2022年长沙理工大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷A(有答案)

2022年长沙理工大学软件工程专业《操作系统》科目期末试卷A（有
答案）
一、选择题
1、处理外部中断时，应该山操作系统保存的是（）
A.程序计数器（PC）的内容
B.通用寄存器的内容
C.快表（TLB）中的内容
D.Cache中的内容
2、一个多道批处理系统中仅有P1，和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达。

它们的计算和I/O操作顺序如下：
P1：计算60ms，I/O 80ms，计算20ms
P2：计算120ms，I/O 40ms，计算40ms。

若不考虑调度和切换时间，则完成两个作业需要的时间最少是（）。

A.240ms
B.260ms
C.340ms
D.360ms
3、下列描述中，（）并不是多线程系统的特长。

A.利用线程并行地执行矩阵乘法运算
B.Web服务器利用线程响应HTTP请求
C.键盘驱动程序为每个正在运行的应用配备一个线程，用以响应该应用的键盘输入，
D.基于GUI的调试程序用不同的线程分别处理用户输入、计算和跟踪等操作
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、对进程的管理和控制使用（）。

A.指令
B.原语
C.信号量
D.信箱通信
6、在如下儿种类型的系统中，（）采用忙等待I/O是合适的。

a.专门用来控制单1/0设备的系统
b.运行…个单任务操作系统的个人计算机，
c.作为一个负载很大的网络服务器的上作站
A.a
B.a.b
C.b.c
D.c
7、在SPOOLing系统中，用户进程实际分配到的是（）。

A.用户所要求的外设
B.内存区，即虚拟设备
C.设备的部分存储区
D.设备的部分空间
8、在系统内存中设置磁盘缓冲区的主要11的是（）。

A.减少磁盘1/0次数，
B.减少平均寻道时间
C.提高磁盘数据可靠性
D.实现设备无关性
9、驱动调度算法中，（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。

A.电梯调度
B.最短寻道时间优先
C.扫描
D.单向扫描
10、目标程序对应的地址空间是（）
A.名空间
B.逻辑地址空间
C.存储空间
D.物理地址空间
11、下面关于虚拟存储器的论述中，正确的是（）。

A.在段页式系统中以段为单位管理用户的逻辑地址空间，以页为单位管理内存的物理地址空间，有了虚拟存储器才允许用户使用比内存更大的地址空间
B.为了提高请求分页系统中内存的利用率，允许用户使用不同大小的页面
C.为了能让更多的作业同时运行，通常只装入10%~30%的作业即启动运行
D.最佳置换算法是实现虚拟存储器的常用算法
12、设有8页的逻辑空间，每页有1024B，它们被映射到32块的物理存储区中。

那么，逻辑地址的有效位是（）位，物理地址至少是（）位。

A.10，11
B.12，14
C.13，15
D.14，16
二、填空题
13、输入输出操作异常结束中断可能是由__________故障或设备__________引起的。

14、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________、__________。

15、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
__________。

16、UNIX系统规定用户使用文件的权限是读、__________和__________三种。

17、破坏进程占有并等待资源条件，从而防止死锁的发生，其通常使用的两种方法是
__________和__________等。

18、主存的“地址越界”中断是属于__________中断。

19、磁盘是一种可共享设备，在若干文章者请求读写磁盘时，系统要进行磁盘的驱动调度，对磁盘来说，驱动调度由__________和__________组成。

20、特权指令只能在__________态下执行，若在__________态下执行则被认为是非法指令。

三、判断题
21、进程间的互斥是一种特殊的同步关系. （）
22、页式存储管理中，用户应将自己的程序划分成若干相等的页. （）
23、如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效. （）
24、优先数是进程调度的重要依据，优先数大的进程首先被调度运行：（）
25、所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁. （）
26、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. （）
27、文件目录必须常驻内存. （）
28、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块. （）
29、进程优先数是进程调度的重要依据，必须根据进程运行情况动态改变. （）
30、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. （）
31、执行系统调用时可以被中断. （）
32、用户程序有时也可以在核心态下运行. （）
四、名词解释题
33、操作系统：
34、设备的无关性：
35、软中断：
36、存取权限：
37、工作集：
38、抢占式调度：
五、简答题
39、为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率？
40、进程有哪几种基本状态试描绘出进程状态转换图？
41、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.
42、处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？
43、试比较进程调度与作业调度的不同点。

44、试说明和比较几种文件共享的方法绕弯路法？
六、综合题
45、假定某计算机系统有R，设备3台、R2设备4台，它们被P、P2、P3和P4这4个进程所共享，且已知这4个进程均以下面所示的顺序使用现有设备。

→申请R1→申请R2→申请R1→释放R1→释放R2→释放R1→
1）系统运行过程中是否有产生死锁的可能？为什么？
2）如果有可能产生死锁，请列举一种情况，并画出表示该死锁状态的进程-资源图。

