2022年南京邮电大学通达学院软件工程专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)

2022年南京邮电大学通达学院软件工程专业《操作系统》科目期末试

卷B（有答案）

一、选择题

1、缓存技术的缓冲池在（）中。

A.内存

B.外存

C.ROM

D.寄存器

2、在某页式存储管理系统中，页表内容见表。若页面的大小为4KB，则地址转换机构将逻辑地址0转换成的物理地址是（）

A.8192

B.8193

C.2048

D.2049

3、下列说法正确的有（）。

I.先进先出（FIFO）页面置换算法会产生 Belady现象II.最近最少使用（LRU）页面置换算法会产生Belady现象III.在进程运行时，若它的工作集页面都在虚拟存储器内，则能够使该进程有效地运行，否则会出现频繁的页面调入/调出现象IV.在进程运行时，若它的工作集页面都在主存储器内，则能够使该进程有效地运行否则会出现频繁的贞面调入/调出现象

A. I、III

B.I、IV

C.II、III

D.II、IV

4、当系统发生抖动（Trashing）时，可以采取的有效措施是（）。

I.撤销部分进程 II.增大磁做交换区的容量 III.提高用户进程的优先级

A. 仅I

B.仅II

C.仅III

D.仅I,II

5、设有8页的逻辑空间，每页有1024B，它们被映射到32块的物理存储区中。那么，

逻辑地址的有效位是（）位，物理地址至少是（）位。

A.10，11

B.12，14

C.13，15

D.14，16

6、执行系统调用的过程包括如下主要操作：

①返回用户态

②执行陷入（trap）指令

③传递系统调用参数

④执行相应的服务程序

正确的执行顺序是（）

A.②->③->①->④

B.②->④->③->①

C.③->②->④->①

D.③->④->②->①

7、操作系统提供了多种界面供用户使用，其中（）是专门供应用程序使用的一种界面。

A.终端命令

B.图形用户窗

C.系统调用

D.作业控制语言

8、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

9、文件的顺序存取是（）。

A.按终端号依次存取

B.按文件的逻辑号逐一存取

C.按物理块号依次存取，

D.按文件逻辑记录大小逐存取

10、下面关于管程的叙述错误的是（）。

A.管程是进程的同步工具，解决信号量机制大量同步操作分散的问题

B.管程每次只允许一个进程进入管程，

C.管程中V操作的作用和信号量机制中V操作的作用相同

D.管程是被进程调用的，是语法范围，无法创建和撤销

11、若系统S1采用死锁避免方法，S2采用死锁检测方法。下列叙述中，正确的是（）。

I.S1会限制用户申请资源的顺序，而S2不会

II.S1需要进程运行所需资源总最信息，而S2不需要

III.SI不会给可能导致死锁的进程分配资源，而S2会

A.仅I、II

B.仅II、III

C. 仅I、II

D. I、II、III

12、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

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、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。

15、可防止死锁的资源分配策略有__________、__________和__________。

16、三代人机界面的发展是指：一维__________、二维__________、三维__________。

17、在现代Unix 系统（如System V）中，存贮管理大多采用__________存贮机制，把

__________作为一种辅助手段。

18、文件存取方式主要取决于两个方面的因素，与__________有关和与__________有关。

19、进程同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖于另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时必须__________，直到消息到达才

__________。

20、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__________、__________。

三、判断题

21、在大型多道程序设计系统中，为充分利用外部设备，应使运行的若干程序都是I/0型的. （）

22、系统处于不安全状态不一定是死锁状态. （）

23、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块. （）

24、优先数是进程调度的重要依据，优先数大的进程首先被调度运行：（）

25、存储保护的目的是限制内存的分配. （）

26、磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取. （）

27、流式文件是指无结构的文件. （）

28、虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现. （）

29、选择通道主要用于连接低速设备. （）

30、在页式虚拟存储系统中，页面长度固定并且是硬件的设计特性. （）

31、打印机是一类典型的块设备. （）

32、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换. （）

四、名词解释题

33、同步机制：

34、中断：

35、通道：

36、逻辑地址空间：

37、文件系统：

38、死锁防止：

五、简答题

39、处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？

40、操作系统为用户提供哪些接口？

41、什么是临界区进程进入临界区的调度原则是什么

42、什么是设备独立性，它是如何实现的？

43、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？

44、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因.

