2022年西安文理学院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年西安文理学院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、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
2、如果当前读写磁头正在53号柱面上执行操作，依次有4个等待访问的请求，柱面号，依次为98，37，124，65，当采用（）算法时，下一次磁头才可能到达37号柱面。

A.先来先服务
B.最短寻道时间优先
C.电梯调度（初始磁头移动方向向着小磁道方向）
D.循环扫描（磁头移动方向向着大磁道方向）
3、有两个并发执行的进程P1和P2，共享初值为1的变量x。

P1对x加1，P2对x减1。

加1操作和减1操作的指令序列分别如下所示：
//加1操作
load R1，x ① //取x到寄存器R1中
inc R1 ②
store x, R1:③ //将R1的内容存入x
//减1操作
load R2，x ① //取x到寄存器R1中
inc R2 ②
store x, R2:③ //将R1的内容存入x
两个操作完成后，x的值（）。

A.可能为-1或3
B.只能为1
C.可能为0，1或2
D.可能为-1，0，1或2
4、在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。

所谓临界区是指（）。

A.一个缓冲区
B.一段数据区
C.同步机制
D.一段程序
5、若每个作业只能建立“一个进程，为了照顾短作业用户，应采用（）；为了照顾紧急作业用户，应采用（）：为了实现人机交，应采用（）：为了使短作业、长作业，和交互作业用户都满意，应采用（）。

I.FCFS调度算法
II.短作业优先调度算法，
III.时间片轮转调度算法
IV.多级反馈队列调度算法
V.基于优先级的剥夺调度算法
A. II、V、I，IV
B. I、V、III、IV
C. I、II、IV、III
D.II、V、III、IV
6、操作系统中为实现多道程序并发，对内存管理可以有多种方式，其中代价最小的是（）
A.分区管理
B.分页管理
C.分段管理
D.段页式管理
7、假定某页式管理系统中，主存为128KB，分成32块，块号为0，1，2，3，....31：某作业有5块，其页号为0，1，2，3，4，被分别装入主存的3，8，4，6，9块中。

有一逻辑地址为[3，70]。

试求出相应的物理地址（其中方括号中的第一个元素为页号，第二个元素为页内地址，按十进制计算）（）。

A.14646
B.24646
C.24576
D.34576
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、 OS通常为用户提供4种使用接口，它们是终端命令、图标菜单、系统调用和（）
A.计算机高级指令
B.宏命令
C.类似DOS的批命令文件或UNIX的shell文件
D.汇编语言
10、某文件占10个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行
分析。

假设一个缓冲区与一个磁盘块人小相同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100μs，将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50μs.CPU对一块数据进行分析的时间为50us。

在单缓冲区和双缓冲区结构ド，读入并分析完该文件的时间分别是（）。

Α.1500μs，1000μs
B.1550μs，1100μs
C.1550μs，1550μs
D.2000μs，2000μs
11、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
12、缓存技术的缓冲池在（）中。

A.内存
B.外存
C.ROM
D.寄存器
二、填空题
13、采用层次式结构的操作系统通常把对一设备的管理放在__________。

14、进程调度的职责是按给定的从__________中选择一个进程，让它占用处理器。

15、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。

16、一个程序获得了一个__________和一个__________后，就说创建了一个进程。

17、MS-DOS启动的方式有两种：__________和__________
18、主存储器与外围设备之间的__________操作称为输入输出操作。

19、计算机系统中引导程序的作用是__________和__________。

20、在页式虚拟存储系统中，选择页面调度算法时应尽量注意减少或避免__________现象的发生。

三、判断题
21、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块. （）
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、文件目录必须常驻内存. （）
24、参与死锁的所有进程都占有资源. （）
25、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. （）
26、设置中断屏蔽指令可以在目态下执行. （）
27、选择通道主要用于连接低速设备. （）
28、系统处于不安全状态不一定是死锁状态. （）
29、进程获得处理机而运行是通过申请而得到的. （）
30、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. （）
四、名词解释题
31、原语：
32、作业调度：
33、进程调度：
34、换页：
35、静态重定位：
36、输入输出设备：
五、简答题
37、存储管理的主要功能是什么
38、进程与程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系，试写出两者的区别。

39、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
40、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.
41、从资源管理的角度说明操作系统的主要功能？
六、综合题
42、试说明库函数与系统调用的区别和联系。

43、考虑由n个进程共享的具有m个同类资源的系统，证明：如果对i=1，2，…，有Need i>0而且所有最大需求量之和小于m+n，那么该系统是无法产生死锁的
44、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？
45、有一个文件系统，根目录常驻内存如图所示。

文件目录采用链接结构，每个
目录下最多存放80个文件或目录（称为下级文件）。

每个磁盘块最多可存放10个
文件目录项：若下级文件是H录文件，则上级目录项指向该目录文件的第一块地址。

假设目录结构中文件或子文件按自左向右的次序排列，表示尚有其他的文件或了目录。

1）普通文件采用UINX三级索引结构，即文件
控制块中给出13个磁盘地址，前10个磁盘地址
指出文件前10个块的物理地址，第11个磁盘地
址指向一级索引表，一级索引表给出256个磁盘
地址。

