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1、2023 年中国科学技术大学计算机科学与技术专业操作系统科目期末试卷B有答案一、选择题1、某硬盘有 200 个磁道最外侧磁道号为 0，磁道访问恳求序列为：130，42，180，15，199.当前磁头位于第 58 号磁道并从外侧向内侧移动。依据 SCAN 调度方法处理完上述恳求后，磁头移过的磁道数是 。A.208B.287C.325D.3822、文件系统承受两级索引安排方式。假设每个磁盘块的大小为1KB.每个盘块号占 4B，则该系统中单个文件的最大长度是 A.64MBB.128MBC.32MBD.都不对3、有假设干并发进程均将一个共享变量 count 的值加 1 次，那么有关 count 中的值
2、说法正确的选项是 。1） 确定有不止确的结果2） 确定有止确的结果3） 假设掌握这些并发进程互斥执行 count 加 1 操作，count 中的值正确A.1和 3 B.2和 3 C.3D.1、2、3的说法均不正确4、在个交通繁忙的十字路口，每个方向只有一个车道，假设车辆只能向前直行，而不允许转弯和后退，并未承受任何方式进展交通治理。以下表达正确的选项是 。A.该十字路口不会发生死锁， B.该十字路口定会发生死锁C.该上字路口可能会发生死锁，规定同时最多 3 个方向的车使用该十字路是最有效的方法D.该十字路口可能会发生死锁，规定南北方向的两个车队和东西方向的两个车队互斥使用十字路口是最有效的方法
3、5、一次性安排全部资源的方法可以预防死锁的发生，这种方法破坏的是产生死锁的4 个必要条件中的 。A.互斥条件B.占有并恳求C.不剥夺条件 D.循环等待6、 存储治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.分页治理 D.段页式治理7、要保证一个程序在主存中被转变了存放位置后仍能正确地执行，则对主存空间应承受 技术。A.静态重定位 B.动态重定位 C.动态安排 D.静态安排8、用户程序在口态下使用特权指令引起的中断属于 。A.硬件故障中断B.程序中断C.外部中断D.访管中断9、操作系统供给应编程人员的接口是 。A.库函数 B.高级语言C.系统调用D.子程序1
4、0、承受 SPOOLing 技术将磁盘的一局部作为公共缓冲区以代替打印机，用户对打印机的操作实际上是对磁盘的存储操作，用以代替打印机的局部是 。A.独占设备B.共享设备C.虚拟设备D.一般物理设备11、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挨次是 。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12、以下
5、关于设备驱动程序的表达中，正确的选项是 。I. 与设备相关的中断处理过程是由设备驱动程序完成的II. 由于驱动程序与 I/O 设备硬件严密相关，故必需全部用汇编语言书写III.磁盘的调度程序是在设备驱动程序中运行的IV.一个计算机系统配置了 2 台同类绘图机和 3 台同类打印机，为了正确驱动这些设备， 系统应当供给 5 个设备驱动程序A. 仅 I、IIIB. 仅 II、IIIC.仅 I、III，IVD. I、II、III、IV二、填空题13、牢靠的信箱通信规章是：假设发送信件时信箱已满，则发送进程被置成等信箱状态，直到信箱有空时才被释放。假设取信件时信箱中无信，则接收进程被置成状态，直到有信件
6、时才被释放。14、引起死锁的四个必要条件是、保持和等待、。15、把并发进程中与共享变量有关的程序段称为 16、Spool 是在一个计算问题开头之前，把计算所需要的程序和数据从输入设备上预输入到中存放。对于输出的结果，是从中依次输出。17、关心存储器只能与相互传递信息。18、传统操作系统供给编程人员的接口称为 19、输入输出操作特别完毕中断可能是由故障或设备引起的。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、推断题21、在内存为 M 的分时系统中，当注册的用户有N 个时，每个用户拥有 M/N 的内存空间. 22、在页式虚拟存储系统中，页面长度是依据程序长度动态地安排的.
