湖南大学操作系统作业 (1)
2022年湖南科技学院软件工程专业《操作系统》科目期末试卷A(有答案)
2022年湖南科技学院软件工程专业《操作系统》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、假设4个作业到达系统的时刻和运行时间见表。
系统在t=2时开始作业调度。
若分别采用先来先服务和短作业优先调度算法，则选中的作业分别是（）。
A.J2、J3B.J1、J4C.J2、J4D.J1、J32、在下列选项中，（）不属于操作系统提供给用户的可使用资源。
A.中断机制B.处理机C.存储器D.I/O设备3、下列描述中，（）并不是多线程系统的特长。
A.利用线程并行地执行矩阵乘法运算B.Web服务器利用线程响应HTTP请求C.键盘驱动程序为每个正在运行的应用配备一个线程，用以响应该应用的键盘输入，D.基于GUI的调试程序用不同的线程分别处理用户输入、计算和跟踪等操作4、下面有关选择进程调度算法的准则，错误的是（）A.尽量提高处理器利用率B.尽可能提高系统吞吐量C.适当增长进程在就绪队列中的等待时间D.尽快响应交互式用户的要求5、作业8：00到达系统，估计运行时问为1h。
若从10：00开始执行该作业，其响应比为（）。
A.2B.1C.3D.0.56、某文件占10个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分析。
假设一个缓冲区与一个磁盘块人小相同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100μs，将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50μs.CPU对一块数据进行分析的时间为50us。
在单缓冲区和双缓冲区结构ド，读入并分析完该文件的时间分别是（）。
Α.1500μs，1000μsB.1550μs，1100μsC.1550μs，1550μsD.2000μs，2000μs7、下面设备中属于共享设备的是（）。
A.打印机B.磁带机C.磁盘D.磁带机和磁盘8、下面关于文件的叙述中，错误的是（）。
I.打开文件的主要操作是把指定文件复制到内存指定的区域II.对一个文件的访问，常由用户访问权限和用户优先级共同限制III.文件系统采用树形片录结构后，对于不同用户的文件，其文件名应该不同IV.为防止系统故障造成系统内文件受损，常采用存取控制矩阵方法保护文件A.仅IB. 仅I、IIIC.仅I、III、IVD.I、II、III，IV9、下列选项中，磁盘逻辑格式化程序所做的T作是（）I.对磁盘进行分区II.建立文件系统的根目录III.确定磁盘扇区校验码所占位数IV.对保存空闲磁盘块信息的数据结构进行初始化，A. 仅IIB.仅II、IVC.仅III，IVD.仅I、II、IV10、考虑页面替换算法，系统有m个页帧（Frame）供调度，初始时全空：引用串（Reference String）长度为p.包含了n个不同的页号，无论用什么算法，缺页次数不会少于（）A.mB.pC.nD.min（m，n）11、（）存储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高。
2022年湖南大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)
2022年湖南大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、 I/O中断是CPU与通道协调I作的种于段，所以在（）时，便要产生中断。
A.CPU执行“启动I/O”指令而被通道拒绝接收B.通道接受了CPU的启动请求C.通道完成了通道程序的执行D.通道在执行通道程序的过程中2、操作系统的I/O子系统通常由4个层次组成，每-层明确定义了与邻近层次的接口，其合理的层次组织排列顺序是（）。
A.用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序D.用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序3、对重定位存储管理方式，应（）。
A.在整个系统中设置一个重定位寄存器B.为每个程序设置个重定位寄存器C.为每个程序设置两个重定位寄存器D.为每个程序和数据都设置一个重定位寄存器4、一个页式虚拟存储系统，其并发进程数固定为4个。
最近测试了它的CPU利用率和用于页面交换的利用率，假设得到的结果为下列选项，（）说明系统需要增加进程并发数？I.CPU利用率13%：磁盘利用率97%II.CPU利用97%；磁盘利用率3%III.CPU利用率13%：磁盘利用3%A. IB.IIC.IIID.I、III5、在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，加入一个作业的页面走向为：1，3，2，1，1，3，5，1，3，2，1，5。
当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，在访问过程中所发生的缺页率为（）。
A.25%，33%B.25%，100%C.50%，33%D.50%，75%6、一个多道批处理系统中仅有P1，和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达。
它们的计算和I/O操作顺序如下：P1：计算60ms，I/O 80ms，计算20msP2：计算120ms，I/O 40ms，计算40ms。
湖南大学操作系统作业 (3)
The processes are assumed to have arrived in the order P1 , P2 ,P3 , P4 , P5 , all at time 0.
