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            操作系统试题100分(含答案)


            一,单项选择题(本大题共 20 小题,每小题 1 分,共 20 分) . . 1 操作系统是一种(A) A.系统软件 B.系统硬件 C.应用软件 D.支援软件 2.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但(D) . A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源的分配 C.不能缩短作业的执行时间 D.在作业执行时用户不能直接干预 3.若干个等待占有 CPU 并运行的进程按一定次序链接起来的队列称为(D) . A.运行队列 B.后备队列 C.等待队列 D.就绪队列 4.操作系统中的存储管理是指对(A)的管理. A.主存 B.辅存 C.Cache D.都不是 5.在段式存储管理中,以下说法正确的是(D) . A.段是等长的 B.段间逻辑地址一定连续 C.段间绝对地址一定不连续 D.以段为单位分配,每段分配一个连续区域 6.在文件系统中,要求物理块必须连续的物理文件是(A) . A.顺序文件 B.链接文件 C.串联文件 D.索引文件 7.能用来唯一标志某个逻辑记录的数据项,我们称该数据项被称为记录的(A ) . A.主键 B.次键 C.索引 D.指针 . 8.下面属于共享设备的是(C) A.输入机 B.打印机 C.磁盘机 D.都不是 9.在批处理方式下,操作员把一批作业组织成(B)成批地输入系统. A.作业步 B.作业流 C.子程序 D.程序组 10.在作业调度算法中并不考虑(C) . A.公平性 B.极大的流量 C.用户界面友好 D.均衡使用资源 11.临界区表明(C) . A.临界区里资源处于临界状态 B.临界区里资源对系统而言非常重要 C.具有并发进程共享使用的资源 D.在同一时刻可被进程共享 12.计算机启动时,首先执行的是(A) . A.引导程序 B.中断服务程序 C.用户程序 D.接口程序 13.进行主存空间分配的物理单位是(B) . A.页 B.块 C.段 D.物理地址 14.解除死锁一般采用终止进程和(B)两种方法. A.关闭系统 B.抢夺资源 C.后退执行 D.重新执行进程 15.对资源进行按序分配,则(C) . A.会发生进程死锁 B.会发生进程互斥 C.不会发生进程死锁 D.不会发生进程互斥使用资源 16.UNIX 中地址转换工作由(C)完成. A.基址寄存器 B.软件编程实现 C.硬件地址转换机构 D.硬件地址映射 17.进程的(A)和并发性是两个很重要的属性. A.动态性 B.静态性 C.易用性 D.顺序性 18.文件系统的"按名存取"主要通过(A)实现. A.目录管理 B.存储空间管理 C.文件安全管理 D.文件读写管理

            19.系统利用 SPOOLing 技术实现(A) . A.虚拟设备 B.对换原理 C.磁带系统 D.虚拟存储 20.中央处理器可以直接存取(D)中的信息. A.硬盘 B.光盘 C.软盘 D.内存 二,填空题(本大题共 6 小题,每空 1 分,共 16 分) . 1.批处理操作系统, 分时 操作系统和 实时 操作系统是基本的操作系统. 2.计算机的外围设备可以分为存储型设备与输入输出型设备 . 3.用户按 逻辑 结构使用文件,文件系统按 物理 结构管理文件. 4.操作系统的特征有 并发 , 共享, 虚拟和 异步性 ;其中最基本的特征是 并发和 共享. 5.磁盘中的每一块都有确定的和唯一的地址,地址常用"柱面号,磁头号,扇区号"来表 示. 6.网络操作系统把计算机网络中的各台计算机有机地连接起来,实现各台计算机之间的通 信 及网络中各种资源的 共享 . 三,简单题(本大题共 5 小题,共 20 分) . 1 OS 的作用可表现为哪几个方面? a. OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口; b. OS 作为计算机系统资源的管理者; c. OS 作为扩充机器. 2 进程有哪些基本状态?它们的变化关系是怎样的? 进程有三个基本状态:等待态,就绪态和运行态. 运行态可转变成等待态或就绪态, 前者是由于等待外设等资源, 后者是由于时间片用完等原 因引起的;等待态变成就绪态,是由于等待的条件已得到满足;就绪态变成运行态,是按调 度策略从就绪队列中选出一个进程占用处理器而引起的. 也可由图表示如下:
            就绪 时间片完 I/O完成 进程调度

