操作系统原理.docx

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操作系统原理

诚信应考考出水平考出风格

浙江大学城市学院

2010—2011学年第一学期期末考试试卷

《操作系统原理》

名姓

开课单位：

计算分院；考试形式：

闭卷；考试时间：

2011年1月12日；

所需时间：

120分钟

一．选择题（本大题共30题，每题1分，共30分。

）

1.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（）。

A、可以有多个进程控制块B、可以和其他进程共用一个进程控制块

.线

C、可以没有进程控制块D、只能有惟一的进程控制块

2.下面所述步骤中，（）不是创建进程所需的步骤。

A、由CPU调度程序为进程调度CPUB、建立一个进程控制块

C、为进程分配内存D、将进程控制块链人就绪队列

3.

.订

为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（）。

A、多道批处理系统B、分时系统C、实时系统D、网络系统

4.在某系统中，若信号量S初值为3，当前值为-2，则表示系统中的等待信号量S的进程数共有（）个。

A、5B、3C、2D、0

5.设有4个进程共享一程序段，而每次最多允许２个进程进入该程序段，则信号量的初值是（）。

Ａ、4Ｂ、2Ｃ、1Ｄ、0

6.V操作原语对信号量做运算后，（）。

A、当S<0时进程继续执行B、当S<0时要唤醒一个就绪进

C、当S≤0时要唤醒一个等待进程D、当S≤0时要唤醒一个就绪进程

7.

D、读者写者问题

下列（）问题没有包括互斥关系。

A、哲学家就餐问题B、司机售票员问题C、飞机订票问题

8.采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用（）解除死锁。

A、停止并行操作B、拒绝分配新资源C、撤销进程D、修改信号量

9.分区存储经管方式的主要保护措施是（）。

10.