a. Draw four Gantt charts illustrating the execution of these processes using FCFS, SJF, a nonpreemptive priority (a smaller priority number implies a higher priority),and RR (quantum= 1) scheduling.
b．每个进程的周转时间：
FCFS
SJF
Priority
RR
P1
10
19
16
19
P2
11
1
1
2
P3
13
4
18
7
P4
14
2
19
4
P5
19
9
6
14
c．每个进程的等待时间：
FCFS
SJF
Priority
RR
P1
0
9
6
9
P2
10
0
0
1
2022年湖南大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B(有答案)
2022年湖南大学计算机科学与技术专业《计算机系统结构》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、（）属于MIMD系统结构。
A.各处理单元同时受同一个控制单元的管理B.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令C.松耦合多处理机和多计算机D.阵列处理机2、非线性流水线是指( )A.一次运算中使用流水线中的多个功能段B.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段C.流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同D.流水线的各个功能段在各种运算中有不同的组合3、在流水机器中，全局性相关是指( )。
A.先写后读相关B.先读后写相关C.指令相关D.由转移指令引起的相关4、外部设备打印机适合于连接到( )。
A.数组多路通道B.字节多路通道C.选择通道D.任意一种通道5、"从中间开始"设计的"中间"目前多数是在( )。
A.传统机器语言级与操作系统机器级之间B.传统机器语言级与微程序机器级之间C.微程序机器级与汇编语言机器级之间D.操作系统机器级与汇编语言机器级之间6、对汇编语言程序员透明的是（）A.I/O方式中的DMA访问B.浮点数据表示C.访问方式保护D.程序性中断7、对系统程序员不透明的应当是（）A.CACHE 存储器B.系列机各档不同的数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存储器8、计算机系统的层次结构按照由高到低的顺序分别为（）。
A.高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级B.高级语言机器级，应用语言机器级，汇编语言机器级，微程序机器级C.应用语言机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级D.应用语言机器级，操作系统机器级，微程序机器级，传统机器语言机器级9、微指令由（）直接执行。
A.微指令程序B.硬件C.汇编程序D.编译程序10、在操作系统机器级，一般用（）程序（）作业控制语句。
A.汇编程序，翻译B.汇编程序，解释C.机器语言，解释D.机器语言，翻译11、从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是（）A.计算机软件所要完成的功能B.计算机硬件的全部组成C.编程要用到的硬件组织D.计算机各部件的硬件实现。
湖南大学操作系统作业(2)
湖南大学操作系统作业(2)操作系统第二次作业第三章3.1 Describe the differences among short-term, medium-term,and long-term scheduling.描述短程，中程和长程调度的区别答：长程调度从作业池中选取进程，并装入内存开始执行，它的执行频率较慢，短程调度从准备执行的进程中选择进程并分配CPU时间片，这种调度方式必须频繁地为CPU分配新的进程，且有一定量的时间浪费在CPU的上下文切换上，而中程调度使用的是交换的策略，将进程从CPU竞争中移出，以降低多道程序设计的程度。
被交换出的进程会保存信息，并在换入时继续执行3.2 Describe the actions taken by a kernel to context-switch between pro-cesses. 描述系统内核在上下文切换时的动作答：在执行上下文切换时，在某个进程的挂起时（由中断或系统调用引起），先保存该进程状态至该进程控制块PCB中，包括进程的状态，编号，程序计数器PC，寄存器等等，而在程序从挂起状态重新执行时（由中断或系统调用引起），需要从对应的PCB表中读取信息，并从上次中断处继续执行。
3.4 Using the program shown in Figure 3.24, explain what will be output at Line A. 使用3.24的程序，解释LINE A的可能输出答：因为子进程会复制父进程的堆栈信息，在生成子进程前，堆栈中已经存放全局变量value=5的信息，然后子进程的修改只是在其独有堆栈中，而父进程的打印操作打印的是父进程的value值，故没有被修改过，为53.5 The correct producer-consumer algorithm in the ppt,allows only n-1 buffers to be full at any one time .Modify the algorithm to allow all buffersto be utilized fully. 课件中的代码只能存储n-1个缓存空间，要求修改代码实现所有缓存都能被利用答:本题是一个数据结构问题，在上学期的数据结构课中有所探讨，对于一个顺序队列来说，队空和队满的判断条件其实都是front==rear，所以书上采取的措施是舍弃一个存储单元，当队列中只剩下一个单元时就认为队满。
