2022年武漢輕工大學數據科學與大數據技術專業《操作系統》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1、（）不是操作系統的功能。A.CPU管理B.存儲管理C.網絡管理D.數據管理2、列選項中，不可能在用戶態發生的事件是（）。A.系統調用B.外部中斷C.進程切換D.缺頁3、銀行家算法在解決死鎖問題中用于（）。A.預防死鎖B.死鎖避免C.檢測死鎖D.解除死鎖4、在多進程的系統中，為了保證公共變量的完整性，各進程應互斥進入臨界區。所謂臨界區是指（）。A.一個緩沖區B.一段數據區C.同步機制D.一段程序5、作業8：00到達系統，估計運行時問為1h。若從10：00開始執行該作業，其響應比為（）。A.2B.1C.3D.0.56、CPU輸出數據的速度遠遠高于打印機的速度，為解決這一矛盾，可采用（）。A.并行技術B.通道技術C.緩沖技術D.虛存技術7、采用SPOOLing技術將磁盤的一部分作為公共緩沖區以代替打印機，用戶對打印機的操作實際上是對磁盤的存儲操作，用以代替打印機的部分是（）。A.獨占設備B.共享設備C.虛擬設備D.一般物理設備8、下列選項中，不能改善磁盤設備I/O性能的是（）。A.重排I/O請求次序B.在一個磁盤上設置多個分區C.預讀和滯后寫D.優化文件物理的分布9、若某文件系統索引節點（inode）中有直接地址項和間接地址項，則下列選項中，與單個文件長度無關的因素是（）.A.索引節點的總數B.間接地址索引的級數C.地址項的個數D.文件塊大小10、若用8個字（字長32位，H字號從0開始計數）組成的位示圖管理內存，用戶歸還一個塊號為100的內存塊時，它對應位示圖的位置為（）（注意：位號也從0開始）。A.字號為3，位號為5B.字號為4，位號為4C.字號為3，位號為4D.字號為4，位號為511、下面有關外層頁表的敘述中錯誤的是（）。A.反映在磁盤上頁面存放的物理位置B.外層頁表是指頁表的頁表C.為不連續（離散）分配的頁表再建立一個頁表D.若有了外層頁表，則需要一個外層頁表寄存器就能實現地址變換12、作業在執行中發生缺頁中斷，經操作系統處理后應讓其執行（）指令。A.被中斷的前一條B.被中斷的那一條C.被中斷的后·條D.啟動時的第一條二、填空題13、當一個進程獨占處理器順序執行時，具有兩個特性：__________、__________。14、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。15、現代計算機系統采用自成獨立系統的能與主機并行工作的I/O結構，主存儲器與外圍設備之間傳送信息的輸入輸出操作由__________完成。由于它能獨立完成輸入輸出操作，所以也稱為__________。16、固定分區存儲管理中的作業裝入固定的主存區域，故可采用__________方式裝入。17、文件的目錄由若干目錄項組成，每個目錄項中除了指出文件的名字和__________存取的物理地址外，還可包含如何__________和文件__________的信息。18、操作系統中，進程可以分為__________和__________兩類。19、三代人機界面的發展是指：一維__________、二維__________、三維__________。20、線程的主要屬性是：每個線程有__________，同一進程中的各個線程共享__________。三、判斷題21、原語和系統調用的主要區別在于兩者的實現方法不同.（）22、在作業調度時，采用最高響應比優先的作業調度算法可以得到最短的作業平均周轉時間.（）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、大多數虛擬系統采用OPT（）25、操作系統的所有程序都必須常駐內存.（）26、進程申請CPU得不到滿足時，其狀態變為等待態.（）27、設置中斷屏蔽指令可以在目態下執行.（）28、選擇通道主要用于連接低速設備.（）29、進程優先數是進程調度的重要依據，必須根據進程運行情況動態改變.（）30、引入緩沖的主要目的是提高I/0設備的利用率.（）31、打印機是一類典型的塊設備.（）32、系統處于不安全狀態不一定是死鎖狀態.（）四、名詞解釋題33、多道程序設計：34、中斷：35、設備的無關性：36、可再入代碼：37、物理記錄：38、響應時間：五、簡答題39、進程有哪幾種基本狀態試描繪出進程狀態轉換圖？40、操作系統為用戶提供哪些接口？41、進程與程序是兩個完全不同的概念，但又有密切的聯系，試寫出兩者的區別。42、什么是操作系統？43、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？44、影響缺頁中斷率的因素有哪些？六、綜合題45、為什么要設置內存I/O緩沖區？通常有哪幾類緩沖區？46、4個哲學家甲、乙、丙、丁，坐在圓桌前思考問題。甲乙間有筷子0，乙丙間有筷子1，依次類推。每個哲學家饑餓時，就試圖取用兩邊的筷子，只有兩根筷了都被拿到才開始進餐。請用P、V操作寫出哲學家活動的同步執行程序。47、某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面，每頁1KB.主存16KB。假定某時刻系統為用戶的第0、1、2、3頁分配的物理塊號為5、10、4、7，而該用戶作業的長度為6頁，試將十六進制的虛擬地址0A5C、103C、1A5C轉換成物理地址。

