2022年江南大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年江南大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B
（有答案）
一、选择题
1、下列关厂索引表的叙述中，正确的是（）。

A.索引表中每个记录的索引项可以有多个
B.对索引文件存取时，必须先查找索引表
C.索引表中含有索引文件的数据及其物理地址
D.建立索引表的i1的之，是减少存储空间，
2、文件的顺序存取是（）。

A.按终端号依次存取
B.按文件的逻辑号逐一存取
C.按物理块号依次存取，
D.按文件逻辑记录大小逐存取
3、采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用（）方法解除死锁。

A.执行并行操作
B.撤销进程
C.拒绝分配新资源
D.修改信号量
4、一个进程的读磁盘操作完成后，操作系统针对该进程必做的是（），
A.修改进程状态为就绪态
B.降低进程优先级
C.给进程分配用户内存空间
D.增加进程时间片大小
5、在个交通繁忙的十字路口，每个方向只有一个车道，如果车辆只能向前直行，而不允许转弯和后退，并未采用任何方式进行交通管理。

下列叙述正确的是（）。

A.该十字路口不会发生死锁，
B.该十字路口定会发生死锁
C.该上字路口可能会发生死锁，规定同时最多3个方向的车使用该十字路是最有效的方法
D.该十字路口可能会发生死锁，规定南北方向的两个车队和东西方向的两个车队互斥使用十字路口是最有效的方法
6、使用修改位的目的是（）。

A.实现LRU页面置换算法
B.实现NRU页面置换算法
C.在快表中检查页面是否进入
D.检查页面是否最近被写过
7、考虑一个分页式存储管理系统，其页表常驻内存。

I.如果内存访问耗时200ns，那么访问内存中的数据需要多长时间？
II.如果引入关联寄存器（Associative Registers），而月.75%的页面可以从关联寄存器中找到，那么此时的有效访问时间（Effective Memory Reference Time）应为（）。

假设访问关联寄存器的时间可以忽略。

注：有效访问时间即为平均访问时间。

A.200ns，150ns
B.400ns，150ns
C.400ns，250ns
D.600ns.250ns
8、执行系统调用的过程包括如下主要操作：
①返回用户态
②执行陷入（trap）指令
③传递系统调用参数
④执行相应的服务程序
正确的执行顺序是（）
A.②->③->①->④
B.②->④->③->①
C.③->②->④->①
D.③->④->②->①
9、假定下列指令已装入指令寄存器，则执行时不可能导致CPU从用户态变为内核态（系统态）的是（）。

A.DIV R0，R1；（R0）/（R1）→RO
B.INT n；产生软中断
C.NOT RO；寄存器R0的内容取非
D.MOV RO，addr；把地址 addr处的内存数据放入寄存器RO中
10、某进程的段表内容见表，
当访问段号为2、段内地址为400的逻辑地址时，进行地址转换的结果是（）。

A.段缺失异常
B.得到内存地址4400
C.越权异常
D.越界异常
11、如果I/O设备与存储设备间的数据交换不经过CPU来完成，则这种数据交换方式是（）。

A.程序查询方式
B.中断方式
C.DMA方式
D.外部总线方式
12、提高单机资源利用率的关键技术是（）。

A.SPOOLing技术
B.虚拟技术
C.交换技术
D.多道程序设计技术
二、填空题
13、单用户连续存储管理方式下，也可利用__________技术让多个用户的作业轮流进入主存储器执行。

14、间接通信中的信箱可以由__________ 和__________两大部分组成。

15、UNIX的shell有两层含义，一是指由shell命令组成的Shell命令__________；二是指该命令的__________。

16、可变分区方式管理主存时，往往采用__________重定位方式来实现地址转换。

17、文件操作主要有__________、打开文件、读文件、写文件、__________、删除文件等几种主要操作。

18、死锁的四个必要条件是互斥使用资源，占有等待资源，__________和__________。

19、在分时兼批处理的计算机系统中，为了获得好的响应时间，总是优先调度__________
20、用户调用__________和__________打开文件操作来申请对文件的使用权。

