2022年哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件工程專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A(有答案)

2022年哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件工程專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、一個(gè)多道批處理系統(tǒng)中僅有P1，和P2兩個(gè)作業(yè)，P2比P1晚5ms到達(dá)。它們的計(jì)算和I/O操作順序如下：P1：計(jì)算60ms，I/O80ms，計(jì)算20msP2：計(jì)算120ms，I/O40ms，計(jì)算40ms。若不考慮調(diào)度和切換時(shí)間，則完成兩個(gè)作業(yè)需要的時(shí)間最少是（）。A.240msB.260msC.340msD.360ms2、操作系統(tǒng)提供了多種界面供用戶使用，其中（）是專門(mén)供應(yīng)用程序使用的一種界面。A.終端命令B.圖形用戶窗C.系統(tǒng)調(diào)用D.作業(yè)控制語(yǔ)言3、下面所列進(jìn)程的3種基本狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換不正確的是（）A.就緒狀態(tài)→執(zhí)行狀態(tài)B.執(zhí)行狀態(tài)→就緒狀態(tài)C.執(zhí)行狀態(tài)→阻塞狀態(tài)D.就緒狀態(tài)→阻塞狀態(tài)4、進(jìn)程從運(yùn)行態(tài)到阻塞態(tài)可能是（）A.運(yùn)行進(jìn)程執(zhí)行P操作B.進(jìn)程調(diào)度程序的調(diào)度C.運(yùn)行進(jìn)程的時(shí)間片用完D.運(yùn)行進(jìn)程執(zhí)行了V操作5、（）有利于CPU繁忙型的作業(yè)，而不利于1/0繁忙型的作業(yè)（進(jìn)程）。A.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法B.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法C.短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先調(diào)度算法D.優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法6、采用SPOOLing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B.共享設(shè)備C.虛擬設(shè)備D.一般物理設(shè)備7、下列關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的敘述中，正確的是（）。I.與設(shè)備相關(guān)的中斷處理過(guò)程是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成的II.由于驅(qū)動(dòng)程序與I/O設(shè)備（硬件）緊密相關(guān)，故必須全部用匯編語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)III.磁盤(pán)的調(diào)度程序是在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中運(yùn)行的IV.一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置了2臺(tái)同類繪圖機(jī)和3臺(tái)同類打印機(jī)，為了正確驅(qū)動(dòng)這些設(shè)備，系統(tǒng)應(yīng)該提供5個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序A.僅I、IIIB.僅II、IIIC.僅I、III，IVD.I、II、III、IV8、下列關(guān)于索引表的敘述，（）是正確的。A.索引表每個(gè)記錄的索引項(xiàng)可以有多個(gè)B.對(duì)索引文件存取時(shí)，必須先查找索引表C.索引表中含有索引文件的數(shù)據(jù)及其物理地址D.建立索引表的目的之一是為減少存儲(chǔ)空間9、文件的順序存取是（）。A.按終端號(hào)依次存取B.按文件的邏輯號(hào)逐一存取C.按物理塊號(hào)依次存取，D.按文件邏輯記錄大小逐存取10、有一個(gè)矩陣為100行x200列，即a[100][200]。在一個(gè)虛擬系統(tǒng)中，采用LRU算法。