2022年石家庄铁道大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年石家庄铁道大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末
试卷B（有答案）
一、选择题
1、某硬盘有200个磁道（最外侧磁道号为0），磁道访问请求序列为：130，42，180，15，199.当前磁头位于第58号磁道并从外侧向内侧移动。

按照SCAN调度方法处理完上述请求后，磁头移过的磁道数是（）。

A.208
B.287
C.325
D.382
2、下面关于文件的叙述中，错误的是（）。

I.打开文件的主要操作是把指定文件复制到内存指定的区域
II.对一个文件的访问，常由用户访问权限和用户优先级共同限制
III.文件系统采用树形片录结构后，对于不同用户的文件，其文件名应该不同
IV.为防止系统故障造成系统内文件受损，常采用存取控制矩阵方法保护文件
A.仅I
B. 仅I、III
C.仅I、III、IV
D.I、II、III，IV
3、结构（Cobegin语句1：语句2 Coend）表示语句1和语句2并发执行。

代码如下：X：=0；Y：=0；
Cobegin
Begin
X：=1；
Y：=Y+X；
End
Begin
Y：=2；
X：=X+3；
End
Coend当这个程序执行完时，变量X和Y的值有可能为（）。

I.X=1，Y=2 II.X=1，Y=3 III.X=4，Y=6
A.I
B. I和II
C.II和III
D. I、II和III
4、某个系统采用如下资源分配策略：若一个进程提出资源请求得不到满足，而此时没有由于等待资源而被阻塞的进程，则自己就被阻塞。

若此时已有等待资源而被阻塞的进程，则检查所有山于等待资源而被阻塞的进程，如果它们有申请进程所需要的资源，则将这些资，源剥夺并分配给申请进程。

这种策略会导致（）。

A.死锁
B.抖动
C.回退
D.饥饿
5、（）有利于CPU繁忙型的作业，而不利于1/0繁忙型的作业（进程）。

A.时间片轮转调度算法
B.先来先服务调度算法
C.短作业（进程）优先调度算法
D.优先权调度算法
6、适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是为了（）
A.防止一个作业占用同个分区
B.防止非法访问磁盘文件
C.防止非法访问磁带文件
D.防止各道作业相互干扰
7、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
8、计算机开机后，操作系统最终被加载到（）。

A.BIOS
B.ROM
C.EPROM
D.RAM
9、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
10、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这矛盾可采用（）。

A.并行技术
B.通道技术
C.缓冲技术
D.虚拟技术
11、某进程访问页面的序列如下所示。

若工作集的窗口大小为6，则在t时刻的工作集为（）。

A.（6，0，3，2）
B. （2，3，0，4）
C.（0，4，3，2，9）
D.（4，5，6，0，3，2）
12、下列关于SPOOLing技术的叙述中，错误的是（）
A.需要外存的文持
B.需要多道程序设计技术的支持
C.可以让多个作业共享一台独占设备
D.由用户作业控制设备与输入/输出之间的数据传送
二、填空题
13、只要涉及相同变量的若干进程的__________互斥执行，就不会造成与__________有关的错误。

14、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。

15、网络操作系统把计算机网络中的各台计算机有机地联结起来，实现各台计算机之间的__________及网络中各种资源的__________。

16、系统事先给每台设备确定的编号称设备的__________号，由用户在使用设备时给出的编号称设备的__________号。

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

18、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。

19、进程的三个最基本状态是__________、__________、__________。

20、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。

三、判断题
21、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. （）
22、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. （）
23、参与死锁的所有进程都占有资源. （）
24、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. （）
25、所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁. （）
26、进程获得处理机而运行是通过申请而得到的. （）
27、存储保护的功能是限制内存存取. （）
28、执行系统调用时可以被中断. （）
29、进程控制块中的所有信息必须常驻内存. （）
30、所有进程都挂起时，系统陷入死锁. （）
四、名词解释题
31、同步机制：
32、非抢占式调度：
33、抢占式调度：
34、逻辑记录：
35、文件：
36、虚拟设备：
五、简答题
37、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
38、目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？
39、什么是操作系统？
40、进程有哪几种基本状态试描绘出进程状态转换图？
41、主存空间信息保护有哪些措施？
六、综合题
42、什么是DMA方式？它与中断方式的主要区别是什么？
43、在实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用文件控制块分解法。

假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512B。

文件控制块占64B，其中文件名占
8B。

通常将文件控制块分解成两部分：第一部分占10B（包括文件名和文件内部号），第二部分占56B（包括文件内部号和文件其他描述信息）。

1）假设某一目录求文件共有254个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该日录文件的某一个文件控制块的平均访问磁盘次数（假设访问每个文件控制块的概率相等，结果保留到小数后两位）。

2）一般地，若目录文件分解前占用n个盘块，则分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号部分。

若要使访问磁盘次数减少，m、n应满足什么条件（假设
访问每个文件控制块的概率相等，且圾后一个盘块刚好放满文件控制块）？
44、设公共汽车上，司机和售票员的活动分别如下。