三、判断题
21、如果信号量S的当前值为-5，则表示系统中共有5个等待进程. （）
22、选择通道主要用于连接低速设备. （）
23、在页式虚拟存储系统中，页面长度是根据程序长度动态地分配的. （）
24、系统处于不安全状态不一定是死锁状态. （）
25、文件目录一般存放在外存. （）
26、对文件进行读写前，要先打开文件. （）
27、固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间. （）
28、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块. （）
29、所谓最近最少使用（）
30、设置中断屏蔽指令可以在目态下执行. （）
四、名词解释题
31、互斥：
32、作业调度：
33、作业：
34、实存：
35、逻辑地址空间：
36、中断响应：
五、简答题
37、影响缺页中断率的因素有哪些？
38、请说明在生产者一消费者问题的描述中，P操作颠倒会产生死锁吗？为什么？
39、处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？
40、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么
41、主存空间信息保护有哪些措施？
六、综合题
42、试分别说明操作系统与硬件、操作系统与其他系统软件之间的关系，并画出操作系，统的层次关系。

43、请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容见表，页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为10ns（已含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。

假设①TLB 初始为空。

②地址转换时先访问TLB.若TLB术命中，再访向页表（忽略访问页表之后的TLB更新时间）。

③有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。

设虚地址访问序列2362H、1565H、25ASH，请问：
1）依次访问上述3个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。

2）基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？请说明理山。

44、假如一个程序的段表见表，其中存在位1表示段在内存，存取控制字段中W表示可写，R表示可读，E表示可执行。

对下面的指令，在执行时会产生什么样的结果？
1）STORE R1，[0，70]
2）STORE R1，[1，20]。

3）LOAD R1，[3，20]。

4）LOAD RI，[3，100]
5）JMP[2，100]。

45、在页式存储管理系统中，现有J1、J2和J3共3个作业同非内存。

其中J2有4个页，面，被分别装入到内存的第3、4、6、8块中。

假定页面和存储块的大小均为1024B，主存容量为10KB。

1）写J2的页表。

2）J2在CPU上运行时，执行到其地址空间第500号处遇到一条传送指令：MOV2100，3100，请用地址变换图计算MOV指令中的两个操作数的物理地址。

参考答案
一、选择题
1、B
2、B
3、B
4、A
5、D
6、D
7、C
8、C
9、C
10、D
11、C
12、D
二、填空题
13、【答案】对换（swapping）
14、【答案】信箱说明、信箱体
15、【答案】语言、解释程序
16、【答案】动态
17、【答案】建立文件、关闭文件
18、【答案】不可抢夺资源（或循环等待资源）、循环等待资源（或不可抢夺资源）
19、【答案】终端作业（或前台作业）
20、【答案】建立、打开
三、判断题
21、【答案】：错
22、【答案】：错
23、【答案】：错
24、【答案】：对
25、【答案】：对
26、【答案】：对
27、【答案】：错
28、【答案】：错
29、【答案】：对
30、【答案】：错
四、名词解释题
31、互斥：
在逻辑上本来完全独立的进程，由于竞争同一个资源而产生的相互制约的关系。

32、作业调度：
作业调度的主要任务是完成作业从后备状态到执行状态和从执行状态到完成状态的转换。

33、作业：
用户在一次上机过程中要求计算机系统所做工作的集合。

34、实存：
实存是指计算机配置的物理存储器，它直接向cpu提供程序和数据。

35、逻辑地址空间：
由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间。

36、中断响应：
发生中断时，cpu暂停执行当前的程序，转去处理中断这个由硬件对中断请求做出反应的
过程，称为中断响应。

五、简答题
37、答：4个因素，分别是：（1）分配给程序的主存块数；（2）页面的大小；（3）程
序编制方法；（4）页面调度算法
38、答：如果将生产者执行的两个P操作顺序颠倒，会产生死锁。

因为，在这种情况下，当缓冲区都为满时，生产者仍可顺利执行P（mutex）操作，于是它获得了对缓冲区的存
取控制权。

然后，当它执行P（mutex）操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。

能够将这
个生产者进程释放的唯一途径是消费者从缓冲区取出了一个产品，并执行V（mutex）操作。

但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，所以没有一个消费者能够取得对缓
冲区的存取控制权。

因此，出现了生产者和消费者的互相死等的局面。

39、答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。

执行完后，回收资源。

进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一
个进程，使之占用CPU交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入
内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区。

