2022年2022年贵州大学操作系统试卷及答案 .pdf

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1、共 12 页,第 1 页贵州大学计算机科学与技术学院2014-2015 学年第一学期考试试卷A 操作系统注意事项:1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2. 请仔细阅读各种题目的回答要求,在规定的位置填写答案。3. 不要在试卷上乱写乱画,不要在装订线内填写无关的内容。4. 满分 100 分,考试时间为120 分钟。题号一二三四五总 分统分人得分一、填空题 ( 每空 1 分,共 10分) 1.文件系统的模型可分为三个层次,最底层是,中间层是,最高层是文件系统提供给用户的接口。2.I/O 设备有四种控制方式,采用何种控制方式与I/O设备的传输速率、 传输数据单位等因素有关。如打

2、印机、键盘等低速的字符设备应采用方式;而对于磁盘、光盘等高速的块设备应采用方式。3.在具有对换功能的操作系统中,通常把磁盘空间分为文件区和对换区两部分。对文件区管理的主要目标是提高文件存储空间的利用率,故对文件区空间的管理采取方式;对对换空间管理的主要目标是提高进程换入和换出的速度,因此对对换区空间的管理采取方式。4.线程的实现方式有两种类型,即线程和线程。5.现代操作系统的最基本特征是。6.分时系统是一种通用系统,主要用于运行终端用户程序,因而它具有较强的能力。得分评分人名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心

3、整理 - - - - - - - 第 1 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 2 页二、单选题 ( 每题 2 分,共 20分) 1.临界区是指并发进程中访问临界资源的()段。A.管理信息B.信息存储C.数据D. 程序2.批处理系统的主要缺点是() 。A.CPU 的利用率不高B. 失去了交互性C.不具备并行性D. 以上都不是3. 下列各项步骤中, ()不是创建进程所必须的步骤。A. 建立一个进程控制块 B. 由调度程序为进程调度CPU C. 为进程分配内存等必要的资源 D. 将 PCB链入进程就绪队列4树型目录结构的第一级称为目录树的() 。A.分支节点B.根

4、节点C.叶节点D. 终节点5 ()实现了段式、页式两种存储方式的优势互补。A.请求分页管理B.可变式分区管理C.段式管理D. 段页式管理6 用户进程A 从“运行”状态转换到“阻塞”状态可能是由于() 。A. 该进程执行了V 操作B. 某进程执行了V 操作C. 该进程执行了P操作D. 某进程执行了P操作7假设系统中有三类互斥资源R1、R2 和 R3,可用资源数分别为8、7 和 4。在 T0 时刻系统中有 P1、P2、P3、P4 和 P5 五个进程,这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下图所示。在T0 时刻系统剩余的可用资源数为(1、1、0) 。如果进程按()序列执行,那么系统状态是安全的。

5、进程最大需求量R1 R2 R3 已分配资源数R1 R2 R3 P1 P2 P3 P4 P5 6 4 2 2 2 2 8 1 1 2 2 1 3 4 2 1 1 1 2 1 1 2 1 0 1 2 1 1 1 1 A. P1P2 P4P5P3 B. P2P1P4P5P3 C. P4P2 P1P5P3 D. P4P2P5P1P3 得分评分人名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 3 页8.假定磁盘文件空间

6、共有640 块,若用字长为32 位的位示图进行管理,则位示图需要字节。A、16 B、20 C、32 D、64 9.动态重定位是在作业的()过程中进行的。A、执行 B、编译 C、装入 D、修改10. 文件系统在创建一个文件时,为它建立一个() 。A.文件目录B. 目录文件C.逻辑结构D. 逻辑空间三、简答题。 ( 共 20 分) 1.引入缓冲的主要原因是什么?(4 分)2.试说明系统调用的处理步骤。(6 分)3.假设某系统现有两个用户user1 和 user2 共用其文件系统(该文件系统采用两级目录结构)。假定 user1有四个文件,其文件名为A、B、C、D;user2也有四个文件,其文件名为A

