2022年中國民航大學計算機科學與技術專業(yè)《操作系統(tǒng)》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、下面關于文件的敘述中，錯誤的是（）。I.打開文件的主要操作是把指定文件復制到內(nèi)存指定的區(qū)域II.對一個文件的訪問，常由用戶訪問權限和用戶優(yōu)先級共同限制III.文件系統(tǒng)采用樹形片錄結構后，對于不同用戶的文件，其文件名應該不同IV.為防止系統(tǒng)故障造成系統(tǒng)內(nèi)文件受損，常采用存取控制矩陣方法保護文件A.僅IB.僅I、IIIC.僅I、III、IVD.I、II、III，IV2、文件系統(tǒng)采用兩級索引分配方式。若每個磁盤塊的大小為1KB.每個盤塊號占4B，則該系統(tǒng)中單個文件的最大長度是（）A.64MBB.128MBC.32MBD.都不對3、下列選項中，會導致進程從執(zhí)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)的事件是（）。A.執(zhí)行P（wait）操作B.中請內(nèi)存失敗C.啟動I/O設備D.被高優(yōu)先級進程搶占4、并發(fā)進程執(zhí)行的相對速度是（）A.由進程的程序結構決定的B.由進程自己來控制的C.與進程調度策略有關的D.在進程被創(chuàng)建時確定的5、若系統(tǒng)S1采用死鎖避免方法，S2采用死鎖檢測方法。下列敘述中，正確的是（）。I.S1會限制用戶申請資源的順序，而S2不會II.S1需要進程運行所需資源總最信息，而S2不需要III.SI不會給可能導致死鎖的進程分配資源，而S2會A.僅I、IIB.僅II、IIIC.僅I、IID.I、II、III6、設有8頁的邏輯空間，每頁有1024B，它們被映射到32塊的物理存儲區(qū)中。那么，邏輯地址的有效位是（）位，物理地址至少是（）位。A.10，11B.12，14C.13，15D.14，167、在一個操作系統(tǒng)中對內(nèi)存采用頁式存儲管理方法，則所劃分的頁面大小（）。A.要依據(jù)內(nèi)存大小而定B.必須相同C.要依據(jù)CPU的地址結構而定D.要依據(jù)內(nèi)存和外存而定8、下列關于操作系統(tǒng)的論述中，正確的是（）。A.對于批處理作業(yè)，必須提供相應的作業(yè)控制信息B.對于分時系統(tǒng)，不一定全部提供人機交互功能C.從響應角度看，分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)的要求相似D.在采用分時操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)中，用戶可以獨占計算機操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)9、執(zhí)行系統(tǒng)調用的過程包括如下主要操作：①返回用戶態(tài)②執(zhí)行陷入（trap）指令③傳遞系統(tǒng)調用參數(shù)④執(zhí)行相應的服務程序正確的執(zhí)行順序是（）A.②->③->①->④B.②->④->③->①C.③->②->④->①D.③->④->②->①10、下列關于SPOOLing的敘述中，不正確的是（）A.SPOOLing系統(tǒng)中必須使用獨占設備B.SPOOLing系統(tǒng)加快了作業(yè)執(zhí)行的速度C.SPOOLing系統(tǒng)使獨占設備變成了共享設備D.SPOOLing系統(tǒng)利用了處理器與通道并行上作的能力11、CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠遠高于打印機的速度，為解決這一矛盾，可采用（）。A.并行技術B.通道技術C.緩沖技術D.虛存技術12、操作系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)通常由4個層次組成，每-層明確定義了與鄰近層次的接口，其合理的層次組織排列順序是（）。A.用戶級I/O軟件、設備無關軟件、設備驅動程序、中斷處理程序B.用戶級I/O軟件、設備無關軟件、中斷處理程序、設備驅動程序C.用戶級I/O軟件、設備驅動程序、設備無關軟件、中斷處理程序D.用戶級I/O軟件、中斷處理程序、設備無關軟件、設備驅動程序二、填空題13、破壞進程占有并等待資源條件，從而防止死鎖的發(fā)生，其通常使用的兩種方法是__________和__________等。14、把存儲介質上連續(xù)信息所組成的一個區(qū)域稱為__________；為管理方便，經(jīng)常將存儲介質的__________物理單位稱為。15、輔助存儲器只能與__________相互傳遞信息。16、UNIX系統(tǒng)規(guī)定用戶使用文件的權限是讀、__________和__________三種。17、為了防止各種系統(tǒng)故障破壞文件，文件系統(tǒng)可以采用__________和__________兩種方法在保護文件。18、文件存取方式主要取決于兩個方面的因素，與__________有關和與__________有關。