2022年山東交通學院計算機科學與技術專業《操作系統》科目期末試

卷B（有答案）

一、選擇題

1、已知某磁盤的平均轉速為r秒/轉，平均尋找時間為T秒，每個磁道可以存儲的字節數

為N,現向該磁盤讀寫b字節的數據，采用隨機尋道的方法，每道的所有扇區組成一個簇,

其平均訪問時間是（）。

A.（r+T）b/NB.b/NTC.（b/N+T）D.bT/N+r

2、下列關廠索引表的敘述中，正確的是（）。

A.索引表中每個記錄的索引項可以有多個

B.對索引文件存取時，必須先查找索引表

C.索引表中含有索引文件的數據及其物理地址

D.建立索引表的il的之，是減少存儲空間，

3、（）有利于CPU繁忙型的作業，而不利于1/0繁忙型的作業（進程）。

A.時間片輪轉調度算法

B.先來先服務調度算法

C.短作業（進程）優先調度算法

D.優先權調度算法

4、若系統中有n個進程，則在阻塞隊列中進程的個數最多為（）？

A.nB.n-1C.n-2D.l

5、下列描述中，（）并不是多線程系統的特長。

A.利用線程并行地執行矩陣乘法運算

B.Web服務器利用線程響應HTTP請求

C.鍵盤驅動程序為每個正在運行的應用配備一個線程，用以響應該應用的鍵盤輸入，D.基

于GUI的調試程序用不同的線程分別處理用戶輸入、計算和跟蹤等操作

6、一個頁式虛擬存儲系統，其并發進程數固定為4個。最近測試了它的CPU利用率和用

于頁面交換的利用率，假設得到的結果為下列選項，（）說明系統需要增加進程并發數？

I.CPU利用率13%：磁盤利用率97%

II.CPU利用97%；磁盤利用率3%

III.CPU利用率13%：磁盤利用3%

A.IB.IIC.IIID.LIII

7、適合多道程序運行的存儲管理中，存儲保護是為了（）

A.防止一個作業占用同個分區

B.防止非法訪問磁盤文件

C.防止非法訪問磁帶文件

D.防止各道作業相互干擾

8、設計實時操作系統時，首先應該考慮系統的（）。

A.可靠性和靈活性B.實時性和可靠性C.分配性和可靠性D.靈活性和實時性

9、下列關于批處理系統的敘述中，正確的是（）

I.批處理系統允許多個用戶與計算機直接交互

H.批處理系統分為單道批處理系統和多道批處理系統

III.中斷技術使得多道批處理系統的1/0設備可與CPU并行工作

A.僅n、inB.僅IIC僅LIID.僅I、in

10、I/O交通管制程序的主要功能是管理（）的狀態信息。

A.設備、控制器和通道

B.主存、控制器和通道

C.CPU,主存和通道

D.主存、輔存和通道

11、下列有關設備獨立性的說法中，正確的是（）。

A.設備獨立性是指I/O設備具有獨立執行I/O功能的種特性

B.設備獨立性是指用戶程序獨立于具體物理設備的?種特性，

C.設備獨立性是指能夠實現設備共享的一種特性

D.設備獨立性是指設備驅動程序獨立于具體物理設備的?種特性，

12、提高單機資源利用率的關鍵技術是（）。

A.SPOOLing技術B.虛擬技術

C.交換技術D.多道程序設計技術

二、填空題

13、在現代Unix系統（如SystemV）中，存貯管理大多采用存貯機制，把

作為一種輔助手段。

14、一個程序獲得了一個和一個后，就說創建了一個進程。

15、主存的“地址越界”中斷是屬于中斷。

16、文件操作主要有、打開文件、讀文件、寫文件、、刪除文件等幾

種主要操作。

17、批處理操作系統中，操作員根據作業需要把一批作業的有關信息輸入計算機系統，操

作系統選擇作業并根據作業控制的要求自動控制作業的執行。

18、能使計算機系統接收到后及時進行處理，并在嚴格的規定時間內處理結束,

再給出________的操作系統稱為“實時操作系統"。

19、通道程序是由組成的；啟動通道工作前，必須把通道程序首地址存放到

_________中。

20、輔助存儲器只能與相互傳遞信息。

三、判斷題

21、磁盤上物理結構為鏈接結構的文件只能順序存取.（）

22、進程控制塊中的所有信息必須常駐內存.（）

23、如果信號量S的當前值為-5,則表示系統中共有5個等待進程.（）

24、所有進程都掛起時，系統陷入死鎖.（）

25、進程間的互斥是一種特殊的同步關系.（）

26、進程狀態的轉換是由操作系統完成的，對用戶是透明的.（）

27、特殊文件是指其用途由用戶特殊規定的文件.（）

28、虛擬存儲系統可以在每一臺計算機上實現.（）

29、由于現代操作系統提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必須是可再入程序.