            阻塞 I/O请求

            执行

            3 何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么? a. 死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局,若无外力作用,这些进程都将永远不 能再向前推进; b. 产生死锁的原因有二,一是竞争资源,二是进程推进顺序非法; c. 必要条件是:互斥条件,请求和保持条件,不剥夺条件和环路等待条件. 4 一个计算机系统的虚拟存储器,其最大容量和实际容量分别由什么决定? 最大容量由内存和外存之和决定,实际容量由内存决定. 5 UNIX 系统核心分成哪两大部分?各包含哪些功能? a. UNIX 系统核心分为进程控制子系统部分和文件子系统部分; b. 进程控制子系统包含进程控制,进程通信,存储器管理和进程调度功能;文件子系统包 含文件管理,高速缓冲机制和设备驱动程序的功能.

            四,综合题(本大题共 6 小题,共 44 分) . 1 假设某个采用页式虚拟存储管理的系统接收了一个共 7 页的作业, 作业执行时依次访问的 页为 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3 和 6,当分配给该作业 的物理块数分别为 4 和 5 时,应用下面的页面替换算法,计算各会出现多少次缺页中断? (1)LRU(最近最久未使用算法) ; (2)FIFO(先进先出算法) . 解: (1)采用 LRU 页面置换算法,分配的物理块数为 4 时的页面置换情况如表所示: 页 面 走 向 块1 块2 块3 块4 缺页 缺 缺 缺 1 1 2 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 缺 2 1 5 1 2 5 4 缺 6 1 2 5 6 缺 2 1 2 3 1 2 3 6 缺 7 1 2 3 7 缺 6 6 2 3 7 缺 3 2 1 6 2 3 1 缺 2 3 6

            缺页中断次数为 10. 采用 LRU 页面置换算法,分配的物理块数为 5 时的页面置换情况如表所示: 页面走向 块1 块2 块3 块4 块5 缺页 缺 缺 缺 缺 1 1 2 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 2 1 5 1 2 3 4 5 缺 6 1 2 6 4 5 缺 2 1 2 3 1 2 6 3 5 缺 7 1 2 6 3 7 缺 6 3 2 1 2 3 6

            缺页中断次数为 8. (2)采用 FIFO 页面置换算法,分配的物理块数为 4 时的页面置换情况如表所示: 页 面 走 向 块1 块2 块3 块4 缺 页 缺 缺 缺 1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6

            1

            1 2

            1 2 3

            1 2 3 4 缺

            5 2 3 4 缺

            5 6 3 4 缺

            5 6 2 4 缺

            5 6 2 1 缺

            3 6 2 1 缺

            3 7 2 1 缺

            3 7 6 1 缺

            3 7 6 2 缺

            1 7 6 2 缺

            1 3 6 2 缺

            缺页中断次数为 14. 采用 FIFO 页面置换算法,分配的物理块数为 5 时的页面置换情况如表所示: 页 面 走 向 块1 块2 块3 块4 1 1 2 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 2 1 5 1 2 3 4 6 6 2 3 4 2 1 6 1 3 4 2 6 1 2 4 3 6 1 2 3 7 6 1 2 3 6 3 2 1 2 3 6