六、综合题

45、考虑由n个进程共享的具有m个同类资源的系统，证明：如果对i=1，2，…，有Need i>0而且所有最大需求量之和小于m+n，那么该系统是无法产生死锁的

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、在请求分页系统中，为什么说一条指令执行期间可能产生多次缺页中断？

参考答案

一、选择题

1、A

2、A

3、B

4、A

5、C

6、C

7、C

8、A

9、B

10、C

11、B

12、B

二、填空题

13、【答案】通道状态字（或CSW）、中断（或I/O中断）

14、【答案】移臂调度、旋转调度

15、【答案】静态分配、按序分配、剥夺式分配

16、【答案】命令行、图形界面、虚拟现实

17、【答案】分页式虚拟、对换技术

18、【答案】文件管理、设备管理

19、【答案】等待、被唤醒

20、【答案】封闭性、可再现性

三、判断题

21、【答案】：对

22、【答案】：对

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】：对

31、【答案】：错

32、【答案】：错

四、名词解释题

33、同步机制：

同步机构是负责处理进程之间制约关系的机制，即操作系统中负责解决进程之间协调工作的同步关系（直接制约关系），以及共享临界资源的互斥关系（间接制约关系）的执行机构。

34、中断：

是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，CPU暂停正在执行的程序，保留现场

后自动地转去执行相应的处理程序，处理完该事件后，如被中断进程的优先级最高，则返

回断点继续执行被“打断”的程序。

35、通道：

是独立于CPU的、专门负责数据输入输出的处理单元。

36、逻辑地址空间：

由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间。

37、文件系统：

操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按

名存取”

38、死锁防止：

要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，

保证系统不会进入死锁状态。

五、简答题

39、答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一

个进程，使之占用CPU交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入

内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区。

40、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

41、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.

42、答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的

43、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

44、答：资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后该进程才开始执行.这样进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一"占有并等待条件"，从而防止死锁的发生。

六、综合题

45、【解析】设Max i表示第i个进程的最大资源需求量，Need i表示第i个进程还需要的资源最，Allocation i表示第i个进程已经分配的资源录，由题设条件可得ΣΜax i=ΣAllocation i+ΣNeed，

假设该系统已经发生死锁，那么m个资源应该已经被全部分配出来，且各个进程都没有得到足够的资源运行（所有进程Need i≥1），即

ΣAllocation i=m

ΣNeed i≥n

由式①和式②

可得ΣNeed i

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。当读者进程退出时，需对readcount减1。如发现减1后readcount的值变为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wmutex进行V操作，以便写者进程能够进入。同步程序描述如下：

Semaphore rmutex=1，wmutex=1；

Int readcount=0；

Inquirer（）

{

While（true）

{

P（rmutex）；

If（readcount==0）P（wmutex）；

readcount=readcount+1；

V（rmutex）；

P（rmutex）；

readcount=readcount-1；

If（readcount==0）V（wmutex）：

V（rmutex）；

Booker（）

{

While（true）

{

P（wmutex）；

V（wmutex）；

}

}

下面改进要求，规定允许多个用户同时查询数据库，当有订票者到达时，不允许后续查询者查询数据库，H多个订票者可以互斥使用数据库（即写者优先算法）。描述如下：

Semaphore rmutex=wmutex=r=w=1；

Int Readcount=0；

Int writecount=0；

Inquirer（）

{

While（true）

P（r）；

P（rmutex）；

If（readcount==0）P（w）

Readcount=readcount+1；

V（rmutex）；

V（r）

P（rmutex）；

Readcount=readcount-1；

If（readcount==0）v（w）；

v（rmutex）

Booker（）

{

While（true）

{

P（wmutex）：

If（writecount==0）P（r）；

writecount=writecount+1；

V（wmutex）；

P（w）；

V（w）；

P（wmutex）；

Writecount=writecount-1；

If（writecount==0）v（r）；

V（wmutex）

}

}

这里r信号量用来控制读者进程的进入，若有写者存在，则占用该信号量，阻止后续读者进入临界区：mw信号最则表示对临界区进行写操作的权力，当读者在临界区时，占用w信号量以阻止写者进行写操作，这里w的作用类似于刚才未添加

新条件的解法中的wmutex信号量。本解法中，mutex和wmutex信号量变为对读者、写者计数器进行生斥操作控制的信号量。

47、【解析】因请求调页时，只要作业的部分页在内存，该作业就能执行，而在

执行过程中发现所要访问的指令或数据不在内存时，则产生缺页中断，将所需页面调入内存，在请求调页系统中，一条指令能跨了两个页面。而其中要访问的操作数可能与指令不在同一页面，H操作数本身也可能跨了两个页面。当要执行这类指令，而相应的页都不在内存时，就将产生多次缺页中断。