46、下面是两个并发执行的进程。

它们能正确运行吗？若不能、请举例说明，并对其改。

parbegin
var x:integer；
process P1
var y，z:integer；
begin
x:=1；
y:=0；
if x>=1 then y:=y+1；
z:=y；
end
process P2
var t, u:integer;
begin:
x:=0;
t:=0;
if x<=1 then t:=t+2;
u:=t;
endparend
设有一个发送者进程和接收者进程，其流程图如图所示。

s是用于实现进程同步的信号量，mutex是用于实现进程互斥的信号量。

试问流程图中的A、B、C、D矩形框中应填写什么？假定缓冲区有无限多个，s和mutex的初值应为多少？
47、假设一台计算机有32MB内存，操作系统占用2MB，每个用户进程占用10MB。

用户进程等待I/O的时间为80%，问CPU的利用率为多少？若再增加32MB内存，
则CPU的利用率义为多少？
参考答案
一、选择题
1、B
2、B
3、C
4、A
5、B
6、B
7、B
8、A
9、B
10、B
11、A
12、C
二、填空题
13、【答案】设备、特殊事件
14、【答案】封闭性、可再现性
15、【答案】在有限时间内得到所需全部资源、死锁
16、【答案】写、执行
17、【答案】静态分配资源、释放已占有资源
18、【答案】程序性
19、【答案】移臂调度、旋转调度
20、【答案】管或系统、目或用户
三、判断题
21、【答案】：对
22、【答案】：错
23、【答案】：错
24、【答案】：错
25、【答案】：错
26、【答案】：错
27、【答案】：错
28、【答案】：错
29、【答案】：错
30、【答案】：错
31、【答案】：对
32、【答案】：错
四、名词解释题
33、操作系统：
操作系统是管理和控制计算机系统内各种硬件和软件资源，有效地组织多道程序运行的系统软件，是用户与计算机之间的接口。

34、设备的无关性：
也称设备独立性，就是说，用户程序应与实际使用的物理设备无关，由操作系统来考虑因
实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。

35、软中断：
又称信号机制，它是在软件层次上对中断机制的一种模拟，其中，信号的发送者相当于中
断源，而接收者（必定是一个进程）相当于cpu。

36、存取权限：
用户或系统为文件规定的谁能访问，以及如何访问的方式。

37、工作集：
工作集是一个进程在某一小段时间内访问页面的集合。

利用工作集模型可防止抖动，也可
以进行页面置换。

38、抢占式调度：
当一个进程正在执行时，系统基于某种策略强行将处理机从占有者进程剥夺而分配给另一
个进程的调度。

这种调度方式系统开销大，但系统能及时响应请求。

五、简答题
39、答：①多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间，②作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源。

③作业执行过程中不再访问低速设备，
而直接访问高速的磁盘设备，缩短执行时间。

④作业成批输入，减少了从操作到作业的交
接时间
40、答：进程有运行态，就绪态和阻塞态三种基本状态，三种基本状态的转换图如图1所示，图中数字1的含义是：进程被调度进程选中，数字2的含义是：时间片用完，数字3
的含义是：等待某事件发生，数字4的含义是：等待的事件已发生
41、答：资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后该进程才开始执行.这样进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一"占有并等待条件"，从而防止死锁的发生。

42、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。

43、答：（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存.进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机.（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存.进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机.
44、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：
六、综合题
45、【解析】
1）系统运行过程中有可能产生死锁。

根据题意，系统中只有3台R，设备，它们要被4个进程共享，H每个进程对R，设备的最大需求为2。

由TR；设备数量不足，而且它又是一个亿斥、不可被划夺的资源，而系统又没采取任何措施破坏死锁产生的剩余两个必要条件-请求与保持条件和环路等待条件，因此，在系统运行过程中可能会发生死锁。

2）P1、P2、P3进程各得到一个R1设备时，它们可继续运行，并均可顺利地申请到一个R2设备：当第二次申请R1设备时，因为系统已无空闲的R1设备，故它们全部阻塞，并进入循环等待的死锁状态。

这种死锁状态下的进程-资源图如图所示。

46、【解析】上述两个并发执行的进程共享整型变量x，且共享时没能做到互斥，因此它们的执行结果具有不确定性。

若先执行P1，并在它执行完语句x：=1后进行进程调度，执行P2，并在P2结束后再调度执行P1，则最后结果是x=y=z=0，t=u=2。

若先执行P1，并在它执行完if语句后再调度P2执行，则最后结果是x=0，y=z=1，t=u=2。

可将上述程序改止为（本题按照原题的pascal语法书写）：
Parbegin
var x:interger;
s: semaphore:=l
process P1
var y z:
integer;
begin
p(s);
x:=1;
y:=0;
if x>=1 then y:=y+1;
v (s);
z:=y;
end
process P2
var t, u: integer;
begin:
p(s);
x:=0;
t:=0;
if x<=l then t:=t+2;
v (s)u:=t;
endparend
47、【解析】只有当所有进程都在等待I/O时，CPU才会空闲下米。

因此需要算出所有进程都在等待1/0这种情况发生的概率。

本题给出的条件为“用户进程等待
I/O的时间为80%”，也就是说进程等待1/0的概率为80%，那么n个进程都同时等待I/O的概率就为（80%）”，则CPU的利用率u可表示为
u=1-（80%）n=1-（0.8）n
在内存为32MB时，可容纳（32-2）/10=3个用户进程，CPU利用率为
u=1-（0.8）3=48.8%
在内存再增加32MB时，可容纳（32+32-2）/10=6个用户进程，CPU利用率为u=1-（0.8）6=73.8%。