2022年上海建桥学院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、为支持CD-ROM小视频文件的快速随机播放，播放性能最好的文件数据块组织方式是（）。

A.连续结构B.链式结构C.直接索引结构D.多级索引结钩2、下面关于文件系统的说法正确的是（）。

A.文件系统负责文件存储空间的管理，但不能实现文件名到物理地址的转换B.在多级目录结构中，对文件的访问是通过路径名和用户目录名进行的C.文件可以被划分成大小相等的若干物理块，且物理块大小也可以任意指定D.逻辑记录是对文件进行存取操作的基本单位3、下面关于进程的叙述中，正确的是（）A.进程获得CPU运行是通过调度得到的B.优先级是进程调度的重要依据，确定就不能改变，C.单CPU的系统中，任意时刻都有一个进程处于运行状念D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为阻塞4、现行3个同时到达的作业J1，J2，J3，它们的执行时，间分别是T1，T2和T3，且T1，<T2<T3。

若系统按单道方式运行且采用短作业优先调度算法，则平均周转时问是（）。

A.T1+T2+T3B. T1+T2+T3 /3C.（3T1+2T2+T3）/3D.（T1+2T2+3T3）/35、在支持多线程的系统中，进程P创建的若干个线程不能共享的是（）A.进程P的代码段B.进程P中打开的文件C.进程P的全局变量D.进程P中某线程的找指针6、总体上说，“按需调页”（Demand-Paging）是个很好的虚拟内存管理策略。

但是，有些程序设计技术并不适合于这种环境，例如（）A.堆栈B.线性搜索C.矢量运算D.分法搜索7、考虑页面替换算法，系统有m个页帧（Frame）供调度，初始时全空：引用串（Reference String）长度为p.包含了n个不同的页号，无论用什么算法，缺页次数不会少于（）A.mB.pC.nD.min（m，n）8、下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是（）。

A.系统调用B.中断C.库函数D.原语9、列选项中，不可能在用户态发生的事件是（）。

A.系统调用B.外部中断C.进程切换D.缺页10、操作系统的I/O子系统通常由4个层次组成，每-层明确定义了与邻近层次的接口，其合理的层次组织排列顺序是（）。

A.用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序D.用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序11、（）是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

A.Spooling 技术B.虚拟存储技术C.覆盖与交换技术D.通道技术12、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这矛盾可采用（）。

A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚拟技术二、填空题13、被中断进程的现场信息是由一中断处理程序，程序将其保存到__________中的。

14、能使计算机系统接收到__________后及时进行处理，并在严格的规定时间内处理结束，再给出__________的操作系统称为“实时操作系统”。

15、磁盘是一种可共享设备，在若干文章者请求读写磁盘时，系统要进行磁盘的驱动调度，对磁盘来说，驱动调度由__________和__________组成。

16、用户调用__________和__________打开文件操作来申请对文件的使用权。

17、MS-DOS启动的方式有两种：__________和__________18、可防止死锁的资源分配策略有__________、__________和__________。

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

20、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。

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、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. （）23、用户程序有时也可以在核心态下运行. （）24、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. （）25、清内存指令只能在管态下执行. （）26、同一文件系统中不允许文件同名，否则会引起混乱. （）27、一旦出现死锁，所有进程都不能运行. （）28、打印机是一类典型的块设备. （）29、所谓最近最少使用（）30、优先数是进程调度的重要依据，一旦确定不能改变. （）四、名词解释题31、进程控制块PCB：32、作业：33、安全序列：34、工作集：35、物理记录：36、断点：五、简答题37、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？38、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39、试比较进程调度与作业调度的不同点。

40、从资源管理的角度说明操作系统的主要功能？41、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？为什么六、综合题42、针对文件的目录结构回答以下问题：1）若一个共享文件可以被用户随意删除或修改，会有什么问题？2）若允许用户随意地读写和修改目录项，会有什么问题？3）如何解决上述问题？43、已知系统为32位实地址，采用48位虚拟地址，页面大小为4KB，页表项大小为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，那么命小率需要至少多少？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？44、叙述在中断控制方式中输入请求I/O处理的详细过程。

45、现有3名学生S1、S2和S3上机实习，程序和数据都存放在同一磁盘上。

若3人编写的程序分别为PI、P2和P3，要求这3个学生用自编的程序调用同，个数据文件A进行计算，问：1）若文件A作为共享文件，系统应采用何种目录结构？画出示意图。

2）若学生S1、S2、S3都将自己的程序名起为P，则1）中的目录结构能否满足要求？3）对于2），系统是如何使每个学生获取其程序和数据的？参考答案一、选择题1、A2、D3、A4、C5、D6、D7、C8、A9、C10、A11、A12、C二、填空题13、【答案】PCB14、【答案】外部信号、反馈信号15、【答案】移臂调度、旋转调度16、【答案】建立、打开17、【答案】冷启动、热启动18、【答案】静态分配、按序分配、剥夺式分配19、【答案】准备、执行、等待20、【答案】相关临界区、时间三、判断题21、【答案】：错22、【答案】：错23、【答案】：错24、【答案】：错25、【答案】：对26、【答案】：对27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：对30、【答案】：错四、名词解释题31、进程控制块PCB：进程控制块是进程存在的唯一标识，它保存了系统管理和控制进程所必须的信息，是进程动态特性的集中表现。

32、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。

33、安全序列：针对当前分配状态来说，系统至少能够按照某种次序为每个进程分配资源（直至最大需求），并且使他们依次成功地运行完毕，这种进程序列[p1，p2，，pn]就是安全序列。

34、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。

35、物理记录：文件存储器上组织信息的一个单位。

它是文件存储器识别信息的单位。

36、断点：发生中断时，被打断程序的暂停点称为断点。

五、简答题37、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。

38、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.39、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.40、答：处理器管理，存储管理，文件管理，作业管理和设备管理.41、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.六、综合题42、【解析】1）将有可能导致共享该文件的其他用户无文件可用，或者使用了不是其需要的文件。

2）出现的问题有：用户可以通过修改目录项来改变对文件的存取权限，从而非法使用系统文件：另外，对目录项随意修改会造成管理混乱。

3）解决的方法是不允许用户直接执行上述操作，而必须通过系统调用来执行这些操作。

43、【解析】1）已知页面大小4KB=212B，即页内偏移量的位数为12。

采用48位虚拟地址，故虚页，号为48-12=36（位），页表项的大小为8B，则每页可容纳4KB/8B=512=29（项），所需多级页表的级数[36/9]=4，故应采用4级页表。

2）系统进行页面访问操作时，首先读取页面对应的页表项，有98%的概率可以在TLB中直接读取到（10ns），然后进行地址变换，访问内存读取页面（100ns），所需要的时间为10ns+100ns=110ns如果TLB 未命中（10ns），则要通过一次内存访问来读取页表项（100ns），地址变换后，再访问内存（100ns），因TLB访问失败后才开始访问内存，因此所需时间为10ns+100ns+100ns=210ns。

页表平均访问时间为[98%×110+（1-98%）×210]ns=112ns3）二级页表的情况下，TLB命中的访问的访问时间还是110ns，未命中的访问时间加上次内存访问时间，即2！Ons+100ns=310ns，所以平均访问时间为[98%×110+（1-98%）×310]ns=114ns4）本问是在第3问的基础上提出的，假设快表命中率为p，则应满足[p×110+（1-p）×310]ns≤120ns求解不等式得p≥95%。