大學(xué)第2學(xué)期期末考試《操作系統(tǒng)》試題及答案

大學(xué)第2學(xué)期期末考試《操作系統(tǒng)》試題（閉卷B卷）題號一二三四五總分復(fù)核人得分（注：請將答案填寫在答題紙上，否則不給分）一、填空題（共8題，每空1分，共15分）得分閱卷人1．并發(fā)進(jìn)程中涉及到（）的程序段稱為臨界區(qū)，為保證進(jìn)程（）使用臨界區(qū)，應(yīng)在進(jìn)程的臨界區(qū)前設(shè)置（），在臨界區(qū)后設(shè)置（）。2.在多用戶環(huán)境下，由多個(gè)程序共享一臺計(jì)算機(jī)，機(jī)內(nèi)資源的狀態(tài)將由多個(gè)程序來改變，因此使程序失去了在順序執(zhí)行時(shí)具有的()和()特性。進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列時(shí)刻執(zhí)行時(shí)間1082143294353.進(jìn)程通信的類型有()、()和管道通信三類。4.假定一個(gè)操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度采用剝奪式短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法（單處理機(jī)系統(tǒng)），系統(tǒng)中各進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列的時(shí)刻以及執(zhí)行時(shí)間如右表所示：則各進(jìn)程的調(diào)度次序?yàn)椋ǎ?，平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是（）。5、分區(qū)管理中采用“首次適應(yīng)”分配算法時(shí)，應(yīng)將空閑區(qū)按（）次序登記在空閑分區(qū)表中。6、在虛擬段式存儲管理中，若邏輯地址的段內(nèi)地址大于段表中該段的段長，則發(fā)生（）。7.設(shè)備無關(guān)性是指用戶程序與（）無關(guān)。8.文件的結(jié)構(gòu)就是文件的組織形式，從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所看到的文件組織形式為文件的（）,從實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)出發(fā)，文件在外存上的存放組織形式稱為文件的（）。二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）得分閱卷人1.在存儲管理中，采用覆蓋與交換技術(shù)的目的是（）。A.節(jié)省主存空間B.物理上擴(kuò)充主存容量C.實(shí)現(xiàn)外存共享D.提高CPU效率2.采用段式存儲管理的系統(tǒng)中，若地址用32位表示，其中12位表示段號，則允許段的最大長度是（）。A.232B.212C.28D.2203.系統(tǒng)“抖動”現(xiàn)象的發(fā)生是由（）引起的。A.置換算法選擇不當(dāng)B.交換的信息量過大C.內(nèi)存容量不足D.請求頁式管理方案4.相同名字的文件應(yīng)允許在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)存在，解決這個(gè)問題的辦法是（）。A.

通過文件共享B.多級目錄管理C.采用索引文件D.文件安全管理5.在分時(shí)操作系統(tǒng)中,進(jìn)程調(diào)度經(jīng)常采用()算法。A.先來先服務(wù)B.最高優(yōu)先權(quán)C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)D.隨機(jī)6.采用資源剝奪法可解除死鎖，還可以采用（）方法解除死鎖A.執(zhí)行并行操作B.撤消進(jìn)程C.拒絕分配新資源D.修改信號量7.對磁盤進(jìn)行移臂調(diào)度其目的是縮短()時(shí)間。A.啟動 B.數(shù)據(jù)傳送C.尋找定位 D.搜索延遲8.V原語對信號量做加1運(yùn)算后，()。A．當(dāng)S<0時(shí)進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行 B.當(dāng)S<0時(shí)要喚醒一個(gè)就緒進(jìn)C.當(dāng)S≤0時(shí)要喚醒一個(gè)等待進(jìn)程 D．當(dāng)S≤0時(shí)要喚醒一個(gè)就緒進(jìn)程9.某進(jìn)程所要求的一次打印輸出結(jié)束，該進(jìn)程被()。A.阻塞 B．執(zhí)行 C．喚醒 D．掛起10.作業(yè)在系統(tǒng)中存在與否的唯一標(biāo)志是()。A.源程序 B.作業(yè)說明書 C.作業(yè)控制塊 D．目的程序三、簡答題（共4題，每題5分，共20分）得分閱卷人1.