參考答案一、選擇題1、C2、C3、B4、D5、C6、C7、B8、B9、A10、C11、A12、B二、填空題13、【答案】封閉性、可再現性14、【答案】建立文件、關閉文件15、【答案】通道、輸入輸出處理機16、【答案】靜態重定位17、【答案】文件、控制、管理18、【答案】系統進程、用戶進程19、【答案】命令行、圖形界面、虛擬現實20、【答案】一個唯一的標識符和線程描述表、分配給進程的主存地址空間三、判斷題21、【答案】：錯22、【答案】：錯23、【答案】：錯24、【答案】：錯25、【答案】：錯26、【答案】：錯27、【答案】：錯28、【答案】：錯29、【答案】：錯30、【答案】：錯31、【答案】：錯32、【答案】：對四、名詞解釋題33、多道程序設計：在這種設計技術下，內存中能同時存放多道程序，在管理程序的控制下交替的執行。34、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。35、設備的無關性：也稱設備獨立性，就是說，用戶程序應與實際使用的物理設備無關，由操作系統來考慮因實際設備不同而需要使用不同的設備驅動程序等問題。36、可再入代碼：也稱純代碼，是指那些在其執行過程本身不做任何修改的代碼，通常由指令和常數組成。37、物理記錄：文件存儲器上組織信息的一個單位。它是文件存儲器識別信息的單位。38、響應時間：是分時系統的一個技術指標，指從用戶輸入命令到系統對命令開始執行和顯示所需要的時間。五、簡答題39、答：進程有運行態，就緒態和阻塞態三種基本狀態，三種基本狀態的轉換圖如圖1所示，圖中數字1的含義是：進程被調度進程選中，數字2的含義是：時間片用完，數字3的含義是：等待某事件發生，數字4的含義是：等待的事件已發生40、答：操作系統為用戶提供兩種類型的使用接口：一是操作員級的，它為用戶提供控制作業執行的途徑；二是程序員級的，它為用戶程序提供服務功能41、答：兩者的主要區別有：（1）進程是動態，程序是靜態的；（2）進程是獨立運行的單位，程序不能作為運行單位；（3）各進程間在并發執行過程中會產生相互制約關系，而程序由于是靜態的，所以不存在異步特征。42、答：操作系統是計算機系統中的一個系統軟件，它能有效地組織和管理計算機系統中的硬件及軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執行，并向用戶提供各種服務功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計算機，并使整個計算機系統能高效地運行。43、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44、答：4個因素，分別是：（1）分配給程序的主存塊數；（2）頁面的大??；（3）程序編制方法；（4）頁面調度算法六、綜合題45、【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。46、【解析】設置4個信號量：chopstick0，chopstickl、chopstick2和chopstick3，初值為1，分別表示筷了是否可用。Po~P3表示4人活動的進程。Semaphorechopsticko=chopstickl=chopstick2=chopstick3=1；P0（）{While（true）{P（chopstick3）P（chopstick0）；V(chopstick3）；V(chopstickD）；While（true）{P（chopstick1）P（chopstick0）；V（chopstickl）；V(chopstick0）；P2（）{While（true）{P(chopstick1）：P（chopstick2）；V（chopstickl）；V（chopstick2）；P3（）While（true）{P（chopstick3）：P（chopstick2）：v（chopstick3）；v（chopstick2）}}本題是典型的哲學家進餐問題。為避免4個哲學家間時饑餓而各白拿起一根筷子，結果都因陷入無限期等待而死鎖，本題采用的方法是甲、丙先拿起各自右邊的筷子，然后拿左邊的筷子，而乙、丁則相反（設想哲學家都面對圓桌而坐）。另外，解決死鎖的方法還有：①至多只允許（n-1）個哲學家同時進餐，以保證至少一個哲學家能擁有兩根筷了而可以進餐，最終會釋放出他所使用的筷子，從而更多人可以進餐。②僅當哲學家的左右兩根筷子同時可用時，才允許其拿起筷子進餐。下面給出至多允許3個哲學家進餐的解法，其中使用了信號量數組（信號量數組易于理解，書中沒有展開詳細敘述）：semaphorechopstick[4]=（1，1，1，1）；semaphoreS=3；P（i）While（true）{P（s）：P（chopstick[i]）；P（chopstick[i+3]mod4）；V（chopstick[i]）；V（chopstick[i+3]mod4）；V（s）：}}47、【解析】題目的條件可知，該系統的邏輯地址有15位，其中高5位為頁號，低10位為頁內位移：物理地址有14位，其中高4位為塊號，低10位為塊內位移。另外，因題目中給出的邏輯地