2022年黑龙江科技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年黑龙江科技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、若某文件系统索引节点（inode）中有直接地址项和间接地址项，则下列选项中，与单个文件长度无关的因素是（）.A.索引节点的总数B.间接地址索引的级数C.地址项的个数D.文件块大小2、无结构文件的含义是（）A.变长记录的文件B.索引文件C.流式文件D.索引顺序文件3、要实现两个进程互斥，设一个互斥信号量mutex.当mutex为0时，表示（）。

A.没有进程进入临界区B.有一个进程进入临界区C.有一个进程进入临界区，另外一个进程在等候D.两个进程都进入临界区4、中断扫描机构是（）扫描次中断寄存器。

A.每隔一个时间片B.每条指令执行周期内最后时刻C.每当进程释放CPUD.每产生一次中断5、与单道程序相比，多道程序系统的优点是（）I.CPU 利用率高II.系统开销小III.系统吞吐量大IV. I/O设备利用率高A.仅I、IIIB.仅I、IVC. 仅II、IIID.仅I、III，IV6、下列选项中，属于多级页表优点的是（）。

A.加快地址变换速度B.减少缺页中断次数C.减少页表项所占字节数D.减少页表所占的连续内存空间7、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，IVB. 仅I、IVC. 仅ID.I、II、III、IV8、下列选项中，不是操作系统关心的主要问题的是（）。

A.管理计算机裸机B.设计、提供用户程序与计算机及计算机硬件系统的接口C.管理计算机中的信息资源D.高级程序设计语言的编译9、用户程序在口态下使用特权指令引起的中断属于（）。

A.硬件故障中断B.程序中断C.外部中断D.访管中断10、采用SPOOLing技术后，使得系统资源利用率（）。

A.提高了B.有时提高，有时降低C.降低了D.提高了，但出错的可能性增人了11、下列关于SPOOLing的叙述中，不正确的是（）A.SPOOLing系统中必须使用独占设备B.SPOOLing系统加快了作业执行的速度C.SPOOLing系统使独占设备变成了共享设备D.SPOOLing系统利用了处理器与通道并行上作的能力12、 I/O中断是CPU与通道协调I作的种于段，所以在（）时，便要产生中断。

A.CPU执行“启动I/O”指令而被通道拒绝接收B.通道接受了CPU的启动请求C.通道完成了通道程序的执行D.通道在执行通道程序的过程中二、填空题13、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__________。

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

15、在UNIX中，对磁盘空闲块采用成组连接方式，每一组的第一个空闲块中登记了下一组空闲块的__________和__________。

16、作为资源管理器的操作系统，具有处理机管理、主存管理、__________和__________五大功能。

17、主存储器与外围设备之间的__________操作称为输入输出操作。

18、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。

19、通道程序是由__________组成的；启动通道工作前，必须把通道程序首地址存放到__________中。

20、中断是计算机系统的一个重要部分，中断机制包括硬件的__________和__________。

三、判断题21、选择通道主要用于连接低速设备. （）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、存储保护的目的是限制内存的分配. （）24、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. （）25、一旦出现死锁，所有进程都不能运行. （）26、系统处于不安全状态不一定是死锁状态. （）27、对文件进行读写前，要先打开文件. （）28、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块. （）29、用户程序有时也可以在核心态下运行. （）30、原语和系统调用的主要区别在于两者的实现方法不同. （）四、名词解释题31、顺序性：32、抢占式调度：33、进程调度：34、碎片：35、目录文件：36、设备的无关性：五、简答题37、试述分区管理方案的优缺点38、为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率？39、影响缺页中断率的因素有哪些？40、请说明在生产者一消费者问题的描述中，P操作颠倒会产生死锁吗？为什么？41、主存空间信息保护有哪些措施？六、综合题42、为什么要设置内存I/O缓冲区？通常有哪几类缓冲区？43、设内存中有3道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。

它们的计算和I/O操作的时间见表1-1，假设3道程序使用相同设备进行1/O操作，即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的执行时间忽略不计），并回答在这两种情况下，完成这3道程序分别需要多长时间（多道运行时采用抢占式调度策略）。

