2022年浙江科技学院数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年浙江科技学院数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期
末试卷B（有答案）
一、选择题
1、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
2、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
3、某系统中有11台打印机，N个进程共享打印机资源，每个进程要求3台打印机。

当N的取值不超过（）时，系统不会发生死锁。

A.4
B.5
C.6
D.7
4、若一个信号量的初值为3，经过多次P、V操作之后当前值为-1，则表示等待进入临界区的进程数为（）
A.1
B.2
C.3
D.4
5、进程P1和P2均包含并发执行的线程，部分伪代码描述如下所
//进程P1 //进程P2
int x=0； int x=0；
Thread1（） Thread3（）
{int a； {int a：
a=1； a=x；
x+=1； x+=3；
Thread2（） Thread4（）
{ {
int a： int b, a
a=2； b=x；
x+=2； x1=4；
} }
下列选项中，需要互斥执行的操作是（）。

A. a=l与a=2
B. a=x与b=x
C. x+=1与x+=2
D. x+=1与x+=3
6、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
7、（）是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

A.Spooling 技术
B.虚拟存储技术
C.覆盖与交换技术
D.通道技术
8、下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是（）。

A.连续结构
B.索引结构
C.链式结构且磁盘块定长
D.链式结构且磁盘块变长
9、考虑一个文件存放在100个数据块中。

文件控制块、索引块或索引信息都驻留内存。

那么如果（）.不需要做任何磁盘I/O操作。

A.采用连续分配策略，将最后一个数据块搬到文件头部，
B.采用单级索引分配策略，将最后一个数据块插入文件头部
C.采用隐式链接分配策略，将最后一个数据块插入文件头部
D.采用隐式链接分配策略，将第一个数据块插入文件尾部，
10、采用分页或分段管理后，提供给用户的物理地址空间（）。

A.分页支持史大的物理空间
B.分段支持更大的物理空间
C.不能确定
D.一样大
11、对重定位存储管理方式，应（）。

A.在整个系统中设置一个重定位寄存器
B.为每个程序设置个重定位寄存器
C.为每个程序设置两个重定位寄存器
D.为每个程序和数据都设置一个重定位寄存器
12、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
二、填空题
13、批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据作业控制__________的要求自动控制作业的执行。

14、文件存取方式主要取决于两个方面的因素，与__________有关和与__________有关。

15、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。

16、现代计算机系统采用自成独立系统的能与主机并行工作的I/O结构，主存储器与外围设备之间传送信息的输入输出操作由__________完成。

由于它能独立完成输入输出操作，所以也称为__________。

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

18、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。

19、为了保证操作的正确性，中央处理器设置有两种工作状态：__________和__________。

20、为了防止各种系统故障破坏文件，文件系统可以采用__________和__________两种方法在保护文件。

三、判断题
21、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. （）
22、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块. （）
23、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. （）
24、在内存为M的分时系统中，当注册的用户有N个时，每个用户拥有M/N的内存空间. （）
25、进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透明的. （）
26、所谓最近最少使用（）
27、用户程序有时也可以在核心态下运行. （）
28、进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待态. （）
29、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. （）
30、对文件进行读写前，要先打开文件. （）
31、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. （）
32、文件目录必须常驻内存. （）
四、名词解释题
33、进程控制块PCB：
34、输入输出设备：
35、中断响应：
36、目录项：
37、物理地址空间：
38、交换调度：
五、简答题
39、在设备管理中，按照设备共享特性分成哪几种类型比较合理，并分别举例说明。

40、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.
41、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
42、一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业
43、从资源管理的角度说明操作系统的主要功能？
44、什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？
六、综合题
45、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？
46、现有3名学生S1、S2和S3上机实习，程序和数据都存放在同一磁盘上。

若3人编写的程序分别为PI、P2和P3，要求这3个学生用自编的程序调用同，个数据文件A进行计算，问：
1）若文件A作为共享文件，系统应采用何种目录结构？画出示意图。

2）若学生S1、S2、S3都将自己的程序名起为P，则1）中的目录结构能否满足要求？
3）对于2），系统是如何使每个学生获取其程序和数据的？
47、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小为4KB，页表项大小为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，那么命小率需要至少多少？
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？
参考答案
一、选择题
1、D
2、B
3、B
4、A
5、C
6、D
7、A
8、B
9、B
10、C
11、A
12、C
二、填空题
13、【答案】说明书
14、【答案】文件管理、设备管理
15、【答案】建立文件、关闭文件
16、【答案】通道、输入输出处理机
17、【答案】设备、特殊事件
18、【答案】对换（swapping）
19、【答案】管态（系统态、核心态）、目态（用户态）
20、【答案】建立副本、定时转储
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】：错
30、【答案】：对
31、【答案】：错
32、【答案】：错
四、名词解释题
33、进程控制块PCB：
进程控制块是进程存在的唯一标识，它保存了系统管理和控制进程所必须的信息，是进程动态特性的集中表现。

34、输入输出设备：
是计算机用来接收来自外部世界信息的设备，或者将计算机加工处理好的信息送向外部世
界的设备。

例如键盘、打印机、卡片输入机。

35、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。

36、目录项：
为了加快对文件的检索，把文件控制块集中在一起进行管理。

这种文件控制块的有序集合
称为文件目录。

当然，文件控制块也是其中的目录项。

37、物理地址空间：
由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。

38、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。

五、简答题
39、答：按照是否可共享，可以分成独占设备和共享设备两类，独占设备不能让多个程序同时使用，共享设备可以同时让多个程序使用。

打印机属于独占设备，如果多个程序同时
使用打印机，则打印出来的数据就可能会随机混合交叉在一起，所以打印机只能让一个程
序独占。

而磁盘属于共享设备，多个程序同时在磁盘上打开文件是可以的。

40、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。

41、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.
42、答：1）优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时，可以调度批处理作业，2）允许终端作业和批处理作业混合同时执行.3）把终端作业的就
绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中.4）有终端作
业进程就绪时，优先让其按"时间片轮转"法先运行.没有终端作业时再按确定算法选批处理
作业就绪进程运行
43、答：处理器管理，存储管理，文件管理，作业管理和设备管理.
44、答：死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，永远不能再继续前进。

产生死锁的必要条件：互斥使用资源，占用并等
待资源，不可抢夺资源和循环等待资源
六、综合题
45、【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。

46、【解析】
1）系统采用二级目录结构即可满足需要，其示意图如图所示。

2）图所示的：二级目录结构能够满足要求。

此时，用户文件目录中的P1、
P2和P3均改为P即可，由图可看出，这3个P均指向各自不同的程序。

3）在学生存取程序和数据时，文件系统会先搜索主文件日录，找到该学生
的用户目录后，即可在用户口求中找到指定的文件，比如对学生S1，山路径/S1/P
找到的文件就是S1的程序文件，因为它与学生S2的程序文件/S2/P不是同一个文件，所以不会引起冲突。

文件/S1/A和文件/S2/A是同个文件，因此学生S1能够取到所
需要的数据。

当然，文件A可由3个学生，同时打开执行读操作
47、【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），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），所需要的时间为10ns+100ns=110ns如果TLB 未命中（10ns），则要通过一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）二级页表的情况下，TLB命中的访问的访问时间还是110ns，未命中的访问时间加上次内存访问时间，即2！Ons+100ns=310ns，所以平均访问时间为
[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns
4）本问是在第3问的基础上提出的，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。