2010-2011学年第二学期期终操作系统(1-2)页A

甘肃政法学院2010－2011学年第二学期期末

《操作系统》试题

提示：请把答案写在答题卡和试卷纸上，写在试卷上无效。

名词解释（每 2 分，共 10分）

1.操作系统

2.进程

3.工作集

4.文件系统

5.设备驱动程序

1 分，共10分）

1.处理机调度可分为、交换调度和和线程调度四类。

2.进程的上下文切换的4个步骤包括决定是否作上下文切换以及是否允许做上下文切换、、进程调度、恢复或装配所选进程的上下文。

3.用户编程时使用地址，处理机执行程序时使用地址。

4.动态页式管理分为和预调入页式管理。

5.设备与CPU或内存之间数据传送的控制方式包括程序控制方式、中断方式、

和通道方式。

6. 文件的物理结构有顺序文件结构、串联文件结构、结构。7．LINUX系统中将文件控制信息放在中。

8．WINDOWS中能存放大文件的文件系统是。

1 分，共20分）

1. 操作系统的主要功能有（）。

A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理

B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统

C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统

第1页共6页

D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统

2．用户程序通过程序要将一个字符送到显示器上显示，需使用操作系统提供的( )接口。

A.函数

B.原语

C.子程序

D.系统调用

3．如果分时系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。

A.内存越大

B.内存越小

C.用户数越少

D.用户数越多

4．操作系统通过（）对进程进行管理。

A. JCB

B. PCB业

C. DCT

D.CHCT

5．下列进程调度算法中，综合考虑进程等待时间和执行时间的是（）

A．时间片轮转调度算法 B.短进程优先调度算法

C.先来先服务调度算法

D.高响应比优先调度算法

6．设主存的容量为512MB，辅存的容量为100GB，计算机地址寄存器是32位，则虚存的最大容量为( )

A.512MB

B.512MB+100GB

C.100GB+232B

D.232B

7．若有三个进程共享一个互斥段，每次最多允许一个进程进入互斥段，则信号量的变换范围是( )

A.3，2，1，0

B. 1，0，-1，-2

C. 2，1，0，-1

D.0，-1，-2，-3

8．现在有3个同时到达的作业J1、J2、J3，它们的执行时间分别为T1、T2、T3，T1

A. T1+T2+T3

B. （T1+T2+T3）/3

C. （3T1+2T2+T3）/3

D. （T1+2T2+3T3）/3

9. 作业在系统中需要经历几个不同的状态，这些状态是( )。

A ．提交、就绪、运行、完成

B ．提交、就绪、阻塞、运行

C ．提交、后备、执行、完成

D ．提交、后备、等待、运行 10.在（ ）情况下，系统出现死锁。

A. 计算机系统发生了重大故障

B. 有多个封锁的进程同时存在

C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源

D. 资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数远远超过资源总数 11.“抖动”现象的发生是由( )引起的。

A. 置换算法选择不当

B. 外存容量不足

C. 内存容量不足

D. 请求页式管理方案 12．分区管理和分页管理的主要区别是（ ）。 A.分区管理中的块比分页管理中的页要小 B.分页管理有地址映射而分区管理没有 C.分页管理有存储保护而分区管理没有

D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间内而分页管理没有这种要求。 13.选择在最近的过去使用次数最少的页面予以淘汰的算法称为（ ）。 A.Opt. B.LRU C.MFU D.LFU 14.文件系统中，文件访问控制信息存储的合理位置是( )

A.文件控制块

B.文件分配表

C.用户口令表

D.系统注册表 15.设置当前工作目录的主要目的是( )。

A. 节省外存空间

B. 节省内存空间

C. 加快文件的检索速度

D. 加快文件的读/写速度 16.在操作系统中，通常把输入输出设备看作是（ ）。

A.系统文件

B.用户文件

C.普通文件

D.

17产

第3页 共6页

生的中断属于( )中断。

A. 硬件故障

B. I/O

C. 外

D. 陷阱 18.设备控制表的缩写是( )。

A. DCT

B. COCT

C.CHCT

D. SDT 19. SPOOLING 技术的主要目的是( )。

A. 提高CPU 和设备交换信息的速度

B. 提高独占设备的利用率

C. 减轻用户编程负担

D. 提供主、辅存接口 20. CPU 输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾可采用( )。

A. 并行技术

B. 通道技术

C. 缓冲技术

D. 虚存技术

四、判断题（对的打√，错的打×，每题1分，共10分）

1.多道程序是指多个程序在内存并行执行。（ ）

2.进程是程序执行的动态过程，而程序是进程运行的静态文本。（ ）

3.段式管理与页式管理一样对内存的的连续分配没有特殊要求。（ ）

4.虚拟地址就是逻辑地址,是程序编译后形成的内部地址。（ ）

5. 如果用户频繁地访问当前目录中的文件，则应将该目录放入内存。 （ ）

6.某一程序被中断后，转去执行中断处理程序，在中断处理程序结束后，一定回到被中断的程序。（ ）

7．在LINUX 系统中，通过VFS 进行具体文件系统的注册与挂装。（ ） 8．文件系统是指文件和目录的集合。（ ） 9． 打印机适合于连接到数组多路通道。（ ）