7、23、有 m 个进程的操作系统消灭死锁时，死锁进程的个数为 1km. 24、文件名目一般存放在外存. 25、全部进程都进入等待状态时，系统陷入死锁. 26、引入缓冲的主要目的是提高 I/0 设备的利用率. 27、实时系统中的作业周转时间有严格的限制. 28、在文件系统中，翻开文件是指创立一个文件掌握块. 29、假设输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效. 30、用户程序有时也可以在核心态下运行. 四、名词解释题31、互斥：32、安全序列：33、死锁避开：34、文件系统：35、名目项：36、虚拟设备：五、简答题37、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
8、么38、什么是设备独立性，它是如何实现的？39、操作系统为用户供给哪些接口？40、试说明资源的静态安排策略能防止死锁的缘由.41、什么是操作系统？六、综合题42、在一个分时操作系统中，有一个程序的功能如下：1） 将文本数据从文件中读出。2） 排序。3） 将排好序的数据写入文件。试从分时操作系统对资源治理的角度以及进程的生命周期两方面，论述该程序从开头执行到完毕，操作系统为其供给效劳与掌握的全过程。43、系统为32位实地址，承受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，则要承受多少级页表？页内偏移多少位？2） 假设系统承受一级页表，TLB
9、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访问失败后才开头访问内存，问平均页面访问时间是多少？3） 假设是二级页表，页面平均访问时间是多少？4） 上题中，假设要满足访问时间120ns，那么命小率需要至少多少？5） 假设系统承受段页式存储，则每用户最多可以有多少个段？段内承受儿级页表？44、考虑某个系统在表所示时刻的状态。使用银行家算法答复下面的问题。1） 计算Need矩阵。2） 系统是否处于安全状态？如安全，请给出个安全序列。3） 假设从进程P1发来个恳求0，4，2，0，这个恳求能否马上被满足？如安全，请给出一个安全序列。45、学生甲有两个文件A、B，学
10、生乙有3个文件A、C、D.其中甲文件的A和乙的文件A不是同一个文件，甲文件的B与乙文件的C是同一个文件，为了不引起混乱， 请拟定一个名目组织方案，并画图说明。参考答案一、选择题1、C2、A3、C4、D5、B6、C7、B8、D9、C10、B11、A12、A二、填空题13、【答案】等信件14、【答案】互斥使用、非剥夺性、循环等待15、【答案】临界区16、【答案】磁盘的输入井、磁盘的输出井17、【答案】内存18、【答案】系统调用19、【答案】设备、特别大事20、【答案】进程调度算法、就绪队列三、推断题21、【答案】：对22、【答案】：错23、【答案】：对24、【答案】：对25、【答案】：错26、【答
11、案】：错27、【答案】：错28、【答案】：错29、【答案】：错30、【答案】：错四、名词解释题31、互斥：在规律上原来完全独立的进程，由于竞争同一个资源而产生的相互制约的关系。32、安全序列：针对当前安排状态来说，系统至少能够依据某种次序为每个进程安排资源直至最大需求，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。33、死锁避开：对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并依据检查结果打算是否进展资源安排。就是说，在资源安排过程中假设推测有发生死锁的可能性，则加以避开。这种方法的关键是确定资源安排的安全性。34、文件系统：操作系统中负责操纵和治理文件的一整套设施
12、，它实现文件的共享和保护，便利用户“按名存取”35、名目项：为了加快对文件的检索，把文件掌握块集中在一起进展治理。这种文件掌握块的有序集合称为文件名目。固然，文件掌握块也是其中的名目项。36、虚拟设备：它是利用共享设备上的一局部空间来模拟独占设备的一种I/O 技术。五、简答题37、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存现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间和空间开销增大.38、答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用规律设备名称来恳求使用某类设备。系统
13、在执行时，是使用物理设备名称要实现设备独立性必需由设备独立性软件完成，包括执行全部设备的公有操作软件供给统一的接口，其中规律设备到物理设备的映射是由规律设备表 LUT 完成的39、答：操作系统为用户供给两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户供给掌握作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序供给效劳功能40、答：资源静态安排策略要求每个进程在开头执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之安排了所需的全部资源后该进程才开头执行.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。41、答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它能有效地组织
14、和治理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，掌握程序的执行，并向用户供给各种服务功能，使得用户能够敏捷、便利、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。六、综合题42、【解析】从文件中读数据时，通过 read系统调用完成。它首先创立一条消息， 其中包含fd文件描述符、buffer缓冲区、nbytes大小等参数，以及表示READ类型的消息码。然后将这条消息送给文件系统，并堵塞该进程以等待文件系统的响应。文件系统在收，到消息后，以消息类型为下标查找过程表，调用相应过程处理读恳求。数据输入完成后，操作系统切换到排序进程，开头进展排序上作。在排序工作完毕后，操作系统调用wri
15、te系统调用米完成，write系统调用将进程缓冲区中的数据写到与文件描述符关联的文件中。和 read系统调用格外相像， 同样需要3个参数：fd，buffer，nbytes。两个系统调用都返回所成功传送的字节 数，或者发送一个错误条件的信号并返回-1。43、【解析】1） 页面大小4KB=212B，即页内偏移量的位数为12。承受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，故应承受4级页表。2） 系统进展页面访问操作时，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，然后进展地
16、址变换，访问内存读取页面100ns，所需要的时间为10ns+100ns=110ns假设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访问失败后才开头访问内存，因此所需时间为10ns+100ns+100ns=210ns。页表平均访问时间为98%110+1-98%210ns=112ns3） 二级页表的状况下，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%310ns=114ns4） 本问是在第3问的根底上提出的，假设快表命中率
17、为p，则应满足p110+1-p310ns120ns求解不等式得p95%。 5系统承受48位虚拟地址，虚拟地址空间为248B，每段最大为4GB，那么最大段数=248B/4GB=216=65536,4GB=232B.即段内地址位数为32，段内承受多级页表，那么多级页表级数=32 12/9=3，故段内承受3级页表。44、【解析】2Work向量初始值=Available1,5,2,0由表可知，由于存在一个安全序列P0，P2，P1，P3，所以系统处于安全状态。3Requesti0，4，2，0Needi0，7，5，0 Requesti0，4，2，0Availablei1.5.2.0.假设先试着满足P1进程的这个恳求，则Available变为1,1,0,0。系统状态变化见表由于存在一个安全序列P0,P2,P1,P3，所以系统仍处于安全状态，即P1 的这个恳求应当马上：被满足。45、【解析】为了转变单级名目文件中文件命名冲突问题和提高对名目表的搜寻速度，需要承受二级名目构造。在二级名目构造中，各个文件的说明信息被组织成名目文件，日以用户为单位把各自的文件说明划分为不同的组。然后，这些不同的有关组名的存取掌握信息存放在主名目MFB的名目项中。与MFD相对应，用户文件的文件说明所组成的名目文件被称为用户文件名目 UFD。这样， MFD和UFD就构成了二级名目。二级名目构造如下图