操作系统试题.docx

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操作系统试题

山东科技大学2012—2013学年第二学期

《操作系统》考试试卷（A卷）

班级姓名学号

题号

一

二

三

四

总得分

评卷人

审核人

得分

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、现代OS具有并发性和共享性，是由（）的引入而导致的。

A．单道程序B．多道程序C．对象D．磁盘

2、在进程状态转换时，下列（）转换是不可能发生的。

A．就绪态→运行态B．运行态→就绪态

C．运行态→阻塞态D．阻塞态→运行态

3、从资源管理的角度看，进程调度属于（）。

A．I/O管理B．文件管理C．处理机管理D．存储器管理

4、下面关于线程的叙述中，正确的是（）。

A．在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位

B．线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位

C．不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位

D．不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持

5、临界资源是（）的资源。

A．非共享B．任意共享C．互斥共享D．同时共享

6、在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和（）相同。

A．先来先服务调度算法B．短作业优先调度算法

C．时间片轮转调度算法D．长作业优先调度算法

7、把逻辑地址转换程物理地址称为（）。

A．地址分配B．地址映射C．地址保护D．地址越界

8、在内存分配的"最佳适应法"中，空闲块是按（）。

A．始地址从小到大排序B．始地址从大到小排序

C．块的大小从小到大排序D．块的大小从大到小排序

9、设主存容量为1MB，辅存容量为400MB，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是（）。

A．1MBB．401MBC．1MB+224BD．224B

10、从下面描述中正确的一条描述是（）。

A．顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散分配方式。

B．显式链接文件将分配给文件的下一个盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。

C．顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合建立在磁盘上。

D．在MS-DOS中采用的是隐式链接文件结构。

二、判断题，正确的在括号内画“√”，否则画“×”（每小题1分，共10分）

1、在单处理机的环境下，多道程序的执行是并发的不是并行的，程序的执行与I/O操作也只能并发不能并行。

（）

2、在银行家算法中，对某时刻的资源分配情况进行安全分析，如果该时刻状态是安全的，则存在一个安全序列，且这个安全序列是唯一的。

（）

3、批处理系统不允许用户随时干涉自己程序的运行。

（）

4、操作系统处理死锁，只要采用预防、解除、检测、避免等方法中的一种就足够了。

（）

5、进程从CPU退下时，将“现场”保存在系统栈内。

（）

6、多道程序的执行失去了封闭性和再现性，因此多道程序系统不需要封闭性和再现性。

（）

7、系统中进程的数目越多，CPU的利用率就越高。

（）

8、数组选择通道和数组多路通道可以支持多个通道程序并发执行，而字节多路通道不支持多个通道程序并发执行。

（）

9、共享设备允许多个作业同时使用设备，即每一时刻可有多个作业在使用该共享设备，因而提高了系统资源的利用率。

（）

10、在请求分页式存储管理中，页面的调入、调出只能在内存和对换区之间进行。

（）

三、简答题（第1，2，3小题各6分，第4小题8分，第5小题4分，共30分）

1、进程之间存在哪几种相互制约关系？

各是什么原因引起的？

下列活动分别属于哪种制约关系？

（1）若干同学去图书馆借书。

（2）两队举行篮球比赛。

（3）流水线生产的各道工序。

（4）商品生产和消费。

2、虚存管理与实存管理的根本区别是什么？

3、高级调度和低级调度的主要任务是什么？

为什么引入中级调度？

4、I/O控制方式有几种？

分别适用何种场合？

5、计算机系统怎样实现存储保护？

四、综合应用题（第1，2小题各10分，第3小题9分，第4小题11分，共40分）

1、设系统中有5个进程，它们的到达时间、服务时间和静态优先权（1为最高优先权）见下表，忽略I/O以及其他开销时间，分别按非抢占式的优先权和抢占式的优先权调度算法进行CPU调度。

