2022年江西农业大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷A(有答案)

2022年江西农业大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试
卷A（有答案）
一、选择题
1、如果文件采用直接存取方法，且文件大小不固定，则应采用（）物理结构。

A.直接
B.索引
C.随机
D.顺序
2、若某文件系统索引节点（inode）中有直接地址项和间接地址项，则下列选项中，与单个文件长度无关的因素是（）.
A.索引节点的总数
B.间接地址索引的级数
C.地址项的个数
D.文件块大小
3、现行3个同时到达的作业J1，J2，J3，它们的执行时，间分别是T1，T2和T3，且T1，<T2<T3。

若系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法，则平均周转时问是（）。

A.T1+T2+T3
B. T1+T2+T3 /3
C.（3T1+2T2+T3）/3
D.（T1+2T2+3T3）/3
4、进程调度算法中，可以设计成可抢占式的算法有（）。

A.先来先服务调度算法
B.最高响应比优先调度算法
C.最短作业优先调度算法
D.时间片轮转调度算法
5、通常用户进程被建立后（）
A.使一直存在于系统中，直到被操作人员撤销
B.随着作业运行正常或不正常结束而撤销
C.随着时间片轮转而撤销与建立
D.随着进程的阻塞或唤醒而撤销与建立
6、设系统缓冲区和用户工作区均采用单缓冲，从外设读入一个数据块到系统缓冲区的时间为100，从系统缓冲区读入1个数据块到用户工作区的时间为5，对用户上作区中的1个数据块进行分析的时问为90。

进程从外设读入并分析2个数据块的最短时间是（）。

A.200
B.295
C.300
D.390
7、下列关于虚拟存储的叙述中，正确的是（）
A.虚拟存储只能基于连续分配技术
B.虚拟存储只能基于非连续分配技术
C.虚拟存储容量只受外存容量的限制
D.虚拟存储容量只受内存容量的限制
8、下列关于操作系统的论述中，正确的是（）。

A.对于批处理作业，必须提供相应的作业控制信息
B.对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能
C.从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似
D.在采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统中的文件系统
9、下面说法错误的有（）。

I分时系统中，时间片越短越好。

II.银行家算法是防止死锁发生的方法之。

III若无进程处于运行状态，则就绪和等待队列均为空。

A. I和II
B. II和III
C. I和III
D. I、II和II
10、程序员利用系统调用打开I/O设备时，通常使用的设备标识是（），
A.逻辑设备名
B.物理设备名
C.主设备号
D.从设备号
11、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
12、采用SPOOLing技术将磁盘的一部分作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的部分是（）。

A.独占设备
B.共享设备
C.虚拟设备
D.一般物理设备
二、填空题
13、中断是计算机系统的一个重要部分，中断机制包括硬件的__________和__________。

14、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__________
15、现代计算机中主存储器都是以__________为单位进行编址。

16、被中断进程的现场信息是由一中断处理程序，程序将其保存到__________中的。

17、主存储器与外围设备之间的__________操作称为输入输出操作。

18、操作系统能保证所有的进程__________，则称系统处于“安全状态”，不会产生__________。

19、输入输出操作异常结束中断可能是由__________故障或设备__________引起的。

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、文件的索引表全部存放在文件控制块中. （）
22、文件目录一般存放在外存. （）
23、进程获得处理机而运行是通过申请而得到的. （）
24、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. （）
25、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. （）
26、清内存指令只能在管态下执行. （）
27、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块. （）
28、有m个进程的操作系统出现死锁时，死锁进程的个数为1<k<m. （）
29、执行系统调用时可以被中断. （）
30、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率. （）
四、名词解释题
31、互斥：
32、死锁避免：
33、响应时间：
34、实存：
35、逻辑地址：
36、虚拟设备：
五、简答题
37、主存空间信息保护有哪些措施？
38、试说明和比较几种文件共享的方法绕弯路法？
39、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。

40、进程调度中"可抢占"和"非抢占"两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么
41、系统调用的执行过程分可分为哪几步？
六、综合题
42、在请求分页系统中，为什么说一条指令执行期间可能产生多次缺页中断？
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、假定要在一台处理器上执行表中的作业，且假
定这些作业在时刻0以1~5的顺序达到（数字越小，优先级越高）。

