2022年山東建筑大學(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B（有答案）一、選擇題1、（）結(jié)構(gòu)的文件最適合于隨機(jī)存取的應(yīng)用場(chǎng)合。A.流式 B.索引 鏈接 順序2、下列關(guān)于索引表的敘述，（）是正確的。A.索引表每個(gè)記錄的索引項(xiàng)可以有多個(gè)B.C.索引表中含有索引文件的數(shù)據(jù)及其物理地址D.建立索引表的目的之一是為減少存儲(chǔ)空間35臺(tái)，則最多允許（）個(gè)進(jìn)程參與競(jìng)爭(zhēng)，而不會(huì)發(fā)生死鎖。A.5 B.2 C.3 D.44count1count中的值的說法正確的是（）。I.肯定有不正確的結(jié)果II.肯定有正確的結(jié)果，III.若控制這些并發(fā)進(jìn)程互斥執(zhí)行count加1操作，count中的值正確A.I和III B.II和III C.III D.、II和III的說法均不正確5界區(qū)是指（）。A.一個(gè)緩沖區(qū)B.一段數(shù)據(jù)區(qū)C.同步機(jī)制D.一段程序68個(gè)字（32位，H0開始計(jì)數(shù)）組成的位示圖管理內(nèi)存，用戶歸還100的內(nèi)存塊時(shí)，它對(duì)應(yīng)位示圖的位置為（）（0開始）354434457、作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生缺頁中斷，經(jīng)操作系統(tǒng)處理后應(yīng)讓其執(zhí)行（）指令。A.B.C.·D.8、下列關(guān)于操作系統(tǒng)的論述中，正確的是（）。A.B.對(duì)于分時(shí)系統(tǒng)，不一定全部提供人機(jī)交互功能C.從響應(yīng)角度看，分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的要求相似D.9、下列關(guān)于批處理系統(tǒng)的敘述中，正確的是（）批處理系統(tǒng)允許多個(gè)用戶與計(jì)算機(jī)直接交互批處理系統(tǒng)分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)中斷技術(shù)使得多道批處理系統(tǒng)的1/O設(shè)備可與CPU并行工作A.僅II、III B.僅II 僅I、II D.僅IIII10、在某頁式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，頁表內(nèi)容見表。若頁面的大小為4KB，則地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將邏輯地址0轉(zhuǎn)換成的物理地址是（）A.8192 B.8193 C.2048 D.204911I/OCPU的處理時(shí)間短很多，則緩沖區(qū)（）A.最有效 B.幾乎無效 均衡 以上都不是12、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CPU來完成，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.外部總線方式二、填空題13、進(jìn)程同步是指并發(fā)進(jìn)程之間存在一種制約關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行依賴于另一個(gè)進(jìn)程消息，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程沒有得到另一個(gè)進(jìn)程的消息時(shí)必，直到消息到達(dá)才 。14、在 和 存儲(chǔ)管理中，頁式存儲(chǔ)管理提供的邏輯地址是連續(xù)的。15、操作系統(tǒng)能保證所有的進(jìn)，則稱系統(tǒng)處“安全狀”，不會(huì)產(chǎn)生 。16、文件存取方式主要取決于兩個(gè)方面的因素，有關(guān)和與 有關(guān)。17、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件資源包和 。18、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引導(dǎo)程序的作用和 。19、進(jìn)程調(diào)度的職責(zé)是按給定的中選擇一個(gè)進(jìn)程，讓它占用處理器。20、操作系統(tǒng)中，進(jìn)程調(diào)度通常有先來先服務(wù)、 和分級(jí)調(diào)度算法調(diào)度算法。三、判斷題21（）22（）23（）24（）25（）26（）27、由于現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供了程序共享的功能，所以要求被共享的程序必須是可再入程序.