请给出各个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。

进程到达、需要服务时间以及优先权

进程

到达时间

服务时间

静态优先权

A

0

4

4

B

1

3

2

C

2

5

3

D

3

2

5

E

4

4

1

2、在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，某进程依次要访问的字地址是：

115，228，128，88，446，102，321，432，260，167。

若作业的第0页已经装入内存，现分配给该作业的主存共300字，页面的大小为100字。

请回答以下问题：

（1）按FIFO调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号是什么？

给出计算过程。

（2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号是什么？

给出计算过程。

3、假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们按照到达的次序分别处于98、183、37、122、14、124、65、67号磁道上，当前磁头在53号磁道上，并向磁道号减小的方向上移动。

请给出按FCFS、SSTF及SCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。

4、计算进程PC和打印进程P01、P02共享一个单缓冲区，计算进程负责计算，并把计算结果放入单缓冲中；打印进程P01、P02则负责从单缓冲中取出计算结果进行打印，而且对每个计算结果，P01和P02都需分别打印一次。

请用记录型信号量描述上述进程间的同步关系。

山东科技大学2012—2013学年第二学期

《操作系统》考试试卷（B卷）

班级姓名学号

题号

一

二

三

四

总得分

评卷人

审核人

得分

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、如果分时操作系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。

A．用户数越多B．用户数越少C．内存越小D．内存越大

2、下面对OS不正确的描述是（）。

A．OS是系统资源管理程序B．OS是为用户提供服务的程序

C．OS是其他软件的支撑程序D．OS是核心态程序的集合

3、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。

A．由就绪变运行B．由运行变阻塞

C．由阻塞变就绪D．由阻塞变运行

4、在下面的叙述中，正确的是（）。

A．引入线程后，处理机只在线程间切换B．引入线程后，处理机仍在进程间切换

C．线程的切换，不会引起进程的切换D．线程的切换，可能引起进程的切换

5、对进程间互斥地使用临界资源，进程可以（）。

A．互斥的进入临界区B．互斥的进入各自的临界区

C．互斥的进入同一临界区D．互斥的进入各自的同类资源临界区

6、为了照顾紧迫型作业，应采用（）。

A．先来先服务调度算法B．短作业优先调度算法

C．优先权调度算法D．时间片轮转调度算法

7、把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为（）。

A．加载B．重定位C．物理化D．逻辑化

8、用空白链记录内存空白块的主要缺点是（）。

A．分配空间时可能需要一定的查链时间B．链指针占用了大量的空间

C．不好实现“首次适应法”D．不好实现"最佳适应法"