．虚拟设备是把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备。（ ）

5分，共25分）

1．画出进程的基本状态并指出转换条件。

2．什么是请求分页存储管理技术？试说明为什么要引入缺页中断。

3．简述陷阱与中断的区别与联系。

4．画出文件系统的层次模型。

5．简述SPOOLING系统的组成。

六、综合题（第1题6分，第2题6分，第3题6分第4题7分，共25分）

1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算响应比高者优先调度算法的平均周转时间T和平均带权周转时间W及调度顺序。

2．Linux文件系统中磁盘索引节点ext2_inode的i_block字段是一个有EXT2_N_BLOCKS个元素的数组，其默认值为15，这个数组实现文件块磁盘逻辑块的转换。其前12个元素直接存放文件最初的12个块，第13个元素存放一级索引的磁盘逻辑块号，第14个元素存放二级索引的磁盘逻辑块号，第15个元素存放三级索引的磁盘逻辑块号。设磁盘逻辑块大小为1024B,每个磁盘逻辑块号需要4个字节存放。试计算直接存取、二级索引的最大文件大小。可用不同单位的和来表示。

3．假设磁盘共有200个柱面，编号从0----199。当前磁头在125号柱面上服务，并刚刚完成了98号柱面的请求。如果现有进程P1、P2、P3和P4分别请求的柱面号为86，128，185，90。寻道时每个柱面移动需要4ms。计算按下列驱动调度算法调度时的寻道时间：⑴最短寻道时间优先（SSTF）算法；

⑵电梯调度算法。

4. 桌子上有一空盘，允许存放1只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子；儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿3个并发进程的同步。

甘肃政法学院2010—2011学年度第二学期《操作系统》A

卷评分参考答案

一、名词解释（每题2分，共10分）

1.操作系统：是管理计算机硬件和软件资源的一批程序的总称，(1分)为计算机扩展提供一个功能平台，是所有软件的基础，为用户使用计算机提供一个透明接口。 (1分)。

2.工作集：在内存管理中，任何程序在局部性调入时，都对内存有一个临界值要求(1分)。当内存分配小于它时，内存和外存之间的交换频率会急剧增加，而内存分配大于它时，再增加内存分配也不能显著减少交换次数，这个内存要求就称为工作集(1分)。

3.进程：是一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上执行过程(1分)和资源分配的基本单位(1分)。

5.文件系统：操作系统中与管理文件有关的软件和数据称为文件系统(1分)，它负责为用户建立文件，撤消、读写、修改和复制文件，还负责完成对文件的按名存取和进行存取控制(1分)。

5.设备驱动程序：是驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等直接进行I/O 操作的子程序的集合(1分)。负责设置相应设备的有关寄存器值，启动设备进行I/O操作，指定操作的类型和数据流向等(1分)。

二、填空题（每空1空，共10分）

1.作业调度、进程调度。

2.保存现有进程上下文。

3.逻辑，物理。（次序不能调换）

4.请求调入方式

5.DMA方式

6.索引文件

7.索引节点或inode

8.NTFS

三、单项选择题（每题1分，共20分）

1.C

2.D

3.D

4.B

5.D

6.D

7.B

8.C

9.C 10.C

11.A 12.D 13.D 14.A 15.C 16.D 17.D 18.A 19.B 20.C

四、判断题（对的打√，错的打×，每题1分，共10分）1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. √ 6. × 7. √ 8. × 9. × 10. √

五、简答题（每题5分，共15分）

1. 简述进程的基本状态及其相互间的转换。

简述进程的一般状态及其转换过程，并画出进程状态转换图。

进程的状态一般包括就绪、等待、运行；运行状态的进程由于时间片到或高优先级就绪进程到达就会转入就绪状态，由于等待输入输出数据等事件会转入等待状态；就绪状态的进程由于在就绪队列的最前面，会被调度变为运行态，

等待状态的进程由于等待事件的完成会被转入就绪状态。（3分）

2. 什么是请求页式存储管理技术？试说明为什么要引入缺页中断。

请求页式存储管理技术，指在作业或进程开始执行之前（1分）,不把作业或进程的程序段和数据段一次性全部装入内存（1分）,而只装入被认为是经常反复执行和调用的工作区部分,其它部分则在执行过程中动态装入（1分）。

由于请求页式存储管理技术，只将程序和数据的一部分装入内存，在进程执行时，势必有一部分指令和数据没有在内存，当访问这些内容时，必须将内存中的内容交换到外存，然后将外存中的内容装入内存。这些操作都会引起正在执行的进程转入等待状态，完成内容装入工作后继续执行。故必须引入缺页中断。（2分）

3．简述陷阱与中断的区别与联系。

中断是指计算机在执行期间，系统内发生了任何非寻常的或非预期的急需

处理事件，使得CPU 暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后返回原被中断处继续执行或调度新技术开发区的进程执行的过程。根据中断源产生的条件，可把中断分为外中断和内中断。（1分）

