操作系统导论期末试卷
一、单项选择题（每小题2分，共30分）
1．采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（B）将其移动。
A．用户有条件地B．用户无条件地
C．操作系统有条件地D．操作系统无条件地
2．如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用（D）来保证文件存取的安全。
A．重名翻译机构B．建立索引表
C．建立指针D．多级目录结构
3．在单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（D）。
A．顺序程序B．多道程序
C．并发程序D．并行程序
4．对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短( A )时间。
A.寻找
B.延迟
C.传送
D.启动
5．文件系统中，目录管理最基本的功能是（ D ）。
A．实现按名存取B.管理文件存储器的空闲空间
C.指出分配给文件的盘块的地址
D.管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块的地址
6．一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（C）状态。
A．运行B．等待C．就绪D．收容
7．临界区是指并发进程中访问共享变量的（D）段。
A．管理信息B．信息存储C．数据D．程序
8．一个分段存储管理系统中，地址长度为32位，其中段号占8位，则最大段长是（C）
A. 28字节
B.216字节
C.224字节
D.232字节9．UNIX系统中，文件存贮空间的管理采用的是（C）。
A．位图法B．空闲块表法
C．成组连接法D．单块连接法
10．由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（A ）。
A．提高内存利用率B．提高系统吞吐量
C．满足用户需要D．更好地满足多道程序运行的需要
11．下列用于实现虚拟设备的技术是（ C ）。
A．PCB B．DMA C．SPOOLing D．FCB
12．破坏“部分分配条件”主要用于实现死锁的（ A ）。
A．预防B．避免C．检测D．恢复
13．一个实行分页存贮管理的系统，内存块长度为2K,现有一作业其地址空间大小为5K,那么该作业装入内存后的存贮总量是（C ）。
A．4k B．5k C．6k D．7k
14.假设有5个进程竞争同类资源，如果每个进程需要三个该类资源，则至少需
要提供（C）个资源，才能保证不会发生死锁。
A.9
B.10
C.11
D.12
15.假设磁头当前处于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。
现有一个磁
道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用SCAN 调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是（A）。
A．110，170，180，195，68，45，35，12
B. 110，68，45，35，12，170，180，195
C．110，170，180，195，12，35，45，68
D．12，35，45，68，110，170，180，195
二、填空题（每空1分，共20分）
1.用来实现互斥的同步机制应该遵循___空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待____四条准则。
2．一个被创建的进程包括程序、数据、PCB(进程控制块)三部分，且这个新创建的进程处于阻塞状态状态。
3．某分页系统的逻辑地址结构采用16位，其中高6位用于页号，低10位用于页内地址，访问逻辑地址是2058，则页号2，页内地址2058 mod 1024=10。
4．文件在磁盘上面存贮结构主要有顺序,索引,链接三种。
5．有一个含8个盘片的双面硬盘，盘片每面有150条磁道，则该硬盘的柱面数为150。
6．一个作业要想得到处理机执行，必须经过两级调度，第一级调度是作业调度第二级调度是进程调节器度。
7．如果生产者消费者问题中共享的缓冲器的容量为8，物品存入缓冲器的同步信号量SP的初始值应为2。
8．如果有5个进程共享同一程序段，每次允许3个进程进入该程序段，若用PV操作作为同步机制则信号量S的取值范围是。
9．无交互能力的操作系统是多道批处理系统。
10．主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。
三、简答题(每小题5分，共20分）
1．页表的作用是什么？请求分页技术与分页技术的根本区别是什么？