7、、E、F、G。已知: user1 的文件 A 和 user2 的文件 A 实际上不是同一个文件,user1 的文件 C 和user2 的文件 E 是同一文件。请画出该系统的文件目录结构,使这两个用户能共享该文件系统而不致造成混乱。并说明此题中有无重名问题?如有,是如何解决的?此题中有无文件共享问题?如有,是如何解决的?(6 分)得分评分人名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 4 页4.在请求分页系统

8、中影响缺页率的因素是什么?(4 分)四、计算题 ( 每题 10 分,共 30 分) 1. 有 5个任务 A 到 E 几乎同时到达,它们预计运行时间为10,6,2,4,8 分钟,其优先级分别为 3,5,2,1 和 4,这里 5 为最高优先级。对于下列每一种调度,计算其平均进程周转时间(进程切换开销不考虑) 。(1)先来先服务(按A,B,C,D,E )(2)优先级调度(3)时间片轮转( 2 分钟一个时间片)2. 假定某移动磁盘上,处理了访问56 号柱面的请求后,现在正在70 号柱面上读信息,目前有下面的请求访问磁盘柱面的序列:73,68,100,120,60,108,8,50。请回答:(1)访问磁

9、盘所需的时间由哪三部分构成?(2)若用最短寻道时间优先算法,请列出响应的次序,并计算平均寻道长度。得分评分人名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 5 页(3)若用电梯调度算法,请列出响应的次序,并计算平均寻道长度。3. 一个请求分页系统中,若系统分配给一个作业的物理块数为2 块,且作业的页面走向为2,3,2,1,5,2, 4,5,3,2,5,2。试用FIFO 和 LRU 两种算法分别填表计算出程序访

10、问过程中所发生的缺页次数,并计算它们各自的缺页率。(假设初始作业装入时已经依次装入了页号为1和 2 的两个页面) FIFO 页面走向2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 物理块 1 1 物理块 2 2 是否缺页缺页中断次数为:缺页率为: LRU页面走向2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 物理块 1 1 物理块 2 2 是否缺页缺页中断次数为:缺页率为:五、综合分析题(共20 分,每题10 分)1某多道程序设计系统分配有一台CPU和两台输入输出设备(IO1,IO2) ,现有3 个优先级由高到低的作业J1、 J2、J3 都已装入了主存,它们使用资源的先后顺序和占有时间分别是:

11、 J1:IO2(30ms); CPU(10ms); IO1(30ms); CPU(10ms) J2:IO1(20ms); CPU(20ms); IO2(40ms); J3:CPU(30ms); IO1(20ms); 处理机调度采用可抢占的优先数算法,忽略其它辅助操作时间,回答下列问题:(1)分别计算3 个作业从开始到完成所用的时间。(2)3 个作业全部完成CPU的利用率。(3)3 个作业全部完成时外设IO1 和 IO2 的利用率。3 个作业并发执行时的工作情况:J1:IO2(30ms); CPU(10ms); IO1(30ms); CPU(10ms) J2:IO1(20ms); CPU(20m

12、s); IO2(40ms); J3:CPU(30ms); IO1(20ms); 得分评分人名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 6 页2.设公共汽车上,司机和售票员的活动分别是:司机的活动:启动车辆;正常行车;到站停车。售票员的活动:关车门;售票;开车门。在汽车不断的到站、停站、行驶过程中,试用信号量和P,V 操作实现司机和售票员的同步。贵州大学计算机科学与信息学院2010-2011 学年第一学期考

13、试试卷A 操作系统参考答案一、填空题 ( 每空 1 分,共 10 分) 1、对象及其属性对对象操纵和管理的软件集合2、中断控制方式DMA 方式3、离散分配方式连续分配方式4、内核支持线程用户级线程5、并发性6、交互二、单选题 ( 每题 2 分,共 20 分 ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 7 页1、D 2、B 3、 B 4、B 5 、D 6、C 7、D 8、 B 9、A 10 、A 三、简

