2022年西北大學(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、采用直接存取法來讀寫磁盤上的物理記求時(shí)，效率最高的是（）A.連續(xù)結(jié)構(gòu)的文件B.索引結(jié)構(gòu)的文件C.鏈接結(jié)構(gòu)文件D.其他結(jié)構(gòu)文件2、文件系統(tǒng)用位圖法表示磁盤空間的分配情況，位圖存于磁盤的32~127號(hào)塊中，每個(gè)盤塊占1024B.盤塊和塊內(nèi)字節(jié)均從0開始編號(hào)。假設(shè)要釋放的盤塊號(hào)為409612，則位圖中要修改的位所在的盤塊號(hào)和塊內(nèi)字節(jié)序號(hào)分別是（）。A.81，1B.81，2C.82，1D.82，23、在支持多線程的系統(tǒng)中，進(jìn)程P創(chuàng)建的若干個(gè)線程不能共享的是（）A.進(jìn)程P的代碼段B.進(jìn)程P中打開的文件C.進(jìn)程P的全局變量D.進(jìn)程P中某線程的找指針4、既考慮作業(yè)等待時(shí)間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的調(diào)度算法是（）A.高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法C.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法D.先來先服務(wù)調(diào)度算法5、現(xiàn)行3個(gè)同時(shí)到達(dá)的作業(yè)J1，J2，J3，它們的執(zhí)行時(shí)，間分別是T1，T2和T3，且T1，<T2<T3。若系統(tǒng)按單道方式運(yùn)行且采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，則平均周轉(zhuǎn)時(shí)問是（）。A.T1+T2+T3B.T1+T2+T3/3C.（3T1+2T2+T3）/3D.（T1+2T2+3T3）/36、在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，采用LRU頁(yè)面置換算法時(shí)，加入一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)椋?，3，2，1，1，3，5，1，3，2，1，5。當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)分別為3和4時(shí)，在訪問過程中所發(fā)生的缺頁(yè)率為（）。A.25%，33%B.25%，100%C.50%，33%D.50%，75%7、某基于動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理的計(jì)算機(jī)，其主存容量為55MB（初始為空），采用最佳適配（BestFit）算法，分配和釋放的順序?yàn)椋悍峙?5MB，分配30MB，釋放15MB.分配8MB.分配6MB，此時(shí)主存中最大空閑分區(qū)的大小是（）。A.7MBB.9MBC.10MBD.15MB8、假定下列指令已裝入指令寄存器，則執(zhí)行時(shí)不可能導(dǎo)致CPU從用戶態(tài)變?yōu)閮?nèi)核態(tài)（系統(tǒng)態(tài)）的是（）。A.DIVR0，R1；（R0）/（R1）→ROB.INTn；產(chǎn)生軟中斷C.NOTRO；寄存器R0的內(nèi)容取非D.MOVRO，addr；把地址addr處的內(nèi)存數(shù)據(jù)放入寄存器RO中9、用戶程序在口態(tài)下使用特權(quán)指令引起的中斷屬于（）。A.硬件故障中斷B.程序中斷C.外部中斷D.訪管中斷10、下列關(guān)于SPOOLing的敘述中，不正確的是（）A.SPOOLing系統(tǒng)中必須使用獨(dú)占設(shè)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(dú)占設(shè)備變成了共享設(shè)備D.SPOOLing系統(tǒng)利用了處理器與通道并行上作的能力11、在SPOOLing系統(tǒng)中，用戶進(jìn)程實(shí)際分配到的是（）。A.用戶所要求的外設(shè)B.內(nèi)存區(qū)，即虛擬設(shè)備C.設(shè)備的部分存儲(chǔ)區(qū)D.設(shè)備的部分空間12、CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打印機(jī)的打印速度，為解決這矛盾可采用（）。A.并行技術(shù)B.通道技術(shù)C.緩沖技術(shù)D.虛擬技術(shù)二、填空題13、設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)特別要注意兩點(diǎn)，第一是__________，第二是__________14、特權(quán)指令只能在__________態(tài)下執(zhí)行，若在__________態(tài)下執(zhí)行則被認(rèn)為是非法指令。15、在__________和__________存儲(chǔ)管理中，頁(yè)式存儲(chǔ)管理提供的邏輯地址是連續(xù)的。16、線程的主要屬性是：每個(gè)線程有__________，同一進(jìn)程中的各個(gè)線程共享__________。17、文件操作主要有__________、打開文件、讀文件、寫文件、__________、刪除文件等幾種主要操作。18、采用層次式結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)通常把對(duì)一設(shè)備的管理放在__________。19、某作業(yè)9：00進(jìn)入輸入井，要求計(jì)算時(shí)間1小時(shí)。