系統(tǒng)分給該進(jìn)程5個(gè)頁(yè)面來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（不包含程序），設(shè)每頁(yè)可存放200個(gè)整數(shù)，該程序要對(duì)整個(gè)數(shù)組初始化，數(shù)組存儲(chǔ)時(shí)是按行存放的。試計(jì)算下列兩個(gè)程序各自的缺頁(yè)次數(shù)（假定所有頁(yè)都以請(qǐng)求方式調(diào)入）（）。程序一：for（i=0；i<=99；i++）for（j=0：j<=199；j++）A[i][j]=i*j：程序二：for（j=0：j<=199；j++）for（i=0；i<=99；i++）A[i][j]=i*j；A.100，200B.100，20000C.200.100D.20000，10011、設(shè)有8頁(yè)的邏輯空間，每頁(yè)有1024B，它們被映射到32塊的物理存儲(chǔ)區(qū)中。那么，邏輯地址的有效位是（）位，物理地址至少是（）位。A.10，11B.12，14C.13，15D.14，1612、不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片的存儲(chǔ)管理是（）。A.分頁(yè)式存儲(chǔ)管理B.分段式存儲(chǔ)管理C.固定分區(qū)式存儲(chǔ)管理D.段頁(yè)式存儲(chǔ)管理二、填空題13、批處理操作系統(tǒng)中，操作員根據(jù)作業(yè)需要把一批作業(yè)的有關(guān)信息輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)選擇作業(yè)并根據(jù)作業(yè)控制__________的要求自動(dòng)控制作業(yè)的執(zhí)行。14、在__________和__________存儲(chǔ)管理中，頁(yè)式存儲(chǔ)管理提供的邏輯地址是連續(xù)的。15、從用戶觀點(diǎn)看，UNIX系統(tǒng)將文件分三類：__________、__________、__________。16、主存的“地址越界”中斷是屬于__________中斷。17、輔助存儲(chǔ)器只能與__________相互傳遞信息。18、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理中的作業(yè)裝入固定的主存區(qū)域，故可采用__________方式裝入。19、同一進(jìn)程中的各線程__________進(jìn)程所占用的資源20、把并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱為_(kāi)_________三、判斷題21、大多數(shù)虛擬系統(tǒng)采用OPT（）22、所謂最近最少使用（）23、原語(yǔ)和系統(tǒng)調(diào)用的主要區(qū)別在于兩者的實(shí)現(xiàn)方法不同.（）24、清內(nèi)存指令只能在管態(tài)下執(zhí)行.（）25、在虛存系統(tǒng)中，只要磁盤(pán)空間無(wú)限大，作業(yè)就能擁有任意大的編址空間.（）26、在作業(yè)調(diào)度時(shí)，采用最高響應(yīng)比優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法可以得到最短的作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間.（）27、對(duì)文件進(jìn)行讀寫(xiě)前，要先打開(kāi)文件.（）28、特殊文件是指其用途由用戶特殊規(guī)定的文件.（）29、在內(nèi)存為M的分時(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)注冊(cè)的用戶有N個(gè)時(shí)，每個(gè)用戶擁有M/N的內(nèi)存空間.（）30、通過(guò)任何手段都無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源之間的互換.（）31、在頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，頁(yè)面長(zhǎng)度是根據(jù)程序長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)地分配的.（）32、參與死鎖的所有進(jìn)程都占有資源.（）四、名詞解釋題33、實(shí)時(shí)：34、設(shè)備的無(wú)關(guān)性：35、中斷：36、動(dòng)態(tài)重定位：37、物理地址：38、周轉(zhuǎn)時(shí)間：五、簡(jiǎn)答題39、計(jì)算機(jī)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40、從資源管理的角度說(shuō)明操作系統(tǒng)的主要功能？41、目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是什么？