操作系统试卷A及答案

2013学年秋季学期2011级计算机科学与技术、网络工程专业《操作系统原理》期末考试试卷（A卷、闭卷、120分钟）一、判断题（每题1分，共10分）( )1．文件系统中分配存储空间的基本单位不是记录。

()2．具有多道功能的操作系统一定是多用户操作系统。

( )3．虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，它并不是实际的内存，其大小可比内存空间大得多。

( )4．批处理系统的（主要优点）是系统的吞吐量大、资源利用率高、系统的开销较小。

()5．文件系统中源程序是有结构的记录式文件。

( )6．即使在多道程序环境下，普通用户也能设计用内存物理地址直接访问内存的程序。

( )7．顺序文件适合建立在顺序存储设备上，而不适合建立在磁盘上。

( )8．SPOOLing系统实现设备管理的虚拟技术，即：将独占设备改造为共享设备。

它由专门负责I/O的常驻内存进程以及输入、输出井组成。

( )9．系统调用是操作系统与外界程序之间的接口，它属于核心程序。

在层次结构设计中，它最靠近硬件。

( )10．若系统中存在一个循环等待的进程集合，则必定会死锁。

二、单项选择题（每题2分，共30分）1. UNIX操作系统是一个( )A、交互式分时操作系统B、多道批处理操作系统C、实时操作系统D、分布式操作系统2. 进程调度的对象和任务分别是( )。

A、作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPUB、进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPUC、进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPUD、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU3．支持程序浮动的地址转换机制是( )A、动态重定位B、段式地址转换C、页式地址转换D、静态重定位4．在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( )进行排列。

A、地址从大到小B、地址从小到大C、尺寸从小到大D、尺寸从大到小5. 一级目录结构的文件系统的主要特点是( )A、适用于多道程序设计B、适用于单用户系统C、无需把索引表放到磁盘上D、存取所有文件都无需用到索引表6．进程有三种基本状态，可能的状态转换是( )A、就绪态到运行态、等待态到就绪态、运行态到等待态B、就绪态到运行态、就绪态到等待态、等待态到运行态C、就绪态到运行态、等待态到就绪态、等待态到运行态D、运行态到就绪态、就绪态到等待态、等待态到运行态7．引入缓冲技术的主要目的是( )A、改善用户编程环境B、提高CPU的处理速度C、提高CPU与设备之间的并行程度D、降低计算机的硬件成本8．文件系统的主要目的是（）。

A、实现对文件的按名存取B、实现虚拟存贮器C、提高外围设备的输入输出速度D、用于存贮系统文档9．为了允许不同用户的文件具有相同的文件名，通常在文件系统中采用（）。

A、重名翻译B、多级目录C、约定D、文件名10．在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争( )而产生死锁。

A、打印机B、磁带机C、CPUD、磁盘11．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )。

A、先来先服务B、轮转C、最高响应比优先D、均衡调度12．两个进程合作完成一个任务。

在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（）。

A、互斥B、同步C、调度D、伙伴13．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（）。

A、有环必死锁B、死锁必有环C、有环不一定死锁D、被锁者一定全在环中14. 在文件目录的目录项中主要存放的是( )A、文件的名字、文件的类型和文件的物理地址等B、文件的名字、文件的类型和文件的摘要等C、文件的名字、文件记录的长度和文件的结构等D、文件的名字、文件的存取方式和文件在主存中的地址等15. 在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取决于( )。

A、进程相应的程序段的长度B、进程自身和进程调度策略C、进程总共需要运行时间多少D、进程完成什么功能三、概念题（每个4分，共20分）1.文件系统2.设备独立性3.线程4.死锁5.SPOOLing四、简答题（每小题6分，共12分）1. 画图说明分页系统的地址变换过程。