（）

30、引入當前目錄是為了減少啟動磁盤的次數.（）

四、名詞解釋題

31、臨界區:

32、非搶占式調度:

33、死鎖避免:

34、物理地址:

35、可重定位地址:

36、中斷:

五、簡答題

37、目前操作系統采用的目錄結構是什么？它具有什么優點？

38、計算機系統中產生死鎖的根本原因是什么一般解決死鎖的方法有哪三種

39、一個具有分時兼批處理功能的操作系統應怎樣調度和管理作業

40、為什么說批處理多道系統能極大地提高計算機系統的工作效率？

41、什么是設備獨立性，它是如何實現的？

六、綜合題

42、下列描述了SPOOLing技術的原理，請根據上下文分別寫出1~V對應的術語。

I在段時間內只能由一個用戶使用，使許多進程因等待而阻塞，影響了整個系統的

效率。另一方面，分配到I的進程，在整個運行期間并非持續使用設備，利用率較

低。SPOOLing技術通過共享設備來虛擬I,將I改造成H,從而提高設備利用率和

系統的效率。采用SPOOLing技術，可以預先從低速的輸入型I上將程序運行需要

的數據傳送到IH上的IV中，當用戶程序運行時，可以直接從IV中將數據讀入V。由

于in是n,多個用戶進程可以共享使用iv。這樣，就將輸入型I改造成了可共享使用

的虛擬設備，改造輸出型I的方法與此類似

43、已知系統為32位實地址，采用48位虛擬地址，頁面大小為4KB,頁表項大小

為8B,每段最大為4GB。

1）假設系統使用純頁式存儲，則要采用多少級頁表？頁內偏移多少位？

2）假設系統采用一級頁表，TLB命中率為98%,TLB訪問時間為10ns,內存訪問

時間為100ns,并假設當TLB訪問失敗后才開始訪問內存，問平均頁面訪問時間是

多少？

3）如果是二級頁表，頁面平均訪問時間是多少？

4）上題中，如果要滿足訪問時間＜120ns,那么命小率需要至少多少？

5）若系統采用段頁式存儲，則每用戶最多可以有多少個段？段內采用兒級頁表？

44、圖所示是一種段頁式管理配置方案，一頁大小為1KB.

1）根據給出的虛地址寫出物理地址。

指令寄存器地址部分口&濘地批寄4湍

6423?

段號頁號位移a

更表貞表頁發■我

6(MK)172(X)0455(X)032IU0D3000

60()313200142500133100140M

6002182(K)24451X)236100270(10

"陽31520034751)033)IU032000

6(XM142004465(MM3710045000

HX>5122005435005351(X)55600

6006102(X)6415(X)63410066<XM>

??????-*T…,,,-????