它具有什么優(yōu)點(diǎn)？42、什么是動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？43、試述分區(qū)管理方案的優(yōu)缺點(diǎn)44、什么是虛擬存儲(chǔ)器，它有什么特點(diǎn)？六、綜合題45、試說(shuō)明庫(kù)函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別和聯(lián)系。46、某虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中有一個(gè)進(jìn)程共有6頁(yè)（0~5），其中代碼占3頁(yè)（0~2），數(shù)據(jù)占1頁(yè)3），數(shù)據(jù)堆占1頁(yè)4），用戶找占1頁(yè)5）。它們依次存放在外存的22、23、25、26存儲(chǔ)塊。當(dāng)前，代碼頁(yè)已經(jīng)分配在物理內(nèi)存的66、67、87頁(yè)，數(shù)據(jù)頁(yè)為31，并已經(jīng)進(jìn)行了修改。數(shù)據(jù)堆頁(yè)還沒(méi)有分配內(nèi)存，用戶棧分配在01頁(yè)。請(qǐng)問(wèn)：1）頁(yè)表中應(yīng)該包含哪些項(xiàng)目？請(qǐng)?zhí)顚?xiě)此頁(yè)表。2）若內(nèi)存堆中請(qǐng)內(nèi)存，因無(wú)分配物理內(nèi)存而產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，此時(shí)內(nèi)存無(wú)空閑頁(yè)面，則采用LRU頁(yè)面淘汰算法選中內(nèi)存的哪個(gè)頁(yè)面？操作系統(tǒng)作何處理？頁(yè)表義如何變化？設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為虛擬時(shí)間1256。47、存放在某個(gè)磁盤(pán)上的文件系統(tǒng)采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個(gè)地址項(xiàng)，第0~9個(gè)地址項(xiàng)為直接地址，第10個(gè)地址項(xiàng)為一次間接地址，第11個(gè)地址項(xiàng)為二次間接地址，第12個(gè)地址項(xiàng)為三次間接地址。假設(shè)每個(gè)盤(pán)塊的大小為512B，若盤(pán)塊號(hào)需要占3B，而每個(gè)盤(pán)塊最多存放170個(gè)盤(pán)塊地址，則：1）該文件系統(tǒng)允許文件的最大長(zhǎng)度是多少？2）將文件的第5000B、15000B、150000B轉(zhuǎn)換成物理塊號(hào)和塊內(nèi)位移。3）假設(shè)某個(gè)文件的FCB已在內(nèi)存，但其他信息均在外存，為了訪問(wèn)該文件中某個(gè)位置的內(nèi)容，最少需要幾次訪問(wèn)磁盤(pán)？最多需要兒次訪問(wèn)磁盤(pán)？

參考答案一、選擇題1、B2、C3、D4、A5、B6、B7、A8、B9、B10、B11、C12、B二、填空題13、【答案】說(shuō)明書(shū)14、【答案】頁(yè)式、段式15、【答案】普通文件目錄文件特殊文件16、【答案】程序性17、【答案】?jī)?nèi)存18、【答案】靜態(tài)重定位19、【答案】共享20、【答案】臨界區(qū)三、判斷題21、【答案】：錯(cuò)22、【答案】：對(duì)23、【答案】：錯(cuò)24、【答案】：對(duì)25、【答案】：錯(cuò)26、【答案】：錯(cuò)27、【答案】：對(duì)28、【答案】：錯(cuò)29、【答案】：對(duì)30、【答案】：錯(cuò)31、【答案】：錯(cuò)32、【答案】：錯(cuò)四、名詞解釋題33、實(shí)時(shí)：表示“及時(shí)”或"既時(shí)”34、設(shè)備的無(wú)關(guān)性：也稱設(shè)備獨(dú)立性，就是說(shuō)，用戶程序應(yīng)與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)，由操作系統(tǒng)來(lái)考慮因?qū)嶋H設(shè)備不同而需要使用不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等問(wèn)題。35、中斷：是指CPU對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的某個(gè)事件做出的一種反應(yīng)，CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場(chǎng)后自動(dòng)地轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完該事件后，如被中斷進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)最高，則返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行被“打斷”的程序。