2022年北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A(有答案)

2022年北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、若文件f1的硬鏈接為f2，兩個(gè)進(jìn)程分別打開(kāi)fl和f2，獲得對(duì)應(yīng)的文件描述符為fd1和fd2，則下列敘述中，止確的是（）I.fl和f2的讀寫指針位置保持相同II.fl和f2共享同個(gè)內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn)III.fdl和fd2分別指向各自的用戶打開(kāi)文件表中的一項(xiàng)，A.僅IIB.僅II、IIIC.儀I、IID.I、II和II2、位示圖可用于（）A.實(shí)現(xiàn)文件的保護(hù)和保密B.文件目錄的查找C.磁盤空間的管理D.主存空間的共享3、下列調(diào)度算法中，不可能導(dǎo)致饑餓現(xiàn)象的是（）。A.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)B.靜態(tài)優(yōu)先數(shù)調(diào)度C.非搶占式短作業(yè)優(yōu)先D.搶占式短作業(yè)優(yōu)先4、采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法分配CPU時(shí)，當(dāng)處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程用完一個(gè)時(shí)間片后，它的狀態(tài)是（）A.阻塞B.運(yùn)行C.就緒D.消亡5、并發(fā)進(jìn)程執(zhí)行的相對(duì)速度是（）A.由進(jìn)程的程序結(jié)構(gòu)決定的B.由進(jìn)程自己來(lái)控制的C.與進(jìn)程調(diào)度策略有關(guān)的D.在進(jìn)程被創(chuàng)建時(shí)確定的6、假設(shè)一個(gè)“按需調(diào)頁(yè)”虛擬存儲(chǔ)空間，頁(yè)表由寄存器保存。在存在空閑頁(yè)幀的條件，下，處理一次缺頁(yè)的時(shí)間是8ms。如果沒(méi)有空閑頁(yè)面，但待換出頁(yè)面并未更改，處理一次缺頁(yè)的時(shí)間也是8ms。若待換出頁(yè)面已被更改，則需要20ms。訪問(wèn)一次內(nèi)存的時(shí)間是100ns。假設(shè)70%的待換出頁(yè)面已被更改，請(qǐng)問(wèn)缺頁(yè)率不超過(guò)（）才能保證有效訪問(wèn)時(shí)間小于或等于200ns？A.0.6×10-4B.1.2×10-4C.0.6×10-5D.1.2×10-57、要保證一個(gè)程序在主存中被改變了存放位置后仍能正確地執(zhí)行，則對(duì)主存空間應(yīng)采用（）技術(shù)。A.靜態(tài)重定位B.動(dòng)態(tài)重定位C.動(dòng)態(tài)分配D.靜態(tài)分配8、下面說(shuō)法錯(cuò)誤的有（）。I分時(shí)系統(tǒng)中，時(shí)間片越短越好。II.銀行家算法是防止死鎖發(fā)生的方法之。III若無(wú)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)，則就緒和等待隊(duì)列均為空。A.I和IIB.II和IIIC.I和IIID.I、II和II9、列選項(xiàng)中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是（）。A.系統(tǒng)調(diào)用B.外部中斷C.進(jìn)程切換D.缺頁(yè)10、（）是操作系統(tǒng)中采用的以空間換取時(shí)間的技術(shù)。A.Spooling技術(shù)B.虛擬存儲(chǔ)技術(shù)C.覆蓋與交換技術(shù)D.通道技術(shù)11、如果I/O設(shè)備與存儲(chǔ)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過(guò)CPU來(lái)完成，則這種數(shù)據(jù)交換方式是（）。A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.外部總線方式12、虛擬設(shè)備是通過(guò)（）技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。A.并行B.通道C.SPOOLingD.虛擬存儲(chǔ)二、填空題13、主存儲(chǔ)器與外圍設(shè)備之間的__________操作稱為輸入輸出操作。14、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引導(dǎo)程序的作用是__________和__________。15、操作系統(tǒng)能保證所有的進(jìn)程__________，則稱系統(tǒng)處于“安全狀態(tài)”，不會(huì)產(chǎn)生__________。16、Spool是在一個(gè)計(jì)算問(wèn)題開(kāi)始之前，把計(jì)算所需要的程序和數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備上預(yù)輸入到__________中存放。對(duì)于輸出的結(jié)果，是從__________中依次輸出。17、間接通信中的信箱可以由__________和__________兩大部分組成。18、UNIX系統(tǒng)規(guī)定用戶使用文件的權(quán)限是讀、__________和__________三種。19、設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)特別要注意兩點(diǎn)，第一是__________，第二是__________20、用戶調(diào)用__________和__________打開(kāi)文件操作來(lái)申請(qǐng)對(duì)文件的使用權(quán)。