操作系统复习题.docx
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操作系统复习题
复习题一
一、选择题
1、下列选项中，不可能在用户态发生的事件是（）
A.系统调用B.外部中断C.进程切换D.缺页
2、中断处理和子程序调用都需要压栈以保护现场，中断处理一定会保存而子程序调用不需要保存其内容的是（）
A.程序计数器B.程序状态字寄存器
C.通用数据寄存器D.通用地址寄存器
3、下列关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（）
A.虚拟存储只能基于连续分配技术B.虚拟存储只能基于非连续分配技术
C.虚拟存储容量只受外存容量的限制D.虚拟存储容量只受内存容量的限制
4、假设5个进程P0、P1、P2、P3、P4共享三类资源R1、R2、R3，这些资源总数分别为18、6、22。
T0时刻的资源分配情况如下表所示，此时存在的一个安全序列是（）
进程
已分配资源
资源最大需求
R1
R2
R3
R1
R2
R3
P0
3
2
3
5
5
10
P1
4
0
3
5
3
6
P2
4
0
5
4
0
11
P3
2
0
4
4
2
5
P4
3
1
4
4
2
4
A.P0，P2，P4，P1，P3B.P1，P0，P3，P4，P2
C.P2，P1，P0，P3，P4D.P3，P4，P2，P1，P0
5、操作系统的I/O软件通常由四个层次组成，每一层明确定义了与邻近层次的接口，其合理的层次组织排列顺序是（）
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
6、一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达，它的计算和I/O操作顺序如下：
P1：
计算60ms，I/O80ms，计算20ms
P2：
计算120ms，I/O40ms，计算40ms
若不考虑调度和切换时间，则完成两个作业需要的时间最少是（）
A.240msB.260msC.340msD.360ms
7、若某单处理器多进程系统中有多个就绪态进程，则下列关于处理机调度的叙述中错误的是（）
A.在进程结束时能进行处理机调度
B.创建新进程后能进行处理机调度
C.在进程处于临界区时不能进行处理机调度
D.在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度
8、下列关于进程与线程的叙述中，正确的是（）
A.不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位
B.线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位
C.系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持
D.同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间
9、下列选项中，不能改善磁盘设备I/O性能的是（）
A.重排I/O请求次序B.在一个磁盘上设置多个分区
C.预读和延迟写D.优化文件物理块的分布
10、若一个用户进程通过read系统调用读取一个磁盘文件中的数据，则下列关于此过程的叙述中，正确的是（）
I:
若该文件的数据不在内存，则该进程进入睡眠等待状态
II：
请求read系统调用会导致CPU从用户态切换到核心态
III：
read系统调用的参数应包含文件的名称
A.仅I、IIB.仅I、IIIC.仅II、IIID.I、II和III
11、下列选项中，导致创建新进程的操作是（）
I：
用户成功登陆II：
设备分配III：
启动程序执行
A.仅I、IIB.仅II、IIIC.仅I、IIID.I、II和III
12、设与某资源相关联的信号量初值为3，当前值为1，若M表示该资源的可用个数，N表示等待资源的进程数，则M,N分别是（）
A.0，1B.1，0C.1，2D.2，0
13、文件系统中，如果需要频繁地对文件进行修改，则最不适合采用的物理结构是（）。
A．连续B．链表
C．内存链表D．索引节点
14、进程P0和P1的共享变量定义及其初值为
booleanflag[2]；
intturn=0；
flag[0]=false；
flag[1]=false；
若进行P0和P1访问临界资源的类C代码实现如下：
voidP0（）//进程P0voidP1（）//进程P1
{while（TURE）{{while（TURE）{
flag[0]=TURE;flag[1]=TURE;
turn=1;turn=1;
while（flag[1]&&（turn==1））while（flag[0]&&（turn==0））
临界区;临界区;
flag[0]=FALSE;flag[1]=FALSE;
}}}}
则并发执行进程P0和P1时可能产生的情况是（）
A.能保证进程互斥进入临界区，会出现“饥饿”现象
B.不能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”现象
C.能保证进程互斥进入临界区，会出现“饥饿”现象
D.能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”现象
15、假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。
现有一个磁道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用SCAN调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是（）
