2022年天津大學(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、某文件系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)采用三級(jí)索引分配方法，如果每個(gè)磁盤塊的大小為1024B.4B，請(qǐng)問在該文件系統(tǒng)中，最大文件的大小最接近的是（）A.8GB B.16GB C.32GB D.2TB2、下列選項(xiàng)中，磁盤邏輯格式化程序所做的T作是（）對(duì)磁盤進(jìn)行分區(qū)建立文件系統(tǒng)的根目錄確定磁盤扇區(qū)校驗(yàn)碼所占位數(shù)對(duì)保存空閑磁盤塊信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化，A.僅II 僅II、IV 僅III，IV D.僅I、II、IV3、某系統(tǒng)中有11臺(tái)打印機(jī)，N個(gè)進(jìn)程共享打印機(jī)資源，每個(gè)進(jìn)程要求3臺(tái)打印機(jī)。當(dāng)N的取值不超過（）時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。A.4 B.5 C.6 D.74、下列描述中，（）并不是多線程系統(tǒng)的特長(zhǎng)。A.利用線程并行地執(zhí)行矩陣乘法運(yùn)算B.WebHTTPC.鍵盤驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槊總€(gè)正在運(yùn)行的應(yīng)用配備一個(gè)線程，用以響應(yīng)該應(yīng)用的鍵盤輸入，D.基于GUI的調(diào)試程序用不同的線程分別處理用戶輸入、計(jì)算和跟蹤等操作5、進(jìn)程從運(yùn)行態(tài)到阻塞態(tài)可能是（）A.運(yùn)行進(jìn)程執(zhí)行P操作B.進(jìn)程調(diào)度程序的調(diào)度C.運(yùn)行進(jìn)程的時(shí)間片用完D.運(yùn)行進(jìn)程執(zhí)行了V操作6、目標(biāo)程序?qū)?yīng)的地址空間是（）名空間C.存儲(chǔ)空間D.物理地址空間7、下列關(guān)于頁式存儲(chǔ)說法中，正確的是（）。TLB次內(nèi)存頁式存儲(chǔ)管理不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片IV.頁式存儲(chǔ)方式可以采用靜態(tài)重定位A.僅I、II，IV B.僅I、IV C.僅I D.I、II、III、IV8、操作系統(tǒng)提供給編程人員的接口是（）。A.庫函數(shù)B.高級(jí)語言C.D.子程序9、在下列選項(xiàng)中，（）不屬于操作系統(tǒng)提供給用戶的可使用資源。A.中斷機(jī)制 處理機(jī) C.存儲(chǔ)器 D.I/O設(shè)備10、下列天于管道通信的敘述中，正確的是（）一個(gè)管道可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸管道的容量?jī)H受磁盤容量大小限制進(jìn)程對(duì)管道進(jìn)行讀操作和寫操作都可能被阻塞一個(gè)管道只能有一個(gè)讀進(jìn)程或一個(gè)寫進(jìn)程對(duì)其操作11、某進(jìn)程訪問頁面的序列如下所示。若工作集的窗口大小為6，則在t時(shí)刻的工作集為（）。A.（6，0，3，2）B.（2，3，0，4）C.（0，4，3，2，9）D.（4，5，6，0，3，2）12、I/O處理器，用于實(shí)現(xiàn)（）之間的信息傳輸。A.內(nèi)存與外設(shè)B.CPU與外設(shè)C.內(nèi)存與外存D.CPU二、填空題13、解決死鎖問題可以采用的方式中，采策略，如銀行家算法雖然保守，可以保證系統(tǒng)時(shí)時(shí)處于安全狀態(tài)。14、間接通信中的信箱可以和 兩大部分組成。15、UNIX的shell有兩層含義，一是指由shell命令組成的Shell命令 ；二指該命令。16、當(dāng)多個(gè)線程協(xié)作完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)，線程間必須通來實(shí)現(xiàn)協(xié)作工作。17、作為資源管理器的操作系統(tǒng)，具有處理機(jī)管理、主存管理和 大功能。18、輔助存儲(chǔ)器只能相互傳遞信息。19、用戶調(diào)和 打開文件操作來申請(qǐng)對(duì)文件的使用權(quán)。20、設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)特別要注意兩點(diǎn)，第一，第二是 三、判斷題21.（）22（）23.（）24.（）25.（）26.（）27.（）28、在大型多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，為充分利用外部設(shè)備，應(yīng)使運(yùn)行的若干程序都是I/0型的.（）29（）30（）四、名詞解釋題31、可再現(xiàn)性：32、搶占式調(diào)度：33、死鎖防止：34、換頁：35、可再入代碼：36、斷點(diǎn)：五、簡(jiǎn)答題37、試說明和比較幾種文件共享的方法繞彎路法？38、什么是動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？39、UNIX/Linux文件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是什么40、進(jìn)程有哪幾種基本狀態(tài)試描繪出進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖？41、主存空間信息保護(hù)有哪些措施？