2022年湖南文理学院网络工程专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)
2022年湖南文理学院网络工程专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、填空题1、从用户观点看，UNIX系统将文件分三类：__________、__________、__________。
2、用户调用__________和__________打开文件操作来申请对文件的使用权。
3、常用的进程调度算法有__________、__________、__________。
4、MS-DOS操作系统中文件的逻辑结构是__________文件。
5、间接通信中的信箱可以由__________ 和__________两大部分组成。
6、死锁的形成，除了与资源的________有关外，也与并发进程的________有关。
7、UNIX操作系统提供两种程序运行环境，即__________和__________.8、死锁的四个必要条件是互斥使用资源，占有等待资源，__________和__________。
二、选择题9、用户程序发出磁盘I/O话求后，系统的处理流程是：用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序。
其中，计算数据所在磁盘的柱面号、磁号、扇区号的程序是（）。
A.用户程序B.系统调用处理程序C.设备驱动程序D.中断处理程序10、通道又称I/O处理器，用于实现（）之间的信息传输。
A.内存与外设B.CPU与外设C.内存与外存D.CPU与外存11、操作系统的I/O子系统通常由4个层次组成，每-层明确定义了与邻近层次的接口，其合理的层次组织排列顺序是（）。
A.用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序D.用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序12、（）结构的文件最适合于随机存取的应用场合。
A.流式B.索引C.链接D.顺序13、驱动调度算法中，（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。
2022年湖南大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷A(有答案)
2022年湖南大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、实时操作系统必须在（）内处理完来白外部的事件。
A.一个机器周期B.被控对象规定时间C.周转时间D.时间片2、下列关于操作系统的论述中，正确的是（）。
A.对于批处理作业，必须提供相应的作业控制信息B.对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能C.从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似D.在采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统中的文件系统3、下列有关时间片的进程调度的描述中，错误的是（）A.时间片越短，进程切换的次数越多，系统开销也越大，B.当前进程的时间片用完后，该进程状态由执行态变为阻塞态C.时钟中断发生后，系统会修改当前的进程在时间片内的剩余时间D.影响时间片大小的主要因素包括响应时间、系统开销和进程数量等4、使用TSL（TestandSetLock）指令实现进程互斥的伪代码如下所示。
do{while（TSL（&lock））；criticalsection；lock=FALSE；}while（TRUE）；下列与该实现机制相关的叙述中，正确的是（）A.退出临界区的进程负责唤醒阻塞态进程B.等待进入临界区的进程不会主动放弃CPUC.上述伪代码满足“让权等待”的同步准则D.while（TSL（&lock））语句应在关中断状态下执行5、进程调度算法中，可以设计成可抢占式的算法有（）。
A.先来先服务调度算法B.最高响应比优先调度算法C.最短作业优先调度算法D.时间片轮转调度算法6、虚拟设备是通过（）技术实现的。
A.并行B.通道C.SPOOLingD.虚拟存储7、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这矛盾可采用（）。
A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚拟技术8、在文件系统中，若文件的物理结构采用连续结构，则文件控制块FCB中有关文件的物理位置的信息包括（），I.首块地址 II.文件长度 III.索引表地址A.只有IIIB. I和IIC. II和IIID. I和III9、无结构文件的含义是（）A.变长记录的文件B.索引文件C.流式文件D.索引顺序文件10、在分页虚拟存储管理中，“二次机会”调度策略和“时钟”调度策略在决定淘汰哪一页时，都用到了（）。
