OS考试样题及参考答案.pdf

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1成都理工大学成都理工大学20132014学年学年第一学期第一学期操作系统基础操作系统基础考试试卷考试试卷大题大题一一二二三三总分总分得分得分一、单项选择题（本大题共26个小题，每小题2分，共计52分，在每小题列出的备选项中只有一个是最符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

）1、进程和程序的一个最本质的区别是（C）A、分时使用或独占使用计算机B、顺序或非顺序执行机器指令C、动态或静态D、存储在内存或外存2、从资源的角度看操作系统的功能不包括（A）A、用户管理B、处理器管理和存储管理C、文件管理和作业管理D、设备管理3、一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（C）状态。

A、运行B、等待C、就绪D、收容4、用户在删除某文件的过程中，操作系统不可能执行的操作是（A）。

A、删除此文件所在的目录B、删除与此文件关联的目录项C、删除与文件对应的文件控制块D、释放与此文件关联的内存缓冲区5、下面有关死锁的论述中，不正确的论述是（E）。

A、参与死锁的进程个数至少为2。

B、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源。

C、参与死锁的所有进程均正在等待资源。

D、参与死锁的进程是系统中当前正在运行进程所构成的进程集合的一个子集。

E、参与死锁的所有进程都占有资源并等待资源。

6、一个正在访问临界资源的进程由于申请等待I/O操作而被中断时（CA、可以允许其他进程进入与该进程相关的临界区B、不允许其他进程进入任何临界区C、可以允许其他就绪进程抢占处理器，继续运行D、不允许任何进程抢占处理器7、进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（D）。

A、运行态变为就绪态B、运行态变为等待态C、等待态变为运行态D、等待态变为就绪态8、某计算机系统中有8台打印机，有K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。

该系统可能会发生死锁的K的最小值是（C）A、2B、3C、4D、59、在支持多线程的系统中，进程P创建的若干个线程不能共享的是（D）。

得分得分2A、进程P的代码段B、进程P中打开的文件C、进程P的全局变量D、进程P中线程的栈指针10、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表示等待该资源的进程数，则M、N分别是（A）A、0，1B、1，0C、1，2D、2，011、下列选项中，降低进程优先级的合理时机是（D）。

A、进程刚完成I/O，进入就绪队列B、进程从就绪状态转为运行状态C、进程长期处于就绪队列D、进程的时间片用完12、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13、某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页为1KB，主存为16KB。

假定某时刻系统为一用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、7、4，则与虚拟地址0A5CH相对应的物理地址为（B）A、125CHB、1E5CHC、113CHD、2A5CH14、设备分配问题中，算法实现时，同样要考虑安全性问题，以防止在多个进程进行设备请求时，因相互等待对方释放所占设备所造成的（C）现象。

A、瓶颈B、碎片C、死锁D、系统抖动15、在操作系统中，对信号量S的P原语操作定义中，使进程进入相应阻塞队列等待的条件是（C）A、S0B、S=0C、S0D、S=016、下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（）。

、不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位、线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位、系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持、同一过程中的线程拥有各自不同的地址空间。

17、下列关于银行家算法的叙述中，正确的是（B）A、银行家算法可以预防死锁B、当系统处于安全状态时，系统中一定无死锁进程C、当系统处于不安全状态时，系统中一定会出现死锁进程D、银行家算法破坏了死锁必要条件中的“请求和保持”条件18、若文件系统容许不同用户的文件可以具有相同的文件名，则操作系统应采用（）来实现。

、索引表、索引文件、指针、多级目录19、一个分段存储管理系统中，逻辑地址长度为32位，其中段号占8位，则最大段长是（C）A、28字节B、216字节C、224字节D、232字节20、在单处理机系统中，下列并行和并发现象不可能发生的是（A）A、进程与进程之间的并行B、进程与进程之间的并发C、处理机与设备之间的并行D、设备与设备之间的并行21、用磁带作为文件存储介质时，文件只能组织成（A）3A、顺序文件B、链接文件C、索引文件D、目录文件22、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。

它们的计算和I/O操作顺序如下：

P1：

计算60ms,I/O80ms,计算20msP2：

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（B）A、240msB、260msC、340msD、360ms23、文件控制块不包括（D）。

A、文件名B、文件访问权限说明C、文件物理位置信息D、磁盘坏块信息24、不属于I/O控制方式的是（A）。

A、SPOOLing技术B、通道控制方式C、DMA方式D、中断驱动方式25、在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（D）。

