2022年河北地質大學計算機科學與技術專業《操作系統》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、在系統內存中設置磁盤緩沖區的主要11的是（）。A.減少磁盤1/0次數，B.減少平均尋道時間C.提高磁盤數據可靠性D.實現設備無關性2、文件系統用位圖法表示磁盤空間的分配情況，位圖存于磁盤的32~127號塊中，每個盤塊占1024B.盤塊和塊內字節均從0開始編號。假設要釋放的盤塊號為409612，則位圖中要修改的位所在的盤塊號和塊內字節序號分別是（）。A.81，1B.81，2C.82，1D.82，23、在下列操作系統的各個功能組成部分中，一定需要專門硬件配合支持的是（）。I.地址映射II.進程調度III.中斷系統IV.系統調用A.IB.I、IIIC.I、III、IVD.II、II4、某系統中有11臺打印機，N個進程共享打印機資源，每個進程要求3臺打印機。當N的取值不超過（）時，系統不會發生死鎖。A.4B.5C.6D.75、一個進程的讀磁盤操作完成后，操作系統針對該進程必做的是（），A.修改進程狀態為就緒態B.降低進程優先級C.給進程分配用戶內存空間D.增加進程時間片大小6、設系統緩沖區和用戶工作區均采用單緩沖，從外設讀入一個數據塊到系統緩沖區的時間為100，從系統緩沖區讀入1個數據塊到用戶工作區的時間為5，對用戶上作區中的1個數據塊進行分析的時問為90。進程從外設讀入并分析2個數據塊的最短時間是（）。A.200B.295C.300D.3907、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、下列選項中，在用戶態執行的是（）。A.命令解釋程序B.缺頁處理程序C.進程調度程序D.時鐘中斷處理程序9、若程序正在試圖讀取某個磁盤的第100個邏輯塊，使用操作系統提供的（）接門。A.系統調用B.圖形用戶接口C.原語D.鍵盤命令10、采用SPOOLing技術后，使得系統資源利用率（）。A.提高了B.有時提高，有時降低C.降低了D.提高了，但出錯的可能性增人了11、用戶程序發出磁盤I/O話求后，系統的處理流程是：用戶程序→系統調用處理程序→設備驅動程序→中斷處理程序。其中，計算數據所在磁盤的柱面號、磁號、扇區號的程序是（）。A.用戶程序B.系統調用處理程序C.設備驅動程序D.中斷處理程序12、用戶程序發出磁盤1/0請求后，系統的正確處理流程是（）A.用戶程序→系統調用處理程序→中斷處理程序→設備驅動程序B.用戶程序→系統調用處理程序→設備驅動程序→中斷處理程序C.用戶程序→設備驅動程序→系統調用處理程序→中斷處理程序D.用戶程序→設備驅動程序→中斷處理程序→系統調用處理程序二、填空題13、被中斷進程的現場信息是由一中斷處理程序，程序將其保存到__________中的。14、解決死鎖問題可以采用的方式中，采用__________策略，如銀行家算法雖然保守，但可以保證系統時時處于安全狀態。15、引起死鎖的四個必要條件是__________、保持和等待__________、__________。16、一個程序獲得了一個__________和一個__________后，就說創建了一個進程。17、MS-DOS操作系統中文件的邏輯結構是__________文件。18、死鎖的四個必要條件是互斥使用資源，占有等待資源，__________和__________。19、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。20、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。三、判斷題21、進程狀態的轉換是由操作系統完成的，對用戶是透明的.（）22、如果輸入輸出所用的時間比處理時間短得多，則緩沖區最有效.