操作系统试卷
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！湖南大学课程考试试卷（开卷）3、设A，B是两个实体，它们共享会话密钥key s，f是公开的简单函数。
A认证B 是否是他的意定通信对象的协议步骤如下：1）A→B：A产生一个随机数RandomNum，用key s对其进行加密得到c＝RandomNum, key s)，将c发给B2）B→A：B收到c后，解密得到RandomNum’＝D(c, key s)，B也对RandomNum’进行f变换，得到f（RandomNum’），并将其加密成c’＝E(f（RandomNum’）, key s)，然后发c’给A；3）A计算f(RandomNum)，同时对收到的c’解密得到f（RandomNum’），并将其与f(RandomNum)比较。
若两者相等，则A认为B是自己的意定通信对象。
否则A 认为B不是自己的意定通信对象。
请问：该过程中f变换能否去掉，并解释理由。
（10）三论述题（30分）1）由于RSA签名算法每次只能对一个固定长度（比如n比特）的消息进行签名，为了对任意长度的消息进行签名，有人建议了采用如下处理方法：首先将长消息切割成固定长度n比特的数据块，然后用RSA签名算法对每个数据块进行签名，最后将这些签名块拼接起来就得到了长消息的签名。
请评价这种处理方式的效率和安全性。
（10分）2）分组密码的电码本模式（ECB）、密码分组链接模式（CBC）为什么一个适合短数据传输，另一个适合分组数据传输并适用于消息认证？（10分）3）在流密码中，加/解密通常是密钥流与明文流之间简单的异或操作，谈谈是如何保证流密码系统的安全强度的？（10分）四 设计题（20）鲍勃是某跨国公司的财务部雇员，专门负责公司内帐。
为了照顾卧病在 床的妻子，他向公司提出在家办公的请求。
每天他都要从公司获取本日 财务数据，入账处理后再将相关报表转发给不同的业务经理审核并确认， 鲍勃的年终绩效考核的依据是他完成的工作量。
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操作系统第一次作业
第一章
1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。
a. 列出此类的问题 b.在一个分时系统中，能否确保像在与用特殊用途系统中一样的安全度？并解释之。
（1）可能导致的安全问题有：由于多个用户同时使用资源，使得系统无法像对单个用户分配资源一样用合理的预算来分配资源，会导致资源分配上的问题；另一方面，如果某A用户熟练地掌握计算机系统原理，他可能通过底层反汇编代码来获取其他用户的信息，如账户、密码等信息。
（2）不可以
特殊用途系统（在本书19、20章有介绍）自己查阅了课本上的相关内容后发现，特殊用途系统包括实时系统和多媒体系统，实时系统的要求是不仅仅要保证计算结果的正确性，而且要将计算结果维持在特定的截止时间内，在特定截止时间外的结果，即使正确，也无任何意义，这对攻击系统者提出了更高的要求，而一般的分时系统并没有对计算结果有任何时限，导致攻击者可以任意修改代码结构而不至于被系统识破，上述的差异性使得实时系统无法实现特殊用途系统一样的安全性。
看了英文版课本后发现这个题目的翻译有误，原文为Can we ensure the same degree of security in a time-shared machine as in a dedicated machine?
翻译过来是分时机器能和专用机器保证相同的安全度吗，显然是不能的，比如军工方向专用的机器和一些保密的机器，不允许接入互联网，不允许插入U盘，烧录文件必须通过软盘刻录，这样就能保证最高的安全度，这也是我们日常使用的机器所不能比拟的。
由于题目翻译与英文原文有偏差，所以以下我的答案均基于英文原版给出
1.10
What is the purpose of interrupts? What are the differences between a trap and an interrupt? Can traps be generated intentionally by a user program? If so, for what purpose?
（1）中断的目的：更好地调度CPU，因为如果没有中断技术，访问CPU内部的速度和访问硬件速度不匹配，短板效应会导致CPU和硬件同时工作的速度取决于硬件的速度，使得CPU长时间处于等待状态，导致其效率低下。
（2）自陷和中断的区别：中断主要由硬件如IO、时钟产生，是不可预期的。
而自陷可由软件主动产生，程序员可以通过int指令来可预期地产生自陷。
（3）自陷是可以主动产生的，如汇编指令int 0x80，设置自陷的目的有多种，可能是等待IO响应，可能是基于用户态和管态的切换……等等
1.13
Give two reasons why caches are useful.What problems do they solve? What problems do they cause? If a cache can be made as large as the device for which it is caching (for instance, a cache as large as a disk), why not make it that large and eliminate the device?
