2022年对外经济贸易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)

2022年对外经济贸易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、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

2、下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（）

I.批处理系统允许多个用户与计算机直接交互

II.批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统

III.中断技术使得多道批处理系统的1/O设备可与CPU并行工作

A.仅II、III

B.仅II

C.仅I、II

D. 仅I、III

3、在操作系统中，一方面每个进程具有独立性，另一方面进程之间具有相互制约性。对

于任何两个并发进程，它们（）。

A.必定无关

B.必定相关

C.可能相关

D.可能相同

4、某系统中有11台打印机，N个进程共享打印机资源，每个进程要求3台打印机。当

N的取值不超过（）时，系统不会发生死锁。

A.4

B.5

C.6

D.7

5、进程A和进程B通过共享缓冲区协作完成数据处理，该缓冲区支持多个进程同时进行

读写操作。进程A负责产生数据并放入缓冲区，进程B负责从缓冲区中取出数据并处理。两个进程的制约关系为（）。

A.互斥关系

B.同步关系

C.互斥与同步

D.无制约关系

6、在如下儿种类型的系统中，（）采用忙等待I/O是合适的。

a.专门用来控制单1/0设备的系统

b.运行…个单任务操作系统的个人计算机，

c.作为一个负载很大的网络服务器的上作站

A.a

B.a.b

C.b.c

D.c

7、下面设备中属于共享设备的是（）。

A.打印机

B.磁带机

C.磁盘

D.磁带机和磁盘

8、通常对文件系统来说，文件名及属性可以集中在（）中以使查询。

A.目录

B.索引

C.字典

D.作业控制块

9、下列关厂索引表的叙述中，正确的是（）。

A.索引表中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i1的之，是减少存储空间，

10、作业在执行中发生缺页中断，经操作系统处理后应让其执行（）指令。

A.被中断的前一条

B.被中断的那一条

C.被中断的后·条

D.启动时的第一条

11、一个页式虚拟存储系统，其并发进程数固定为4个。最近测试了它的CPU利用率和用于页面交换的利用率，假设得到的结果为下列选项，（）说明系统需要增加进程并发数？

I.CPU利用率13%：磁盘利用率97%

II.CPU利用97%；磁盘利用率3%

III.CPU利用率13%：磁盘利用3%

A. I

B.II

C.III

D.I、III

12、（）存储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高。

A.固定分区

B.可变分区。

C.分页管理

D.段页式管理

二、填空题

13、操作系统能保证所有的进程__________，则称系统处于“安全状态”，不会产生

__________。

14、辅助存储器只能与__________相互传递信息。

15、为了防止各种系统故障破坏文件，文件系统可以采用__________和__________两种方法在保护文件。

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、主存的“地址越界”中断是属于__________中断。

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、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__________。

20、进程调度的职责是按给定的从__________中选择一个进程，让它占用处理器。

三、判断题

21、大多数虚拟系统采用OPT（）

22、存储保护的功能是限制内存存取. （）

23、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：（）

24、所有进程都挂起时，系统陷入死锁. （）

25、进程状态的转换是由操作系统完成的，对用户是透明的. （）

26、对文件进行读写前，要先打开文件. （）

27、参与死锁的所有进程都占有资源. （）

28、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块. （）

29、如果信号量S的当前值为-5，则表示系统中共有5个等待进程. （）

30、如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效. （）

31、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率. （）

32、用户程序有时也可以在核心态下运行. （）

四、名词解释题

33、封闭性：

34、中断屏蔽：是指在提出中断请求之后，cpu不予响应的状态。它常常用来在处理某个中断时防止同级中断的干扰，或在处理一段不可分割的、必须连续执行的程序时防止意外事件把它打断。

35、输入输出设备：

36、物理地址：

37、文件的逻辑组织：

38、死锁避免：

五、简答题

39、在设备管理中，按照设备共享特性分成哪几种类型比较合理，并分别举例说明。

40、一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业

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、目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？

44、进程与程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系，试写出两者的区别。

六、综合题

45、设有一个发送者进程和接收者进程，其流程图如图所示。s是用于实现进程同步的信号星，mutex是用丁实现进程互斥的信号量。试问流程图中的A、B、C、D 矩形框中应填写什么？假定缓冲区有无限多个，s和mutex的初值应为多少？

46、4个哲学家甲、乙、丙、丁，坐在圆桌前思考问题。甲乙间有筷子0，乙丙间有筷子1，依次类推。每个哲学家饥饿时，就试图取用两边的筷子，只有两根筷了都被拿到才开始进餐。请用P、V操作写出哲学家活动的同步执行程序。

47、考虑56kbit/s调制解调器的性能，驱动程序输出个字符后就阻塞，当一个字符打印完毕后，产生“一个中断通知阻塞的驱动程序，输出下一个字符，然后再阻塞。如果发消息，输出一个字符和阻塞的时间总和为0.1ms，那么由于处理调制解调器而占用的CPU时间比率是多少？假设每个字符有一个开始位和一个结束位，共占10位。