9、下列关于通道、设备、设备控制器三者间关系的叙述中正确的是（）。

A．设备控制器和通道可以分别控制设备

B．设备控制器控制通道和设备一起工作

C．通道控制设备控制器，设备控制器控制设备

D．设备控制器控制通道，通道控制设备

10、外存上存放的数据（）。

A．CPU可直接访问B．CPU不可访问

C．是高速缓冲器中的信息D．必须在访问前先装入内存

二、判断题，正确的在括号内画“√”，否则画“×”（每小题1分，共10分）

1、在多道程序系统中，系统的现有空闲可用资源能否满足后备作业J的资源要求是选择作业J进入内存的必要条件。

（）

2、在优先权调度算法中如何确定静态优先权？

一般说，计算进程的优先权要高于磁盘I/O进程的优先权。

（）

3、操作系统对进程的管理和控制主要是通过控制原语实现的。

（）

4、进程是基于多道程序技术而提出的，其基本的特征是动态性；进程的执行是在多个状态间多次转换的过程，但只有处于就绪和执行状态的进程位于内存。

（）

5、虚拟存储的实现是基于程序局部性原理，其实质是借助外存将内存较小的物理地址空间转化为较大的逻辑地址空间。

（）

6、用管程实现进程同步时，管程中的过程是不可中断的。

（）

7、如果系统在所有进程运行前，一次性地将其在整个运行过程中所需地全部资源分配给进程，即所谓“静态分配”，是可以预防死锁发生的。

（）

8、系统内可以有无父进程的进程。

（）

9、设计实时操作系统时，首先应该考虑系统的优良性和分配性。

（）

10、当计算机系统没有用户执行时，处理机完全处于空闲状态。

（）

三、简答题（每小题6分，共30分）

1、简述引进线程的好处。

2、当一个进程的父进程被撤销时，该进程是撤销好还是不撤销好？

3、在剥夺调度中，有哪些剥夺原则？

4、就虚存回答以下问题：

（1）虚存的应用背景是什么？

（2）虚存的可行性是什么？

（3）实现虚存的主要技术是什么？

（4）虚存可以有多大？

5、给出系统总体上的中断处理过程。

四、综合应用题（第1，2小题各10分，第3小题9分，第4小题11分，共40分）

1、设系统中有三类资源A、B和C，又设系统中有5个进程P1，P2，P3，P4和P5。

在T0时刻系统状态如下：

最大需求量

已分配资源量

剩余资源量

ABC

ABC

ABC

P1

1210

003

163

P2

175

100

P3

235

135

P4

064

002

P5

065

001

（1）系统是否处于安全状态？

（请给出详细的判断过程）如是，则给出进程安全序列。

（2）如果进程P5申请1个资源类A和1个资源类C，能否实施分配？

为什么？

2、在一个请求式分页系统中，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理内存块数为4时，分别采用LRU和OPT页面置换算法时，给出页面置换过程，并计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。

3、设有一个只有单一移动磁头的磁盘，磁道由外向内编号为0,1,2,…,199，磁头移动一个磁道所需时间为1ms，每个磁道有100个扇区，磁盘转速7200rpm（转每分钟）。

采用CSCAN磁盘调度算法，当前磁头位于第100磁道，当前移动方向由外向内，对于磁道请求120,85,70,30，每个请求访问对应磁道上的一个扇区，求：

（1）给出磁头移动序列，计算磁头移动量和寻道时间（启动时间忽略）；

（2）计算平均旋转延迟时间；

（3）计算传输时间。

4、计算进程PC和打印进程P01、P02共享一个单缓冲区，计算进程负责计算，并把计算结果放入单缓冲中；打印进程P01、P02则负责从单缓冲中取出计算结果进行打印，而且对每个计算结果，P01和P02都需分别打印一次。

请用记录型信号量描述上述进程间的同步关系。

山东科技大学2012—2013学年第二学期

《操作系统》参考答案及评分标准（A卷）

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、B2、D3、C4、A5、C

6、A7、B8、C9、D10、A

二、判断题（每小题1分，共10分）

1、×2、×3、√4、×5、√

6、×7、√8、√9、×10、√

二、简答题（第1,2,3小题各6分，第4小题8分，第5小题4分，共30分）

1、

进程间存在着两种相互制约的关系：

直接制约关系（即同步问题）和间接制约关系（即互斥问题）。

同步问题是存在逻辑关系的进程之间相互等待产生的制约关系，互斥问题是相互无逻辑关系的进程间竞争使用相同的资源所发生的制约关系。

（1）属于互斥关系，因为书的个数是有限的，一本书只能借给一个同学。

（2）属于互斥关系，篮球只有一个，两队都要争夺。

（3）属于同步关系，各道工序的开始都依赖前道工序的完成。

（4）属于同步关系，商品没生产出来，消费无法进行，商品未消费完，生产也无需进行。

2、

根本区别就在于，虚拟管理允许部分装入和部分对换，而实存管理不允许这样做。

所谓"部分装入"，指的是一道应用程序不是全部装入内存以后才开始执行而是只装入其中一部分，甚至一点都不装入就开始运行，然后在运行的构成中根据需要逐步的装入其余部分；"部分对换"，指的是当内存已满而又有新的将"部分"需要装入时，要把已在内存的某一"部分"换出去，以腾出空间存放新来者。

