操作系统模拟试卷

操作系统模拟试卷 Prepared on 24 November 2020

《操作系统》模拟试卷

一、单项选择题（每小题1分，共 15 分）

1．操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（ D ）。

A. 程序

B.数据

C.文件

D.资源

2．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( C )

3． A.先来先服务 B.时间片轮转法

4． C.高响应比优先 D.均衡调度法

5．操作系统中引入进程概念后并不能够（ B ）。

A. 允许一个程序被多个用户调用

B.正确描述程序的执行情况

C.使处理器与外设之间有效地并行工作

D. 提高资源利用率

6．以下（）属于临界资源。

A.磁盘存储介质

B.共用队列结构

C.私有变量

D.可重入的程序代码

7．在下列情况下，会发生引起调度事件并立即产生调度的是（）。

A.处理中断的过程中

B.进程在操作系统内核程序临界区

C. 进程在原子过程中

D.正在运行实时任务

8．采用资源剥夺的方法可以解除死锁，还可以采用( )的方法解除死锁。

A.执行并行操作

B.拒绝分配

C.撤消进程

D.修改信号量

9．用户在程序中试图读某文件的第100个逻辑块，使用操作系统提供的（）接口。

A.系统调用

B.图形用户接口

C.键盘命令

D.原语

10．若一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行的过程中不能被修改，即程序应是（）。

A. 可运行的

B.可重入的

C.可改变的

D.可连接的

11．虚拟存储器的容量由计算机的地址结构决定，若CPU的地址为32位，则对于一个进程来说，其最大的虚拟存储空间为（）。

A. 2G

B. 4G

C. 1G

D. 8G

12．仅有基本地址变换机构的分页存储管理方式中，CPU每次存取一个数据时，要( )访问内存。

A. 1次次 C. 3次 D. 4次

13．MS-DOS采用的外存分配方法是（）

A.单级索引分配

B.隐式链接

C.显示连接

D.两级索引分配

14．UNIX系统对空闲磁盘空间的管理，采用的是（）。

A 空闲链表法

B 位示图法

C成组链接法 D.线性检索法

15．有能避免“磁臂粘着”的磁盘调度算法是（）。

A．FCFS B．SSTF

C．SCAN D．N-STEP-SCAN

16．I/O控制方式中的直接存储访问DMA方式适用于（）。

A. 磁盘

B. 行式打印机

C.键盘

D. 麦克风

17．CPU输出数据的速度远远高于打印机的速度，为解决这一矛盾可采用（）。

A.并行技术

B.缓冲技术

C.虚存技术

D.同步技术

二、判断题（将正确的划上“√”．错误的划上“×”．每小题2分，共20分）

1.一个操作系统的系统调用越多，系统的功能就越强，用户使用就越复

杂。…………………………………………………（）

2.磁盘是共享设备，所以允许多个进程同一时刻在存储空间中进行访

问。…………………………………………………（）

3.一旦出现死锁, 所有进程都不能运行…………………（）

4.某进程被换出时，是换出它的那些非共享的程序和数

据。……………………………………………………（）

5.快表是高速缓存，是内存的一部分区域。……………（）

6.在分时系统中，响应时间≈时间片×用户数，因此为改善响应时间，常用的原则是

时间片越小越好。…………………（）

7.虚存就是把一个实存空间分配给用户轮流使用，使用户感到自己独占主

存。………………………………………………（）

8.磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取。……（）

9.通道程序解决了I／O操作的独立性和各部件工作的并行性，采用通道技术后，能实

现CPU与通道的并行操作。……（）

10.SPOOLing系统中的输入井和输出井是在内存中开辟两个存储

区。……………………………………………………（）

三、填空题（每空1分，共15分）

1.进程的基本的特征有、独立、异步和结构特征。

2.处理死锁的方法有预防死锁、、和解除死锁

3.在文件系统中，对目录管理的要求有、允许文件重名和提高对目录的检

索速度。

4.文件的外存分配方式主要有、和三种方式。

5.为实现设备独立性，在系统中必须设置逻辑设备表，通常它包括、和

三项。

6.处理机调度可分为三级，它们是________、________和___________。

四、解析题（6道题，共50分）

1. 请说明SPOOLing系统的组成（6分）

2. 什么是虚拟存储器实现页式虚拟存储器必须具备哪些必要的硬件支持（第1问4分，第2问3分，共7分）

3. 当前磁盘读写位于柱面号20，此时有多个磁盘请求以下列柱面号送至磁盘驱动器：10，22，20，2，40，6，38。

（1）请分别按照先来先服务算法（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和SCAN 算法（注：当前状态为向柱面号增加方向访问）求出磁头移动顺序和柱面移动量（6分）（2）请评价以上三种算法的性能（3分）

4. 某页式虚拟存储管理系统的物理内存空间共3K，页面大小为1K，一进程按下列逻辑地址顺序访问内存单元：3635，3632，1140，3584，2892，3640，0040，2148，1700，2145，3209，0000，1102，1100。如果上述数字均为十进制数，而内存中尚未装入任何页。请分别给出使用LRU算法与FIFO算法时的缺页次数（要有求解过程），并对这两种情况进行比较。（10分）

5. 对于采用混合索引分配方式的UNIX系统中。如果每个盘块的大小为512字节，若盘块号需要3个字节来描述，而每个盘块最多存放170个盘块地址：

(1) 该文件系统允许的最大长度是多少（2分）

(2) 将文件的字节偏移量5000、15000、150000转换为物理块号和块内偏移量。并画出索引节点结构图（6分）

(3) 假设某文件的索引结点已在内存中，但其他信息均在外存，为了访问该文件中某个位置的内容，最少需要几次访问磁盘，最多需要几次访问磁盘（2分）

6. 假定系统有3个并发进程read 、move 和print共享缓冲器B1和B2。进程read负责从输入设备上读信息，每读出一条记录后放到B1中。进程move从缓冲器B1中取出一条记录加工后存入B2。进程print取出B2中的记录打印输出。B1和B2每次只能存放一条记录。要求3个进程协调完成任务，使打印出来的与读入的记录个数、次序完全一样。请用记录型信号量写出并发程序。（8分）