（）28CPU.（）29（）30（）四、名詞解釋題31、臨界資源：32、非搶占式調(diào)度：33、死鎖防止：34、虛存：35、邏輯地址空間：36、虛擬設(shè)備：五、簡(jiǎn)答題37、進(jìn)程調(diào)度中"可搶占"和"非搶占"兩種方式，哪一種系統(tǒng)的開銷更大？為什么38、試比較進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不同點(diǎn)。39、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的硬件條件是什么操作系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)哪些功能程序40、處理機(jī)調(diào)度分為哪三級(jí)？各自的主要任務(wù)是什么？41、一個(gè)具有分時(shí)兼批處理功能的操作系統(tǒng)應(yīng)怎樣調(diào)度和管理作業(yè)六、綜合題42、某操作系統(tǒng)具有分時(shí)兼批處理的功能，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的隊(duì)列調(diào)度策略，使得分時(shí)作業(yè)響應(yīng)快，批處理作業(yè)也能及時(shí)得到響應(yīng)。43、假設(shè)一臺(tái)計(jì)算機(jī)有32MB內(nèi)存，操作系統(tǒng)占用2MB，每個(gè)用戶進(jìn)程占用10MB。用戶進(jìn)程等待I/O的時(shí)間為80%，問CPU的利用率為多少？若再增加32MB內(nèi)存，則CPU的利用率義為多少？44、在一個(gè)32位計(jì)算機(jī)虛擬頁式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，怎樣解決頁表，非常龐大的問題？請(qǐng)給出具體的解決方案（假定頁面大小為4KB，用戶空間為2GB，每個(gè)內(nèi)存用4B表示）。45、3個(gè)進(jìn)程P1、P2P3互斥使用一個(gè)包含N（N>0）個(gè)單元的緩沖區(qū)。P1每次produce（）put（）送入緩沖區(qū)的某一空閑單元中：P2每次用getodd（）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、D2、B、D、C、D、C、B、A、A10、A、B、C二、填空題13、【答案】等待、被喚醒14、【答案】頁式、段式15、【答案】在有限時(shí)間內(nèi)得到所需全部資源、死鎖16、【答案】文件管理、設(shè)備管理17、【答案】程序、數(shù)據(jù)18、【答案】進(jìn)行系統(tǒng)初始化工作、把OS的核心程序裝入主存19、【答案】進(jìn)程調(diào)度算法、就緒隊(duì)列20、【答案】?jī)?yōu)先數(shù)調(diào)度算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法三、判斷題、【答案】：錯(cuò)、【答案】：對(duì)、【答案】：對(duì)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：對(duì)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)四、名詞解釋題31、臨界資源：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源。32、非搶占式調(diào)度：系統(tǒng)一旦把處理機(jī)分配給某個(gè)進(jìn)程之后，該進(jìn)程一直運(yùn)行下去，直到該進(jìn)程完成或因等待某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，才將處理機(jī)分配給其他進(jìn)程。這種調(diào)度方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)開銷小，但系統(tǒng)性能不夠好。33、死鎖防止：要求進(jìn)程申請(qǐng)資源時(shí)遵循某種協(xié)議，從而打破產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件中的一個(gè)或幾個(gè)，保證系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。34、虛存：虛存是指系統(tǒng)向用戶程序提供的編程空間，其大小由cpu的地址長(zhǎng)度決定。35、邏輯地址空間：由程序中邏輯地址組成的地址范圍叫做邏輯地址空間。36、虛擬設(shè)備：它是利用共享設(shè)備上的一部分空間來模擬獨(dú)占設(shè)備的一種I/O技術(shù)。