六、綜合題42、什么是DMA方式？它與中斷方式的主要區(qū)別是什么？43、已知系統(tǒng)為32位實(shí)地址，采用48位虛擬地址，頁面大小4KB，頁表項(xiàng)人小為8B；每段最大為4GB。假設(shè)系統(tǒng)使用純頁式存儲(chǔ)，則要采用多少級(jí)頁表，頁內(nèi)偏移多少位？假設(shè)系統(tǒng)采用一級(jí)頁表，TLB命中率為98%，TLB訪問時(shí)間為10ns，內(nèi)存訪問時(shí)間為100nsTLB訪問失敗后才開始訪問內(nèi)存，問平均頁面訪問時(shí)間是多少？如果是二級(jí)頁表，頁面平均訪問時(shí)間是多少？上題中，如果要滿足訪問時(shí)間<120ns，那么命中率需要至少多少？若系統(tǒng)采用段頁式存儲(chǔ)，則每用戶最多可以有多少個(gè)段？段內(nèi)采用兒級(jí)頁表？44、假設(shè)某分時(shí)操作系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)。用廣usera目來的路徑名是/usr/home/usera.用戶userb目錄的路徑名是/home/userb。usera在其目錄下創(chuàng)建了目錄文件asdf和普通文件my.c.并在asdf目錄下創(chuàng)建了普通文件filel和file2：userb在其目錄下創(chuàng)建了H求文件asdf和普通文件hust1，作L在目錄文件下創(chuàng)建了普通文件file1和file2.其中usera的file1和userb的hust1是同一個(gè)文件。1）畫出上述文件系統(tǒng)的樹形口錄結(jié)構(gòu)（要求畫出目錄項(xiàng)中的必要信息）。2）試分別寫出usera的文件filel和userb的filel的文件路徑名。用戶userb的口錄文件asdf下的文件file2要換名為userb目錄下的文件newfile，文件系統(tǒng)如何處理？45、I/O控制方式可用哪兒種方式實(shí)現(xiàn)？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？參考答案一、選擇題、B、B、B、C、A、B、C、C、A10、C11、A12、A二、填空題13、【答案】死鎖的避免14、【答案】信箱說明、信箱體15、【答案】語言、解釋程序16、【答案】PV操作17、【答案】文件管理設(shè)備管理、作業(yè)管理18、【答案】?jī)?nèi)存19、【答案】建立、打開20、【答案】可靠性、安全三、判斷題、【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)、【答案】：對(duì)、【答案】：錯(cuò)、【答案】：錯(cuò)四、名詞解釋題31、可再現(xiàn)性：是指程序的執(zhí)行結(jié)果與程序運(yùn)行的速度無關(guān)4進(jìn)程：程序在并發(fā)環(huán)境中的執(zhí)行過程。32、搶占式調(diào)度：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)基于某種策略強(qiáng)行將處理機(jī)從占有者進(jìn)程剝奪而分配給另一個(gè)進(jìn)程的調(diào)度。這種調(diào)度方式系統(tǒng)開銷大，但系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)請(qǐng)求。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、換頁：指系統(tǒng)根據(jù)某種策略選擇某頁出主存，將某頁調(diào)入主存的過程。35、可再入代碼：也稱純代碼，是指那些在其執(zhí)行過程本身不做任何修改的代碼，通常由指令和常數(shù)組成。36、斷點(diǎn)：發(fā)生中斷時(shí)，被打斷程序的暫停點(diǎn)稱為斷點(diǎn)。五、簡(jiǎn)答題37、答：利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享：基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方法：利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享：38、答：動(dòng)態(tài)重定位是指在程序執(zhí)行期間，隨著每條指令和數(shù)據(jù)的訪問，自動(dòng)的、連續(xù)的進(jìn)行映射。具體實(shí)現(xiàn)過程為：當(dāng)某個(gè)進(jìn)程取得CPU控制權(quán)時(shí)，OS應(yīng)負(fù)責(zé)把該作業(yè)程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次訪問存儲(chǔ)器時(shí)，重定位寄存區(qū)的內(nèi)容將被自動(dòng)加到邏輯地址中區(qū)，經(jīng)這樣變換后，執(zhí)行結(jié)果是正確的。39、答：UNIX/LinuxLinux文件系統(tǒng)的目錄組織Linux文件系統(tǒng)把外部設(shè)備做成特殊文件，與普通文件一并進(jìn)行管理40、答：進(jìn)程有運(yùn)行態(tài)，就緒態(tài)和阻塞態(tài)三種基本狀態(tài)，三種基本狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖如圖11234的含義是：等待的事件已發(fā)生41、答：①程序自己主存區(qū)域的信息，允許它既可讀，又可寫；②共享區(qū)域中的信息只可讀，不可修改；③非共享區(qū)域或非自己的主存區(qū)域中的信息既不可讀，也不可寫。六、綜合題42、【解析】DMA是DirectMemoryAccess的縮寫，也就是直接存儲(chǔ)器訪問。是用DMACPU控制方式。