《操作系统》二学期a卷及答案教学提纲.docx
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《操作系统》二学期a卷及答案教学提纲
操作系统考试题型：
选择题、填空题、判断题、简答题、综合题
重点内容：
第1章概述
操作系统基本概念、特征
操作系统发展、多道程序设计概念
操作系统基本类型及特点
操作系统主要功能
处理机工作模式
操作系统的用户接口
系统调用的步骤，常用的系统调用
常见的几种操作系统体系结构
第2章进程与线程
并发与并行的概念、进程的基本概念、特征、状态及其转换、实现、进程与程序的区别与联系、进程创建
线程的基本概念、引入线程的原因、线程的用户空间实现与核心空间实现的特点，进程与线程的区别与联系
原语的概念、进程控制原语
临界资源、临界区、互斥的概念
常见的进程间通信方式
进程间信号量通信方式
调度的层次，进程调度的时机、调度方式，常用的调度算法及评价指标（先进先出,轮转算法,短作业优先算法,响应比高优先算法，优先级调度算法、多队列轮转算法）
第3章死锁
资源，可抢占与不可抢占资源
死锁概念、死锁产生的原因及必要条件
死锁的四种解决策略
鸵鸟算法
死锁检测和死锁恢复
死锁避免、安全状态定义、单个和多个资源的银行家算法，
死锁预防
第4章存储管理
简单存储管理方式——单一分区、多分区存储管理
空闲物理内存管理方式：
位图及链表方式
分区内存管理中常用内存分配算法（FFA，BFA，WFA）；
虚拟存储的概念，覆盖及交换技术；
分页存储管理方式的原理、包括地址映射过程、及常用的页面置换策略及算法；（OPT,LRU,NRU,FIFO）
分页系统中页表存在的问题及解决办法（多级，转置）
分页系统中全局与局部策略、页的大小、负载等问题
缺页处理过程
第5章文件系统
文件的逻辑结构、文件存取访问方式
引入目录的原因
文件的物理结构及特征
目录的实现
文件的共享及实现
文件磁盘空间管理
文件系统的可靠性的保证
文件系统的性能
文件的安全访问控制
第6章设备管理
操作系统角度的I/O设备分类
I/O设备组成、控制器功能
I/O设备的两种编址方式、常用的数据传送控制方式；
I/O软件分层结构
设备无关软件层的具体功能；
设备驱动程序功能；缓冲的引入、种类及工作原理；
中断处理程序处理步骤
SPOOLING工作原理及主要功能特点；
磁盘硬件原理、磁盘编址、常用的磁盘臂调度算法（FIFO,SJF,SCAN）
安全
文件的保护机制：
存取控制表及权限表
试题编号：
重庆邮电大学2012-2013学年2学期
《操作系统》试卷（期末）（A卷）（闭卷）
一、选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）
1.操作系统提供给程序员的接口是_______。
A.过程调用B.系统调用C.库函数D.中断调用
2.操作系统在计算机系统中处于_______的位置。
A.计算机硬件和软件之间B.计算机硬件和用户之间
C.处理机和用户程序之间D.外部设备和处理机之间
3.在采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是_________。
A.在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成
B.由CPU响应硬中断处理完成
C.由CPU执行的程序完成
D.在总线控制器发出的控制信号控制下完成
4.下面_________算法适合于分时系统中的进程调度。
A.FCFSB.时间片调度
C.优先级调度算法D.队列调度算法
5.在进程管理中，_______时进程从运行状态变为就绪状态。
A.进程被调度程序选中B.时间片用完
C.等待某一事件发生D.等待的事件发生
6.一个进程是_______。
A.由协处理机执行的一个程序B.一个独立的程序+数据集
C.PCB结构、程序与数据的组合D.一个独立的程序
7.在操作系统中，对信号量S的P操作定义中，使进程进入相应等待队列的条件是________。
A.S>0B.S=0
C.S<0D.S≤0
8.虚拟页式存储管理的主要特点是_______。
A.不要求将作业装入到主存的连续区域
B.不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域
C.不要求进行缺页中断处理
D.不要求进行页面置换
9.M个生产者，N个消费者共享长度为L的有界缓冲区，则对缓冲区互斥操作而设置的信号量初值应设为______。
A.MB.L
C.ND.1
10.在内存管理的固定分区分配中，每个分区的大小是_______。