答：页表的作用实现从页号到物理块号的地址映射。
根本区别请求分页提
供虚拟存储器，而简单分页系统并未提供虚拟存储器
2. 什么叫通道？通道的作用是什么？
答：通道是一个独立于CPU的专管1/0控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。
它有自己的通道指令，这些通道指令由CPU启动，并在操作结束时向CPU发中断信号。
通道方式进一步减轻了CPU的工作负担，增加了计算机系统的并行工作程度。
3．什么是处理机的核心态和用户态？为什么要设置这两种不同的状态？。
答：3.当执行操作系统程序时，处理机处于核心态。
它有较高的特权，可以执行所有的指令，包括一般用户程序中不能使用的特权指令，从而能对所有寄存器和内存进行访问，启动i/0操作等。
用户程序是在用户态下执行，它的权限较低，只能执行指令集中非特权指令。
设置这两种不同状态的目的是为了保护操作系统程序(特别是其内核部分)，防止受到用户程序的损害。
4．什么是抖动？产生抖动的原因是什么？
答：抖动是影象重叠,产生抖动的原因是相机的震动指采光对象通过镜头对感光片的多重感光导致影象重叠
四、综合题（每小题10 分，共30分）
1．某页式虚拟存储管理系统的物理空间共3K，页面大小为1K，一进程按下列地址顺引用内存单元：
3635，
3632,1140,3584,2892,3640,0040,2148,1700,2145,3209,0000,1102,1100。
如果上述数字均为十进制数,而内存中尚未装入任何页，
1）给出使用LRU算法和FIFO算法时的缺页次数，并对这两种情况进行比较。
2）若页表在内存，如果访问内存需要0.2us,有效访问时间为多少？如果加一快表，且假定在快表中找到页表项的机率达90%，则有效访问时间又为多少？
（假定查快表花的时间为0）
答：1）根据题意，分配给作业的内存块数为3，而页面的引用次序为：3、3、1、3、2、3、O、2、l、2、3、O、l、1。
因此，可以计算出，采用LRU算法时，缺页次数为8，采用FIFO算法时，缺页次数为6。
LRU算法用最近的过去来作为预测最近的将来的依据，一般认为其有较好的性能，但实现时，要记录最近在内存的每个页面的使用情况，比FIFO 困难，其开销也大。
有时，因页面的过去和未来的走向之间并无必然的联系，如上面，LRU算法的性能就没有想象中的那么好。
2）每次访问数据时，若不使用快表，则需要两次访问内存，即先从内存的页表中读出页对应的块号，然后再根据形成的物理地址去存取数据；使用快表时，若能从快表中直接找到对应的页表项，则可立即形成物理地址去访问相应的数据，否则，仍需两次访问内存。
如果访问内存需要0.2us，有效访问时间为:2*0.2=0.4us，如果增加一个快表，有效访问时间为:0.9*0.2+（1-0.9）*2*0.2=0.22us
2．某个文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，每个
盘块的大小为512字节，如果每个盘块号需用2个字节来描述，则该系统需要设置几次间址项？给出详细分析过程。
答：如果盘块地址只需用2个字节来描述，则该磁盘系统中盘块的数目将小于等于216即65536块，故文件的大小也不会超过65536块：而每个盘块中可存放256个盘块号，因此系统最多只要用到二次间址。
实际上，使用1个一次间址项和1个二次间址项后．允许文件的最大长度已达11+256+256×256块，已经超出了该磁盘系统中实际的盘块数目。
3．在一个飞机订票系统中，多个用户共享一个数据库。
各用户可以同时查询信息，若有一个用户要订票，需更新数据库时，其余所有用户都不可以访问数据库。
请用P，V操作设计一个同步算法，实现用户查询与订票功能，要求：当一个用户订票而需要更新数据库时，不能因不断有查询者到来，而使其长时间等待。
利用信号量机制保证其正常执行。
答：为了达到这一控制效果，可以引入一个变量rc，用于记录当前正在运行的读者进程数。
每个读者进程进入系统后需对rc值加1。
当rc值由0变为1时，说明是第一个读者进程进入，因此需要该读者进程对控制写者进程的信号量Srw进行P操作，以便与写者进程互斥运行：当rc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量已经过P操作控制禁止写者进程进入，因此不需要再次对该信号量进行P操作。
当读者进程退出时，需对rc做减1操作。
如发现减1后rc值变为0，说明是最后一个读者进程退出，因此需要该读者进程对控制写者进程的信号量Srw进行V操作，以便写者进程能够进入。
资源计数变量rc也是一个临界资源，需要用信号量Src对它进行互斥访问控制。
为了提高写者的优先级，我们还增加了一个信号量s，用以在写进程到达时封锁其后续的读者进程。
用户查询与订票的逻辑框图如下图所示。