（1）高速缓存有用的原因主要有：寄存器和磁盘访问速度差距过大，要通过高速缓存来以比磁盘更快的速度访问磁盘上的内容，以节约时间。
通过高速缓存的存储，如果能直接在高速缓存中访问到需要的内容，就无需访问磁盘；高速缓存比寄存器便宜。
（2）导致的问题是：在多进程系统中，要保证缓存和磁盘同步更新，不然在多个进程同时访问同一数据时，会产生相应的问题。
（3）不把缓存做的和磁盘一样大的原因：一方面是贵，另一方面是，缓存掉电数据消失，而磁盘是ROM，不擦除。
1.17
Define the essential properties of the following types of operating systems:
简述下列操作系统的核心特点
A 批处理合并相似需求的任务，并整体处理，保证IO/CPU高效率使用
B 交互系统和用户不断完成数据交互，然后系统根据用户的输入进行实时反馈，用户在输入过程中系统处于等待状态，系统在此时常切换至另一程序
C 分时多个程序在CPU调度下按顺序完成处理
D 实时实时系统的要求是不仅仅要保证计算结果的正确性，而且要将计算结果维持在特定的截止时间内，在特定截止时间外的结果，即使正确，也无任何意义
E 网络系统之间的通信路径，可以通过网络实现文件交流
F 并行多个处理器各自相当于一个系统，同步通过系统总线进行通信，完成系统的需求
G 分布式多处理器各自拥有独立的存储器，通过各种通信线路通信，如局域网LAN 广域网WAN等等
H 集群系统将多CPU集中起来完成计算任务，相当于只有一个系统
I 手持内存较小，无虚拟内存，处理器速度较慢，屏幕较小，方便便携
第二章
2.2
List five services provided by an operating system that are designed to make it more convenient for users to use the computer system. In what cases it would be impossible for user-level programs to provide these services? Explain.
1）程序执行：系统必须能将程序装入内存并运行程序，程序必须能结束执行，包括正常/非正常结束，如果用户程序无法正常安排cpu时间，则无法提供服务。
2）I/O操作：运行程序可能需要I/O，这些I/O可能涉及文件或设备，对于特定设备，需要特定功能（如刻录CD或清屏）为了提高效率和进行保护，用户通常不能直接控制I/O设备，因此操作系统必须提供运行I/O操作的方法3）文件系统操作：程序需要读写文件和目录，也需要根据文件名来创建和删除文件、搜索一个给定的文件、列出文件信息，最后，有些程序还包括了基于文件所有权的允许或拒绝对文件或目录的访问管理。
4）通信：在许多情况下，一个进程需要与另一个进程交换信息，这种通信有两种主要形式，一种是发生在同一台计算机发生的两个进程之间，另一种是运行在由网络连接起来的不同的计算机上的进程之间，通信可以通过共享内存实现，也可以通过信息交换技术来实现，用户无法协调网络装置，或者接受完全不同的其他进程的信息包。
5）错误检测：操作系统需要知道可能出现的错误，错误可能发生在CPU、内存、IO和用户程序中，对于每种类型的错误，操作系统应该采取适当的动作以确保正确和一致性计算，调试工具可以在很大程度上加强用户和程序员使用系统的能力。
2.3 Describe three general methods for passing parameters to the operating system.要求叙述三种向操作系统传递参数的主要方式
1）通过寄存器直接传递参数
2）先将数据存入堆栈，再在操作系统中出栈获取数据
3）将数据存入RAM的块中，通过寄存器传递块首地址给操作系统访问
2.7What is the purpose of the command interpreter? Why is it usually separate from the kernel? Would it be possible for the user to develop a new command interpreter using the system-call interface provided by the operating system?
叙述命令解释器的目的，为何命令解释器常与内核分离，用户有没有可能通过操作系统提供的系统调用接口来实现一个命令解释器
命令解释器的主要作用是获取和执行用户指令的下一条命令，一般解释程序被称作外壳（shell）
不属于内核的原因有二，一是内核应提供最简单的接口，如果过于臃肿则很多程序的错误会使内核出错，另一方面，分离开来更方便与命令解释器的设计和修改。
可以，命令解释器允许用户创建、管理进程和确定通信方法，这些所有功能都被用户程序通过系统调用来实现，因此用户可以开发一个新的命令解释器。