三、判斷題21、在文件系統(tǒng)中，打開(kāi)文件是指創(chuàng)建一個(gè)文件控制塊.（）22、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.（）23、固定頭磁盤存儲(chǔ)器的存取時(shí)間包括搜查定位時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間.（）24、進(jìn)程間的互斥是一種特殊的同步關(guān)系.（）25、大多數(shù)虛擬系統(tǒng)采用OPT（）26、參與死鎖的所有進(jìn)程都占有資源.（）27、進(jìn)程申請(qǐng)CPU得不到滿足時(shí)，其狀態(tài)變?yōu)榈却龖B(tài).（）28、在頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，頁(yè)面長(zhǎng)度固定并且是硬件的設(shè)計(jì)特性.（）29、所有進(jìn)程都掛起時(shí)，系統(tǒng)陷入死鎖.（）30、如果輸入輸出所用的時(shí)間比處理時(shí)間短得多，則緩沖區(qū)最有效.（）四、名詞解釋題31、封閉性：32、死鎖避免：33、作業(yè)調(diào)度：34、物理地址：35、固定分區(qū)法：36、通道：五、簡(jiǎn)答題37、UNIX/Linux文件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么38、什么是快表？它在地址轉(zhuǎn)換中起什么作用？39、處理機(jī)調(diào)度分為哪三級(jí)？各自的主要任務(wù)是什么？40、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)？六、綜合題42、在虛擬分頁(yè)存儲(chǔ)管理方案中，對(duì)丁一個(gè)處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)CPU讀取下一條指令時(shí)，發(fā)生缺頁(yè)中斷。操作系統(tǒng)要執(zhí)行哪些操作以獲得所需要部分的指令？43、一個(gè)串行線能以最大：50000B/s的速度接收輸入。數(shù)據(jù)平均輸入速率是20000B/s。如果用輪詢來(lái)處理輸入，不管是否有輸入數(shù)據(jù)，輪詢例程都需要3μs來(lái)執(zhí)行。若在下一個(gè)字節(jié)到達(dá)時(shí)，控制器中仍有未取走的字節(jié)，這些未取走的字節(jié)將會(huì)丟失。那么最大的安全輪詢時(shí)間間隔是多少？44、某磁盤文件系統(tǒng)使用鏈接分配方式組織文件，簇大小為4KB。目錄文件的每個(gè)目錄項(xiàng)包括文件名和文件的第一個(gè)簇號(hào)，其他簇號(hào)存放在文件分配表FAT中。1）假定目錄樹(shù)如圖所示，各文件占用的簇號(hào)及順序見(jiàn)表，其中dir、dirl是目錄，filel，file2是用戶文件。請(qǐng)給出所有目錄文件的內(nèi)容2）若FAT的每個(gè)表項(xiàng)僅存放簇號(hào)，占2B，則FAT的最大長(zhǎng)度為多少字節(jié)？該文件系統(tǒng)支持的文件長(zhǎng)度最大是多少？3）系統(tǒng)通過(guò)目錄文件和FAT實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的按名存取，說(shuō)明filel的106、108兩個(gè)簇號(hào)分別存放在FAT的哪個(gè)表項(xiàng)中？4）假設(shè)僅FAT和dir目錄文件已讀入內(nèi)存，若需將文件dir/dir1/filel的第5000B讀入內(nèi)存，則要訪問(wèn)哪兒個(gè)簇？45、3個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3互斥使用一個(gè)包含N（N>0）個(gè)單元的緩沖區(qū)。P1每次用produce（）生成一個(gè)正整數(shù)并用put（）送入緩沖區(qū)的某一空閑單元中：P2每次用getodd（）從該緩沖區(qū)中取出一個(gè)奇數(shù)并用countodd（）統(tǒng)計(jì)奇數(shù)個(gè)數(shù)；P3每次用geteven（）從該緩沖區(qū)中取出一個(gè)偶數(shù)并用counteven（）統(tǒng)計(jì)偶數(shù)個(gè)數(shù)。請(qǐng)用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)這3個(gè)進(jìn)程的同步與互斥活動(dòng)，并說(shuō)明所定義信號(hào)量的含義。要求用偽代碼描述。

參考答案一、選擇題1、B2、C3、A4、C5、C6、C。題目并沒(méi)有明確當(dāng)缺頁(yè)中斷時(shí)內(nèi)存中是否有空閑頁(yè)頓，所以假設(shè)內(nèi)存總是忙的。設(shè)缺頁(yè)率為P7、B8、D9、C10、A11、C12、C二、填空題13、【答案】信息傳送14、【答案】進(jìn)行系統(tǒng)初始化工作、把OS的核心程序裝入主存15、【答案】在有限時(shí)間內(nèi)得到所需全部資源、死鎖16、【答案】磁盤的輸入井、磁盤的輸出井17、【答案】信箱說(shuō)明、信箱體18、【答案】寫、執(zhí)行19、【答案】可靠性、安全20、【答案】建立、打開(kāi)三、判斷題21、【答案】：錯(cuò)22、【答案】：錯(cuò)23、【答案】：錯(cuò)24、【答案】：對(duì)25、【答案】：錯(cuò)26、【答案】：錯(cuò)27、【答案】：錯(cuò)28、【答案】：對(duì)29、【答案】：錯(cuò)30、【答案】：錯(cuò)四、名詞解釋題31、封閉性：是指只有程序本身的動(dòng)作才能改變程序的運(yùn)行環(huán)境。