其基本思想是在I/O設(shè)備和內(nèi)存間開啟一個(gè)可以直接傳輸數(shù)據(jù)的通路。中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式是每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸后即發(fā)出中斷，而DMA輸完畢后才中斷：中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式的傳輸是由CPU控制的，而DMA方式中只有數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)拈_始和結(jié)束階段在CPU控制下，在傳輸過程中都是由DMA控制器控制的。所以DMA方式相比于中斷方式，通過硬件的增加大大減少了中斷的次數(shù)。43、【解析】4KB=212B，即頁內(nèi)偏移量的位數(shù)為12。采用48位虛擬地址，故虛頁號(hào)為48-12=36位。頁表項(xiàng)的大小為8B，則每頁可容納4KB/8B=512=29項(xiàng)。那么所需多級(jí)頁表的級(jí)數(shù)36/9=4級(jí)頁表。系統(tǒng)進(jìn)行頁面訪問操作時(shí)，首先讀取頁面對(duì)應(yīng)的頁表項(xiàng)，有98%可以在TLB中直接讀取到（10ns），然后進(jìn)行地址變換，訪問內(nèi)存讀取頁面（100ns），所需時(shí)間為10ns+100ns=110ns。如TLB未命中（10ns），則要通過次內(nèi)存訪問來讀取頁表項(xiàng)（100ns）.地址變換后，再訪問內(nèi)存（100ns），因TLB訪問失敗后才開始訪問內(nèi)存，因此所需時(shí)間為，10ns+100ns+100ns=210ns.頁表平均訪問時(shí)間為[98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns級(jí)頁表的情況下，TLB命中的訪問時(shí)間還是110ns，未命中的訪問時(shí)間加上一次內(nèi)存訪問時(shí)間，即210ns+100ns=310ns，那么平均訪問時(shí)間為[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns本問是在第3）p[p×110+（1-p）310]ns≤120nsp=95%。48248B，每段最大為4GB.大段數(shù)=248B/4GB=216=65536.4GB=232B，即段內(nèi)地址位數(shù)為32，段內(nèi)采用多級(jí)頁表，那么多級(jí)頁表級(jí)數(shù)?（32?12）/9?=3，故段內(nèi)采用3級(jí)頁表。44、【解析】文件目錄結(jié)構(gòu)如圖所示。usera的filel/usr/name/usera/asdf/fileluserb的file/name/userb/asdf/filel。要將用廣userbasdf下的文件file2換名為userbnewfile，先從userb的主目name起，將此目錄項(xiàng)中的各個(gè)目錄項(xiàng)與asdf相比較，直至找到asdf：再取出asdf中各個(gè)目錄項(xiàng)與file2相比，直到找到file2；將file2的目錄項(xiàng)讀入內(nèi)存指定區(qū)域，將file2收寫為newfile，再寫回userb目錄中：最后要?jiǎng)h除asdf目錄中的file2的目錄項(xiàng)。45、【解析】I/O控制方式的實(shí)現(xiàn)有4種方式，即程序I/O方式、中斷控制方式、DMA控制方式和通道控制方式。程序I/O方式：其優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，不需要很多硬件支持。但CPU和外設(shè)之間只能串行工作，并且CPU的大部分時(shí)間處于循環(huán)測(cè)試狀態(tài)，這使得CPU的利用率大大降低：CPU在一段時(shí)間內(nèi)只能和一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)信息，從而不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的并行工作：由于程序I/O方式依靠測(cè)試設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志來控制數(shù)據(jù)傳送，因此無法發(fā)現(xiàn)和處理因設(shè)備或其他硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。所以，程序I/O方式只適用于執(zhí)行速度較慢且外設(shè)少的系統(tǒng)。中斷控制方式：其優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間的并行操作，CPU的利用率比程序I/O方式有了很大提高。但I(xiàn)/O控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄存器通常較小，且數(shù)據(jù)緩沖寄存器裝滿數(shù)據(jù)后將會(huì)發(fā)出中斷，因此一次數(shù)據(jù)傳送過程會(huì)中斷較多次，消耗了大量CPU時(shí)問；若系統(tǒng)中配置的外設(shè)數(shù)目較多，且都以中斷方式進(jìn)行控制，則將消耗大量CPU時(shí)間或因?yàn)镃PU來不及處理而造成數(shù)據(jù)丟失。DMA控制方式：與中斷控制方式相比，DMA控制方式的優(yōu)點(diǎn)是在一批數(shù)據(jù)傳送完成后中斷CPU，從而大大減少了CPU進(jìn)行中斷處理的次數(shù)，并且DMA控制方式下的數(shù)據(jù)傳送是在DMA控制器控制下完