（）23、存儲保護的功能是限制內存存取.（）24、當一個進程從等待態變成就緒態，則一定有一個進程從就緒態變成運行態.（）25、同一文件系統中不允許文件同名，否則會引起混亂.（）26、所謂最近最少使用（）27、在請求頁式存儲管理中，頁面淘汰所花費的時間不屬于系統開銷.（）28、在頁式虛擬存儲系統中，頁面長度固定并且是硬件的設計特性.（）29、參與死鎖的進程至少有兩個已經占有資源.（）30、流式文件是指無結構的文件.（）四、名詞解釋題31、聯機I/O：32、交換調度：33、周轉時間：34、內部碎片：35、邏輯地址：36、中斷向量：五、簡答題37、UNIX/Linux文件系統的主要特點是什么38、實現虛擬設備的硬件條件是什么操作系統應設計哪些功能程序39、什么是快表？它在地址轉換中起什么作用？40、系統調用的執行過程分可分為哪幾步？41、請說明在生產者一消費者問題的描述中，P操作顛倒會產生死鎖嗎？為什么？六、綜合題42、為什么要設置內存I/O緩沖區？通常有哪幾類緩沖區？43、假設一臺計算機有32MB內存，操作系統占用2MB，每個用戶進程占用10MB。用戶進程等待I/O的時間為80%，問CPU的利用率為多少？若再增加32MB內存，則CPU的利用率義為多少？44、有5個進程Pa、Pb、Pc、Pd和Pe，它們依次進入就緒隊列，它們的優先級和需要的處理器時間見表。忽略進程調度等所花費的時間，請回答下列問題。1）分別寫出采用先來先服務調度算法和非搶占式的優先數（數字人的優先級低）調度算法中進程執行的次序。2）分別計算出上述兩種算法使各進程在就緒隊列中的等待時間及兩種算法下的平均等待時間。3）某單處理器系統中采用多道程序設計，現有10個進程存在，則處于執行、阻塞和就緒狀態的進程數量的最小值和最大值分別可能是多少？45、考慮某個系統在表所示時刻的狀態。使用銀行家算法回答下面的問題。1）計算Need矩陣。2）系統是否處于安全狀態？如安全，請給出個安全序列。3）如果從進程P1發來個請求（0，4，2，0），這個請求能否立刻被滿足？如安全，請給出一個安全序列。

參考答案一、選擇題1、A2、C3、B4、B5、A6、C7、D8、A9、A10、A11、C12、B二、填空題13、【答案】PCB14、【答案】死鎖的避免15、【答案】互斥使用、非剝奪性、循環等待16、【答案】數據塊、進程控制塊17、【答案】流式18、【答案】不可搶奪資源（或循環等待資源）、循環等待資源（或不可搶奪資源）19、【答案】分頁式虛擬、對換技術20、【答案】建立文件、關閉文件三、判斷題21、【答案】：對22、【答案】：錯23、【答案】：對24、【答案】：錯25、【答案】：對26、【答案】：對27、【答案】：錯28、【答案】：對29、【答案】：對30、【答案】：對四、名詞解釋題31、聯機I/O：是指作業的輸入、調入內存及結果輸出都在cpu直接控制下進行。32、交換調度：是基于系統確定的某個策略，將主存中處于等待狀態或就緒狀態的某個或某些進程交換到外存交換區中，以便將外存交換區上具備運行條件的進程換入主存，準備執行。引入交換調度的目的是為了解決主存緊張和提高主存的利用效率。33、周轉時間：是指從作業進入系統開始，到作業退出系統所經歷的時間。34、內部碎片：在一個分區內部出現的碎片（即被浪費的空間）稱作內部碎片。如固定分區法會產生內部碎片。35、邏輯地址：用戶程序經編譯之后的每個目標模塊都以0為基地址順序編址，這種地址稱為邏輯地址。36、中斷向量：通常包括相應中斷處理程序入口地址和中斷處理時處理機狀態字。