32、死鎖避免：對(duì)進(jìn)程所發(fā)出的每一個(gè)申請(qǐng)資源命令加以動(dòng)態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進(jìn)行資源分配。就是說(shuō)，在資源分配過(guò)程中若預(yù)測(cè)有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關(guān)鍵是確定資源分配的安全性。33、作業(yè)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度的主要任務(wù)是完成作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)和從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。34、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。35、固定分區(qū)法：內(nèi)存中分區(qū)的個(gè)數(shù)固定不變，各個(gè)分區(qū)的大小也固定不變，但不同分區(qū)的大小可以不同，每個(gè)分區(qū)只可裝入一道作業(yè)。36、通道：是獨(dú)立于CPU的、專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的處理單元。五、簡(jiǎn)答題37、答：UNIX/Linux文件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：（1）UNIX或Linux文件系統(tǒng)的目錄組織是一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)；（2）文件本身是無(wú)結(jié)構(gòu)的字符流；（3）UNIX或Linux文件系統(tǒng)把外部設(shè)備做成特殊文件，與普通文件一并進(jìn)行管理38、答：快表是一個(gè)高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，用于存放正運(yùn)行的進(jìn)程的當(dāng)前頁(yè)號(hào)和塊號(hào)，或者段號(hào)和段起始地址。加入快表后，在地址轉(zhuǎn)換時(shí)，首先在快表中查找，若找到就直接進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁(yè)表繼續(xù)查找，并把查到的頁(yè)號(hào)和塊號(hào)放入聯(lián)想存儲(chǔ)器中?？毂淼拿新屎芨撸行У靥岣吡说刂忿D(zhuǎn)換的速度。39、答：作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用CPU交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)。40、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.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。六、綜合題42、【解析】在頁(yè)表中發(fā)現(xiàn)所要訪問(wèn)的頁(yè)不在內(nèi)存中，則產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。操作系統(tǒng)接到此，中斷信號(hào)后，就調(diào)出缺頁(yè)中斷處理程序，根據(jù)頁(yè)表中給出的外存地址，將該頁(yè)調(diào)入內(nèi)存，使作業(yè)繼續(xù)運(yùn)行下去。若內(nèi)存中有空閑塊，則分配，頁(yè)，將新調(diào)入頁(yè)裝入內(nèi)存，并修改頁(yè)表中相應(yīng)頁(yè)表項(xiàng)駐留位及相應(yīng)的內(nèi)存塊號(hào)。若此時(shí)內(nèi)存中沒(méi)有空閑塊，則要淘汰某頁(yè)。若該頁(yè)在，存期間被修改過(guò)，則要將其回寫至外存。43、【解析】串行線接收數(shù)據(jù)的最大速度為50000B/s，即每20s接收1B，而輪詢例程需3μs來(lái)執(zhí)行，因此，最大的安全輪詢時(shí)間間隔是17μs44、【解析】1）兩個(gè)目錄文件dir和dirl的內(nèi)容如下所示。2）由于FAT的簇號(hào)為2B.即16bit，因此在FAT表中最多允許216（65536）個(gè)表項(xiàng)，一個(gè)FAT文件最多包含216（65536）個(gè)簇。FAT的最大長(zhǎng)度為216×2B=128KB。文件的最大長(zhǎng)度是216×4KB=256MB。3）在FAT的每個(gè)表項(xiàng)中存放下一個(gè)簇號(hào)。filel的簇號(hào)106存放在FAT的100號(hào)表項(xiàng)中，簇號(hào)108存放在FAT的106號(hào)表項(xiàng)中。4）先在dir目錄文件里找到dirl的簇號(hào)，然后讀取48號(hào)簇，得到dir1目錄文件，接著找到filel的第一個(gè)簇號(hào)，據(jù)此在FAT里查找filel的第5000B所在的簇號(hào)，最后訪問(wèn)磁盤中的該簇。因此，需要訪問(wèn)目錄文件dirl所在的48號(hào)簇，及文件filel的106號(hào)簇45、【解析】出于緩沖區(qū)是互斥資源，因此設(shè)互斥信號(hào)量為mutex。同步問(wèn)題：P1、P2因奇數(shù)的放置與取用而同步，設(shè)同步信號(hào)量為odd；P1、P3因偶數(shù)的放置與取用而同步，設(shè)同步信號(hào)量為even；對(duì)空閑緩沖區(qū)設(shè)置資源同步信號(hào)量empty，初值為N。偽代碼描述如下：semaphoremutex=1；semaphoreodd=0；even=0；semaphoreempty=N；processPi（）{while（t