A.110，170，180，195，68，45，35，12
B.110，68，45，35，12，170，180，195
C.110，170，180，195，12，35，45，68
D.12，35，45，68，110，170，180，195
二、填空题
1、操作系统的两个基本功能是扩展的虚拟机和。
2、分时系统相较于批处理系统而言，最大的优点在于。
3、fork（）系统调用的功能是。
4、原语可分为两类:
一类是机器指令级的,其特点是不允许中断。
另一类是功能级的,其特点是。
5、在内存管理的分区分配算法中,首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法三个分配算法中，算法具有最好的内存利用率。
6、每个进程都有自己的虚拟存储器。
且虚拟存储器的容量是受计算机的和体系结构确定。
7、读写一个磁盘块的时间包括寻道时间、和实际数据传输时间。
。
8、在设备管理中，SPOOLING技术的应用可以实现设备的，从而提高设备利用率。
9、产生死锁的4个必要条件是互斥、占有和等待、和环路等待。
10、在文件系统中，建立多级文件目录能够解决文件的问题，并提高文件的搜索效率。
三、判断题，正确的打“√”，错误的打“×”；
1、多CPU环境下，既可以实现进程的并发执行，又能实现进程的并行执行。
（）
2、多个线程可以共享一个进程的资源，但有自己独立的进程控制块（PCB）。
（）
3、在磁带上的存储文件，适应于随机的存取方式。
（）
4、在银行家算法中,不安全状态一定会死锁。
（）
5、多任务操作系统不等于多用户操作系统，但多用户系统一定是多任务系统。
（）
6、当一个进程从等待态变为就绪态，就一定有一个进程从就绪态变成运行态。
（）
7、在文件系统中，磁盘块越大，磁盘传输率越高，磁盘内部碎片也越大。
（）
8、线程是调度的基本单位，也是资源分配的基本单位。
（）
9、纯分段系统中，物理空间的管理可以采用动态分区的存储管理方式，只是管理的分区大小变为一些分段大小。
（）
10、设备中断处理程序通常都是在驱动程序安装时进行注册的。
（）
四、解答题
1、简述系统调用的步骤。
2、考虑某个系统在如下时刻的状态。
AllocationMaxAvailable
ABCDABCDABCD
P0001200121520
P110001750
P213542356
P300140656
试用银行家算法回答下面的问题：
（1）请写出资源需求矩阵（Need矩阵）。
（2）系统是否处于安全状态？
如安全，请给出一个安全序列。
3、简述程序与进程的区别与联系。
4、简述如何提高文件系统的性能？
5、简述I/O软件的层次结构，并说明每层的功能。
五、综合应用题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）
1、有5个批处理任务A～E同时进入系统，其预计运行时间分别为10，6，2，4，8（单位：
分钟）。
它们的优先级分别为3，5，2，1，4。
这里，5为最高优先级。
对于以下各种调度算法，计算其平均周转时间，忽略进程切换的系统开销。
（1）先来先服务算法；
（2）时间片轮转算法；
（3）优先级调度算法；（4）短作业优先调度算法；
2、请求分页系统中，设一个进程访问序列为：
1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3；且分配给该进程的物理页面为4时，请分别给出在置换算法OPT,FIFO,LRU下的缺页次数。
（假设初始时，4个物理页面为空）
3、某计算机主存按字节编址，逻辑地址和物理地址都是32位，页表项大小为4字节。
请回答下列问题。
（1）若使用一级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：
页号（20位）
页内偏移量（12位）
则页的大小是多少字节？
页表最大占用多少字节？
（2）若使用二级页表的分页存储管理方式，逻辑地址结构为：
页目录号（10位）
页号（10位）
页内偏移量（12位）
设逻辑地址为LA，请分别给出其对应的页目录号和页表索引的表达式。
（3）采用
（1）中的分页存储管理方式，一个代码段起始逻辑地址为00008000H，其长度为8KB，被装载到从物理地址00900000H开始的连续主存空间中。
页表从主存00200000H开始的物理地址处连续存放，如下图所示（地址大小自下向上递增）。
请计算出该代码段对应的两个页表项的物理地址、这两个页表项中的页框号以及代码页面2的起始物理地址。
4、三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。
P1每次用produce（）生成一个正整数并用put（）送入缓冲区某一空单元中；P2每次用getodd（）从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd（）统计奇数个数；P3每次用geteven（）从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven（）统计偶数个数。
请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。
要求用伪代码或者源代码描述。
参考答案
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
B
D
A
B
C
A
B
A
11
12
13
14
15
C
B
B
A
A
二、填空
1
资源管理器
6
地址结构
2
交互
7
旋转时间（寻扇区时间）
3
创建进程
8
共享（虚拟共享）
4
不允许并发
9
不可抢占
5
最坏适配