参考答案

一、项选择题（在每小题1分，共 15 分）

1. D

15. B

二、断题（将正确的划上“√”．错误的划上“╳”．每小题2分，共20分）

1. ╳

2. ╳

3. ╳

4. √

5.╳

6. ╳

7. ╳

8. ╳

9. √10. ╳

三、填空题（6小题，15空，共15分）

1. 并发、动态

2.避免死锁、检测死锁

3. 实现“按名存取”、文件共享

4. 连续分配、链接分配、索引分配

5．逻辑设备名、物理设备名、设备驱动程序入口地址

6. 高级调度（或作业调度）、中级调度、低级调度（或进程调度）

四、解析题（6道题，共50分）

1. 答：SPOOLing系统主要由以下三部分组成：

1）输入井和输出井。这是在磁盘上开辟的两个大存储空间，用于暂存输入输出的数据。

2）输入缓冲区和输出缓冲区。为了缓和CPU和磁盘之间速度不匹配的矛盾，在内存中要开辟两个缓冲区：输入缓冲区和输出缓冲区。输入缓冲区用于暂存由输入设备送来的数据，以后再传送到输入井。输出缓冲区用于暂存由输出井送来的数据，以后再传送到输出设备。

3）输入进程SPi和输出进程SPo。这里输入进程SPi用来模拟脱机输入时的外围控制机，输出进程SPo用来模拟脱机输出时的外围控制机。

2. 答：虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储系统。

其容量由逻辑地址结构以及内存和外存容量之后决定，其运行速度接近于内存的速度，而每位的成本却接近于外存。

主要的硬件支持有：

1）请求分页的页表机制；

2）缺页中断机构；

3）地址变换机构。

3. 解：(1)先来先服务:磁头移动顺序为:20→10→22→20→2→40→6→38,磁头移动共146柱面。

最短寻道时间优先（SSTF）:磁头移动顺序为:20→20→22→10→6→2→38→40, 磁头移动共60柱面。

SCAN算法：磁头移动顺序为:20→20→22→38→40→10→6→2, 磁头移动共58柱面。(2) 由此可见, 先来先服务算法简单,但是效果不好,缺乏灵活性. 最短寻道时间优先（SSTF）算法使平均等待时间得到改善,可以获得很好的寻道性能,但是会导致某些请求访问的进程“饿死”。SCAN算法很好的避免了进程“饿死”现象,同时也获得很好的寻道性能。

4. 解:根据题意,分配给进程的内存块数为3,而页面的引用次序为:3﹑3﹑1﹑3﹑2﹑3﹑0﹑2﹑1﹑2﹑3﹑0﹑1﹑1。

因此可以计算出,采用LRU算法时,缺页次数为8,采用FIFO算法时, 缺页次数为6。

LRU算法用最近的过去来作为预测最近的将来的依据,一般认为其有较好的性能,但实现时,要记录最近在内存的每个页面的使用情况,比FIFO困难,其开销也大.有时,因页面的过去和未来的走向之间并无必然的联系,如上面,LRU算法的性能就没想象中那样好。

5. 解：（1）该文件系统中一个文件的最大长度可达：

10+170+170×170+170×170×170=4942080块=4942080×512字节

=2471040KB

（2）5000/512得商为9，余数为392。即逻辑块号为9，块内偏移位392。由于9<10,故可直接从该文件的FCB的第9个地址项处得到物理盘块号，块内偏移地址为392。

15000/512得商为29，余数为152。即逻辑块号为29，块内偏移位152。由于

10<=29<10+170,而29-10=19，故可直接从该文件的FCB的第10个地址项处,即一次间址项中得到一次间址块的地址；并从一次间址块的第19项中获得对应的物理盘块号，块内偏移地址为152。

150000/512得商为292，余数为496。即逻辑块号为292，块内偏移位496。由于

10+170<=292<10+170+170×170,而292-（10+170）=112，112/170得到商为0，余数为112，故可从该文件的FCB的第11个地址项处,即二次间址项中得到二次间址块的地址；并从二次间址块的第0项中获得一次间址的地址，再从一次间址块的第112项获得对应的物理盘块号，块内偏移地址为496。

画出索引节点图（略）

（3）由于文件的索引结点已在内存，为了访问文件中某个位置的内容，最少需要1次访问磁盘（即第一次可通过索引结点的直接地址直接读文件盘块）；最多需要4次访问磁

盘（第一次访问是读三次间址块，第二次是读二次间址块，第三次是读一次间址块，第四次是读文件盘块）。

6.解：

初始化：begin SR,SM1,SM2,SP:semaphore;

B1,B2: record ;

SR：=1; SM1:=0; SM2:=1; SP:=0;

Cobegin

Process read

X: record；

Begin

Repeat

X:=接收输入设备上的一条记录

Wait(SR);

B1:=X;

Signal(SM1);

Until false

End ；

Process move

Y : record;

Begin

repeat

wait(SM1);

Y:=B1;

Signal(SR);

Process y(加工Y);

Wait(SM2);

B2:=Y;

Signal(SP);

Until false

End；

Process print

Z: record；

Begin

repeat

wait(SP);

Z:=B2; signal(SM2); print Z;

Until false End ；

Coend;

End;