A.相同B.随作业长度变化
C.可以不同但预先固定D.可以不同但根据作业长度固定
11.产生系统死锁的原因可能是由于_______。
A.进程释放资源B.一个进程进入死循环
C.多个进程竞争，资源出现了循环等待D.多个进程竞争共享型设备
12.若系统中有8台打印机，有多个进程竞争使用，每个进程最多需要使用3台该系统可能会发生死锁的进程个数的最小值是_________。
A.2B.3C.4D.5
13.某系统采用两级页表，页的大小是212字节，逻辑地址是32位，若地址的前8位用于做一级页表的索引，则需要______来指定二级索引。
A.220，212B.28，212
C.28，224D.220，28
14.虚拟存储技术的基础是________。
A.交换原理B.置换原理C.请求调入原理D.程序局部性原理
15.在硬盘上存放的信息，物理上读写的最小单位是一个_______。
A.二进制位B.字节C.物理块D.逻辑记录
16.目录文件存放的信息是_______。
A.该文件的文件目录B.该文件中的数据文件
C.该目录中所有数据文件目录D.该目录中所有子目录文件和数据文件的目录
17.在关于Spooling的叙述中，_______描述是不正确的。
A.Spooling系统中不需要独占设备B.Spooling系统加快了作业执行的速度C.Spooling系统使独占设备变成共享设备D.Spooling系统利用了处理器与通道并行工作的能力
18.相同名字的文件应允许在一个系统中同时存在，解决这个问题的办法是______。
A.采用索引文件B.通过文件共享
C.采用多级目录管理D.利用文件分级安全管理
19.虚拟设备是指________。
A.允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备
B.允许用户以标准方式来使用物理设备
C.把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备
D.允许用户程序不必全部装入主存，便可使用系统中的设备
20.程序员利用系统调用打开I/O设备时，通常使用的设备标志是_______。
A.逻辑设备名B.物理设备名C.主设备号D.次设备号
二、填空题（本大题共10小题，每空1分，共10分）
1.原语可分为两类：
一类是机器指令级的，其特点是执行期间不允许中断。
另一类是_______的，其特点是作为原语的程序段不允许并发执行。
2.对文件的存取权限控制，可采用访问控制表和_______________________表。
3.如果信号量当前的值是-4，则表示系统中在该信号量上有__________个等待进程。
4.每个进程都拥有自己的虚拟存储器，且虚拟存储器的容量是由计算机的地址结构和_______确定的。
5.Windows、UNIX和LINUX采用的文件目录结构是_________________结构。
6.资源的有序分配策略可以破坏死锁的____________条件。
7.用户首次访问任何文件前，需要使用系统调用_____________来打开指定文件，而后才能进行其他操作。
8.I/O软件一般分为4个层次：
中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关软件层和_________________。
9.缓冲区的引入可以缓和CPU与I/O设备之间_______________的矛盾。
10.操作系统把进程的执行状态分为两种，一种是__________执行，一种是核心态执行。
三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
1.操作系统中的缓冲技术是借用外存储器的一部分区域作为缓冲池。
（）
2.驱动程序与I/O设备的特性紧密相关，因此应为每一I/O设备配备一个驱动程序。
（）
3.操作系统提供文件系统服务后，用户可按名存取文件，故用户使用的文件必须有不同的名字。
（）
4.在磁盘访问时间中，寻道时间所占的比例是最大的。
（）
5.分段存储管理方式采用二维地址结构。
（）
6.参与死锁的所有进程都占有资源。
（）
7.所谓多道程序设计，即指每一时刻有若干个进程在执行。
（）
8.在请求分页虚拟存储管理中，页面的调入、调出只能在内存和交换区之间进行。
（）
9.维护一个最近使用块的缓存是在I/O软件层的与用户无关软件层完成。
（）
10.设备控制器是I/O设备与内存之间的接口。
（）
四、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）
1.磁盘的空闲块可以按哪几种方法来组织。