在可变分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，

11.外部碎片是指（）。

A、没有被使用的存储区B、存储分配完后所剩的空闲区

C、未被使用，而又暂时不能使用的存储区D、不能被使用的存储区

12.在页式存储经管中，将逻辑地址转换成绝对地址的地址转换过程是由（）完成的。

A、操作系统B、硬件C、用户程序D、硬件和操作系统

13.一个分段存储经管系统中，逻辑地址长度为32位，其中段号占8位，则每个段的最大长度是（）。

A、28字节B、216字节C、224字节D、232字节

14.引入虚拟存储经管策略，可以有效补充（）容量之不足。

A、物理内存B、物理外存C、逻辑内存D、逻辑外存

15.虚拟存储经管系统的基础是程序的（）原理。

A、局部性B、全局性C、动态性D、虚拟性

16.请求分页存储经管中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会（）。

A、可能增加也可能减少B、减少C、不变D、增加

17.请求分页存储经管中，当查找的页不在（）时，产生缺页中断。

A、内存B、外存C、虚存D、地址空间

18.测得某个采用按需调页策略的计算机系统部分状态数据为：

CPU利用率20%，用于对换空间的硬盘利用率97.7%，其他设备的利用率5%。

由此断定系统出现异常。

此种情况下（）能提高系统性能。

A、安装一个更快的硬盘B、通过扩大硬盘容量增加对换空间C、增加运行进程数D、加内存条来增加物理空间容量

19.为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。

这项工作是由（）完成的。

A、长程调度B、中级调度C、进程调度D、内存调度

20.能最大程度地提高系统吞吐率的进程调度算法是（）算法。

A、先来先服务B、优先级调度C、轮转调度D、最短作业优先

2/13

21.进程状态从就绪态到运行态的转换工作是由（）完成的。

A、长程调度B、中级调度C、进程调度D、设备调度

22.进程调度有各种各样的算法，如果算法选择不当，就会出现（）现象。

A、抖动B、进程饥饿C、死锁D、不安全

23.在分时系统中，进程调度经常采用（）算法。

A、时间片轮转B、最高优先权C、FCFSD、随机

24.如果分时系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。

A、用户数越少B、用户数越多C、内存越少D、内存越多

25.下列关于时间片轮转法的叙述中，（）是不正确的。

A、在时间片轮转中，系统CPU的处理时间划分成一个个时间片；

B、当时间片结束时，运行进程自动让出CPU，该进程进入等待队列；

C、就绪队列中的诸进程轮流使用CPU，每次运行一个时间片；

D、如果时间片长度很小，则调度程序剥夺CPU的次数频繁，加重系统开销。

26.下列算法中用于磁盘调度的是（）。

A、RRB、LRUC、SSTFD、HRRN

27.假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。

现有一个磁道访问请求序列为35、45、12、68、110、180、170、195，且用LOOK调度算法得到的磁道访问序列是（）。

A、110、170、180、195、68、45、35、12

B、110、68、45、35、12、170、180、195

C、110、170、180、195、12、35、45、68D、12、35、45、68、110、170、180、195

28.为减少对CPU的I/O中断次数，缓解CPU与外部设备之间的速度不匹配的矛盾，可引入（）。

A、交换技术B、中断技术C、虚存技术D、缓冲技术

29.如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用（）来保证实现按名存取。

A、重名翻译机构B、建立索引表C、建立指针D、多级目录结构

30.索引文件分配方式的一个主要优点是（）。

A、不需要链接指针B、能实现物理块的动态分配C、回收实现比较简单D、用户存取方便

．判断题（本大题共20题，每题1分，共20分。

）

1.（）如果没有中断，操作系统就不能实现多道程序设计。

2.（）当一个进程从等待态变成就绪态，则一定有一个进程从就绪态变成运行态。

3/13

3.（）进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待态。

4.（）在非抢占调度方式下，运行进程执行V原语后，其进程状态不变。

5.（）进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透明的。

6.（）参与死锁的所有进程中至少有两个进程占有资源。

7.（）内存分配的基本任务是为每道程序分配内存空间，其追求的目的则是提高内存

利用率。

8.（）在固定分区分配中，每个分区的大小可以不同但预先固定。

9.（）页式存储经管中，用户应将自己的程序划分成若干相等的页。

10.（）页是信息的物理单位，进行分页是出于系统经管的需要；段是信息的逻辑单位，分段是出于用户的需要。

11.（）页式存储经管要求每个进程拥有一张页表，且所有进程页表驻留在内存中。

12.（）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。

13.（）虚拟页式存储系统中，一旦出现死锁，所有进程都不能运行。

14.（）虚拟页式存储系统中，页面大小是根据程序长度动态地分配的。

15.（）即使在多道程序环境下用户也可以编制用物理地址直接访问内存的程序。

16.（）HRRN算法一定会引起进程长时间得不到运行。

17.（）打印机是一类典型的块设备。

18.（）虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存便可使用系统中的设备。

19.（）一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的复件，应采用同一种物理结构。

20.（）文件的索引表全部存放在文件控制块中。

三、填空题（本大题共10题，每个空格1分，共10分。

）

1.在一段时间内只允许一个进程访问的资源，称为（）。

2.在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把逻辑地址转换为物理地址，这是操作系统的（）功能。