            块5 缺页 缺 缺 缺 缺

            5 缺

            5 缺

            5 缺

            5 缺

            5 缺

            7 缺

            缺页中断次数为 10. 2 假定磁带的记录密度为每英寸 3600 个字符,每个逻辑记录长度为 480 个字符,块与块之 间的间隙为 0.5 英寸,现有 1000 个逻辑记录需要存储到磁带上,分别回答下列问题. (1)不采用成组操作时磁带空间的利用率. (2)采用以 5 个逻辑记录为一组的成组操作时磁带空间的利用率. (3)为了使磁带空间的利用率大于 60%,采用记录成组时其块因子至少为多少? 解: (1)间隔=3600×0.5=1800(字符) 480÷(480+1800)=21% 这说明不采用成组操作时磁带空间的利用率为 21%. (2) (480×5)÷(480×5+1800)=57% 这说明采用成组操作时磁带空间的利用率为 57%. (3)设块因子为 X,则 480X÷(480X+1800)>0.6 X>5.6 这说明块因子至少为 6. 3 假定某磁盘共有 200 个柱面,编号为 0~199,如果在为访问 143 号柱面的请求者服务后, 当前正在为访问 125 号柱面的请求者服务, 同时有如果请求者在等待服务, 它们依次要访问 的柱面号为:86,147,91,177,94,150,102,175,130.请回答下列问题: (1)分别用先来先服务算法,最短寻找时间优先算法,电梯调度算法和单向扫描算法来确 定实际的服务次序. (2)按实际的服务次序,计算上述算法中移动臂移动的距离. 解:先来先服务算法的实际服务次序和移动的柱面数如下: 125-86-147-91-177-94-150-102-175-130 移动臂需要移动的距离为 547 个柱面. 最短寻找时间优先算法的实际服务次序和移动的柱面数如下: 125-130-147-150-175-177-102-94-91-86 移动臂需要移动的距离为 143 个柱面. 电梯调度算法的实际服务次序和移动的柱面数如下: 由于磁头从 143 到 125 方向访问, 所以需要 125 后应继续向 102 方向移动. 故访问顺序如下: 125-102-94-91-86-130-147-150-175-177 移动臂需要移动的距离为 130 个柱面. 单向扫描算法的实际服务次序和移动的柱面数如下: 125-130-147-150-175-177-199-0-86-91-94-102 移动臂需要移动的距离为 375 个柱面. (其中包括移动臂由里向外快速返回时移动的 199 柱 面,从 199 移动到 0 柱面) 4 在一单道批处理系统中, 一组作业的提交时刻和运行时间如表 1 所示. 试计算以下两种作 业调度算法的平均周转时间 T 和平均带权周转时间 W. (1)先来先服务; (2)短作业优先. 表 1 作业提交时刻和运行时间表 作业 1 2 提交时刻 8.0 8.5 运行时间 1.0 0.5

            3 4

            9.0 9.1

            0.2 0.1

            解:作业 i 的周转时间 Ti=作业 i 的完成时刻-作业 i 的提交时刻=作业 i 的运行时间+作 业 i 的等待时间 作业 i 的带权周转时间 wi=Ti÷作业的运行时间

            1 n 1 n ∑ Ti ∑Wi 作业的平均周转时间 T= n i =1 ,作业的平均带权周转时间 W= n i =1
            (1)采用先来先服务(FCFS)调度算法的作业运行情况如表所示: 作业执行次序 1 2 3 4 作业平均周转时 间 作业平均带权周 转时间 作业执行次序 1 3 4 2 作业平均周转时 间 作业平均带权周 转时间 提交时 刻 8.0 8.5 9.0 9.1 运行时 间 1.0 0.5 0.2 0.1 等待时 间 0 0.5 0.5 0.6 开始时 刻 8.0 9.0 9.5 9.7 完成时 刻 9.0 9.5 9.7 9.8 周转时 间 1.0 1.0 0.7 0.7 带权周转 时间 1.0 2.0 3.5 7.0

            T=(1.0+1.0+0.7+0.7)÷4=0.85 W=(1.0+2.0+3.5+7.0)÷4=3.375

            (2)采用短作业优先(SJF)调度算法的作业运行情况如表所示: 提交时 刻 8.0 9.0 9.1 8.5 运行时 间 1.0 0.2 0.1 0.5 等待时 间 0 0 0.1 0.8 开始时 刻 8.0 9.0 9.2 9.3 完成时 刻 9.0 9.2 9.3 9.8 周转时 间 1.0 0.2 0.2 1.3 带权周转 时间 1.0 1.0 2.0 2.6

            T=(1.0+0.2+0.2+1.3)÷4=0.675 W=(1.0+1.0+2.0+2.6)÷4=1.65

            5 假定系统中有 4 个进程 P1,P2,P3,P4 和 3 种类型的资源 R1,R2 和 R3,数量分别为 9, 3,6,在 t0 时刻的资源分配情况如表 2 所示. 表 2 t0 时刻的资源分配表 资 源 Max Allocation Need Available 情 况 进 程 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 P2 P3 P4 3 6 3 4 2 1 1 2 2 3 4 2 1 5 2 0 0 1 1 0 0 1 1 2 2 1 1 4 2 0 0 2 2 2 3 0 1 1 2

            试问: (1)t0 时刻是否安全? (2)P2 发出请求向量 Request2(1,0,1) ,系统能否将资源分配给它? (3)在 P2 申请资源后,若 P1 发出请求向量 Request1(1,0,1) ,系统能否将资源分配给它? (4)在 P1 申请资源后,若 P3 发出请求向量 Request3(0,0,1) ,系统能否将资源分配给它?