五、簡(jiǎn)答題37、答：可搶占式會(huì)引起系統(tǒng)的開銷更大，可搶占式調(diào)度是嚴(yán)格保證任何時(shí)刻，讓具有最高優(yōu)先數(shù)（權(quán)）的進(jìn)程占有處理機(jī)運(yùn)行，因此增加了處理機(jī)調(diào)度的時(shí)機(jī)，引起為退出處理機(jī)的進(jìn)程保留現(xiàn)場(chǎng)，為占有處理機(jī)的進(jìn)程恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)等時(shí)間（和空間）開銷增大.38、答：（1）作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它決定了哪一個(gè)作業(yè)能進(jìn)入主存.進(jìn)程調(diào)度是微觀調(diào)度，它決定各作業(yè)中的哪一個(gè)進(jìn)程占有中央處理機(jī).（2）作業(yè)調(diào)度是選符合條件的收容態(tài)作業(yè)裝入內(nèi)存.進(jìn)程調(diào)度是從就緒態(tài)進(jìn)程中選一個(gè)占用處理機(jī).39、答：硬件條件是：配置大容量的磁盤，要有中斷裝置和通道操作系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)好"預(yù)輸入"程序，"井管理"程序，"緩輸出"程序.40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)。41、答：1）優(yōu)先接納終端作業(yè)，僅當(dāng)終端作業(yè)數(shù)小于系統(tǒng)可以允許同時(shí)工作的作業(yè)數(shù)時(shí)，可以調(diào)度批處理作業(yè)，2）允許終端作業(yè)和批處理作業(yè)混合同時(shí)執(zhí)行.3）把終端作業(yè)的就緒進(jìn)程排成一個(gè)就緒隊(duì)列，把批處理作業(yè)的就緒進(jìn)程排入另外的就緒隊(duì)列中.4）有終端作業(yè)進(jìn)程就緒時(shí)，優(yōu)先讓其按"時(shí)間片輪轉(zhuǎn)"法先運(yùn)行.沒有終端作業(yè)時(shí)再按確定算法選批處理作業(yè)就緒進(jìn)程運(yùn)行六、綜合題42、【解析】調(diào)度。當(dāng)高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列空時(shí)，調(diào)度低優(yōu)先級(jí)的成批作業(yè)，并給予較長(zhǎng)的時(shí)間片。43I/O時(shí)，CPU所有進(jìn)程都在等待1/0這種情況發(fā)生的概率。本題給出的條件為“用戶進(jìn)程等待I/O的時(shí)間為80%”，也就是說進(jìn)程等待1/0的概率為80%，那么n個(gè)進(jìn)程都同時(shí)等待I/O的概率就為（80%）”，則CPU的利用率u可表示為u=1-（80%）n=1-（0.8）n在內(nèi)存為32MB時(shí)，可容納（32-2）/10=3個(gè)用戶進(jìn)程，CPU利用率為u=1-（0.8）3=48.8%在內(nèi)存再增加32MB時(shí)，可容納（32+32-2）/10=6個(gè)用戶進(jìn)程，CPU利用率為u=1-（0.8）6=73.8%44、【解析】用戶空間為2GB，頁面大小為4KB，所以用戶空間有219頁。如果一個(gè)頁面需要4B表示其地址，需要512頁（占2MB空間）表示這些頁，頁表過于龐大，為了避免把全部頁表一直保存在內(nèi)存中，可采用二級(jí)頁表管理方式。將整個(gè)2GB（31位）的虛擬地址空間劃分為9位的一級(jí)頁表域、10位的二級(jí)頁表域和12位的頁內(nèi)位移。每頁大小為4KB，9位一級(jí)頁表域加10位的二級(jí)頁表域共19位表示29個(gè)頁面。頁表設(shè)計(jì)：一級(jí)頁表只占一頁，存放29=512個(gè)二級(jí)頁表入口地址。二級(jí)頁表共512個(gè)，每個(gè)存放20=1024個(gè)虛擬頁面地址。工作過程：當(dāng)一個(gè)虛擬地址被送到內(nèi)存管理單元（MemoryManagementUnit.MMU）時(shí)，MMU首先提取一級(jí)頁表域并把該值作為訪問頂級(jí)頁表的索引。在頂級(jí)頁表中找到對(duì)應(yīng)表項(xiàng)，其中含有：級(jí)頁表的地址或頁幀號(hào)，然后以：：級(jí)頁表域作為訪問選定的二級(jí)頁表的索引，從而找到該虛擬頁面的頁頓號(hào)。如果該頁面不在內(nèi)存中，頁表表項(xiàng)的存在位將為0，引發(fā)…次頁面失效：如果該頁面在內(nèi)存中，從二級(jí)頁表得到的頁頓號(hào)將與偏移量結(jié)合構(gòu)成物理地址，該地址被放到總線上并傳送至內(nèi)存。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（true）{number=produce（）；P（empty）；P（mutex）；put（）