36、動(dòng)態(tài)重定位：在程序執(zhí)行期間，每次訪問(wèn)內(nèi)存之前進(jìn)行的重定位37、物理地址：內(nèi)存中各存儲(chǔ)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。38、周轉(zhuǎn)時(shí)間：是指從作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)開(kāi)始，到作業(yè)退出系統(tǒng)所經(jīng)歷的時(shí)間。五、簡(jiǎn)答題39、答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)生死鎖的根本原因是：資源有限且操作不當(dāng)，一般解決死鎖的方法有：死鎖的預(yù)防，死鎖的避免，死鎖的檢測(cè)與恢復(fù)等三種.40、答：處理器管理，存儲(chǔ)管理，文件管理，作業(yè)管理和設(shè)備管理.41、答：為了給用戶提供對(duì)文件的存取控制及保護(hù)功能，而按一定規(guī)則對(duì)系統(tǒng)中的文件名，（亦可包含文件屬性）進(jìn)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(jié)構(gòu)是樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)有：有效地提高對(duì)目錄的檢索速度；允許文件重名；便于實(shí)現(xiàn)文件共享。42、答：動(dòng)態(tài)重定位是指在程序執(zhí)行期間，隨著每條指令和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，自動(dòng)的、連續(xù)的進(jìn)行映射。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：當(dāng)某個(gè)進(jìn)程取得CPU控制權(quán)時(shí)，OS應(yīng)負(fù)責(zé)把該作業(yè)程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，重定位寄存區(qū)的內(nèi)容將被自動(dòng)加到邏輯地址中區(qū)，經(jīng)這樣變換后，執(zhí)行結(jié)果是正確的。43、答：優(yōu)點(diǎn)：算法較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，內(nèi)存開(kāi)銷少，存儲(chǔ)保護(hù)措施簡(jiǎn)單.缺點(diǎn)：內(nèi)存使用不充分，存在較嚴(yán)重的碎片問(wèn)題，44、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45、【解析】區(qū)別：庫(kù)函數(shù)是語(yǔ)言或應(yīng)用程序的一部分，可以運(yùn)行在用戶空間中。而系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)的部分，是內(nèi)核提供給用戶的程序接門(mén)，運(yùn)行在內(nèi)核空間中。聯(lián)系：許多庫(kù)函數(shù)都會(huì)使用系統(tǒng)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。沒(méi)有使用系統(tǒng)調(diào)用的庫(kù)函數(shù)，執(zhí)行效率通常比系統(tǒng)調(diào)用高，因?yàn)槭褂孟到y(tǒng)調(diào)用時(shí)，需要上下文的切換以及狀態(tài)的轉(zhuǎn)換（從用戶態(tài)轉(zhuǎn)為核心態(tài)）。46、【解析】?jī)?nèi)存計(jì)算的變化很多，本題主要考查考生對(duì)內(nèi)存管理的理解。根據(jù)題意，本系統(tǒng)采用的是虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)，因此立即可以想到，進(jìn)程，定是部分調(diào)入。從題1給出的條件可知，進(jìn)程共有6頁(yè)（0~5），其中代碼占3頁(yè)（0~2），數(shù)據(jù)古1頁(yè)（3），數(shù)據(jù)堆占1頁(yè)（4），用戶棧占1頁(yè)（5）。這個(gè)條件顯然是虛擬存儲(chǔ)管理的實(shí)際情況，進(jìn)程的邏輯頁(yè)有6頁(yè)，因此，分配的虛擬空間也是6頁(yè)。