2. 简述在UNIX系统中用open函数创建一个新文件的过程。

五、程序与算法（共28分）1. 进程A和B利用公共缓冲池交换数据。

设缓冲池有N个缓冲块，进程A每次生成一个数据块存入一空缓冲区，进程B每次从缓冲池中取出一个满的缓冲块。

试用信号量及P、V操作实现进程A和B的同步。

试用信号量写出两个进程的同步算法,要求写出信号量的初值。

（8分）2.某系统有A、B、C、D四类资源可供五个进程P1、P2、P3、P4、P5共享。

系统对这四类资源的拥有量为:A（1）现在系统中的各类资源还剩余多少？（2分）（2）现在系统是否处于安全状态？为什么？（5分）（3）如果现在进程P2提出需要A类资源0个、B类资源4个、C类资源2个和D类资源0个，系统能否去满足它的请求？请说明原因。

（5）3. 假定当前磁头位于100号磁道，进程对磁道的请求序列依次为57，61，39，20，88，161，139，38，175。

当采用先来先服务和最短寻道时间优先算法时，总的移动的磁道数分别是多少？（请给出寻道次序和每步移动磁道数）（8分）湖北科技学院2013学年秋季学期2011级计算机科学与技术、网络工程专业《操作系统原理》期末考试试卷 A卷参考答案一、判断题（每题1分，共10分）(1-5) T F T T F (6-10)F F T F F二、单项选择题（每题2分，共30分）1-5 A C A C B 6-10 A C A B C 11-15 C B C A B三、概念题（每个4分，共20分）1.文件系统文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构，即在磁盘上组织文件的方法。

从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。

具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。

2.设备独立性设备独立性，即应用程序独立于具体使用的物理设备。

为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念。

在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称。

因此，系统须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能，这非常类似于存储器管理中所介绍的逻辑地址和物理地址的概念。

3.线程线程，有时被称为轻量级进程，是程序执行流的最小单元。

线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点儿在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

4.死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。

死锁的发生必须具备以下四个必要条件：（1）互斥条件；（2）请求和保持条件（3）不剥夺条件（4）环路等待条件。

5.SPOOLingSPOOLing（Simultaneous Peripheral Operation On-Line）技术，即外部设备联机并行操作，是为实现低速输入输出设备与高速的主机之间的高效率数据交换而设计的。

通常称为“假脱机技术”，又称为排队转储技术。

具体来说，SPOOLing技术在输入输出之间增加了“输入井”和“输出井”的排队转储环节，以消除用户的“联机”等待时间。

四、简答题（每小题6分，共12分）1. 画图说明分页系统的地址变换过程。

主要过程：分解逻辑地址的页号和页内地址，处理异常，查页表得到块号，用块号替换原页号，与原页内地址组合，得到物理地址。

2. 简述在UNIX系统中用open函数创建一个新文件的过程。

应用层调用open,--->进入内核系统调用接口-->VFS接口--->具体文件系统接口-->分配i结点，在内核和物理媒介维护文件结构和数据，返回句柄指向内核文件信息结构体。

五、程序与算法（共28分）1.参考答案（8分）初始状态：semaphore mutex=1;semaphore empty=N;semaphore full=0;int in,out = 0;item p [20];A进程：void Producer(){while(ture){producer an item in nextp;wait(empty);wait(mutex);p[in] := nextp;in := (in+1) mod N;signal(mutex);signal(full);}}B进程：void Consumer(){while(ture){wait(full);wait(mutex);nextc := p[out];out := (out+1) mod N;signal(mutex);signal(empty);}}2.（1）（0，6，1，0）（2分）（2）安全，因为存在执行序列p1->p3->....，使全部进程满足资源请求而执行完成（5分）(3) 暂无法满足，因为资源不足，可用(0,6,1,0),请求(0,4,2,0)，请求>可用，进程等待（5分）3.先来先服务43 +4+ 22+ 19+ 68+ 73+ 22+ 101 + 137 = 489 （3分）最短寻道时间优先12 + 27 + 4 +18 + 1+ 18 + 119 + 22 + 14 = 235 （5分）。