2022年太原理工大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、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20msP2：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.240msB.260msC.340msD.360ms2、下列观点中，不是描述操作系统的典型观点的是（）。

A.操作系统是众多软件的集合B.操作系统是用户和计算机之间的接口C.操作系统是资源的管理者D.操作系统是虚拟机3、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4、下列关于管程的叙述中，错误的是（）。

A.管程只能用于实现进程的互斥B.管程是由编程语言支持的进程同步机制C.任何时候只能有一个进程在管程中执行D.管程中定义的变量只能被管程内的过程访问5、设有n个进程共用一个相同的程序段，若每次最多允许m个进程（mSn）同时进入，临界区，则信号量的初值为（）。

A.nB.mC.m-nD.-m6、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，1000μsB.1550μs，1100μsC.1550μs，1550μsD.2000μs，2000μs7、 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8、下列关于索引表的叙述，（）是正确的。

A.索引表每个记录的索引项可以有多个B.对索引文件存取时，必须先查找索引表C.索引表中含有索引文件的数据及其物理地址D.建立索引表的目的之一是为减少存储空间9、操作系统为了管理文件，设计了文件控制块（FCB），文件控制块的建立是（）.A.在调用create（）时B.在调用open（）时C.在调用read（）时D.在调用write（）10、在分页虚拟存储管理中，“二次机会”调度策略和“时钟”调度策略在决定淘汰哪一页时，都用到了（）。

A.虚实地址变换机构B.快表C.引用位D.修改位11、下列存储管理方式中，会产生内部碎片的是（）。

I.请求分段存储管理II.请求分页存储管理III.段页式分区管理IV.[固定式分区管理A.I、II、IIIB.III，IVC.只有IID.II、III、IV12、下面有关外层页表的叙述中错误的是（）。

A.反映在磁盘上页面存放的物理位置B.外层页表是指页表的页表C.为不连续（离散）分配的页表再建立一个页表D.若有了外层页表，则需要一个外层页表寄存器就能实现地址变换二、填空题13、通道把通道程序执行情况记录在__________中；通道完成一次输入输出操作后，以__________方式请求中央处理器进行干预。

14、把并发进程中与共享变量有关的程序段称为__________15、辅助存储器只能与__________相互传递信息。

16、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。

17、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__________。

18、为了保证操作的正确性，中央处理器设置有两种工作状态：__________和__________。

19、文件操作主要有__________、打开文件、读文件、写文件、__________、删除文件等几种主要操作。

20、固定分区存储管理中的作业装入固定的主存区域，故可采用__________方式装入。

三、判断题21、固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间. （）22、引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数. （）23、磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取. （）24、进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透明的. （）25、选择通道主要用于连接低速设备. （）26、在虚存系统中，只要磁盘空间无限大，作业就能拥有任意大的编址空间. （）27、所有进程都进入等待状态时，系统陷入死锁. （）28、不可抢占式动态优先数法一定会引起进程长时间得不到运行. （）29、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. （）30、清内存指令只能在管态下执行. （）31、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. （）32、进程控制块中的所有信息必须常驻内存. （）四、名词解释题33、分时：34、虚拟设备：35、中断响应：36、碎片：37、工作集：38、作业调度：五、简答题39、存储管理的主要功能是什么40、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41、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。

42、操作系统为用户提供哪些接口？43、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么44、从资源管理的角度说明操作系统的主要功能？六、综合题45、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？46、某火车订票系统可供多个用户同时共享一个订票数据库。

规定允许多个用户同时查询该数据库，有查询者时，用户不能订票：有用户订票而需要更新数据库时，不可以有其他用户使用数据库。

请用P、V操作写出查询者和订票者的同步执行程序。

47、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小4KB，页表项人小为8B；每段最大为4GB。

1）假设系统使用纯页式存储，则要采用多少级页表，页内偏移多少位？2）假设系统采用一级页表，TLB命中率为98%，TLB访问时间为10ns，内存访问时间为100ns，并假设当TLB访问失败后才开始访问内存，问平均页面访问时间是多少？3）如果是二级页表，页面平均访问时间是多少？4）上题中，如果要满足访问时间<120ns，那么命中率需要至少多少？5）若系统采用段页式存储，则每用户最多可以有多少个段？段内采用儿级页表？参考答案一、选择题1、B2、A3、D4、A5、B6、B7、C8、B9、A10、C11、D12、A二、填空题13、【答案】通道状态字（或CSW）、中断（或I/O中断）14、【答案】临界区15、【答案】内存16、【答案】管或系统、目或用户17、【答案】块号、空闲块数18、【答案】管态（系统态、核心态）、目态（用户态）19、【答案】建立文件、关闭文件20、【答案】静态重定位三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：对23、【答案】：对24、【答案】：对25、【答案】：错26、【答案】：错27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：对30、【答案】：对31、【答案】：错32、【答案】：错四、名词解释题33、分时：在分时系统中，分时主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。

34、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。

35、中断响应：发生中断时，cpu暂停执行当前的程序，转去处理中断这个由硬件对中断请求做出反应的过程，称为中断响应。

36、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”。

37、工作集：工作集是一个进程在某一小段时间内访问页面的集合。

利用工作集模型可防止抖动，也可以进行页面置换。

38、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。

五、简答题39、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.40、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.41、答：死锁的防止是系统预先确定一些资源分配策略，进程按规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配，从而防止死锁的发生，而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程，使系统一直处于安全状态之中，从而避免死锁42、答：操作系统为用户提供两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户提供控制作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序提供服务功能43、答：在每个进程中访问临界资源的那段程序叫临界区，进程进入临界区的调度原则是：如果有若干进程要求进入空闲的临界区一次仅允许一个进程进②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个.如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待③ 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现"忙等"现象.44、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45、【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。

46、【解析】本题是个典型的读者-写者问题，查询者是读者，订票者是写者。

读者-者问题的主要要求是：①允许多个读者共享对象。

②不允许写者和其他读者或写者同时访问共享对象。

为了达到上述控制，引入一个变量readcount，用于记录当前正在运行的读者进程数以及读斥信号量rmutex和写互斥信号量wmutex。

每个读者进程进入系统后需对readcount加1。

当readcount的值由0变为1时，说明是第·个读者进程进入，A此需要该读者进程对控制写者进程的信号量wmutex进行P操作，以便与写者进程互斥运行：当readcount的值由非0值增加时，说明不是第一个读者进程，此时控制写者进程的信号最已进行过P操作，已经禁止写者进程进入，因此不需要再次对该信号量进行P操作。