10
重名
三、判断题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T
F
F
F
T
F
T
F
T
T
四：
1、将参数压入用户栈，转标准库
将系统调用号压入寄存器
从用户态切换到内核态
内核根据系统调用号找到系统调用处理程序进行处理
从内核态返回到用户态
2、
（1）
ABCD
P00000
P10750
P21002
P30642
（2）系统处于安全状态
例如：
P0、P2、P1、P3（不唯一，只要P2在P1、P3前即可）
3、进程与程序的区别及联系：
．进程是动态的，而程序是静态的
．进程可以并发，而程序则没有
．进程是资源竞争的基本单位
联系：
一个程序可以生成多个不同的进程
4、建立buffercache机制（即内存建立相应的块设备缓冲池）
合理安排索引节点的物理存储，通常将索引节点分散在不同的柱面，文件本身的物理存储就在索引节点柱面附近；
采用预读、延迟写等读写方式，提高文件系统读写性能
5、用户层：
进行I/O调用；格式化I/O，spooling
设备无关软件：
命名，保护，阻塞，缓冲，分配
设备驱动程序：
建立设备寄存器；检查设备状态
中断处理程序：
当I/O结束时，唤醒驱动程序
五：
1、a）19.2
b）20.4
c）20
d）14
2、OPT:
7
FIFO:
9
LRU:
7
3、
（1）、因为页内偏移量为12位，所以页大小为4KB（或者2的12次方）；
页表项有2的20次方，又因为页表项大小为4字节，所以页表最大占用4MB。
（232\212*4B=222B=4MB）
（2）、页目录号为：
LA右移22位，并且与上0x3FF。
页表索引为：
LA右移12位，并且与上0x3FF。
（3）、代码页面1的逻辑地址为00008000H，表明其位于第8个页处，对应页表中的第8个页表项，所以第8个页表项的物理地址＝页表起始地址+8×页表项的字节数＝00200000H+8×4＝00200020H。
因此有：
4、定义信号量S1控制P1与P2之间的同步；S2控制P1与P3之间的同步；empty控制生产者与消费者之间的同步；mutex控制进程间互斥使用缓冲区。
程序如下：
Var s1=0,s2=0,empty=N,mutex=1;
Parbegin
P1:
begin
X=produce（）;
P（empty）;
P（mutex）;
Put（）;
If x%2==0
V（s2）;
else
V（s1）;
V（mutex）;
end.
P2:
begin
P（s1）;
P（mutex）;
Getodd（）;
Countodd（）:
=countodd（）+1;
V（mutex）;
V（empty）;
end.
P3:
begin
P（s2）
P（mutex）;
Geteven（）;
Counteven（）:
=counteven（）+1;
V（mutex）;
V（empty）;
end.
Parend.
复习题二
一、选择题
1、操作系统提供给用户的程序级接口是（C）
A.shell命令B.中断处理程序
C.系统调用D.函数调用
2、下列进程调度算法中，综合考虑进程等待时间和执行时间的是（D）
A.时间片轮转调度算法B.短进程优先调度算法
C.先来先服务调度算法D.高响应比优先调度算法
3、分区分配内存管理方式的主要保护措施是（）
A.界限地址保护B.程序代码保护C.数据保护D.栈保护
4、一个分段存储管理系统中，地址长度为32位，其中段号占8位，则段长最大（）
A.2的8次方字节B.2的16次方字节
C.2的24次方字节D.2的32次方字节
5、下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是（）
A.连续结构B.索引结构
C.链式结构且磁盘块定长D.链式结构且磁盘块变长
6、某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空闲），采用最佳适配（Bestfit）算法，分配和释放的顺序为：
分配15MB，分配30MB，释放15MB，分配8MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（）
A.7MBB.9MBC.10MBD.15MB
7、文件系统中，文件访问控制信息存储的合理位置是（）
A.文件控制块B.文件分配表C.用户口令表D.系统注册表
8、程序员利用系统调用打开I/O设备时，通常使用的设备标识是（）
A.逻辑设备名B.物理设备名C.主设备号D.从设备号
9、下列选项中，满足短作业优先且不会发生饥饿现象的调度算法是（）
A.先来先服务B.高响应比优先
C.时间片轮转D.非抢占式短作业优先
10、在支持多线程的系统中，进程P创建的若干线程不能共享的是（）
A.进程P的地址空间B.进程P中打开的文件
C.进程P的全局变量D.进程P中某线程的栈指针
11、用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是（）
A.用户程序→系统调用处理程序→中断处理程序→设备驱动程序
B.用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序
C.用户程序→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序
D.用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序
12、以下页面置换算法中，需要考虑页面的访问位和修改位的是（）
A.OPTB.LRUC.NFUD.NRU
13、在缺页处理过程中，操作系统执行的操作可能是（）
I：
修改页表II：
磁盘I/OIII：