44、桌上有空盘，允许存放一个水果。

爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放橘子，儿子专等吃盘中的橘了，女儿专等吃盘中的苹果。

规定当盘空时一次只能放一个水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿3个并发进程的同步。

45、在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间为t，CPU将对一块数据进行处理的时间为c，将缓冲区的数据传送到用户区所花时间为m，那么在单缓冲和双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？参考答案一、选择题1、A2、C3、B4、B5、D6、D7、C8、D9、D10、A11、D12、C二、填空题13、【答案】通信、共享14、【答案】写、执行15、【答案】块号、空闲块数16、【答案】文件管理设备管理、作业管理17、【答案】信息传送18、【答案】相关临界区、时间19、【答案】通道命令（或COW）、通道地址字（或CAW）20、【答案】中断装置、操作系统的中断服务程序三、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】：对27、【答案】：对28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：错四、名词解释题31、顺序性：是指顺序程序所规定的每个动作都在上个动作结束后才开始的特性。

32、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。

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、碎片：在分区法中，内存出现许多容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”。

35、目录文件：全由目录项构成的文件成为目录文件。

36、设备的无关性：也称设备独立性，就是说，用户程序应与实际使用的物理设备无关，由操作系统来考虑因实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。

五、简答题37、答：优点：算法较简单，容易实现，内存开销少，存储保护措施简单.缺点：内存使用不充分，存在较严重的碎片问题，38、答：①多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间，②作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源。

③作业执行过程中不再访问低速设备，而直接访问高速的磁盘设备，缩短执行时间。

④作业成批输入，减少了从操作到作业的交接时间39、答：4个因素，分别是：（1）分配给程序的主存块数；（2）页面的大小；（3）程序编制方法；（4）页面调度算法40、答：如果将生产者执行的两个P操作顺序颠倒，会产生死锁。

因为，在这种情况下，当缓冲区都为满时，生产者仍可顺利执行P（mutex）操作，于是它获得了对缓冲区的存取控制权。

然后，当它执行P（mutex）操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。

能够将这个生产者进程释放的唯一途径是消费者从缓冲区取出了一个产品，并执行V（mutex）操作。

但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，所以没有一个消费者能够取得对缓冲区的存取控制权。

因此，出现了生产者和消费者的互相死等的局面。

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】设置内存I/O缓冲区的主要原因如下。

1）缓和CPU 和I/O设备间速度不匹配的矛盾。

“般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行I/O。

以输出为例，若没有缓冲区，则程序在输出时，必然由于打印机速度跟不上而使CPU等待：然而在计算阶段，打印机又因无输入数据而无事可做。

如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行：而打印机可以从缓冲区取出数据慢慢打印。

2）减少中断CPU的次数，例如，假定设备只用位：二进制位接收从系统外传来的数据，则设备每收到一位"进制数就要中断CPU 次，若数据通信速率为9.6kbit/s，则中断CPU的频率也为9.6kHz，若设置一个具有8位的缓冲寄存器，则使CPU被中断的次数降为前者的1/8。

3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。

由于在CPU和设备之问引入了缓冲区，CPU可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息；相应地，设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取，信息。

在CPU工作的同时，设备也能进行输入/输出操作，这样CPU和I/O设备可以并行上作。

通常有4类缓冲区：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。

43、【解析】若采用单道方式运行这3道程序，则运行次序为A、B、C，即程序A先进行30ms的计算，再完成40ms的I/O操作，最后再进行10ms的计算；接下来程序B先进行60ms的计算，再完成30ms的I/O操作，最后再进行10ms的计算；然后程序C先进行20ms的计算，再完成40ms的I/O操作，最后再进行20ms的计算。

至此，3道程序全部运行完毕。

若采用多道方式运行这3道程序，因系统按照A、B、C的优先次序执行，则在运行过程中，无论使用CPU还是1/O设备，A的优先级最高，B的优先级次之，C的优先级最低，即程序A先进行30ms的计算，再完成40ms的1/0操作（与此同时，程序B进行40ms的计算），最后再进行10ms的计算（此时程序B等待，程序B的第一次计算已经完成40ms，还剩余20ms）：接下来程序B先进行剩余20ms的计算，再完成30ms的I/0操作（与此同时，程序C进行20ms的计算，然后等待1/O设备），最后再进行10ms的计算（此时程序C执行1/0操作10ms，其I/0操作还需30ms）：然后程序C先进行30ms的IO操作，最后再进行20ms的计算。