外中断指来自处理机和内存外部的中断，狭义上一般称为中断。内中断指来自处理机和内存内部产生的中断，一般称为陷阱。由此可见，它们都是广义上的中断。（1分）主要区别是：（3分）

（1）陷阱通常由处理机正在执行的现行指令引起，而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。

（2）陷阱处理程序提供的服务为当前进程所用，而中断处理程序提供的服务则不是为了当前进程。

（3）CPU 在执行完一条指令之后，下一条指令开始之前响应中断，而在一条指令执行中也可以响应陷阱。

（4）陷阱处理程序规定在各自的进程上下文中执行，而中断处理程序则在系统上下文中执行。 4.画出文件系统的层次模型。

画对三层给1分，写出旁边说明文字4组给1分。 5．简述SPOOLING 系统的组成。

SPOOLING 是外围设备同时联机操作，它由输入设备、通道、输入管理模块、输入井、输出管理模块、输出井、输出设备组成。（3分）输入时，在输入管理模块的控制下，通过输入设备和通道，将输入的内容存在输入井中，然后根据进程的执行，再从输入井中将原输入读入内存。（1分）输入时，在输出管理模块的控制下，通过通道将输出内容存在输出井中，根据输出设备的状态，将内容送向输出设备输出。这样将物理的独占设备变为的共享的虚拟设备，提高了I/O 速度。（1分）

六、综合题（第一题6分，第二题6分，第三题6分，第四题7分 共25分） 1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算响应比高者优先调度算法的平均周转时间T 和平均带权周转时间W 及调度顺序。

计算过程2分

JOB1先到达，故先执行，即T1=0+1=1

当JOB1运行完时，JOB2和JOB3均到达，此时 R2=（0.5+0.5）/0.5=2 R3=(0+0.2)/0.2=1 故选JOB2优先执行，此时T2=0.5+0.5=1

当JOB2执行完时，JOB3和JOB4均到达，此时 R3=（0.5+0.2）/0.2=3.5 R4=(0.4+0.1)/0.1=5 故选JOB4优先执行，此时 T4=0.4+0.1=0.5 最后JOB3执行，

此时 T3=0.6+0.2=0.8

W1=1/1=1 W2=1/0.5=2 W3=0.8/0.2=4 T4=0.5/0.1=5 平均周转时间 T=(1+1+0.5+0.8)/4=8.25（1.5分） 带权平均周转时间 W=(1+2+4+5)/4=3（1.5分）

2.Linux 文件系统中磁盘索引节点ext2_inode 的i_block 字段是一个有

EXT2_N_BLOCKS 个元素的数组，其默认值为15，这个数组实现文件块磁盘逻辑

fd

物理块号—设备 要求的地址格式 设备管理

块的转换。其前12个元素直接存放文件最初的12个块，第13个元素存放一级索引的磁盘逻辑块号，第14个元素存放二级索引的磁盘逻辑块号，第15个元素存放三级索引的磁盘逻辑块号。设磁盘逻辑块大小为1024B,每个磁盘逻辑块号需要4个字节存放。试计算直接存取、二级索引的最大文件大小。可用不同单位的和来表示。

(1)直接存取文件大小 12*1KB=12KB(2分)

（2）二级索引的最大文件：12KB+（1024/4）*1KB+（1024/4）*（1024/4）*1KB=12KB+256KB+64MB=64.26MB(4分)

3．假设磁盘共有200个柱面，编号从0----199。当前磁头在125号柱面上服务，并刚刚完成了98号柱面的请求。如果现有进程P1、P2、P3和P4分别请求的柱面号为86，128，185，90。寻道时每个柱面移动需要4ms。计算按下列驱动调度算法调度时的寻道时间：

⑴最短寻道时间优先（SSTF）算法；

⑵电梯调度算法。

⑴最短寻道时间优先（SSTF）算法

(128-125+128-90+90-86+185-86)*4ms=144*4ms=576ms(式子对2分,结果对0.5分)

⑵电梯调度算法。

(128-125+185-128+1859-90+90-86)*4ms=159*4ms=636ms(式子对2分,结果对0.5分)

4. 桌子上有一空盘，允许存放1只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放

桔子；儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿3个并发进程的同步。

设father、daughter、son分别为爸爸、女儿、儿子三个进程。plateempty为father的私有变量，初值为1，代表盘空；apple、orange为别为daughter、son的私有变量，初值为0，代表盘中无水果；设公有变量mutex，初值为1，完成father和，daughter、son之间互斥。（2分）

father: （2分）

p(plateempty)

p(mutex)

if 向盘中放苹果

v(apple)

else

v(orange)

v(mutex)

daughter: （1.5分）

p(apple)

p(mutex)

向盘中取苹果

v(mutex)

v(plateempty)

son: （1.5分）

p(orange)

p(mutex)

向盘中取桔子

v(mutex)

v(plateempty)