2.说明下图中进程状态转化的原因。
3.以下两个优先级相同的进程PA和PB在并发执行结束后，x,y,z的值分别为多少（信号量S1和S2的初值均为0）？
PA:
PB:
（1）x=1;
（2）x=x+1;
（3）P（S1）;
（4）x=x+y;
（5）V（S2）;
（6）z=z+x
（1）y=1;
（2）y=y+3;
（3）V（S1）;
（4）z=y+1;
（5）P（S2）;
（6）y=y+z;
4.什么是系统抖动现象？
5.可以采用哪些途径改善文件系统的性能。
6.给出设备驱动程序的主要功能。
五、综合题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）
1.若干个等待访问磁盘的访问柱面为20,44,40,4,80,12,76，假设每移动一个柱面需要5毫秒，磁头臂当前位于第77号柱面，请按下列算法分别计算完成上述各次访问总共花费的寻道时间：
1）先来先服务算法；2）最短寻道时间优先算法
2.设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。
若某进程最多需要6页（Page）数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框（PageFrame）。
在时刻260前的该进程访问情况如下表所示（访问位即使用位）。
页号
页框号
装入时间
访问位
0
7
130
1
1
4
230
1
2
2
200
1
3
9
160
1
当进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据，请回答以下问题：
（1）该逻辑地址对应的页号是多少？
（2）若采用先进先出（FIFO）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
要求给出计算过程。
（3）若采用时钟（CLOCK）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
要求给出计算过程。
（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向2号页框，示意图如下）。
3.有5个批处理作业A到E，它们几乎同时到达一个计算中心。
估计它们的运行时间分别是10,6,2,4和8分钟。
其优先级（由外部设定）分别为3,5,2,1和4，其中5为最高优先级。
对于下列每种调度算法，计算进程的平均周转时间，可忽略进程切换的开销。
（1）轮转调度算法
（2）先来先服务调度算法（按照10,6,2,4,8次序运行）（3）优先级调度算法（4）最短作业优先调度算法
对
（1），假设系统具有多道程序处理能力，每个作业均公平共享CPU时间，对
（2）到（4），假设任一时刻只有一个作业运行，直到结束。
所有的作业都是计算密集型作业。
参考答案
一、选择（每题1分，共20分）
BBABB
CCBDC
CCBDC
DCCCA
二、填空题（每题1分，共10分）
1.功能级2.权限3.4
4.寻址方式5.图形目录结构/层次目录结构/多级目录结构
6.环路等待条件（意思相符也对）7.open（）8.用户层软件
9.速度不匹配10.用户态（意思相符也对）
三、判断题（每题1分，共10分）
⨯⨯⨯√√⨯⨯⨯⨯⨯
三、简答（每题5分，共30分）
1．磁盘的空闲块可以按哪几种方法来组织。
答：
共有两种方式（2分），一种是位图方法（1.5分），另一种是空闲链表（1.5分）
2.说明下图中进程状态转化的原因。
答：
（1）时间片到
（2）因等待数据资源而阻塞（3）因I/O而阻塞（4）数据资源到被唤醒（5）I/O完成被唤醒（每个点1分）
1、你一个月的零用钱大约是多少？
命题原则与试卷的评分细则3.以下两个优先级相同的进程PA和PB在并发执行结束后，x,y,z的值分别为多少（信号量S1和S2的初值均为0）？
答：
将PA和PB进程分解为以下6个程序段，这6段程序具有相对的完整性，都可以作为一个单独的执行过程存在
我们大学生没有固定的经济来源，但我们也不乏缺少潮流时尚的理念，没有哪个女生是不喜欢琳琅满目的小饰品，珠光宝气、穿金戴银便是时尚的时代早已被推出轨道，简洁、个性化的饰品成为现代时尚女性的钟爱。
因此饰品这一行总是吸引很多投资者的目光。
然而我们女生更注重的是感性消费，我们的消费欲望往往建立在潮流、时尚和产品的新颖性上，所以要想在饰品行业有立足之地，又尚未具备雄厚的资金条件的话，就有必要与传统首饰区别开来，自制饰品就是近一两年来沿海城市最新流行的一种。
SA1：
x:
=1;x:
=x+1;
SA2:
x:
=x+y;