说明分别使用FCFS、RR（时间片
=1）、SJF以及非剥夺式优先级调度算法时，这些
作业的执行情况。

针对上述每种调度算法，给出平
均周转时间和平均带权周转时间。

45、在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间为t，CPU将对一块数据进行处理的时间为c，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为m，那么在单缓冲和双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？
参考答案
一、选择题
1、B
2、A
3、C
4、D
5、B
6、C
7、B
8、A
9、D
10、A
11、D
12、B
二、填空题
13、【答案】中断装置、操作系统的中断服务程序
14、【答案】终端作业（或前台作业）
15、【答案】字节
16、【答案】PCB
17、【答案】信息传送
18、【答案】在有限时间内得到所需全部资源、死锁
19、【答案】设备、特殊事件
20、【答案】建立、打开
三、判断题
21、【答案】：错
22、【答案】：对
23、【答案】：错
24、【答案】：错
25、【答案】：错
26、【答案】：对
27、【答案】：错
28、【答案】：对
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、死锁避免：
对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源分配。

就是说，在资源分配过程中若预测有发生死锁的可能性，则加以避免。

这种方法的关键是确定资源分配的安全性。

33、响应时间：
是分时系统的一个技术指标，指从用户输入命令到系统对命令开始执行和显示所需要的时间。

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：
用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为逻辑地址。

36、虚拟设备：
它是利用共享设备上的一部分空间来模拟独占设备的一种I/O技术。

五、简答题
37、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。

38、答：利用基本文件目录实现文件共享：基于索引节点的共享方法：利用符号链实现文件共享：
39、答：死锁的防止是系统预先确定一些资源分配策略，进程按规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配，从而防止死锁的发生，而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程，使系统一直处于安全状态之中，从而避免死锁
40、答：可抢占式会引起系统的开销更大，可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间（和空间）开销增大.
41、答：系统调用的执行过程分成以下几步：（1）设置系统调用号和参数；（2）系统调用命令的一般性处理；（3）系统调用命令处理程序做具体处理。

六、综合题
42、【解析】因请求调页时，只要作业的部分页在内存，该作业就能执行，而在执行过程中发现所要访问的指令或数据不在内存时，则产生缺页中断，将所需页面
调入内存，在请求调页系统中，一条指令能跨了两个页面。

而其中要访问的操作数可能与指令不在同一页面，H操作数本身也可能跨了两个页面。

当要执行这类指令，而相应的页都不在内存时，就将产生多次缺页中断。

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】
1）作业执行情况可以用甘特（Gantt）图表示，如图所示。

2）各个进程对应于各个算法的周转时间和加权周转时间见表
所以FCFS的平均周转时间为13.4s，平均加权周转时间为7.26s：RR的平均周转时
间为9.2s，平均加权周转时间为2.84s：SJF的平均周转时间为7s，平均加权周转时间为1.74s：非剥夺式优先级调度算法的平均周转时间为12s，平均加权周转时间
为6.36s。

45、【解析】在无缓冲的情况下，为了读取磁盘数据，应先从磁盘把一块数据输
入到用户数据区，所花费的时间为T：然后再由CPU对这块数据进行计算，计算时
问为C.所以每一块数据的处理时间为T+C。

在单缓冲的情况下，应先从磁盘把一块数据输入到缓冲区，所花费的时间为T：然后由操作系统将缓冲区的数据传送到用户区，其所花费的时间为M：接下来，便由CPU对这一块数据进行计算，计算时间为C.由于第i次读磁盘数据送至缓冲区时，系统同时读出用户区中第i-1次数据计算，此两项操作可以并行，并与数据从
缓冲区传送到用户区的操作串行进行，因此"一块数据的处理时间为MAX（C，T）+M.
在双缓冲的情况下，应先从磁盘把一块数据输入到第一个缓冲区，当装满第
一个缓冲区后，操作系统可以将第一个缓冲区的数据传送到用户区并对第一块数据进行计算，与此同时可以将磁盘输入数据送入第二个缓冲区：当计算完成后，若第二个缓冲区已装满数据，则又可以将第二个缓冲区中的数据传送至用户区并对第二
块数据进行计算，与此同时可以将磁盘输入数据送入第一个缓冲区，如此反复交替使用两个缓冲区。

其中将数据从缓冲区传送到用户区的操作与用户区数据处理是串行的，它们
又可以与从磁盘传送数据到缓冲区的操作并行，因此人约耗时为max（c+m，t）。

考虑到内存中数据块的“搬家”耗时非常短、因此m可以忽略，故近似看成是max （c，t）。