2022年河南科技大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年河南科技大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、在现代操作系统中，文件系统都有效地解决了重名（即允许不同用户的文件可以具有相同的文件名）问题。

系统是通过（）来实现这一功能的。

A.重名翻译结构B.建立索引表C.树形目录结构D.建立指针2、文件系统用位图法表示磁盘空间的分配情况，位图存于磁盘的32~127号块中，每个盘块占1024B.盘块和块内字节均从0开始编号。

假设要释放的盘块号为409612，则位图中要修改的位所在的盘块号和块内字节序号分别是（）。

A.81，1B.81，2C.82，1D.82，23、银行家算法在解决死锁问题中用于（）。

A.预防死锁B.死锁避免C.检测死锁D.解除死锁4、下列选项中，会导致进程从执行态变为就绪态的事件是（）。

A.执行P（wait）操作B.中请内存失败C.启动I/O设备D.被高优先级进程抢占5、在支持多线程的系统中，进程P创建的若干个线程不能共享的是（）A.进程P的代码段B.进程P中打开的文件C.进程P的全局变量D.进程P中某线程的找指针6、在段页式分配中，CPU每次从内存中取一次数据需要（）次访问内存。

A.1B.2C.3D.47、在虚拟页式存储管理方案中，（）完成将页面调，入内存的T作。

A.缺页中断处理B.页面淘汰过程C.工作集模型应用D.紧缩技术利用8、下列选项中，在用户态执行的是（）。

A.命令解释程序B.缺页处理程序C.进程调度程序D.时钟中断处理程序9、若程序正在试图读取某个磁盘的第100个逻辑块，使用操作系统提供的（）接门。

A.系统调用B.图形用户接口C.原语D.键盘命令10、下列天于管道（Pipe）通信的叙述中，正确的是（）A.一个管道可实现双向数据传输B.管道的容量仅受磁盘容量大小限制C.进程对管道进行读操作和写操作都可能被阻塞D.一个管道只能有一个读进程或一个写进程对其操作11、若I/O所花费的时间比CPU的处理时间短很多，则缓冲区（）A.最有效B.几乎无效C.均衡D.以上都不是12、（）是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

A.Spooling 技术B.虚拟存储技术C.覆盖与交换技术D.通道技术二、填空题13、在设备管理中，对磁带机、输入机及打印机等独占设备总是采用__________策略进行分配。

14、只要涉及相同变量的若干进程的__________互斥执行，就不会造成与__________有关的错误。

15、通道把通道程序执行情况记录在__________中；通道完成一次输入输出操作后，以__________方式请求中央处理器进行干预。

16、在现代Unix 系统（如System V）中，存贮管理大多采用__________存贮机制，把__________作为一种辅助手段。

17、现代计算机中主存储器都是以__________为单位进行编址。

18、Spool 是在一个计算问题开始之前，把计算所需要的程序和数据从输入设备上预输入到__________中存放。

对于输出的结果，是从__________中依次输出。

19、作为资源管理器的操作系统，具有处理机管理、主存管理、__________和__________五大功能。

20、UNIX操作系统提供两种程序运行环境，即__________和__________.三、判断题21、如果信号量S的当前值为-5，则表示系统中共有5个等待进程. （）22、对文件进行读写前，要先打开文件. （）23、在虚存系统中，只要磁盘空间无限大，作业就能拥有任意大的编址空间. （）24、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率. （）25、原语和系统调用的主要区别在于两者的实现方法不同. （）26、所谓最近最少使用（）27、进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待态. （）28、由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足，所以有必要引入其它的通讯原语或机制，如send，receive或Monitor等. （）29、特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件. （）30、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. （）四、名词解释题31、原语：32、交换调度：33、进程调度：34、动态分区法：35、实存：36、中断源：五、简答题37、什么是设备独立性，它是如何实现的？38、计算机系统中产生死锁的根本原因是什么一般解决死锁的方法有哪三种39、UNIX/Linux文件系统的主要特点是什么40、虚拟存储器的基本特征是什么？虚拟存储器的容量主要受到哪两方面的限制？41、主存空间信息保护有哪些措施？六、综合题42、在虚拟分页存储管理方案中，对丁一个处于运行状态的进程，当CPU读取下一条指令时，发生缺页中断。

操作系统要执行哪些操作以获得所需要部分的指令？43、设内存中有3道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。

它们的计算和I/O操作的时间见表1-1，假设3道程序使用相同设备进行1/O操作，即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的执行时间忽略不计），并回答在这两种情况下，完成这3道程序分别需要多长时间（多道运行时采用抢占式调度策略）。

44、4个哲学家甲、乙、丙、丁，坐在圆桌前思考问题。

甲乙间有筷子0，乙丙间有筷子1，依次类推。

每个哲学家饥饿时，就试图取用两边的筷子，只有两根筷了都被拿到才开始进餐。

请用P、V操作写出哲学家活动的同步执行程序。

45、3个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。

P1每次用 produce（）生成一个正整数并用put（）送入缓冲区的某一空闲单元中：P2每次用getodd（）从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd（）统计奇数个数；P3每次用geteven（）从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven（）统计偶数个数。