SA3:
z:
=x+z;
因为是连锁店，老板的“野心”是开到便利店那样随处可见。
所以办了积分卡，方便女孩子到任何一家“漂亮女生”购物，以求便宜再便宜。
SB1:
y:
=1;y:
=y+3;
SB2:
z:
=y+1;
SB3:
y:
=y+z;
SA1和SB1可以并发执行，SA2和SB2可以并发执行，SA3和SB3因变量交集不为空，而不能并发执行，（有分析过程给1分）因此若先执行SA3，则x=6,y=15,z=11（2分）;若先执行SB3，则x=6,y=9,z=11（2分）
（一）大学生的消费购买能力分析4.什么是系统抖动现象？
（六）DIY手工艺品的“创作交流性”答：
在页式存储管理系统中（1分），如果某一个或某些页面不停地从内存调入外存（2分），又从外存调入内存（2分），则称为内存抖动，也可以称为系统抖动现象。
因为是连锁店，老板的“野心”是开到便利店那样随处可见。
所以办了积分卡，方便女孩子到任何一家“漂亮女生”购物，以求便宜再便宜。
（3）个性体现5.可以采用哪些途径改善文件系统的性能。
2、Google网站www。
people。
com。
cn答：
1）高速缓存：
通过将数据存放在高速缓存中，以减少磁盘存取时间；（2分）2）提前读：
通过提前将还没有读的磁盘块读入内存，增加命中率；（1分）3）减少磁头臂的移动：
通过采用块簇技术，以及修改i节点的存放位置两种方式减少寻道时间（2分）
6.给出设备驱动程序的主要功能。
2003年，全年商品消费价格总水平比上年上升1%。
消费品市场销售平稳增长。
全年完成社会消费品零售总额2220.64亿元，比上年增长9.1%。
答：
（每点1分）
“碧芝”隶属于加拿大的ｂｅａｄｗｏｒｋｓ公司。
这家公司原先从事首饰加工业，自助首饰的风行也自西方，随着人工饰品的欣欣向荣，自制饰品越来越受到了人们的认同。
１９９６年'碧芝自制饰品店'在迪美购物中心开张，这里地理位置十分优越，交通四八达，由于是市中心，汇集了来自各地的游客和时尚人群，不用担心客流量问题。
迪美有３００多家商铺，不包括柜台，现在这个商铺的位置还是比较合适的，位于中心地带，左边出口的自动扶梯直接通向地面，从正对着的旋转式楼拾阶而上就是人民广场中央，周边４、５条地下通道都交汇于此，从自家店铺门口经过的９０％的顾客会因为好奇而进看一下。
1）将接收到的抽象要求转化为具体要求
2）检查用户I/O合法性，了解I/O设备的状态，传递参数，设置设备的工作方式
3）发出I/O操作命令，启动I/O设备，完成I/O操作
4）及时响应外设的中断请求，根据中断类型调用相应的中断处理程序
5）具有通道的控制系统，还要构造通道程序
四、综合题（每题10分，共30分）
1.
1）采用先来先服务算法：
磁头臂响应请求的移动顺序为：
20,44,40,4,80,12,76（2分）
磁头臂移动的总量为：
57+24+4+36+76+68+64=329（2分）
花费的总时间为：
329´5=1645ms（1分）
2）采用最短寻道时间优先算法：
磁头臂响应请求的移动顺序是：
76,80,44,40,20,12,4（2分）
磁头臂移动的总量为：
1+4+36+4+20+8+8=81（2分）
花费的总时间为：
81´5=405ms（1分）
2.1）因17CAH=（0001011111001010），表示页号的位为左边6位，所以页号为000101B=5.（2分）
2）根据FIFO算法，需要替换装入时间最早的页，故需要置换装入时间最早的0号页，即将5号页装入7号页框中，所以物理地址为（0001111111001010）换算成十六进制，为1FCAH。
（4分）
3）根据CLOCK算法，如果当前指针所指页框的使用位为0，则替换该页；否则将使用位清零，并将指针指向下一个页框，继续查找。
根据题设和示意图，将从2号页框开始，前4次查找页框号的顺序为2,4,7,9，并将对应页框的使用位清零。
在第5次查找中，指针指向2号页框，因2号页框的使用位为0，故淘汰2号页框对应的2号页，把5号页装入2号页框中，并将对应使用位设置为1，所以对应的物理地址为（0000101111001010），换算成十六进制，为0BCAH。
（4分）（注：
没有换算成十六进制算正确）
3.（每小题2.5分）
1）平均公平CPU时间为（10+6+2+4+8）/5=6
平均进程周转时间为（28+12+14+18+30）/5=20.4
2）（10+16+18+22+30）/5=19.2
3）（6+14+24+26+30）/5=20
4）（2+6+12+20+30）/5=14
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