在多道操作系統(tǒng)控制下，一個(gè)作業(yè)反復(fù)執(zhí)行多次，它的運(yùn)行時(shí)間都相同嗎？為什么？2.有三個(gè)進(jìn)程P1，P2和P3并發(fā)工作。進(jìn)程P1需用資源S3和S1；進(jìn)程P2需用資源S1和S2；進(jìn)程P3需用資源S2和S3.回答：（1）若對資源分配不加限制，可能會發(fā)生什么情況？（2）為保證進(jìn)程正確工作，應(yīng)采用怎樣的資源分配策略？為什么？3.有哪些基本的作業(yè)調(diào)度算法？在什么情況下調(diào)用作業(yè)調(diào)度程序？4.SPOOLing技術(shù)如何使一臺打印機(jī)虛擬成多臺打印機(jī)？四、計(jì)算題（共4題，共35分）得分閱卷人1.（10分）假設(shè)某程序的頁面訪問序列為1、2、3、4、5、2、3、1、2、3、4、5、1、2、3、4且開始執(zhí)行時(shí)主存中沒有頁面，分配給該程序的物理塊數(shù)是3，使用下列替換算法，求出現(xiàn)置換的次數(shù)及缺頁率。（1）FIFO替換算法（2）LRU替換算法。2.（8分）假定在某移動臂磁盤上，剛剛處理了訪問115號柱面的請求，目前正在100號柱面讀信息，并且有下述請求序列等待訪問磁盤:190、10、160、80、90、105、30、20、125、25。試用：（1）電梯調(diào)度算法（2）最短尋找時(shí)間優(yōu)先算法分別列出實(shí)際處理上述請求的次序。3.（9分）在頁式存儲管理系統(tǒng)中，假設(shè)進(jìn)程邏輯地址空間占64頁，每頁為1024字節(jié)，系統(tǒng)物理內(nèi)存為2M字節(jié)。進(jìn)程的頁表及所有邏輯頁面都已在內(nèi)存中。系統(tǒng)有快表（TLB），其平均命中率為85%。一次內(nèi)存訪問需要100ns，對TLB的查找時(shí)間忽略不計(jì)，則：(1)進(jìn)程的頁表項(xiàng)共幾項(xiàng)？頁表項(xiàng)中物理頁幀(frame)號占幾位？(2)進(jìn)程訪問一個(gè)邏輯頁面的平均時(shí)間是多少？(3)如果物理內(nèi)存再增加一倍，再回答問題（1）。4.（8分）設(shè)系統(tǒng)中資源類集合為{A，B，C}，資源類A中共有8個(gè)實(shí)例，資源類B中共有6個(gè)實(shí)例，資源類C中共有5個(gè)實(shí)例．又設(shè)系統(tǒng)中進(jìn)程集合為{p1,p2,p3,p4,p5,p6},某時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如下：AllocationNeedAvailableABCABCABCp1:100000221p2:321312p3:012202p4:000000p5:210031p6:001001問：(1)該時(shí)刻系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？(2)在上述狀態(tài)下系統(tǒng)接收到進(jìn)程P6的請求：Request1(0,0,1)，請問系統(tǒng)能否進(jìn)行資源分配，為什么？五、算法設(shè)計(jì)題（共1題，共10分）得分閱卷人假定有三個(gè)進(jìn)程R、W1、W2共享一個(gè)緩沖區(qū)Buffer。進(jìn)程R讀入數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)Buffer中；若緩沖區(qū)中的數(shù)為奇數(shù)，則進(jìn)程W1將其取出顯示；若緩沖區(qū)中的數(shù)為偶數(shù)，則進(jìn)程W2將其取出顯示。對它們有如下的限制條件：（1）緩沖區(qū)中每次只能存放一個(gè)數(shù)；（2）只有當(dāng)緩沖區(qū)中沒有數(shù)，或W1或W2將數(shù)取走后，進(jìn)程R才可以將新讀入的數(shù)放到緩沖區(qū)中。（3）進(jìn)程W1或W2對每次存入緩沖區(qū)中的數(shù)只能顯示一次，且W1和W2都不能從空緩沖區(qū)中取數(shù)。假定開始緩沖區(qū)為空，利用記錄型信號量及wait、signal操作寫出三個(gè)并發(fā)進(jìn)程的正確工作程序。學(xué)年第2學(xué)期期末考《操作系統(tǒng)》答題紙（閉卷B卷）題號一二三四五總分復(fù)核人得分一、填空題（共8題，每空1分，共15分）得分閱卷人1．______________，______________，______________，______________2.______________，__________________3．_________________，______________4．_________________，_________________5.________________6．