五、簡答題37、答：UNIX/Linux文件系統的主要特點有：（1）UNIX或Linux文件系統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文件系統把外部設備做成特殊文件，與普通文件一并進行管理38、答：硬件條件是：配置大容量的磁盤，要有中斷裝置和通道操作系統應設計好"預輸入"程序，"井管理"程序，"緩輸出"程序.39、答：快表是一個高速、具有并行查詢能力的聯想存儲器，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，則在主存頁表繼續查找，并把查到的頁號和塊號放入聯想存儲器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址轉換的速度。40、答：系統調用的執行過程分成以下幾步：（1）設置系統調用號和參數；（2）系統調用命令的一般性處理；（3）系統調用命令處理程序做具體處理。41、答：如果將生產者執行的兩個P操作順序顛倒，會產生死鎖。因為，在這種情況下，當緩沖區都為滿時，生產者仍可順利執行P（mutex）操作，于是它獲得了對緩沖區的存取控制權。然后，當它執行P（mutex）操作時，由于沒有空緩沖區它被掛起。能夠將這個生產者進程釋放的唯一途徑是消費者從緩沖區取出了一個產品，并執行V（mutex）操作。但在此時，由于緩沖區已被掛起的生產者所占有，所以沒有一個消費者能夠取得對緩沖區的存取控制權。因此，出現了生產者和消費者的互相死等的局面。六、綜合題42、【解析】設置內存I/O緩沖區的主要原因如下。1）緩和CPU和I/O設備間速度不匹配的矛盾。“般情況下，程序的運行過程是時而進行計算，時而進行I/O。以輸出為例，若沒有緩沖區，則程序在輸出時，必然由于打印機速度跟不上而使CPU等待：然而在計算階段，打印機又因無輸入數據而無事可做。如果設置一個緩沖區，程序可以將待輸出的數據先輸出到緩沖區中，然后繼續執行：而打印機可以從緩沖區取出數據慢慢打印。2）減少中斷CPU的次數，例如，假定設備只用位：二進制位接收從系統外傳來的數據，則設備每收到一位"進制數就要中斷CPU次，若數據通信速率為9.6kbit/s，則中斷CPU的頻率也為9.6kHz，若設置一個具有8位的緩沖寄存器，則使CPU被中斷的次數降為前者的1/8。3）提高CPU和I/O設備之間的并行性。由于在CPU和設備之問引入了緩沖區，CPU可以從緩沖區中讀取或向緩沖區寫入信息；相應地，設備也可以向緩沖區寫入或從緩沖區讀取，信息。在CPU工作的同時，設備也能進行輸入/輸出操作，這樣CPU和I/O設備可以并行上作。通常有4類緩沖區：單緩沖、雙緩沖、循環緩沖和緩沖池。43、【解析】只有當所有進程都在等待I/O時，CPU才會空閑下米。因此需要算出所有進程都在等待1/0這種情況發生的概率。本題給出的條件為“用戶進程等待I/O的時間為80%”，也就是說進程等待1/0的概率為80%，那么n個進程都同時等待I/O的概率就為（80%）”，則CPU的利用率u可表示為u=1-（80%）n=1-（0.8）n在內存為32MB時，可容納（32-2）/10=3個用戶進程，CPU利用率為u=1-（0.8）3=48.8%在內存再增加32MB時，可容納（32+32-2）/10=6個用戶進程，CPU利用率為u=1-（0.8）6=73.8%44、【解析】注：這里需要提醒大家一點，有些題中對于進程到達的說法是“初始時刻依次進入”，通常這種或與此類似說法的含義是指如果按照先來先服務算法，應視作進程依次到達；如果按照優先級算法，應視作進程同時到達，按照優先級執行。要注意與本題的區別。1）采用先來先服務調度算法時，進程調度次序是：Pa→Pb→Pc→Pd→Pc采用非搶占式的優先數調度算法時，進程調度次序是：Pa→Pb→Pe→Pc→Pd當采用優先級調度算法時，由于P到達時，還沒有其他進程到達，因此選擇Pa開始執行，注意與“初始時刻依次進入”的區別。2）采用先來先服務調度算法和非搶占式的優先數調度算法時，進程的調度次序見表。3）執行狀態：最少0個，最多1個。阻塞狀態：最少0個，最多10