2022年淮南师范学院网络工程专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年淮南师范学院网络工程专业《操作系统》科目期末试卷B（有
答案）
一、填空题
1、把存储介质上连续信息所组成的一个区域称为__________；为管理方便，经常将存储介质的__________物理单位称为。

2、当多个线程协作完成一项任务时，线程间必须通过__________来实现协作工作。

3、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。

4、进程同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖于另一个进程的
消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时必须__________，直到消息到达才
__________。

5、线程的主要属性是：每个线程有__________，同一进程中的各个线程共享__________。

6、在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为__________前台作业，而由批处理系统控制的作业称为__________。

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

8、为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进
行__________，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__________次
序申请这些资源。

二、选择题
9、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
10、通道又称I/O处理器，用于实现（）之间的信息传输。

A.内存与外设
B.CPU与外设
C.内存与外存
D.CPU与外存
11、虚拟设备是通过（）技术实现的。

A.并行
B.通道
C.SPOOLing
D.虚拟存储
12、若8个字（字长32位）组成的位示图管理内存，假定用户归还一个块号为100的内，存块，它对应位示图的位置为（）。

假定字号、位号、块号均从1开始算起，而不是从
0开始。

A.字号为3，位号为5
B.字号为4，位号为4
C.字号为3，位号为4
D.字号为4，位号为5
13、无结构文件的含义是（）
A.变长记录的文件
B.索引文件
C.流式文件
D.索引顺序文件
14、在文件系统中，若文件的物理结构采用连续结构，则文件控制块FCB中有关文件的
物理位置的信息包括（），
I.首块地址 II.文件长度 III.索引表地址
A.只有III
B. I和II
C. II和III
D. I和III
15、下列选项中，会导致用户进程从用户态切换到内核态的操作是（）
I.整数除以零 II.sin函数调用 III.read系统调用
A.仅I、II
B.仅I、III
C.仅II、III
D. I、II和II
16、与早期的操作系统相比，采用微内核结构的操作系统具有很多优点，但是这些优点不，包括（）。

A.提高了系统的可扩展性
B.提高了操作系统的运行效率
C.增强了系统的可靠性
D.使操作系统的可移植性更好
17、下面叙述中，错误的是（）
A.操作系统既能进行多任务处理，又能进行多重处理
B.多重处理是多任务处理的子集，
C.多任务是指同一时间内在同一系统中同时运行多个进程
D.一个CPU的计算机上也可以进行多重处理
18、下列关于页式存储说法中，正确的是（）。

I.在页式存储管理中，若关闭TLB，则每当访问一条指令或存取一个操作数时都要访问两
次内存
II.页式存储管理不会产生内部碎片
III.页式存储管理当中的页面是为用户所感知的
IV.页式存储方式可以采用静态重定位
A.仅I、II，IV
B. 仅I、IV
C. 仅I
D.I、II、III、IV
19、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
20、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
21、在下列操作系统的各个功能组成部分中，一定需要专门硬件配合支持的是（）。

I.地址映射
II.进程调度
III.中断系统
IV.系统调用
A.I
B.I、III
C. I、III、IV
D.II、II
22、进程和程序的本质区别是（）
A.前者分时使用CPU，后者独占CPU
B.前者存储在内存，后者存储在外存
C.前者在一个文件中，后者在多个文件中
D.前者为动态的，后者为静态的
23、下列有关时间片的进程调度的描述中，错误的是（）
A.时间片越短，进程切换的次数越多，系统开销也越大，
B.当前进程的时间片用完后，该进程状态由执行态变为阻塞态
C.时钟中断发生后，系统会修改当前的进程在时间片内的剩余时间
D.影响时间片大小的主要因素包括响应时间、系统开销和进程数量等
三、判断题
24、所有进程都挂起时，系统陷入死锁. （）
25、实时系统中的作业周转时间有严格的限制. （）
26、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源. （）
27、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. （）
28、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. （）
29、在大型多道程序设计系统中，为充分利用外部设备，应使运行的若干程序都是I/0型的. （）
30、执行系统调用时可以被中断. （）
31、所谓最近最少使用（）
四、名词解释题
32、就绪态：
33、抖动：
34、存取权限：
35、交换调度：
36、作业调度：
37、存储设备：
五、简答题
38、试述分区管理方案的优缺点
39、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。

40、试说明和比较几种文件共享的方法绕弯路法？
41、什么是虚拟存储器，它有什么特点？
六、综合题
42、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小4KB，页表项人小为8B；每段最大为4GB。

1）假设系统使用纯页式存储，则要采用多少级页表，页内偏移多少位？
2）假设系统采用一级页表，TLB命中率为98%，TLB访问时间为10ns，内存访问时间为100ns，并假设当TLB访问失败后才开始访问内存，问平均页面访问时间是多少？
3）如果是二级页表，页面平均访问时间是多少？
4）上题中，如果要满足访问时间<120ns，那么命中率需要至少多少？
5）若系统采用段页式存储，则每用户最多可以有多少个段？段内采用儿级页表？
43、一个SPOOLing系统由输入进程I、用户进程P、输出进程O、输入缓冲区和输出缓冲区组成。