按題意，頁(yè)面依次存放在外存的22、23、25、26存儲(chǔ)塊。這個(gè)條件告訴我們，進(jìn)程對(duì)應(yīng)的外存是4塊，顯然，有2頁(yè)是在進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的，一般數(shù)據(jù)堆和棧是在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的，在虛擬存儲(chǔ)管理中，數(shù)據(jù)堆和棧對(duì)應(yīng)的外存應(yīng)該在對(duì)換區(qū)上而且只有在換出時(shí)才分配，所以在外存地址中般是不包含堆和棧的。題還提供了當(dāng)前代碼頁(yè)已經(jīng)分配在物理內(nèi)存的66、67、87頁(yè)，數(shù)據(jù)頁(yè)為31，并已經(jīng)進(jìn)行了修改。此信息說(shuō)明虛擬存儲(chǔ)管理已經(jīng)分配了物理內(nèi)存頁(yè)框，而且數(shù)據(jù)頁(yè)還被修改了，那么應(yīng)該在頁(yè)表中表現(xiàn)出來(lái)。題目還告訴我們數(shù)據(jù)堆頁(yè)還沒(méi)有分配內(nèi)存，顯然還沒(méi)有使用。用戶棧分配在01頁(yè)。表示棧也已經(jīng)分配內(nèi)存頁(yè)框了。據(jù)此就可以填寫(xiě)表格了。上面已經(jīng)提到，數(shù)據(jù)堆還沒(méi)有分配，當(dāng)用到該頁(yè)時(shí)，?不在內(nèi)存，故產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，題口的意思是在木進(jìn)程內(nèi)進(jìn)行頁(yè)面置換。當(dāng)采用LRU算法時(shí)，考慮LRU算法是最近最久術(shù)使用的頁(yè)面淘汰掉，從給定的條件看，數(shù)據(jù)頁(yè)3被引用的時(shí)間為1020，最久未使用，而且記錄，的時(shí)間為引用時(shí)間，所以該頁(yè)還是最近未使用，故這頁(yè)被選中淘汰，該頁(yè)框被分配給數(shù)據(jù)堆頁(yè)。解答如下：存在位表示是否在內(nèi)存：修改位根據(jù)題意，只有數(shù)據(jù)頁(yè)修改了，故為1：引用位表示該頁(yè)的使用情況，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，只要該頁(yè)面被調(diào)入內(nèi)存，對(duì)虛擬存儲(chǔ)管理來(lái)說(shuō)，該頁(yè)就定被引用。保護(hù)方式代碼頁(yè)只能讀和運(yùn)行，數(shù)據(jù)頁(yè)可以讀寫(xiě)，找可以讀寫(xiě)，外存塊號(hào)和內(nèi)存頁(yè)框號(hào)山題日給出，填寫(xiě)如下。1）填寫(xiě)頁(yè)表見(jiàn)表。2）當(dāng)內(nèi)存堆中請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，采用LRU頁(yè)面淘汰算法選中數(shù)據(jù)頁(yè)，操作系統(tǒng)根據(jù)頁(yè)表修改位發(fā)現(xiàn)該頁(yè)已經(jīng)被改寫(xiě)了，所以首先要將該頁(yè)寫(xiě)回外存塊中，修改該頁(yè)表，然后將該頁(yè)分配給數(shù)據(jù)堆頁(yè)，重新修改數(shù)據(jù)堆頁(yè)的頁(yè)表，返回到缺頁(yè)中斷的那條指令，繼續(xù)執(zhí)行。修改的頁(yè)表見(jiàn)表邏輯4、5頁(yè)只要從來(lái)沒(méi)有被換出到交換區(qū)，就沒(méi)有外存塊號(hào)。47、【解析】在混合索引分配方式中，F(xiàn)CB的直接地址中登記有分配給文件的前n塊（第0~n-1塊）的物理塊號(hào)（n的大小由直接地址項(xiàng)數(shù)決定，本題中為10）：一次間接地址中登記有一個(gè)一次間接地址塊的塊號(hào)，而在一次間接地址塊中則登記有分配給文件的第n~（n+k-1）塊的塊號(hào)（k的大小由盤(pán)塊大小和盤(pán)塊號(hào)的長(zhǎng)度決定，本題中為170）：二次間接地址中登記有一個(gè)二次間接地址塊的塊號(hào)，其中給出了k個(gè)一次間接地址塊的塊號(hào)，而這些一次間接地址塊被用來(lái)登記分配給文件的第（n+k）~（n+k+k2-1）塊的塊號(hào)：三次間接地址塊，中則登記有一個(gè)三次間接地址塊的塊號(hào)，其中可給出k個(gè)二次間接地址塊的塊號(hào)，這些二次間接地址塊又可給出k個(gè)，次間接地址塊的塊號(hào)，而這些一次間接地址塊則登記分配給文件的第（n+k+k）~（n+k+k+k-1）塊的物理塊號(hào)，1）該文件系統(tǒng)中個(gè)文件的最大長(zhǎng)度可達(dá)10+170+170×17