部分装入和部分对换的结果是可以用较小的内存运行较大的程序。

实存管理则不同，它所要求的是整体装入。

3、

（1）高级调度又称为作业调度。

它是批处理系统中使用的一种调度。

其主要任务是按照某种算法从外存的后备队列上选择一个或多个作业调入内存，并为其创建进程、分配必要的资源，然后再将所创建的进程控制块插入就绪队列中。

（2）低级调度又称进程调度。

它是距离硬件最近的一级调度。

其主要任务是按照某种算法从就绪队列上选择一个（或多个）进程，使其获得CPU。

（3）引入中级调度的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。

其功能是，让那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而是调其到外存上等候。

此时的进程状态为挂起状态。

当这些进程重新具备运行条件且内存空闲时，由中级调度选择一部分挂起状态的进程调入内存并将其状态变为就绪状态。

4、

（1）程序I/O方式，又称作"忙-等"方式。

该方式执行一个循环程序，反复查询外设状态，如果外设"忙碌"则循环查询直到查得外设状态为"闲置"时止。

该方式适用于机内没有中断机构得场合。

（2）中断控制I/O方式。

该方式在进行I/O时，CPU向设备控制器发出I/O命令后便转其他任务得处理，外设操作由设备控制器控制，CPU于外设并行工作。

当外设完成I/O后向CPU发中断信号，CPU只需花费很少的时间进行I/O的善后处理，此前无须进行干预。

该方式适用于低速设备I/O，并可配合DMA和通道方式实现I/O。

（3）DMA（直接内存访问）方式。

该方式适用于高速外设I/O，一次可以在外设与内存之间传输一个或多个数据快，传输完毕后才需CPU干预。

（4）通道方式。

该方式中系统预先要将I/O的过程实现为一段通道程序，置于内存的特定位置，而后启动通道。

由通道负责执行通道程序对外设进行I/O控制，CPU转其他程序运行。

I/O完成后通道向CPU发中断信号，CPU花很少时间作善后处理。

5、

一般硬件设置了基址寄存器和限长寄存器。

中央处理器在目态下执行系统中，对每个访问主存的地址都进行核对，若能满足：

基址寄存器值≤访问地址≤基址寄存器值＋限长寄存值，则允许访问，否则不允许访问。

并且不允许用户程序随意修改这两个寄存器的值。

四、综合应用题（第1,2小题各10分，第3小题9分，第4小题11分，共40分）

1、【10分】

进程的完成时间和周转时间

进程

A

B

C

D

E

平均

非抢占式的优先权 

完成时间 

4

11

16

18

8

周转时间   

4

10

14

15

4

9.40

带权周转时间 

1.00

3.33

2.80

7.50

1.00

2.93

 抢占式的优先权

完成时间  

16

4

13

18

8

周转时间

16

3

11

15

4

9.80

带权周转时间

4.00

1.00

2.20

7.50

1.00

3.14

2、【10分】

因为页面的大小是100字，所以字地址的低两位是页内地址其余部分是页号。

因此，进程要依次访问的页面号是：

1，2，1，0，4，1，3，4，2，1。

又因为分配给用户的主存共300字，即是300/100=3帧。

（2分）

（1）FIFO调度算法执行过程：

1210413421

缺页缺页缺页缺页缺页

因此，缺页5次，依次淘汰的页号是：

0、1、2。

（4分）

（2）LRU调度算法执行过程：

1210413421

缺页缺页缺页缺页缺页缺页

因此，缺页6次，依次淘汰的页号是：

2、0、1、3。

（4分）

3、【9分】

磁盘调度的次序以及平均寻道长度

FCFS

SSTF

SCAN

被访问的下一个磁道号

移动的磁道数

被访问的下一个磁道号

移动的磁道数

被访问的下一个磁道号

移动的磁道数

98

45

65

12

37

16

183

85

67

2

14

23

37

146

37

30

65

51

122

85

14

23

67

2

14

108

98

84

98

31

124

110

122

24

122

24

65

59

124

2

124

2

67

2

183

59

183

59

平均寻道长度80

平均寻道长度29.5

平均寻道长度26

4、【11分】

可设置四个信号量：

full1表示缓冲中是否有可供P01打印的计算结果，full2表示缓冲中是否有可给P02打印的计算结果；emptypl、empty2则表示计算结果是否已被P01l、P02取走，只有当一个结果被两个打印进程都取走后，缓冲区才变空，计算进程才可将下一个计算结果放入单缓冲。

Varempty1,enpty2,full1,full2:

semaphore:

=1,1,0,0;

Begin

Parbegin

PC:

begin

Repeat

computrtnextnumber;

wait（empty1）：

wait（empty2）；

addthenumbertobufer;

signal（full1）;

signal（full2）;