即指出该文件第11块至第266块的物理地
址；第12个磁盘地址指向256个…级索引表的地
址；第13个磁盘地址指向三级索引表，三级索引表指向256个二级索引表的地址，主索引表存放在目录项中，若要读入/A/D/G/I/K的第7456块，至少启动硬盘多少次，最多几次？至少启动硬盘多少次，最多几次？
2）若普通文件采用链接结构，要读取/A/D/G/1/K的第175块，最少启动硬盘多少次，最多几次？
3）若将1设置为当前日录，可以减少儿次启动硬盘的次数？
参考答案
一、选择题
1、B
2、C
3、C
4、D
5、D
6、A
7、B
8、C
9、C
10、B
11、A
12、A
二、填空题
13、【答案】最内层
14、【答案】进程调度算法、就绪队列
15、【答案】说明书
16、【答案】数据块、进程控制块
17、【答案】冷启动、热启动
18、【答案】信息传送
19、【答案】进行系统初始化工作、把OS的核心程序装入主存
20、【答案】抖动
三、判断题
21、【答案】：错
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】：对
29、【答案】：错
30、【答案】：对
四、名词解释题
31、原语：
指操作系统中实现一些具有特定功能的程序段，这些程序段的执行过程是不可分割的，即其执行过程不允许被中断。

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、进程调度：
也称低级调度程序，它完成进程从就绪状态到运行状态的转化。

34、换页：
指系统根据某种策略选择某页出主存，将某页调入主存的过程。

35、静态重定位：
在目标程序装入内存时所进行的重定位。

36、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。

五、简答题
37、答：存储管理的主要功能包括（1）主存空间的分配和回收；（2）完成重定位；（3）主存空间的共享和保护；（4）使用"虚拟存储器"，扩充主存空间.
38、答：两者的主要区别有：（1）进程是动态，程序是静态的；（2）进程是独立运行
的单位，程序不能作为运行单位；（3）各进程间在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序由于是静态的，所以不存在异步特征。

39、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
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：处理器管理，存储管理，文件管理，作业管理和设备管理.
六、综合题
42、【解析】
区别：库函数是语言或应用程序的一部分，可以运行在用户空间中。

而系统调用是操作系统的部分，是内核提供给用户的程序接门，运行在内核空间中。

联系：许多库函数都会使用系统调用来实现功能。

没有使用系统调用的库函数，执行效率通常比系统调用高，因为使用系统调用时，需要上下文的切换以及状态的转换（从用户态转为核心态）。

43、【解析】设Max i表示第i个进程的最大资源需求量，Need i表示第i个进程还需要的资源最，Allocation i表示第i个进程已经分配的资源录，由题设条件可得ΣΜax i=ΣAllocation i+ΣNeed，
假设该系统已经发生死锁，那么m个资源应该已经被全部分配出来，且各个进程都没有得到足够的资源运行（所有进程Need i≥1），即
ΣAllocation i=m
ΣNeed i≥n
由式①和式②
可得ΣNeed i<n山于式③和式④矛盾，因此该系统不可能发生死锁。

44、【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
45、【解析】一个文件的所有块可以通过以下方式找到：直接提供FCB找到前10块，通过一级索引找到256块，通过二级索引找到256×256块，通过三级索引找
到256×256×256块，所以一个文件最大可以有10+256+2562+2563=16843018块。

如果要找/A/D/G/I/K中的某一块，首先要找到其FCB，最好的情况是：每次
读取目录描述信息时都在第一块找到下级目录或文件，所以要找到该文件至少要读取A，D，G和4个目录项的第一块，读取K的FCB，总共5次启动磁盘：最坏的情况是：每次读取口录描述信息时都在最后一块找到下级的目录或文件，所以要找到该文件至少要读取A的第一块，D，G，13个目录项的所有4个块，因此读取K的FCB，总共需要1+4×3+1=14次启动磁盘。

找到FCB后在读取某一块，如果这一块在前10块之列，那么在启动一次硬盘就可以找到这块：如果这一块在最后一块，那么
可能需要通过三级索引找到这一块，这总共需要读取三级索引和最后一块共
3+1=4次取硬盘。

综上所述，最好的情况下，只需要启动5+1=6次硬盘。

最坏的
情况下，需要启动14+3+1=18次硬盘。

2）为读取FCB所启动的硬盘次数和1）一样，最少为5次，最多为14次，而
读取数据需启动175次，因此读取第175块最少需要5+175=180次硬盘，最多需
要启动14+175=189次硬盘。

3）若将1设置为当前目录，就可以直接读取到K的FCB，根据1）中的分析，最多可以少启动磁盘14次，最少可以少启动磁盘5次。