14、答题 ( 共 20 分) 5.1引入缓冲的主要原因是什么?(4 分)1) 缓和 CPU 与 I/O设备间速度不匹配的矛盾(1 分)2 )减少对CPU 的中断频率,放宽对CPU 中断响应时间的限制(1 分)3 )提高 CPU 和 I/O设备之间的并行性(1 分)4 )解决数据粒度不匹配的问题(1 分)6.试说明系统调用的处理步骤。(6 分)首先,将处理机状态由用户态转为系统态;之后,由硬件和内核程序进行系统调用的一般处理;然后将用户定义的参数传送到指定的地址并保存起来。(2 分)其次,分析系统调用类型,转入相应的系统调用处理子程序。(2 分)最后,恢复被中断的或设置新进程的CPU现场,然后返回被

15、中断进程或新进程,继续往下执行。(2 分)3假设某系统现有两个用户user1 和 user2 共用其文件系统(该文件系统采用两级目录结构)。假定 user1 有四个文件,其文件名为A、B、C、D;user2也有四个文件,其文件名为A、E、F、G。已知: user1 的文件 A 和 user2 的文件 A 实际上不是同一个文件,user1的文件 C 和 user2的文件E 是同一文件。请画出该系统的文件目录结构,使这两个用户能共享该文件系统而不致造成混乱。并说明此题中有无重名问题?如有,是如何解决的?此题中有无文件共享问题?如有,是如何解决的(1) (2 分)名师资料总结 - - -精品资料欢迎

16、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 8 页(2)有重名问题,通过二级目录解决。User1 的 A 和 User2 的 A 同名,但由于系统取文件时是先找用户名再找文件名,因此完整的文件名是由用户名和文件名组成。(2 分)(3)有文件共享问题,通过二级目录解决。User1 的 C 和 User2 的 E 虽然文件名不同,但它们在 UFD 中指向同一文件,这样两个用户就可以用不同的文件名共享一个文件。(2 分)4在请求分页系统中影响缺页

17、率的因素是什么?(4 分)(1 )页面大小。(1 分)(2 )进程所分配物理块的数目。 (1 分)(3 )页面置换算法(1 分)(4 )程序固有特性(程序编制方法) (1 分)四、应用题 ( 每题 10分,共 30 分) 1、有 5 个任务 A 到 E 几乎同时到达,它们预计运行时间为10,6,2,4,8 分钟,其优先级分别为 3,5,2,1 和 4,这里 5 为最高优先级。对于下列每一种调度,计算其平均进程周转时间(进程切换开销不考虑)。(4)先来先服务(按A,B,C,D,E )(5)优先级调度(6)时间片轮转( 2 分钟一个时间片)解答:(1)先来先服务:进程周转时间A 0+10=10 B

18、 10+6=16 C 16+2=18 D 18+4=22 E 22+8=30 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 9 页平均周转时间: (1016182230)/5=19.2 分钟(3 分)(2)优先级调度:进程周转时间B 0+6=6 E 6+8=14 A 14+10=24 C 24+2=26 D 26+4=30 平均周转时间: (614242630)/5=20 分钟 (4 分)(3)时间片轮转(

19、 2 分钟一个时间片) :进程周转时间A 30 B 22 C 6 D 16 E 28 平均周转时间: (302261628)/5=20.4 分钟 (3 分)2假定某移动磁盘上,处理了访问56 号柱面的请求后,现在正在70 号柱面上读信息,目前有下面的请求访问磁盘柱面的序列:73,68,100,120,60,108,8,50。请回答:(1)访问磁盘所需的时间由哪三部分构成?磁盘访问时间由:寻道时间、旋转延迟时间和数据传输时间三部分构成。( 2 分)(2)若用最短寻道时间优先算法,请列出响应的次序,并计算平均寻道长度。用最短寻道时间优先算法,响应的次序为68、73、60、50、8、100、108、