进程I通过输入缓冲区为进程P输入数据，进程P的处理结果通过输出缓冲区交给进程O输出。

进程间数据交换以等长度的数据块为单位。

这些数据块均存储在同一磁盘上。

因此，SPOOLing系统的数据块通信原语保证始终满足
i+o≤max其中，max为磁盘容量（以该数据块为单位），i为磁盘上输入数据块总数，O为磁盘上，输出数据块总数。

该SPOOLing系统运行时：只要有输入数据，进程1终究会将它放入输入缓冲区：只要，输入缓冲区有数据块，进程P终究会读入、处理，并产生结果数据，写到输出缓冲区：只要输出缓冲区有数据块，进程O 终究会输出它。

请说明该SPOOLing系统在什么情况下死锁。

请说明如何修正约束条件
“i+o≤max
”米，避免死锁，同时仍允许输入数据块和输出数据块均存储在同一个磁盘上。

44、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。

参考答案
一、填空题
1、【答案】块、卷
2、【答案】PV操作
3、【答案】移臂调度、旋转调度
4、【答案】等待、被唤醒
5、【答案】一个唯一的标识符和线程描述表、分配给进程的主存地址空间
6、【答案】前台作业、后台作业
7、【答案】信箱说明、信箱体
8、【答案】顺序编号、递增的
二、选择题
9、A
10、A
11、C
12、B
13、C
14、B
15、B
16、B
17、B
18、C
19、D
20、C
21、B
22、D
23、B
三、判断题
24、【答案】：错
25、【答案】：错
26、【答案】：对
27、【答案】：错
28、【答案】：错
29、【答案】：对
30、【答案】：对
31、【答案】：对
四、名词解释题
32、就绪态：
进程已经获得了除cpu之外的全部资源，等待系统分配cpu，获得cpu，进程就可以变为运行态。

33、抖动：
刚被调出的页面又立即要用而装入，而装入后不久又被调出，如此反复，使调度非常频繁，
34、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。

35、交换调度：
是基于系统确定的某个策略，将主存中处于等待状态或就绪状态的某个或某些进程交换到外存交换区中，以便将外存交换区上具备运行条件的进程换入主存，准备执行。

引入交换调度的目的是为了解决主存紧张和提高主存的利用效率。

36、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。

37、存储设备：
它们是指计算机用来存储信息的设备，如此盘（硬盘和软盘）、磁带等。

五、简答题
38、答：优点：算法较简单，容易实现，内存开销少，存储保护措施简单.缺点：内存使用不充分，存在较严重的碎片问题，
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：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：
41、答：虚拟存储器是一种存储管理技术，用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。

它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。

但是虚拟存储器的容量并不是无限的，它由计算机的地址结构长度所确定，另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。

六、综合题
42、【解析】
1）已知页面大小4KB=212B，即页内偏移量的位数为12。

采用48位虚拟地址，故虚页号为48-12=36位。

页表项的大小为8B，则每页可容纳
4KB/8B=512=29项。

那么所需多级页表的级数36/9=4，故应采用4级页表。

2）系统进行页面访问操作时，首先读取页面对应的页表项，有98%的概率
可以在TLB中直接读取到（10ns），然后进行地址变换，访问内存读取页面
（100ns），所需时间为10ns+100ns=110ns。

如 TLB未命中（10ns），则要通
过次内存访问来读取页表项（100ns）.地址变换后，再访问内存（100ns），因TLB访问失败后才开始访问内存，因此所需时间为，10ns+100ns+100ns=210ns.
页表平均访问时间为
[98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns
3）级页表的情况下，TLB命中的访问时间还是110ns，未命中的访问时间加
上一次内存访问时间，即210ns+100ns=310ns，那么平均访问时间为
[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns
4）本问是在第3）小题的基础上提出的，假设快表命中率为p，则应满足
[p×110+（1-p）310]ns≤120ns求解不等式，得p=95%。

5）系统采用48位虚拟地址，虚拟地址空间为248B，每段最大为4GB.那么最
大段数=248B/4GB=216=65536.
4GB=232B，即段内地址位数为32，段内采用多级页表，那么多级页表级数
⌈（32−12）/9⌉=3，故段内采用3级页表。

43、【解析】这是个综合性很强的题日，题目中出现了缓冲区、SPOOLing技术、进程共享资源（共享同一个缓冲区）、死锁等概念。

而究其本质，其实本题考查的是死锁现象的判断，就是要考生找出该系统的种死锁的可能。

考生可以先画出该系统的大致结构草图，如图所示。

下面找到一种导致该SPOOLing系统死锁的情况：当磁盘上输入数据块总数i=max 时，那么磁盘上输出数据块总数。

必然为零。

此时，进程P发现输入缓冲区已经满了，所以不能再把输入数据放入到缓冲区中；进程P此时有一个处理好了的数据，打算把结果数据放入缓冲区，但是也发现没有空闲的空间可以放结果数据，因为a=0，所以没有输出数据可以输出，于是进程0也无事可做。

这时进程I、P、O各白都等待着个事件的发生，如果没有外力的作用，它们将，直等待下去，这种僵局显然是死锁。

将条件“i+O≤max”只需要修改为“i+O<max，且i <max-1 "：这样就不会再发生死锁。

也就是说，产生的数据不能达到缓冲区总和的上限，至少保证能够有一个非输入数据有缓冲空间可以存放，以便进程P和进程O正常运行。

在其他类似题目中，通常都会在临界条件处发生死锁，因此可以通过验证临界值来考查条件是否能完全满足要求。

44、【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。