            [命题答案] (1)利用安全性算法对 t0 时刻的资源分配情况进行分析,可得表 4.2 所示的 t0 时刻的安全性分析,从中得知,t0 时刻存在着一个安全序列{P2,P1,P3,P4},故系统 是安全的. (2)P2 发出请求向量 Request2(1,0,1) ,系统按银行家算法进行检查: Request2(1,0,1)≤Need2(1,0,2) Request2(1,0,1)≤Available(1,1,2) 表 4.2 t0 时刻的安全性检查 资源 Work+ 情况 Work Need Allocation Finish 进 Allocation 程 R1 P2 P1 P3 P4 1 6 7 9 R2 1 2 2 3 R3 2 3 3 4 R1 1 2 1 4 R2 0 2 0 2 R3 2 2 3 0 R1 5 1 2 0 R2 1 0 1 0 R3 1 0 1 2 R1 6 7 9 9 R2 2 2 3 3 R3 3 3 4 6 true true true true true

            系统先假定可为 P2 分配资源,并修改 Available,Allocation2,Need2 向量,由此形成 的资源变化情况如表 4.3 所示. 再利用安全性算法检查此时系统是否安全,可得表 4.4 所示的安全性分析. 表 4.3 P2 申请资源后的资源分配表 资 源 Max Allocation Need Available 情 况 进 程 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 P2 P3 P4 表 4.4 资源 程 P2 P1 P3 P4 3 6 3 4 2 1 1 2 2 3 4 2 1 6 2 0 0 1 1 0 0 2 1 2 2 0 1 4 2 0 0 2 2 1 3 0 0 1 1

            P2 申请资源后的安全性检查 情况 R1 0 6 7 9 Work R2 1 2 2 3 R3 1 3 3 4 R1 0 2 1 4 Need R2 0 2 0 2 R3 1 2 3 0 Allocation R1 6 1 2 0 R2 1 0 1 0 R3 2 0 1 2 Work+ Allocation R1 6 7 9 9 R2 2 2 3 3 R3 3 3 4 6 Finish true true true true true



            由所进行的安全性检查得知,可以找到一个安全序列{P2,P1,P3,P4}.因此,系统 是安全的,可以立即将 P2 所申请的资源分配给它. (3)P1 发出请求向量 Request1(1,0,1) ,系统按银行家算法进行检查: Request1(1,0,1)≤Need1(2,2,2) Request1(1,0,1)>Available(0,1,1) 故系统不能将资源分配给进程 P1. (4)P1 发出请求向量 Request3(0,0,1) ,系统按银行家算法进行检查: Request3(0,0,1)≤Need3(1,0,3) Request3(0,0,1)≤Available(0,1,1) 系统先假定可为 P3 分配资源,并修改 Available,Allocation3,Need3 向量,由此形成 的资源变化情况如表 4.5 所示.

            表 4.5 进 程

            P3 申请资源后的资源分配表 资 源 Max 情 况 R1 R2 R3 P1 P2 P3 P4 3 6 3 4 2 1 1 2 2 3 4 2 Allocation R1 1 6 2 0 R2 0 1 1 0 R3 0 2 2 2 R1 2 0 1 4 Need R2 2 0 0 2 R3 2 1 2 0 0 Available R1 R2 1 R3 0

            再利用安全性算法检查此时系统是否安全. 从表 4.5 中可以看出, 可用资源向量 Available (0,1,0)已不能满足任何进程的需要,系统将进入不安全状态,故系统不能将资源分配 给进程 P3. 6 试修改下面生产者—消费者问题解法中的错误: consumer: Producer: begin begin repeat repeat wait(mutex); … produce an item in nextp; wait(empty); /*应为 wait(full),而且应在 wait(mutex); wait(mutex)的前面*/ nextc:=buffer(out); wait(full);/*应为 wait(empty),而且应在 out:=out+1;/*改为:out:=(out+1)mod n; wait(mutex)的前面*/ beffer(in):=nextp; */ signal(mutex); /*缓冲池属足游标应前移,在此处应加上 /*在此处加上 signal(empty);*/ 如下语句:in:=(in+1)mod n;*/ signal(mutex); consume item in nextc; until false; /*在此处加上 signal(full);*/ end until false; end


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