100776()0

2）描述地址變換過程。

45、有一個煙草供應商和3個抽煙者。抽煙者若要抽煙，必須具有煙葉、煙紙和火

柴。3個抽煙者中，一個有煙葉、一個有煙紙、一個有火柴。煙草供應商會源源不

斷地分別供應煙葉、煙紙和火柴，并將它們放在桌上。若他放的是煙紙和火柴，則

有煙葉的抽煙者會拾起煙紙和火柴制作香煙，然后抽煙：其他類推。試用信號量同

步煙草供應商和3個抽煙者。

參考答案

一、選擇題

1、A

2、B

3、B

4、A

5、C

6、C

7、D

8、B

9、A

10、A

11、B

12、D

二、填空題

13、【答案】分頁式虛擬、對換技術

14、【答案】數據塊、進程控制塊

15、【答案】程序性

16、【答案】建立文件、關閉文件

17、【答案】說明書

18、【答案】外部信號、反饋信號

19、【答案】通道命令（或COW）、通道地址字（或CAW）

20、【答案】內存

三、判斷題

21、【答案】：對

22、【答案】：錯

23、【答案】：錯

24、【答案】：錯

25、【答案】：對

26、【答案】：對

27、【答案】：錯

28、【答案】：錯

29、【答案】：對

30、【答案】：對

四、名詞解釋題

31、臨界區：

在每個進程中訪問臨界資源的那段程序。

32、非搶占式調度：

系統一旦把處理機分配給某個進程之后，該進程一直運行下去，直到該進程完成或因等待

某個事件發生時，才將處理機分配給其他進程。這種調度方式實現簡單，系統開銷小，但

系統性能不夠好。

33、死鎖避免:

對進程所發出的每一個申請資源命令加以動態地檢查，并根據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。

34、物理地址：

內存中各存儲單元的地址由統一的基地址順序編址，這種地址稱為物理地址。

35、可重定位地址：

當含有它的程序被重定位時，將隨之被調整的一種地址。

36、中斷：

是指CPU對系統發生的某個事件做出的一種反應，CPU暫停正在執行的程序，保留現場

后自動地轉去執行相應的處理程序，處理完該事件后，如被中斷進程的優先級最高，則返

回斷點繼續執行被"打斷”的程序。

五、簡答題

37、答：為了給用戶提供對文件的存取控制及保護功能，而按一定規則對系統中的文件名,

（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。目前操作系統采用

的目錄結構是樹型目錄結構，它的優點有：有效地提高對目錄的檢索速度；允許文件重名;

便于實現文件共享。

38、答：計算機系統中產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.

39、答：1）優先接納終端作業，僅當終端作業數小于系統可以允許同時工作的作業數時,

可以調度批處理作業，2）允許終端作業和批處理作業混合同時執行.3）把終端作業的就

緒進程排成一個就緒隊列，把批處理作業的就緒進程排入另外的就緒隊列中.4）有終端作

業進程就緒時，優先讓其按"時間片輪轉"法先運行.沒有終端作業時再按確定算法選批處理

作業就緒進程運行

40、答：①多道作業并行工作，減少了處理器的空閑時間，②作業調度可以合理選擇裝入

主存儲器中的作業，充分利用計算機系統的資源。③作業執行過程中不再訪問低速設備，

而直接訪問高速的磁盤設備，縮短執行時間。④作業成批輸入，減少了從操作到作業的交

接時間

41、答：設備獨立性即應用程序獨立于使用的物理設備，在應用程序中使用邏輯設備名稱

來請求使用某類設備。系統在執行時，是使用物理設備名稱要實現設備獨立性必須由設備

獨立性軟件完成，包括執行所有設備的公有操作軟件提供統一的接口，其中邏輯設備到物

理設備的映射是由邏輯設備表LUT完成的

六、綜合題

42、【解析】

I.獨占設備

口.共享設備

皿磁盤

IV.輸入井

V.內存

43、【解析】

1)已知頁面大小4KB=212B,即頁內偏移量的位數為12。采用48位虛擬地

址，故虛頁，號為48-12=36(位)，頁表項的大小為8B,則每頁可容納

4KB/8B=512=29(項)，所需多級頁表的級數[36/9]=4,故應采用4級頁表。

2)系統進行頁面訪問操作時:首先讀取頁面對應的頁表項，有98%的概率

可以在TLB中直接讀取到(10ns),然后進行地址變換，訪問內存讀取頁面

(100ns),所需要的時間為10ns+100ns=110ns如果TLB未命中(10ns),貝U

要通過一次內存訪問來讀取頁表項(100ns),地址變換后，再訪問內存

(100ns),因TLB訪問失敗后才開始訪問內存，因此所需時間為

10ns+100ns+100ns=210nso頁表平均訪問時間為

[98%xll0+(1-98%)x210]ns=112ns

3)二級頁表的情況下，TLB命中的訪問的訪問時間還是110ns,未命中的訪

問時間加上次內存訪問時間，即2!0ns+100ns=310ns,所以平均訪問時間為

[98%xll0+(1-98%)x310]ns=114ns

4)本問是在第3問的基礎上提出的，假設快表命中率為p,則應滿足

[pxllO+(1-p)x310]ns《l2