司机的活动：起动车辆：正
常行车：到站停车。

售票员的活动：关车门：售票；开车门。

在汽车不断地到站、
停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？试用信号量和P、V操作实现它们的同步。

45、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？
参考答案
一、选择题
1、C
2、D
3、C
4、D
5、B
6、D
7、A
8、D
9、B
10、C
11、A
12、D
二、填空题
13、【答案】相关临界区、时间
14、【答案】管或系统、目或用户
15、【答案】通信、共享
16、【答案】绝对、相对号
17、【答案】写、执行
18、【答案】块、卷
19、【答案】准备、执行、等待
20、【答案】进程调度算法、就绪队列
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】：对
28、【答案】：对
29、【答案】：错
30、【答案】：错
四、名词解释题
31、同步机制：
同步机构是负责处理进程之间制约关系的机制，即操作系统中负责解决进程之间协调工作的同步关系（直接制约关系），以及共享临界资源的互斥关系（间接制约关系）的执行机构。

32、非抢占式调度：
系统一旦把处理机分配给某个进程之后，该进程一直运行下去，直到该进程完成或因等待
某个事件发生时，才将处理机分配给其他进程。

这种调度方式实现简单，系统开销小，但
系统性能不够好。

33、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。

34、逻辑记录：
用户构造文件时使用的一个信息单位。

通常以逻辑记录为单位存取文件
35、文件：
是命名的相关信息的集合体，它通常存放在外存（如磁盘、磁带）上，可以作为一个独立
单位存放并实施相应的操作（如打开、关闭、读、写等）
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：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.
38、答：为了给用户提供对文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名，（亦可包含文件属性）进行组织所形成的表，称为目录表或文件目录。

目前操作系统采用
的目录结构是树型目录结构，它的优点有：有效地提高对目录的检索速度；允许文件重名；便于实现文件共享。

39、答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服
务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。

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：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。

六、综合题
42、【解析】DMA是Direct Memory Access的缩写，也就是直接存储器访问。

DMA是用DMA控制器来控制一个数据块的传输，而CPU只需在一个数据块传输的开始阶段设置好传输所需的控制信息并在传输的结束阶段做进，步处理即可的传输控制方式。

其基本思想是在I/O设备和内存间开启一个可以直接传输数据的通路。

中断驱动I/O控制方式是每个数据传输后即发出中断，而DMA方式是在一批数据传输完毕后才中断：中断驱动I/O控制方式的传输是由CPU控制的，而DMA方式中只有数据块传输的开始和结束阶段在CPU控制下，在传输过程中都是由DMA控制器控制的。

所以DMA方式相比于中断方式，通过硬件的增加大大减少了中断的次数。

43、【解析】
注意：因为原本整个文件控制块都是在目录中的，而文件控制块分解法将文件控制块的部分内容放在了目录外，所以检索完目录后别忘了还需要读取一个磁盘找齐所有文件控制块的内容。

1）分解法前，每个盐块最多可容纳的文件控制块数目为512/64=8。

现在有254个文件控制块，254=31×8+6，即需要32块物理块，H最后一块物理块存放了6个文件控制块，没有放满。

所找的目录项在第i块物理块所需的磁盘访问次数为i，又由假设知道，访问每个文件控制块的概率相等，所以给出计算式子如下
[8×（1+2+3+…+31）+6×32]/254=16.38（次）
分解法后，每个盘块最多可容纳的文件控制块数目为512/10=51，现在有254个文件控制块，254=51×4+50，即需要5块物理块，且最后一块物理块存放
了50个文件控制块，也没有放满。

所找的目录项在第i块物理块所需的磁监访问次数为i+1，所以给出计算式子如下
[51×（2+3+4+5）+40×6]/254=3.99（次）
2）分解法前平均访问磁盘次数为
（1+2+3+…n）/n=n×（n+1）/2/n=（n+1）/2（次）
分解法后平均访问磁盘次数为，
[2+3+4+…+（m+1）]/m=m×（m+3）/2/m=（m+3）/2（次）
为了使访问磁盘次数减少，显然需要
（m+3）/2<（n+1）/2，即m<n-2
44、【解析】司机活动和售票员活动如图所示。

在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：售票员关车门后，向司机发开车信号，司机接到开车信号后起动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开门让乘客上下车。

因此，司机起动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得同步；售票员开车门的动作也必须与司机停车的动作取得同步。

本题应设置两个信号量S1和S2代码如下：
Semaphore S1=0:
Semaphore S2=0:
Procedure driver
{
While (true)
P(S1)
Start;
Driving;
Stop;
V (S2);
Procedure Conductor
{
While (true)
{close the door;
V(S)
Sell the ticket:
P(S2) ;
Open the door:
Passengers up and down;
}
}
45、【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。