19、操作系統(tǒng)為用戶提供兩種類型的使用接口，它們是__________和__________程序員接口。20、只要涉及相同變量的若干進程的__________互斥執(zhí)行，就不會造成與__________有關的錯誤。三、判斷題21、流式文件是指無結構的文件.（）22、文件目錄必須常駐內(nèi)存.（）23、所有進程都進入等待狀態(tài)時，系統(tǒng)陷入死鎖.（）24、如果信號量S的當前值為-5，則表示系統(tǒng)中共有5個等待進程.（）25、存儲保護的目的是限制內(nèi)存的分配.（）26、執(zhí)行系統(tǒng)調用時可以被中斷.（）27、優(yōu)先數(shù)是進程調度的重要依據(jù)，優(yōu)先數(shù)大的進程首先被調度運行：（）28、選擇通道主要用于連接低速設備.（）29、有m個進程的操作系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖時，死鎖進程的個數(shù)為1<k<m.（）30、在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，頁面長度是根據(jù)程序長度動態(tài)地分配的.（）四、名詞解釋題31、同步：32、搶占式調度：33、饑餓：34、邏輯記錄：35、抖動：36、設備的無關性：五、簡答題37、請說明在生產(chǎn)者一消費者問題的描述中，P操作顛倒會產(chǎn)生死鎖嗎？為什么？38、試說明和比較幾種文件共享的方法繞彎路法？39、進程與程序是兩個完全不同的概念，但又有密切的聯(lián)系，試寫出兩者的區(qū)別。40、什么是臨界區(qū)進程進入臨界區(qū)的調度原則是什么41、什么是動態(tài)重定位？如何實現(xiàn)？六、綜合題42、刪除文件時，存放文件的盤塊常常返1回到空閑盤塊鏈，有些系統(tǒng)同時消除盤塊中的內(nèi)容，而另一些系統(tǒng)則不清除，請對這兩種方式從性能、安全性、方便性三個角度進行比較。43、在一個32位100MHz的單總線計算機系統(tǒng)中（每10ns一個時鐘周期），磁盤控制器使用DMA以40MB/s的速率從存儲器中讀出數(shù)據(jù)或者向存儲器寫入數(shù)據(jù)。假設CPU在沒有被周期挪用的情況下，在每個周期中讀取并執(zhí)行一個32位指令。若這樣做，磁盤控制器使指令的執(zhí)行速度降低了多少？44、假設磁盤的每個磁道分為9個塊，現(xiàn)有…文件有A，B，.，I共9個記錄，每個記錄的大小與塊的大小相等，設磁盤轉速為27ms/轉，每讀出一塊后需要2ms的處理時間，若忽略其他輔助時間，試問：1）如果這些記錄被順序存放于一磁道上，文件處理程序順序讀取且順序處理記錄，處理文件要多長時間？2）文件處理程序順序讀取且順序處理記錄，記錄如何存放可使文件的處理時間最短？45、4個哲學家甲、乙、丙、丁，坐在圓桌前思考問題。甲乙間有筷子0，乙丙間有筷子1，依次類推。每個哲學家饑餓時，就試圖取用兩邊的筷子，只有兩根筷了都被拿到才開始進餐。請用P、V操作寫出哲學家活動的同步執(zhí)行程序。

參考答案一、選擇題1、D2、A3、D4、C5、B6、C7、B8、A9、C10、D11、C12、A二、填空題13、【答案】靜態(tài)分配資源、釋放已占有資源14、【答案】塊、卷15、【答案】內(nèi)存16、【答案】寫、執(zhí)行17、【答案】建立副本、定時轉儲18、【答案】文件管理、設備管理19、【答案】操作員接口、程序員接口20、【答案】相關臨界區(qū)、時間三、判斷題21、【答案】：對22、【答案】：錯23、【答案】：錯24、【答案】：錯25、【答案】：錯26、【答案】：對27、【答案】：錯28、【答案】：錯29、【答案】：對30、【答案】：錯四、名詞解釋題31、同步：是指進程間共同完成一項任務時直接發(fā)生相互作用的關系。也就是說，這些具有伙伴關系的進程在執(zhí)行次序上必須遵循確定的規(guī)律。32、搶占式調度：當一個進程正在執(zhí)行時，系統(tǒng)基于某種策略強行將處理機從占有者進程剝奪而分配給另一個進程的調度。這種調度方式系統(tǒng)開銷大，但系統(tǒng)能及時響應請求。33、饑餓：在系統(tǒng)中，每個資源占有者都在有限時間內(nèi)釋放它所占有的資源，但資源中存在某些申請者由于某種原因卻永遠得不到資源的一種錯誤現(xiàn)象。34、邏輯記錄：用戶構造文件時使用的一個信息單位。通常以邏輯記錄為單位存取文件35、抖動：剛被調出的頁面又立即要用而裝入，而裝入后不久又被調出，如此反復，使調度非常頻繁，36、設備的無關性：也稱設備獨立性，就是說，用戶程序應與實際使用的物理設備無關，由操作系統(tǒng)來考慮因實際設備不同而需要使用不同的設備驅動程序等問題。五、簡答題37、答：如果將生產(chǎn)者執(zhí)行的兩個P操作順序顛倒，會產(chǎn)生死鎖。因為，在這種情況下，當緩沖區(qū)都為滿時，生產(chǎn)者仍可順利執(zhí)行P（mutex）操作，于是它獲得了對緩沖區(qū)的存取控制權。然后，當它執(zhí)行P（mutex）操作時，由于沒有空緩沖區(qū)它被掛起。