作業(yè)調(diào)度采用響應(yīng)比更高優(yōu)先算法在10：00選中該作業(yè)，則該作業(yè)被選中時(shí)的響應(yīng)比為__________20、單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理方式下，也可利用__________技術(shù)讓多個(gè)用戶的作業(yè)輪流進(jìn)入主存儲(chǔ)器執(zhí)行。三、判斷題21、引入緩沖的主要目的是提高I/0設(shè)備的利用率.（）22、進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)榈却隣顟B(tài)是由于時(shí)間片中斷發(fā)生.（）23、在內(nèi)存為M的分時(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)注冊(cè)的用戶有N個(gè)時(shí)，每個(gè)用戶擁有M/N的內(nèi)存空間.（）24、進(jìn)程優(yōu)先數(shù)是進(jìn)程調(diào)度的重要依據(jù)，必須根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)改變.（）25、優(yōu)先數(shù)是進(jìn)程調(diào)度的重要依據(jù)，一旦確定不能改變.（）26、在文件系統(tǒng)中，打開文件是指創(chuàng)建一個(gè)文件控制塊.（）27、操作系統(tǒng)的所有程序都必須常駐內(nèi)存.（）28、執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)可以被中斷.（）29、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.（）30、所謂最近最少使用（）四、名詞解釋題31、命令解釋程序：32、周轉(zhuǎn)時(shí)間：33、響應(yīng)時(shí)間：34、邏輯地址：35、當(dāng)前目錄：36、虛擬設(shè)備：五、簡(jiǎn)答題37、什么是動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？38、試比較進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不同點(diǎn)。39、簡(jiǎn)述死鎖的防止與死鎖的避免的區(qū)別。40、試說明資源的靜態(tài)分配策略能防止死鎖的原因.41、請(qǐng)說明在生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題的描述中，P操作顛倒會(huì)產(chǎn)生死鎖嗎？為什么？六、綜合題42、下列描述了SPOOLing技術(shù)的原理，請(qǐng)根據(jù)上下文分別寫出1~V對(duì)應(yīng)的術(shù)語(yǔ)。=1\*ROMANI在段時(shí)間內(nèi)只能由一個(gè)用戶使用，使許多進(jìn)程因等待而阻塞，影響了整個(gè)系統(tǒng)的效率。另一方面，分配到=1\*ROMANI的進(jìn)程，在整個(gè)運(yùn)行期間并非持續(xù)使用設(shè)備，利用率較低。SPOOLing技術(shù)通過共享設(shè)備來虛擬=1\*ROMANI，將=1\*ROMANI改造成II，從而提高設(shè)備利用率和系統(tǒng)的效率。采用SPOOLing技術(shù)，可以預(yù)先從低速的輸入型=1\*ROMANI上將程序運(yùn)行需要的數(shù)據(jù)傳送到III上的IV中，當(dāng)用戶程序運(yùn)行時(shí)，可以直接從IV中將數(shù)據(jù)讀入V。由于III是II，多個(gè)用戶進(jìn)程可以共享使用IV。這樣，就將輸入型I改造成了可共享使用的虛擬設(shè)備，改造輸出型I的方法與此類似43、對(duì)于一個(gè)將頁(yè)表存放在內(nèi)存中的分頁(yè)系統(tǒng)：1）如果訪問內(nèi)存需要0.2us，有效訪問時(shí)間為多少？2）如果加一個(gè)快表，且假定在快表中找到頁(yè)表項(xiàng)的幾率高達(dá)90%.那么有效訪問時(shí)間義是多少？（假設(shè)查詢快表所需的時(shí)間為0）44、假定要在一臺(tái)處理器上執(zhí)行表中的作業(yè)，且假定這些作業(yè)在時(shí)刻0以1~5的順序達(dá)到（數(shù)字越小，優(yōu)先級(jí)越高）。說明分別使用FCFS、RR（時(shí)間片=1）、SJF以及非剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法時(shí)，這些作業(yè)的執(zhí)行情況。針對(duì)上述每種調(diào)度算法，給出平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。45、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。3）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？

參考答案一、選擇題1、A2、C3、D4、A5、C6、C7、B8、C9、D10、D11、B12、C二、填空題13、【答案】可靠性、安全14、【答案】管或系統(tǒng)、目或用戶15、【答案】頁(yè)式、段式16、【答案】一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符和線程描述表、分配給進(jìn)程的主存地址空間17、【答案】建立文件、關(guān)閉文件18、【答案】最內(nèi)層19、【答案】220、【答案】對(duì)換（swapping）三、判斷題21、【答案】：錯(cuò)22、【答案】：錯(cuò)23、【答案】：對(duì)24、【答案】：錯(cuò)25、【答案】：錯(cuò)26、【答案】：錯(cuò)27、【答案】：錯(cuò)28、【答案】：對(duì)29、【答案】：對(duì)30、【答案】：對(duì)四、名詞解釋題31、命令解釋程序：其主要功能是接收用戶輸入的命令，然后予以解釋并且執(zhí)行。