3.在虚拟页式存储经管中设置快表用于保存正在运行进程页表的子集，通常快表存放在（）中。

4.程序中一旦某个位置或数据被访问到，它常常很快又要再次被访问，这一现象称之为程序的（）。

5.能方便实现信息共享的存储经管办法有（）和段页式。

6.在虚拟页式存储经管中不能实现但可以作为衡量其它页面替换算法规范的算法是（）。

7.（）进程调度算法有最短的进程平均周转时间。

8.假定有一个磁盘共有100个柱面，每个柱面有16个磁道，每个磁道分成8个扇区，每个块由2个扇区组成。

用字长为32位的字来构造位示图，共需（）个字。

9.采用链接结构的文件适合于（）存取。

10.某文件用作主文件，要求对此文件既能顺序访问，又能随机访问。

则该文件合适的文件形式是（）。

四．简述题（本大题共5题，共15分。

）

1.（3分）针对不可抢占处理机的优先数调度算法，有人画出如下的进程状态转换图，请指出图中的错误，并修改。

4/13

2.（3分）请判断下列情况在单处理器系统中的进程或设备是并行还是并发。

a）进程与进程：

用户边用itunes听音乐，边用Word写文章；

b）处理机与设备：

photoshop正在做滤镜处理，同时打印机输出打印文档；

c）设备与设备：

键盘接收输入数据；打印机输出打印文档。

3.（3分）为何引入多道程序设计？

在多道程序系统中，内存中作业的道数是否越多越好？

请说明原因。

4.（3分）你的朋友准备添置一台电脑用于欣赏高清电影。

考虑价格因素，他有如下的硬件可供选择：

a）3GHz单核处理器或2.1GHz双核处理器（可视为两个2.1GHz的处理器）；

b）传输速率为400MB/s的1GB内存或传输速率为100MB/s的2GB内存；

c）转速为7200rpm的200GB磁盘或转速为4200rpm的400GB磁盘；你能给他什么建议？

请说明理由。

5.（3分）请列出文件系统中几种文件空间分配方法，并分别简述其基本思想。

五．分析题（本大题共3题，共25分。

）（注意：

必须写出解答过程，否则即使答案正确也不得分）

1.（10分）在单CPU和两台输入/输出设备（I1，I2）的多道程序设计环境下。

这三个作业对CPU和输入/输出设备的使用顺序和时间如下所示：

J1：

I2（30ms）；CPU（10ms）；I1（30ms）；CPU（10ms）；I2（20ms）

J2：

I1（20ms）；CPU（20ms）；I2（40ms）

J3：

CPU（30ms）；I1（20ms）；CPU（10ms）；I1（10ms）若同时投入三个作业J1、J2和J3运行；CPU、I1、I2都能并行工作；J1优先级最高，J2次之，J3优先级最低；优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的CPU但不抢占I1和I2。

试求：

（1）用甘特图分析并计算三个作业从投入到完成分别需要的时间（即周转时间）；

（2）从投入到完成的CPU利用率。

2.（9分）在某虚拟页面经管系统中，系统主存大小为1MB，一进程有16个页面，页面大小

为1KB，某时刻页表内容（数据为十进制）如下：

页号

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

块号

10

15

9

7

3

1

--

--

--

22

--

6

--

--

--

--

状态位

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

试求：

5/13

a）CPU给出的逻辑地址的地址格式；地址变换机构给出的物理地址的地址格式；

b）逻辑地址2E7BH对应的物理地址（用十六进制表示）；

c）逻辑地址4300（十进制）对应的物理地址（用十六进制表示）；

d）1EAAH对应的物理地址（用十六进制表示）。

3.（6分）请求分页经管系统中，假设某进程有4页，页面大小为4KB，页表内容如下表所示：

块号

状态位

254H

1

—

0

101H

1

—

0

页号

0

1

2

3

一次内存访问时间是100ns，访问一次快表（TLB）的时间为5ns，处理一次缺页的平均时间为106ns（已含更新TLB和页表的时间），系统分配给该进程2个物理块，采用固定分配、局部替换策略（LRU）。

假设①TLB初始为空；②地址转换时先访问TLB，若TLB未命中再访问页表

（忽略访问页表之后的TLB更新时间）；③状态位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回产生缺页中断的指令处重新执行。