请用信号量机制实现这3个进程的同步与互斥活动，并说明所定义信号量的含义。

要求用伪代码描述。

参考答案一、选择题1、C2、C3、B4、D5、D6、B7、A8、A9、A10、C11、B12、A二、填空题13、【答案】静态分配14、【答案】相关临界区、时间15、【答案】通道状态字（或CSW）、中断（或I/O中断）16、【答案】分页式虚拟、对换技术17、【答案】字节18、【答案】磁盘的输入井、磁盘的输出井19、【答案】文件管理设备管理、作业管理20、【答案】内核层、外壳层三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：对23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：错26、【答案】：对27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：错四、名词解释题31、原语：指操作系统中实现一些具有特定功能的程序段，这些程序段的执行过程是不可分割的，即其执行过程不允许被中断。

32、交换调度：是基于系统确定的某个策略，将主存中处于等待状态或就绪状态的某个或某些进程交换到外存交换区中，以便将外存交换区上具备运行条件的进程换入主存，准备执行。

引入交换调度的目的是为了解决主存紧张和提高主存的利用效率。

33、进程调度：也称低级调度程序，它完成进程从就绪状态到运行状态的转化。

34、动态分区法：各个分区是在相应作业要求进入内存时才建立的，使其大小恰好适应作业的大小。

35、实存：实存是指计算机配置的物理存储器，它直接向cpu提供程序和数据。

36、中断源：引起中断的事件或发出中断请求的来源称为中断。

五、简答题37、答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。

系统在执行时，是使用物理设备名称要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的38、答：计算机系统中产生死锁的根本原因是：资源有限且操作不当，一般解决死锁的方法有：死锁的预防，死锁的避免，死锁的检测与恢复等三种.39、答：UNIX/Linux文件系统的主要特点有：（1）UNIX 或Linux文件系统的目录组织是一个树形结构；（2）文件本身是无结构的字符流；（3）UNIX或Linux文件系统把外部设备做成特殊文件，与普通文件一并进行管理40、答：虚拟存储器的基本特征是：①虚拟扩充，即不是物理上而是逻辑上扩充了内存容量；②部分装入，即每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；③离散分配，即不必占用连续的内存空间，而是"见缝插针"；多次对换，即所需的全部程序和数据要分成多次调入内存：虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量的限制.41、答：①程序自己主存区域的信息，允许它既可读，又可写；②共享区域中的信息只可读，不可修改；③非共享区域或非自己的主存区域中的信息既不可读，也不可写。

六、综合题42、【解析】在页表中发现所要访问的页不在内存中，则产生缺页中断。

操作系统接到此，中断信号后，就调出缺页中断处理程序，根据页表中给出的外存地址，将该页调入内存，使作业继续运行下去。

若内存中有空闲块，则分配，页，将新调入页装入内存，并修改页表中相应页表项驻留位及相应的内存块号。

若此时内存中没有空闲块，则要淘汰某页。

若该页在，存期间被修改过，则要将其回写至外存。

43、【解析】若采用单道方式运行这3道程序，则运行次序为A、B、C，即程序A先进行30ms的计算，再完成40ms的I/O操作，最后再进行10ms的计算；接下来程序B先进行60ms的计算，再完成30ms的I/O操作，最后再进行10ms的计算；然后程序C先进行20ms的计算，再完成40ms的I/O操作，最后再进行20ms的计算。

至此，3道程序全部运行完毕。

若采用多道方式运行这3道程序，因系统按照A、B、C的优先次序执行，则在运行过程中，无论使用CPU还是1/O设备，A的优先级最高，B的优先级次之，C的优先级最低，即程序A先进行30ms的计算，再完成40ms的1/0操作（与此同时，程序B进行40ms的计算），最后再进行10ms的计算（此时程序B等待，程序B的第一次计算已经完成40ms，还剩余20ms）：接下来程序B先进行剩余20ms的计算，再完成30ms的I/0操作（与此同时，程序C进行20ms的计算，然后等待1/O设备），最后再进行10ms的计算（此时程序C执行1/0操作10ms，其I/0操作还需30ms）：然后程序C先进行30ms的IO操作，最后再进行20ms的计算。

至此，3道程序全部运行完毕。

单道方式运行时，其程序运行时间关系图如图所示，总运行时间如下：（30+40+10+60+30+10+20+40+20）ms=260ms多道方式运行时，其程序运行时间关系图如图所示，总运行时间如下：（30+40+10+20+30+10+30+20）ms=190ms44、【解析】设置4个信号量：chopstick0，chopstickl、chopstick2 和chopstick3，初值为1，分别表示筷了是否可用。