32、周轉(zhuǎn)時(shí)間：是指從作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)開始，到作業(yè)退出系統(tǒng)所經(jīng)歷的時(shí)間。33、響應(yīng)時(shí)間：是分時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，指從用戶輸入命令到系統(tǒng)對(duì)命令開始執(zhí)行和顯示所需要的時(shí)間。34、邏輯地址：用戶程序經(jīng)編譯之后的每個(gè)目標(biāo)模塊都以0為基地址順序編址，這種地址稱為邏輯地址。35、當(dāng)前目錄：為節(jié)省文件檢索的時(shí)間，每個(gè)用戶可以指定一個(gè)目錄作為當(dāng)前工作目錄，以后訪問文件時(shí)，就從這個(gè)目錄開始向下順序檢索。這個(gè)目錄就稱作當(dāng)前目錄。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：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。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：死鎖的防止是系統(tǒng)預(yù)先確定一些資源分配策略，進(jìn)程按規(guī)定申請(qǐng)資源，系統(tǒng)按預(yù)先規(guī)定的策略進(jìn)行分配，從而防止死鎖的發(fā)生，而死鎖的避免是當(dāng)進(jìn)程提出資源申請(qǐng)時(shí)系統(tǒng)測(cè)試資源分配，僅當(dāng)能確保系統(tǒng)安全時(shí)才把資源分配給進(jìn)程，使系統(tǒng)一直處于安全狀態(tài)之中，從而避免死鎖40、答：資源靜態(tài)分配策略要求每個(gè)進(jìn)程在開始執(zhí)行前申請(qǐng)所需的全部資源，僅在系統(tǒng)為之分配了所需的全部資源后該進(jìn)程才開始執(zhí)行.這樣進(jìn)程在執(zhí)行過程中不再申請(qǐng)資源，從而破壞了死鎖的四個(gè)必要條件之一"占有并等待條件"，從而防止死鎖的發(fā)生。41、答：如果將生產(chǎn)者執(zhí)行的兩個(gè)P操作順序顛倒，會(huì)產(chǎn)生死鎖。因?yàn)?，在這種情況下，當(dāng)緩沖區(qū)都為滿時(shí)，生產(chǎn)者仍可順利執(zhí)行P（mutex）操作，于是它獲得了對(duì)緩沖區(qū)的存取控制權(quán)。然后，當(dāng)它執(zhí)行P（mutex）操作時(shí)，由于沒有空緩沖區(qū)它被掛起。能夠?qū)⑦@個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程釋放的唯一途徑是消費(fèi)者從緩沖區(qū)取出了一個(gè)產(chǎn)品，并執(zhí)行V（mutex）操作。但在此時(shí)，由于緩沖區(qū)已被掛起的生產(chǎn)者所占有，所以沒有一個(gè)消費(fèi)者能夠取得對(duì)緩沖區(qū)的存取控制權(quán)。因此，出現(xiàn)了生產(chǎn)者和消費(fèi)者的互相死等的局面。六、綜合題42、【解析】=1\*ROMANI.獨(dú)占設(shè)備I1.共享設(shè)備III.磁盤IV.輸入井V.內(nèi)存43、【解析】每次訪問數(shù)據(jù)時(shí)，若不使用快表，則需兩次訪問內(nèi)存，即先從內(nèi)存的頁(yè)表中讀出頁(yè)對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，然后再根據(jù)形成的物理地址去存取數(shù)據(jù)；使用快表時(shí)，若能從快表中直接找到對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)，則可立即形成物理地址去訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)，否則，仍然需要兩次訪問內(nèi)存。1）有效訪問時(shí)間為2×0.2μs=0.4μs。2）有效訪問時(shí)間為0.9×0.2μs+（1-0.9）×2×0.2μs=0.22μs44、【解析】1）作業(yè)執(zhí)行情況可以用甘特（Gantt）圖表示，如圖所示。2）各個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)于各個(gè)算法的周轉(zhuǎn)時(shí)間和加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間見表所以FCFS的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為13.4s，平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為7.26s：RR的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為9.2s，平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為2.84s：SJF的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為7s，平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為1.74s：非剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為12s，平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為6.36s。45、【解析】1）文件目錄結(jié)構(gòu)如圖所示。2）用戶usera的filel的文件路徑名為/u