能夠將這個生產(chǎn)者進程釋放的唯一途徑是消費者從緩沖區(qū)取出了一個產(chǎn)品，并執(zhí)行V（mutex）操作。但在此時，由于緩沖區(qū)已被掛起的生產(chǎn)者所占有，所以沒有一個消費者能夠取得對緩沖區(qū)的存取控制權。因此，出現(xiàn)了生產(chǎn)者和消費者的互相死等的局面。38、答：利用基本文件目錄實現(xiàn)文件共享：基于索引節(jié)點的共享方法：利用符號鏈實現(xiàn)文件共享：39、答：兩者的主要區(qū)別有：（1）進程是動態(tài)，程序是靜態(tài)的；（2）進程是獨立運行的單位，程序不能作為運行單位；（3）各進程間在并發(fā)執(zhí)行過程中會產(chǎn)生相互制約關系，而程序由于是靜態(tài)的，所以不存在異步特征。40、答：在每個進程中訪問臨界資源的那段程序叫臨界區(qū)，進程進入臨界區(qū)的調度原則是：如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)一次僅允許一個進程進②任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進程不可多于一個.如已有進程進入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待③進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內(nèi)退出，以便其它進程能及時進入自己的臨界區(qū)④如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應讓出CPU，避免進程出現(xiàn)"忙等"現(xiàn)象.41、答：動態(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，自動的、連續(xù)的進行映射。具體實現(xiàn)過程為：當某個進程取得CPU控制權時，OS應負責把該作業(yè)程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次訪問存儲器時，重定位寄存區(qū)的內(nèi)容將被自動加到邏輯地址中區(qū)，經(jīng)這樣變換后，執(zhí)行結果是正確的。六、綜合題42、【解析】性能方面：因后這一種方式在刪除文件時減少了訪問磁盤的次數(shù)，故其速度比前一種方式更快。安全性方面：把一個內(nèi)容沒有被清除的盤塊分配給下一個用戶使用，則有可能使其獲得盤塊中的內(nèi)容，故前一種方式更加安全。方便性方面：如果盤塊中的內(nèi)容沒有被消除，則當用戶因誤操作而刪除文件時，有可能通過某種辦法恢復被刪除的文件，故后種方式更為方便。43、【解析】首先由題目得知DMA的傳輸速率是40MB/s，即4B/100ns，也就是平均每100ns傳輸32bit的數(shù)據(jù)就能達到DMA的傳輸要求。由于系統(tǒng)總線被CPU和DMA共用，因此要在DMA傳輸數(shù)據(jù)時暫停CPU對總線的使用。為了得到DMA使用總線的頻率，需要知道總，線的傳輸速度。由題中條件可知，CPU在對總線完全占用的情況下，每個時鐘周期（10ns）可以傳輸32bit的指令，因此總線的速度是32bit/10ns。而DMA的要求是100ns傳輸32bit，也就是說，平均10個時鐘周期內(nèi)，只需挪用個周期用來傳輸數(shù)據(jù)就能達到DMA的傳輸要求。由此可以得到，DMA挪用周期的頻率是每10個周期挪用個，因此磁盤控制器使指令的執(zhí)行速度降低了10%44、【解析】1）由題目所給條件可知，磁盤轉速為27ms/轉，因此讀出1個記求的時間是27ms/9=3ms。讀出并處理記求A需要3ms+2ms=5ms，此時讀寫頭已轉到了記求B的中間，因此為了讀出記求B.必須再轉將近一圈（從記求B的中間到記錄B.需要25ms）。后續(xù)7個記錄的讀取及處理與此相同，但最后一個記錄的讀取與處理只需5ms，于是處理9個記錄，的總時間為8×（25+3+2）ms+（3+2）ms=245ms。這里將旋轉，尚的時間算在了前一個讀取單元中，即將“讀取A，旋轉”看作一個單元，因此前8個的處理時間為30ms，最后一個為5ms。若將旋轉算在后一個讀取單元，則處理A為5ms，后面8個為30ms.結果相同。2）由讀出并處理一個記錄需要5ms，當讀出并處理記錄A時，不妨設記錄A放在第1個盤塊中，讀寫頭已移動到第2個盤塊的中間，為了能順序讀到記錄B，應將它放到第3個盤塊中，即應將記錄按如下順序存放，見表。這樣，處理個記錄并將磁頭移動到下，記錄的時間為3ms+2ms+1ms=6ms。所以，處理9個記求的總時間為6×8ms+5ms=53ms.45、【解析】設置4個信號量：chopstick0，chopstickl、chopstick2和chopstick3，初值為1，分別表示筷了是否可用。Po~P3表示4人活動的進程。Semaphorechopsticko=chopstickl=chopstick2=chopstick3=1；P0（）{While（true）{P（chopstick3）P（chopstick0）；V(chopstick3）；V(chopstickD）；While（true）{P（chopstic