20、120 (2 分)平均寻道长度: (2+5+13+10+42+92+8+12 ) /8=23 (2 分)(3)若用电梯调度算法,请列出响应的次序,并计算平均寻道长度用电梯调度算法,响应的次序为73、100、108、120、68、60、50、8。(2 分)平均寻道长度: (3+27+8+12+52+8+10+42 ) /8=20.3 (2 分)3一个请求分页系统中,若系统分配给一个作业的物理块数为2 块,且作业的页面走向为2,3,2,1,5,2, 4,5,3,2,5,2。试用FIFO 和 LRU 两种算法分别填表计算出程序访问过程中所发生的缺页次数,并计算它们各自的缺页率。(假设初始作业装入时已

21、经依次装入了页号为1和 2 的两个页面) FIFO (5 分)2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 2 3 3 1 5 2 4 5 3 2 5 5 2 1 2 2 3 1 5 2 4 5 3 2 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 10 页缺页中断次数为:9 缺页率为:F=9/12=75% LRU (5 分)2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 1 2 3 2 1 5

22、2 4 5 3 2 5 2 2 1 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 缺页中断次数为:9 缺页率为:F=9/12=75% 五、综合分析题( 每题 10 分,共 20 分) 1、某多道程序设计系统分配有一台CPU和两台输入输出设备(IO1,IO2) ,现有 3 个优先级由高到低的作业J1、J2、J3 都已装入了主存,它们使用资源的先后顺序和占有时间分别是: J1:IO2(30ms); CPU(10ms); IO1(30ms); CPU(10ms) J2:IO1(20ms); CPU(20ms); IO2(40ms); J3:CPU(30ms); IO1(20ms); 处理机调度采用可抢

23、占的优先数算法,忽略其它辅助操作时间,回答下列问题:(4)分别计算3 个作业从开始到完成所用的时间。(5)3 个作业全部完成CPU的利用率。(6)3 个作业全部完成时外设IO1 和 IO2 的利用率。3 个作业并发执行时的工作情况:J1:IO2(30ms); CPU(10ms); IO1(30ms); CPU(10ms) J2:IO1(20ms); CPU(20ms); IO2(40ms); J3:CPU(30ms); IO1(20ms); 时间 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 CPU J3 J2 J1 J2 J3 等待J1 等待IO1 J2 等待 J1 J3 IO2

24、 J1 等待 J2 J1 IO2 CPU IO1 CPU J2 IO1 CPU 等待CPU IO2 J3 CPU 等待CPU 等待 IO1 (1)由图可以看出,J1 从开始到运行完成需要80ms,J2 从运行到完成需要90ms,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 11 页J3 从运行到完成需要90ms。 (6 分)(2) CPU在时段 60ms至 70ms、80ms至 90ms期间空闲,所以CP

25、U利用率为:(9020)/90=77.78% (2 分)(3) 外设 IO1 在时段 20ms至 40ms期间空闲,所以外设IO1 利用率为:(9020)/90=77.78% (1 分)外设 IO2 在时段 30ms至 50ms期间空闲,所以外设IO2 利用率为:(9020)/90=77.78% (1 分)2、设公共汽车上,司机和售票员的活动分别是:司机的活动:启动车辆;正常行车;到站停车。售票员的活动:关车门;售票;开车门。在汽车不断的到站、停站、行驶过程中,用信号量和P,V 操作实现司机和售票员的同步。分析: 在汽车行驶过程中,司机活动与售票员活动之间的同步关系为:售票员关车门后向司机发开

26、车信号,司机接到开车信号后启动车辆,在汽车正常行驶过程中售票员售票,到站时司机停车,售票员在车停后开车门让乘客下车。因此司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得同步;售票员开车门的动作也必须与司机停车取得同步。在本题中,应设置两个信号量s1、s2,s1表示是否允许司机启动汽车,其初值为0;s2表示是否允许售票员开车门, 其初值为 0。 这两个活动的同步用P,V原语描述如下:Semaphore s1,s2=0; (信号量设置及初值2 分)Main() cobegin driver(); ( 1 分)busman(); coend Driver()( 3 分)busman() (4 分) w

27、hile(true) while(true) p(s1); 关车门;启动车辆;v(s1); 正常行车;售票;到站停车;p(s2); v(s2); 开车门; 上下乘客; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 12 页 - - - - - - - - - 共 12 页,第 12 页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 12 页 - - - - - - - - -

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