参考答案

一、选择题

1、A

2、A

3、C

4、B

5、B

6、B

7、C

8、A

9、B

10、B

11、C

12、C

二、填空题

13、【答案】在有限时间内得到所需全部资源、死锁

14、【答案】内存

15、【答案】建立副本、定时转储

16、【答案】管或系统、目或用户

17、【答案】程序性

18、【答案】管态（系统态、核心态）、目态（用户态）

19、【答案】块号、空闲块数

20、【答案】进程调度算法、就绪队列

三、判断题

21、【答案】：错

22、【答案】：对

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】：错

30、【答案】：错

31、【答案】：错

32、【答案】：错

四、名词解释题

33、封闭性：

是指只有程序本身的动作才能改变程序的运行环境。

34、中断屏蔽：是指在提出中断请求之后，cpu不予响应的状态。它常常用来在处理某个中断时防止同级中断的干扰，或在处理一段不可分割的、必须连续执行的程序时防止意外

事件把它打断。

35、输入输出设备：

是计算机用来接收来自外部世界信息的设备，或者将计算机加工处理好的信息送向外部世

界的设备。例如键盘、打印机、卡片输入机。

36、物理地址：

内存中各存储单元的地址由统一的基地址顺序编址，这种地址称为物理地址。

37、文件的逻辑组织：

用户对文件的观察和使用是从自身处理文件数据时所采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。

38、死锁避免：

对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源

分配。就是说，在资源分配过程中若预测有发生死锁的可能性，则加以避免。这种方法的

关键是确定资源分配的安全性。

五、简答题

39、答：按照是否可共享，可以分成独占设备和共享设备两类，独占设备不能让多个程序同时使用，共享设备可以同时让多个程序使用。打印机属于独占设备，如果多个程序同时

使用打印机，则打印出来的数据就可能会随机混合交叉在一起，所以打印机只能让一个程

序独占。而磁盘属于共享设备，多个程序同时在磁盘上打开文件是可以的。

40、答：1）优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时，可以调度批处理作业，2）允许终端作业和批处理作业混合同时执行.3）把终端作业的就

绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中.4）有终端作

业进程就绪时，优先让其按"时间片轮转"法先运行.没有终端作业时再按确定算法选批处理

作业就绪进程运行

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：为了给用户提供对文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名，（亦可包含文件属性）进行组织所形成的表，称为目录表或文件目录。目前操作系统采用

的目录结构是树型目录结构，它的优点有：有效地提高对目录的检索速度；允许文件重名；便于实现文件共享。

44、答：两者的主要区别有：（1）进程是动态，程序是静态的；（2）进程是独立运行

的单位，程序不能作为运行单位；（3）各进程间在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序由于是静态的，所以不存在异步特征。

六、综合题

45、【解析】A、B、C、D矩形框中分别应该填写P（mutex）、V（mutex），P （s），P（mutex）.s是一资源信号量，用来表示信息链中信息的个数，故其初值

应设置为0：mutex是用来实现对信息链互斥访问的互斥信号量，故其初值应设置

为1。

46、【解析】设置4个信号量：chopstick0，chopstickl、chopstick2 和chopstick3，初值为1，分别表示筷了是否可用。Po~P3表示4人活动的进程。

Semaphore chopsticko=chopstickl=chopstick2=chopstick3=1；

P0（）

{

While（true）

{

P（chopstick3）

P（chopstick0）；

V(chopstick3）；

While（true）

{

P（chopstick1）P（chopstick0）；V（chopstickl）；V (chopstick0）； P2（）

{

While（true）

{

P(chopstick1）：P（chopstick2）；V（chopstickl）；V（chopstick2）； P3（）

While（true）

{

P（chopstick3）：P（chopstick2）：v（chopstick3）；

}

}

本题是典型的哲学家进餐问题。为避免4个哲学家间时饥饿而各白拿起一根筷子，结果都因陷入无限期等待而死锁，本题采用的方法是甲、丙先拿起各自右边的筷子，然后拿左边的筷子，而乙、丁则相反（设想哲学家都面对圆桌而坐）。另外，解决死锁的方法还有：①至多只允许（n-1）个哲学家同时进餐，以保证至少一个哲学家能拥有两根筷了而可以进餐，最终会释放出他所使用的筷子，从而更多人可以进餐。②仅当哲学家的左右两根筷子同时可用时，才允许其拿起筷子进餐。

下面给出至多允许3个哲学家进餐的解法，其中使用了信号量数组（信号量数组易于理解，书中没有展开详细叙述）：

semaphore chopstick[4]=（1，1，1，1）；

semaphore S=3；

P（i）

While（true）

{

P（s）：

P（chopstick[i]）；

P（chopstick[i+3]mod 4）；

V（chopstick[i]）；

V（chopstick[i+3]mod 4）；

V（s）：

}

}

47、【解析】因为一个字符占10位，因此在56kbit/s的速率下，每1s传送：56000/10=5600个字符，即产生5600次中断。每次中断需0.Ims，故处理调制解调器占用CPU时间总共为，5600×0.1ms=560ms，5560ms/1s=56%CPU时间。