2022年北京师范大学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年北京师范大学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、如果文件采用直接存取方法，且文件大小不固定，则应采用（）物理结构。

A.直接
B.索引
C.随机
D.顺序
2、用户在删除某文件的过程中，操作系统不可能执行的操作是
A.删除此文件所在的目录
B.删除与此文件关联的目录项
C.删除与此文件对应的文件控制块
D.释放与此文件关联的内存缓冲区
3、在下述父进程和子进程的描述中，正确的是（）
A.父进程创建了子进程，因而父进程执行完后，子进程才能运行
B.父进程和了进程可以并发执行
C.撤销了进程时，应该同时撤销父进程
D.撤销父进程时，应该同时撤销子进程
4、在单处理器的多进程系统中，进程切换时，何时占用处理器和占用多长时间取决于（）
A.进程响应程序段的长度
B.进程总共需要运行时间的长短
C.进程自身和进程调度策略
D.进程完成什么功能
5、关于临界问题的一个算法（假设只有进程P0和P1，能会进入临界区）如下（i为0或1代表进程P0或者P1）：
Repeat
retry：if（turn！=-1）turn=i；
if（turn！=i）go to retry；
turn=-1；
临界区：
turn=0；
其他区域；
until false；
该算法（）。

A.不能保持进程互斥进入临界区，且会出现“饥饿”
B.不能保持进程互斥进入临界区，但不会出现“饥饿”
C.保证进程互斥进入临界区，但会出现“饥饿”
D.保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”
6、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
7、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
8、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
9、实时操作系统必须在（）内处理完来白外部的事件。

A.一个机器周期
B.被控对象规定时间
C.周转时间
D.时间片
10、若I/O所花费的时间比CPU的处理时间短很多，则缓冲区（）
A.最有效
B.几乎无效
C.均衡
D.以上都不是
11、缓冲技术的缓冲池通常设立在（）中。

A.主存
B.外存
C.ROM
D.寄存器
12、下列关于设备驱动程序的叙述中，正确的是（）。

I.与设备相关的中断处理过程是由设备驱动程序完成的
II.由于驱动程序与I/O设备（硬件）紧密相关，故必须全部用汇编语言书写
III.磁盘的调度程序是在设备驱动程序中运行的
IV.一个计算机系统配置了2台同类绘图机和3台同类打印机，为了正确驱动这些设备，系统应该提供5个设备驱动程序
A. 仅I、III
B. 仅II、III
C.仅I、III，IV
D. I、II、III、IV
二、填空题
13、三代人机界面的发展是指：一维__________、二维__________、三维__________。

14、Unix系统是按设备与内存之间信息交换的物理单位来对设备进行分类，Unix把设备分成两类：__________和__________。

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

16、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__________。

17、同一进程中的各线程__________进程所占用的资源
18、间接通信中的信箱可以由__________ 和__________两大部分组成。

19、辅助存储器只能与__________相互传递信息。

20、不可中断的过程称为__________。

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、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块. （）
23、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. （）
24、特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件. （）
25、当一个进程从等待态变成就绪态，则一定有一个进程从就绪态变成运行态. （）
26、存储保护的目的是限制内存的分配. （）
27、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. （）
28、优先数是进程调度的重要依据，一旦确定不能改变. （）
29、进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待态. （）
30、进程控制块中的所有信息必须常驻内存. （）
四、名词解释题
31、就绪态：
32、交换调度：
33、作业：
34、当前目录：
35、物理地址：
36、通道：
五、简答题
37、实现虚拟设备的硬件条件是什么操作系统应设计哪些功能程序
38、什么是动态重定位？如何实现？
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、系统调用的执行过程分可分为哪几步？
41、试比较进程调度与作业调度的不同点。

六、综合题
42、如果对经典的分页管理方式的页表进行细微改造，允许同一个页表的两个页表项指向同一个物理块，由此会有什么结果？怎样利用这种结果减少内存复制操作（将一个存储段的内容复制到另一个存储段）的时间？在经过改造的存储系统里，修改一个页面中几个字节的值，会对其他页面产生什么影响？
43、当前磁盘读写位于柱面号20，此时有多个磁盘请求以下列柱面号顺序送到磁盘驱动器：10、22、2、40、6、38。