________________7._________________8._________________，_________________二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）得分閱卷人題號12345678910答案三、簡答題（共4題，每題5分，共20分）得分閱卷人1.2.3.4.四、計(jì)算題（共4題，共35分）得分閱卷人1.2.3.4. 五、算法設(shè)計(jì)題（共1題，共10分）得分閱卷人大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院第2學(xué)期期末考試《操作系統(tǒng)》試題（閉卷B卷）參考答案和評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（共8題，每空1分，共15分）1．訪問臨界資源互斥進(jìn)入?yún)^(qū)退出區(qū)（4分）2．封閉性，可再現(xiàn)性（2分）3．共享存儲器系統(tǒng)消息傳遞系統(tǒng)（2分）4．P1->P2->P4->P1->P313（2分）5．地址遞增（1分）6．越界中斷（1分）7.物理設(shè)備（1分）8.邏輯結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)（2分）二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）題號12345678910答案ADABCBCCCB正確應(yīng)是C三、簡答題（共4題，每題5分，共20分）1.在多道操作系統(tǒng)控制下，一個(gè)作業(yè)反復(fù)執(zhí)行多次，它的運(yùn)行時(shí)間都相同嗎？為什么？答：一個(gè)作業(yè)反復(fù)執(zhí)行多次，它每次的運(yùn)行時(shí)間可能并不相同。（2分）由于在多道操作系統(tǒng)控制下，一個(gè)作業(yè)需要和其他作業(yè)創(chuàng)建的進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，使其在執(zhí)行過程中呈現(xiàn)異步性，時(shí)走時(shí)停，其開始、暫停及再次獲得調(diào)度的時(shí)間都是無法預(yù)知的，因此其運(yùn)行時(shí)間無法確定。（3分）2.有三個(gè)進(jìn)程P1，P2和P3并發(fā)工作。進(jìn)程P1需用資源S3和S1；進(jìn)程P2需用資源S1和S2；進(jìn)程P3需用資源S2和S3.回答：（1）若對資源分配不加限制，可能會發(fā)生什么情況？（2）為保證進(jìn)程正確工作，應(yīng)采用怎樣的資源分配策略？為什么？答：（1）可能會發(fā)生死鎖（2分）

例如：進(jìn)程P1，P2和P3分別獲得資源S3，S1和S2后再繼續(xù)申請資源時(shí)都要等待（2分），這是循環(huán)等待。（或進(jìn)程在等待新源時(shí)均不釋放已占資源）（2）可有幾種答案：A.采用靜態(tài)分配（2分）由于執(zhí)行前已獲得所需的全部資源，故不會出現(xiàn)占有資源又等待別的資源的現(xiàn)象（或不會出現(xiàn)循環(huán)等待資源現(xiàn)象）。（1分）或B.采用按序分配（2分）不會出現(xiàn)循環(huán)等待資源現(xiàn)象。（1分）或C.采用銀行家算法（2分）因?yàn)樵诜峙鋾r(shí)，保證了系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。（1分）3.有哪些基本的作業(yè)調(diào)度算法？在什么情況下調(diào)用作業(yè)調(diào)度程序？答：基本的作業(yè)調(diào)度算法有：先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先法、最高響應(yīng)比優(yōu)先法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法、優(yōu)先數(shù)法等。（4分，答對其中4個(gè)即可得分）當(dāng)完成作業(yè)從后備狀態(tài)到運(yùn)行狀態(tài)和從運(yùn)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)變時(shí)要使用作業(yè)調(diào)度算法。（1分）4.SPOOLing技術(shù)如何使一臺打印機(jī)虛擬成多臺打印機(jī)？答：將一臺獨(dú)享打印機(jī)改造為可供多個(gè)用戶共享的打印機(jī)，是應(yīng)用SPOOLing技術(shù)的典型實(shí)例。具體做法是:（1）系統(tǒng)對于用戶的打印輸出，但并不真正把打印機(jī)分配給該用戶進(jìn)程，而是先在輸出井中申請一個(gè)空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送人其中;（2分）（2）然后為用戶申請并填寫請求打印表，將該表掛到請求打印隊(duì)列上。