分配页框
A.仅I、IIB.仅IIC.仅IIID.I、II和III
14、当系统发生抖动时，可以采取的有效措施是（）
I：
撤销部分进程II：
增加磁盘交换区的容量III：
提高用户进程的优先级
A.仅IB.仅IIC.仅IIID.仅I、II
15、下列关于中断I/O方式和DMA方式比较的叙述中，错误的是（）
A.中断I/O方式请求的是CPU处理时间，DMA方式请求的是总线使用权
B.中断响应发生在一条指令执行结束后，DMA响应发生在一个总线事务完成后
C.中断I/O方式下数据传送通过软件完成，DMA方式下数据传送由硬件完成
D.中断I/O方式适用于所有外部设备，DMA方式仅适用于快速外部设备
二、填空题
1、多道运行的特征之一是微观上串行，它的含义是宏观上并发。
2、从作业提交给系统开始到作业完成为止的时间间隔称为作业周转时间。
3、采用分段存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是216。
4、请求页式管理中，缺页中断率与进程所分得的内存页面数、置换算法和进程页面访问序列等因素有关。
5、采用缓冲区可以缓和CPU和外部设备速度不一致的矛盾。
6、分时系统的主要特征是多道、响应快和高的资源利用率。
7、在UNIX中一个进程采用fork（）系统调用来创建新进程，创建和被创建的进程间形成父子关系。
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用户级I/O软件层。
9、在对死锁进行了检测之后，可以采用资源剥夺法解除死锁，还可以采用杀死进程方法解除死锁。
10、虚拟存储器的最大容量是由计算机地址结构决定决定。
三、判断题，正确的打“√”，错误的打“×”；
1、当采用有序资源分配方法预防死锁时，它破坏了产生死锁的四个必要条件中的环路等待条件。
（√）
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。
（X）
3、在请求分页管理页表中增加了若干项，其中状态位供程序访问参考；修改位供换出页面时参考；访问位供置换算法时参考；外存地址供调入页面时参考。
（√）
4、数据库文件的逻辑结构形式是字符流式文件。
（X）
5、在内核状态下运行的程序，可以访问整个内存空间并执行某些特权指令。
（√）
6、当进程数大于资源数时，进程竞争资源一定会产生死锁。
（X）
7、进程在执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行被中断的后一条指令。
（√）
8、为了减少缺页中断率，页应该小一些。
（X）
9、读写一个磁盘块所花费的时间中，磁盘臂寻道时间占据了主导地位。
（√）
10、进程推进顺序不合理也是产生死锁的原因之一。
（√）
四、解答题（本大题共5小题，每小题5分，共25分）
1、设计操作系统中进程的状态，并画出进程状态转换图，标明进程转换的原因。
1.调度程序选择改程序2.时间片运行结束（调度程序选择另一个程序）
3.进程为等待输入而阻塞4.出现有效输入
2、简述如何保证文件系统的可靠性。
文件系统备份、文件系统的一致性等方面，
4、什么是访问控制表？
什么是访问权限表？
访问控制表和访问权限表是实现文件安全性的两个基本的数据结构
（1）将访问矩阵按列进行划分，让每一列建立一个控制表，即可得到各个对象的“访问控制表”
（2）将访问矩阵按行进行划分，让每一行建立一个访问权限表，即可得到各个域的访问权限表。
5、简述I/O软件中设备无关软件层的主要功能。
设备无关软件层：
命名，保护，阻塞，缓冲，分配
五、综合应用题
1、关于死锁问题的银行家算法中，若出现下述资源分配情况：
已分配资源
请求资源
可用资源
ABCD
ABCD
ABCD
P0
0032
0012
1622
P1
1000
1750
P2
1354
2356
P3
0332
0652
P4
0014
0656
请回答：
（1）该状态是否安全，请说明理由。
（2）如果进程P1提出请求（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？
请说明理由
（1）系统此刻存在安全序列{P0，P3，P1，P2，P4},因此状态是安全的
（2）系统此刻不存在安全序列，因此系统不能满足P1的要求
3、某银行提供一个服务窗口和10个供顾客等待的座位。
顾客到达银行时，若有空座位，则到取号机上领取一个号，等待叫号。
取号机每次仅允许一位顾客使用。
当营业员空闲时，通过叫号选取一位顾客，并为其服务。
顾客和营业员的活动过程描述如下：
cobegin
{
process顾客i
{
从取号机获取一个号码；
等待叫号；
获取服务；
}
process营业员
{
while（TRUE）
{
叫号；
为顾客服务；
}
}
}coend
请添加必要的信号量和P（down）、V（up）操作，实现上述进程中的互斥与同步。
要求写出完整的过程，说明信号量的含义并赋初值。
4、请求分页系统中，假设某进程的页表内容如下表所示。
（页框号即块号）
页号
页框号
有效位
（存在位）
0
101H
1
1
--
0
2
254H
1
页面大小为4KB，一次内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns（已含更新TLB和页表的时间），为进程分配的物理块数量固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。
假设：
①TLB初始为空；
②地址转换时先访问TLB，若TLB未命中，再访问页表
（忽略访问页表之后的T
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