设有虚地址访问序列2345H、1234H、2ABCH、

0789H，请问：

依次访问上述四个虚地址，从访问快表开始到形成有效物理地址访问内存储单元为止，所需时间各为多少（单位：

ns）？

给出计算过程。

诚信应考考出水平考出风格

浙江大学城市学院

2010—2011学年第一学期期末考试答卷

操作系统原理》

开课单位：

计算分院；考试形式：

闭卷；考试时间：

2011年1月12日；

所需时间：

120分钟

题序

一

二

三

四

五

总分

得分

评卷人

得分

一．选择题（本大题共30题，每题1分，共30分。

）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6/13

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

得分

二．判断题（本大题共20题，每题1分，共20分。

）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

得分三、填空题（本大题共10题，每个空格1分，共10分。

）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

得分四．简述题（本大题共5题，共15分。

）

1.（3分）

7/13

2.（3分）

a）

b）

c）

3.（3分）

4.（3分）

8/13

5.（3分）

得分

五．分析题（本大题共2题，共25分。

）（注意：

必须写出解答过程，否则即使答案正确也不得分）

1.（10分）

2.（9分）

a）

b）

c）

d）

3.（6分）

9/13

a）2345H

b）1234H

c）2ABCH

d）0789H

10/13

浙江大学城市学院

2010—2011学年第一学期期末考试答案

《操作系统原理》

．选择题（本大题共30题，每题1分，共30分。

）

1

D

2

A

3

B

4

C

5

B

6

C

7

B

8

C

9

A

10

B

11

C

12

D

13

C

14

A

15

A

16

A

17

A

18

D

19

A

20

D

21

C

22

B

23

A

24

B

25

B

26

C

27

A

28

D

29

D

30

B

．判断题（本大题共20题，每题1分，共20分。

）

1

T

2

F

3

F

4

T

5

T

6

T

7

T

8

T

9

F

10

T

11

F

12

T

13

F

14

F

15

F

16

F

17

F

18

F

19

F

20

T

三、填空题（本大题共10题，每个空格1分，共10分。

）

1

临界资源

2

地址重地位

3

cache或高速缓冲存储器

4

时间局部性

5

段式

6

OPT

7

SPF（SPN）

8

200

9

顺序

10

索引顺序文件

四．简述题（本大题共5题，共15分。

）

1.（3分）

2.（3分）

a）并发

b）并行

c）并行

3.（3分）

答：

引入多道程序设计技术是为了提高计算机系统资源的利用率。

在多道程序系统中，内存中作业的道数并非越多越好。

一个计算机系统中的内存、外设等资源是有限的，只能容纳适当数量的作业，当作业道数增加时，将导致对资源的竞争激烈，系统开销增大，从而导致作业的执行缓慢，系统效率下降。

4.（3分）（略）

5.（3分）（略）

五．分析题（本大题共2题，共25分。

）

1.（10分）（甘特图2分，3个时间各2分，CPU利用率2分）三个作业的运行情况如下图所示。

因此，（1.1）J1、J2、J3从投入到完成分别需要110ms、90ms、110ms。

（1.2）从作业的投入到完成，CPU的利用率为（20+10×6）/110，即72.7%。

2.（9分）

a）逻辑地址是16位，6位页号+10位页内偏移；物理地址是20位，10位块号+10位块内偏移。

（每个地址1.5分，共3分）

b）逻辑地址2E7BH的二进制表示为10111001111011，低10位为页内偏移，高位为页号B，查页表得00000001101001111011，即01A7BH（2分，0未补，扣1份）

c）逻辑地址4300（十进制）所在的页面页号为[4300/1024]=4，对应的物理页帧号为3，页帧首地址是多少00000000110011001100，即00CCCH（2分，0未补，扣1份）

d）1EAAH所在页面不在主存，产生缺页中断，无法形成有效物理地址。

（2分）

3.（6分）（每个访问时间1.5分）

a）因为每页大小为4KB，逻辑地址2345H对应的页号为2，该页在内存，但TLB为空，所以，2345H的访问时间=5ns（访问TLB）+100ns（访问页表）+100ns（访问内存单元）=205ns。

b）因为逻辑地址1234H对应的页号为1，该页不在内存，出现缺页中断，缺页中断处理后，

2/13

返回到产生缺页中断的指令处重新执行，需要再访问一次TLB。

所以，1234H的访问时

间=5ns（访问TLB）+100ns（访问页表）+1000000ns（调页）+5ns（访问TLB）+100ns（访问内存单元）=1000210ns。

c）因为逻辑地址2ABCH对应的页号为2，该页在内存，TLB命中，所以，2ABCH的访问时间=5ns（访问TLB）+100ns（访问内存单元）=105ns。

d）因为逻辑地址0789H对应的页号为0，该页原来在内存中，但前面访问1234H时将它替换出去了，所以本次访问又出现了缺页中断。

0789H的访问时间=5ns（访问TLB）+100ns

（访问页表）+1000000ns（调页）+5ns（访问TLB）+100ns（访问内存单元）=1000210ns。

e）

3/13