（2分）（3）若打印機(jī)空閑，輸出程序從請求打印隊(duì)首取表，將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再進(jìn)行打印，直到打印隊(duì)列為空。（1分）四、計(jì)算題（共4題，共35分）1.（10分）假設(shè)某程序的頁面訪問序列為1、2、3、4、5、2、3、1、2、3、4、5、1、2、3、4且開始執(zhí)行時(shí)主存中沒有頁面，分配給該程序的物理塊數(shù)是3，使用下列替換算法，求出現(xiàn)置換的次數(shù)及缺頁率。（1）FIFO替換算法（2）LRU替換算法。解：（1）FIFO算法總是淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存頁面，即選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最長的頁予以淘汰。算法如圖所示：1234523123451234123452314523412345231452312345231452（3分）置換次數(shù)：13次（1分），缺頁率=13/16=81.25%（1分）（2）LRU算法是最近最久未使用的頁面予以淘汰。算法如圖所示：1234523123451234123332222555331225551444222144433331114（3分）置換次數(shù)：14次（1分），缺頁率=14/16=87.5%（1分）2.（8分）假定在某移動臂磁盤上，剛剛處理了訪問115號柱面的請求，目前正在100號柱面讀信息，并且有下述請求序列等待訪問磁盤:190、10、160、80、90、105、30、20、125、25。試用：（1）電梯調(diào)度算法（2）最短尋找時(shí)間優(yōu)先算法分別列出實(shí)際處理上述請求的次序，并計(jì)算平均尋道長度。答：（1）電梯調(diào)度算法的處理次序?yàn)椋?/p>

100-90-80-30-25-20-10-105-125-160-190（得4分）評分標(biāo)準(zhǔn)：前2個(gè)對（得1分），前5個(gè)對（得2分）（2）最短尋找時(shí)間優(yōu)先算法的處理次序?yàn)椋? 100-105-90-80-125-160-190-30-25-20-10（得4分）評分標(biāo)準(zhǔn)：前2個(gè)對（得1分），前5個(gè)對（得2分）3.（9分）在頁式存儲管理系統(tǒng)中，假設(shè)進(jìn)程邏輯地址空間占64頁，每頁為1024字節(jié)，系統(tǒng)物理內(nèi)存為2M字節(jié)。進(jìn)程的頁表及所有邏輯頁面都已在內(nèi)存中。系統(tǒng)有快表（TLB），其平均命中率為85%。一次內(nèi)存訪問需要100ns，對TLB的查找時(shí)間忽略不計(jì)，則：(1)進(jìn)程的頁表項(xiàng)共幾項(xiàng)？頁表項(xiàng)中物理頁幀(frame)號占幾位？(2)進(jìn)程訪問一個(gè)邏輯頁面的平均時(shí)間是多少？(3)如果物理內(nèi)存再增加一倍，再回答問題（1）。解：（1）頁表項(xiàng)64項(xiàng)（1分），frame號占11位（2分）（2）平均時(shí)間：0.85*100+0.15*(100+100)=85+30=115ns（3分）（3）頁表項(xiàng)數(shù)不變（1分），frame號占12位（2分）4.（8分）設(shè)系統(tǒng)中資源類集合為{A，B，C}，資源類A中共有8個(gè)實(shí)例，資源類B中共有6個(gè)實(shí)例，資源類C中共有5個(gè)實(shí)例．又設(shè)系統(tǒng)中進(jìn)程集合為{p1,p2,p3,p4,p5,p6},某時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如下：AllocationNeedAvailableABCABCABCp1:100000221p2:321312p3:012202p4:000000p5:210031p6:001001問：(1)該時(shí)刻系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？(2)在上述狀態(tài)下系統(tǒng)接收到進(jìn)程P6的請求：Request1(0,0,1)，請問系統(tǒng)能否進(jìn)行資源分配，為什么？答：（1）系統(tǒng)在該時(shí)刻處于安全狀態(tài)。（2分），安全序列為P6-P3-P5-P2.(2分)（2）在上述狀態(tài)下系統(tǒng)接收到進(jìn)程P6的請求時(shí)，不能進(jìn)行資源分配。（2分）如果將P6請求的資源分配給它，則剩余的資源已經(jīng)不能滿足任意一個(gè)進(jìn)程的資源需求，無法找到一個(gè)安全序列使全部進(jìn)程執(zhí)行完成。（2分）五、算法設(shè)