Untilfalse;

end

P01:

begin

repeat

wait（full1）；

takefrombufer;

signal（emptyl）：

printlastnumber;

untilflase;

end

P02：

begin

Repeat

wait（full2）；

takefrombuffer;

signal（empty2）;

printlastnumber;

untilfalse

end

parend

end

山东科技大学2012—2013学年第二学期

《操作系统》参考答案及评分标准（B卷）

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、A2、D3、C4、D5、B

6、C7、B8、A9、C10、D

二、判断题（每小题1分，共10分）

1、×2、√3、√4、×5、√

6、×7、√8、√9、×10、×

二、简答题（每小题6分，共30分）

1、

（1）以线程作为系统调度的基本单位，减少了系统的时空开销。

以进程为系统调度的基本单位的系统中，进程的切换是很频繁的。

在切换中由于要保留当时的运行环境，还要设置新选中的进程的运行环境，这既花费了处理机的时间，又增加了主存的空间，从而也限制了系统进程的数量和进程的切换速度。

（2）引进线程提高了系统的并行能力。

线程作为进程内的一个可执行实体，减少了并行粒度。

线程作为调度的基本单位而不是资源分配的基本单位，调度更为容易，而且采用线程提高系统的并行能力比采用进程更为有效。

（3）同一进程的线程共享进程的用户地址空间，所以同一进程的线程间的通信更容易实现。

2、

在实际系统中，两种处理办法都是可行的，且各有优缺点。

若撤消，则该进程的任务可能还没有完成，这显然是不利的，特别是当该进程的运行结果对其他进程的运行很重要（如该进程是其他进程的前趋进程，没有它的运行结果其他进程无法运行）时；若不撤消，则该进程又可能成为不可控的"孤儿"，从而产生不可预测的结果。

比较好的做法是，当一个进程的父进程被撤消时，可以将该进程"过继"给系统内一个级别较高的进程（如Unix中的1#进程），让它有一个"新的父亲"，这样既可以继续完成其任务又不会成为不可控的。

3、

（1）时间片原则。

在轮转算法中，CPU轮流为诸多进程服务，每个进程运行完自己的时间片后，系统就将CPU剥夺过来，交给下一个进程使用。

（2）优先级原则。

为紧迫的作业赋予较高的优先级，这种作业到达系统或由阻塞状态被唤醒后，若其优先级高于当前运行的进程的优先级，可以剥夺当前运行进程的CPU。

（3）短作业（进程）优先原则。

若一个作业（进程）到达系统，其运行长度比当前运行的进程长度明显的短，则剥夺当前运行的进程CPU。

4、

（1）虚存的应用背景是用小内存运行大程序。

这里的"大程序"是指比整个内存用户空间还要大的程序，它可以是一道程序，也可以是多道程序之和。

（2）虚存的可行基础是程序运行的局部性原理。

（3）实现虚存的主要技术是部分装入、部分对换、局部覆盖、动态重定位。

（4）从原理上讲，虚存空间就是CPU逻辑地址所给出的空间。

例如，逻辑地址是25位，则虚存空间就是225＝32MB；但实际的虚拟存储器的容量还要受辅存和内存空间之和的限制，实际的虚存容量不能超过这两个物理空间之和。

5、

CPU每执行完一条指令就去扫描中断寄存器，检查是否有中断发生，若没有中断就继续执行下条指令；若有中断发生就转去执行相应的中断处理程序。

中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：

①保护当前正在运行程序的现场；

②分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序；

③执行相应的中断处理程序；

④恢复被中断程序的现场。

四、综合应用题（第1，2小题各10分，第3小题9分，第4小题11分，共40分）

1、【10分】

（1）利用安全性算法对T0时刻的资源分配情况进行分析，结果如下：

Work

Need

Allocation

Work+Allocation

Finish

P3

163

100

135

298

true

P1

298

127

003

2911

true

P2

2911

075

100

3911

true

P4

3911

064

002

3913

true

P5

3913

062

001

3914

true

系统处于安全状态，安全序列为：

P3，P1，P2，P4，P5。

（2）P1发出请求向量Request1（1，0，1）,系统按银行家算法进行检查：

1）Request1（1，0，1）<=Need1（1，2，6）

2）Request1（1，0，1）<=Available（1，6，3）

3）系统先假定可为P1分配资源，并修改Available、Allocation1、N