir目錄文件里找到dirl的簇號，然后讀取48號簇，得到dir1目錄文件，接著找到filel的第一個簇號，據(jù)此在FAT里查找filel的第5000B所在的簇號，最后訪問磁盤中的該簇。因此，需要訪問目錄文件dirl所在的48號簇，及文件filel的106號簇45、【解析】出于緩沖區(qū)是互斥資源，因此設互斥信號量為mutex。同步問題：P1、P2因奇數(shù)的放置與取用而同步，設同步信號量為odd；P1、P3因偶數(shù)的放置與取用而同步，設同步信號量為even；對空閑緩沖區(qū)設置資源同步信號量empty，初值為N。偽代碼描述如下：semaphoremutex=1；semaphoreodd=0；even=0；semaphoreempty=N；processPi（）{while（t