在寻道时，移动一个柱面需要6ms，按照先来先服务算法和电梯算法（方向从0到40）计算所需的总寻道时间。

44、有如图所示的文件目录结构
1）可否进行下列操作，为什么？
①在H录D中建立个文件，取名为A。

②将目录C改名为A。

2）若E和G是两个用户各自的日录，问：
①使用目录E的用户要共享文件M，如何实现？
②在一段时间内，使用目录G的用户主要使用文件S和T，应如何处理？其目的是什么？
3）使用目录E的用户对文件I加以保护，不允许别人使用，如何实现？
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、A
3、B
4、C
5、B
6、C
7、A
8、B
9、B
10、B
11、A
12、A
二、填空题
13、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实
14、【答案】字符设备、块设备
15、【答案】准备、执行、等待
16、【答案】前台作业、后台作业
17、【答案】共享
18、【答案】信箱说明、信箱体
19、【答案】内存
20、【答案】原语
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】：错
29、【答案】：错
30、【答案】：错
四、名词解释题
31、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。

32、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。

33、作业：
用户在一次上机过程中要求计算机系统所做工作的集合。

34、当前目录：
为节省文件检索的时间，每个用户可以指定一个目录作为当前工作目录，以后访问文件时，就从这个目录开始向下顺序检索。

这个目录就称作当前目录。

35、物理地址：
内存中各存储单元的地址由统一的基地址顺序编址，这种地址称为物理地址。

36、通道：
是独立于CPU的、专门负责数据输入输出的处理单元。

五、简答题
37、答：硬件条件是：配置大容量的磁盘，要有中断装置和通道操作系统应设计好"预输入"程序，"井管理"程序，"缓输出"程序.
38、答：动态重定位是指在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问，自动的、连续的进行映射。

具体实现过程为：当某个进程取得CPU控制权时，OS应负责把该作业程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次访问存储器时，重定位寄存区的内容将
被自动加到逻辑地址中区，经这样变换后，执行结果是正确的。

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：系统调用的执行过程分成以下几步：（1）设置系统调用号和参数；（2）系统
调用命令的一般性处理；（3）系统调用命令处理程序做具体处理。

41、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.
六、综合题
42、【解析】让同一个页表的两个页表项指向同一个物理块，用户可以利用此特点共享该，页的代码或数据。

如果代码是可重入的，这种方法可节省大量的内存空间。

实现内存“复制”操作时，不需要将页面的内存逐字节复制，只要在页表里将指向该页面的指针复制到代表目的地址的页表项即可。

在这种系统中，如果通过一个页表项修改了一个页面的几个字节，那么通过共享该页面的其他页表项表示的地址，所访问的值也跟着变化。

43、【解析】
1）先来先服务算法：寻道的次序为20、10、22、2、40、6、38。

总的寻道时间为（10+12+20+38+34+32）×6ms=876ms.
2）电梯算法（方向从0到40）：寻道的次序为20、22、38、40、10、6、2。

总的小道时问为（2+16+2+30+4+4）×6ms=348ms.
44、【解析】
1）①可以在目录D中建立一个文件名为A的文件，因为目录D中不存在已命名为A 的文件或目录。

②目录C不可以改名为A.因为目录C所在的目录甲已经有一个名为A的口录。

2）①川户E若要共享文件M.需要用户E有访问文件M的权限。

用户E通过自己的主目录E找到其父目录求C.再访问到目录C的父目录（即根目录），然后依次通过目求D、目录G、目录K和目录O即可访问到文件M。

②用户G需要通过依次访问目录K和目录P才能访问到文件S和文件T。

为了提高访问速度，可以在目录G下建立两个链接文件，分别链接到文件S及文件T上，这样，用户G就可以直接访问这两个文件了。

3）用户E可以通过修改文件I的存取权限控制表对文件I进行保护，不让别的用户使用。

具体地说，就是在文件I的存取控制表中，仅留下用户E的访问权限，而不让其他用户访间。

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。