40、答：在每个进程中访问临界资源的那段程序叫临界区，进程进入临界区的调度原则是：如果有若干进程要求进入空闲的临界区一次仅允许一个进程进②任何时候，处于临界区内
的进程不可多于一个.如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待③ 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界
区④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现"忙等"现象.
41、答：①程序自己主存区域的信息，允许它既可读，又可写；②共享区域中的信息只可读，不可修改；③非共享区域或非自己的主存区域中的信息既不可读，也不可写。

六、综合题
42、【解析】
图为计算机系统的层次关系。

操作系统与硬件的关系：操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件资源。

操作系统为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大方便了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。

操作系统与其他系统软件的关系：操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说，操作系统是其他系统软件与硬件之间的接口。

43、【解析】
1）因为每页大小为4KB.页内位移为12位（二进制位）或3位（十六进制位），逻辑地，址2362H的页号为第一个十六进制位（也可转化为二进制，得0010 0011 0110 0010B，则对应的页号为前4个二进制位），即为2。

通过查询表得知，该页在内存，但初始TLB为空，因此2362H的访问时间为10ns（访问TLB）+100ns （访问页表）+100ns（访问内存单元）=210ns.
同理，逻辑地址1565H对应的页号为1，查询TLB未命中，之后查询页表发现该页不在内存，出现缺页中断。

缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行，需要访问一次快表。

所以，1565H的访问时间为10ns（访问TLB）
+100ns（访问页表）+108ns（调页）+10ns（访问TLB）+100ns（访问内存单元）=108ns。

逻辑地址25ASH对应的页号为2，该页在内存，TLB命中，所以25A5H的访
问时间=10ns（访问TLB）+100ns（访问内存单元）=110ns。

2）1565H对应的物理地址是101565H。

在1）中，当访问1565H产生缺页
中断时，内存中已经有2页达到驻留集大小上限，应选出-页换出，由于在之前访
问过2362H地址，2号页面刚被访问，因此根据LRU算法，淘汰0号页面，即页框
号为101H的页面，因此换入的，1号页面的页框号为101H，所以虚地址：1565H
的物理地址为页框号101H与页内位移565H的组合，即101565H。

44、【解析】在执行指令的过程中，若指令中包含有地址部分，则必须先进行逻
辑地址到物理地址的转换。

在地址转换过程中，还要进行越界检查和存取控制权限的检查，只有在地址不越界、访问方式合法、形成物理地址后，才能去完成指令规定的操作。

1）对于指令STORER1.[0，70]，从段表的第0号项可以读出第0段的存在位
为0，表示段末装入内存，因此地址变换机构将产生缺段中断，请求系统将其调入
内存。

2）对T指令STORE R1，[1.20]，从段表的第1项可以看出，显然指令中的逻
辑地址合法，段也已经在内存，但本指令对内存的访问方式为写操作，与存取控制字段（只读）不符，故硬件将产生保护性中断信号。

3）对于指令LOAD R1，[3.20]，从段表的第3项可以读出第3段的存在位为1.内存始址为8000，段长为80，存取控制为R，因此逻针地址合法，访问方式合法，形成物理地址8020后，指令将把该单元的内容读到寄存器R1中。

4）对于指令LOADRI.[3，100]，从段表可以知道第3段在内存中，但指令的逻辑地址中段内位移100超过了段长80，产生了越界中断。

5）对于指令JMP[2，100]，从段表第2项可以读出第2段的存在位为1，内存始址为3000，段长为200，访问权限为E.因此逻辑地址与访问方式都合法，形成物理地址3100，指令执行后，将跳转到内存单元3100处继续执行。

45、58.【解析】1）J2的页表见表。

2）本题的页面大小为1024B，可知页内位移为10位，即逻辑地址2100的页号为2、页内位移为2100-2048=52：逻辑地址3100的页号为3，页内位移为3100-3072=28。

逻辑地址2100的地址变换过程如图所示。

根据图所示可得出逻辑地址2100所对应的物理地址为6196。

同理，逻辑地址3100所对应的物理地址为8220，其地址变换过程如图所示。