A、无上邻空闲区，也无下邻空闲区B、有上邻空闲区，但无下邻空闲区C、有下邻空闲区，但无上邻空闲区D、有上邻空闲区，也有下邻空闲区26、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（D）A、P0、P2、P4、P1、P3B、P1、P0、P3、P4、P2C、P2、P1、P0、P3、P4D、P3、P4、P2、P1、P0二、问答题（本大题共5个小题，共计36分。

）1、（6分）假定某磁头臂在磁盘上刚处理完75号磁道的请求，目前正在80号磁道读信息，并有下表中等待访问磁盘的序列。

请求次序12345678将要访问的磁道号16040190188905832102请按下列两种调度算法给出这一请求序列的处理次序。

（1）电梯调度算法；

（2）最短寻道时间优先。

解：

解：

（1）移动次序：

90、102、160、188、190、58、40、32（3分）58143627

（2）移动次序：

90、102、58、40、32、160、188、190（3分）5862714322、（共7分）有一个两道的批处理操作系统，作业调度采用最短作业优先的调度算法，进得分4程调度采用基于优先数的抢占式调度算法，有如下的作业序列：

作业进入时间估计运行时间优先数JOB110：

0040分钟5JOB210：

2030分钟3JOB310：

3050分钟4JOB410：

5020分钟6其中优先数数值越小优先级越高。

（1）列出所有作业进入内存时间及运行结束时间；

（2）计算作业平均周转时间。

答：

作业进入时间运行时间进入内存时间运行结束时间周转时间SrET=E-SJOB110：

0040分钟10:

0011:

1070JOB210：

2030分钟10:

2010:

5030JOB310：

3050分钟11:

1012:

00900.5分/个JOB410：

5020分钟10:

5012:

2090作业平均周转时间（70+30+90+90）/4=701分3、（7分）当UNIX文件系统的卷资源表处于图示状态时，首先由进程M释放5个物理块16、58、59、60、61，再由进程N申请6个物理块，试画图说明回收和分配物理块时的卷资源表状态。

s-free98100free（0）231718free（96）5656#free（97）5757#48free（98）13free（99）23#答：

答：

进程M释放5个物理块后的卷资源表状态。

s-free3100100free（0）5923176060#18free

（2）6161#5656#5757#48free（98）1616#13free（99）5858#23#（1分）（2分）（2分）59#进程N申请6个物理块后的卷资源表状态。

5s-free97100free（0）231718free（96）5656#free（97）48free（98）13free（99）23#（1分）（1分）4、（8分）请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容如下表所示：

页号页框（PageFrame）号有效位（存在位）0101H1102254H1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），进程的驻留集大小固定为2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。

假设TLB初始为空；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TLB更新时间）；有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。

设有虚地址访问序列2362H、1565H、25A5H，请问：

（1）依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？

给出计算过程。

（2）基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？

请说明理由。

解解：

（1）根据页式管理的工作原理，应先考虑页面大小，以便将页号和页内位移分解出来。

页面大小为4KB，即122B，则得到页内位移占虚地址的低12位，页号占剩余高位。

可得三个虚地址的页号P为2、1、2（十六进制的一位数字转换成4位二进制，因此，十六进制的低三位正好为页内位移，最高位为页号）：

2362H：

P=2，访问快表10ns，因初始为空，访问页表100ns得到页框号，合成物理地址后访问主存100ns，共计10ns+100ns+100ns=210ns。

（2分）1565H：

P=1，访问快表10ns，落空，访问页表100ns落空，进行缺页中断处理108ns，合成物理地址后访问主存100ns，共10ns+100ns+108ns+100ns=318ns。

（2分）25A5H：

P=2，访问快表，因第一次访问已将该页号放入快表，因此花费10ns便可合成物理地址，访问主存100ns，共计10ns+100ns=110ns（2分）

（2）当访问虚地址1565H时，产生缺页中断，合法驻留集为2，必须从页表中淘汰一个页面，根据题目的置换算法，应淘汰0号页面，因此1565H的对应页框号为101H。

由此可得1565H的物理地址为101565H。

（2分）55、（8分）某文件系统空间的最大容量为4TB（1T=402），以磁盘块为基本分配单位，磁盘块大小为1KB。

文件控制块（FCB）包含一个512B的索引表区。

请回答下列问题：

（1）假设索引表区仅采用直接索引结构，索引表区存放文件占用的磁盘块号。

索引表项6中块号最少占多少字节？

可支持的单个文件最大长度是多少字节？

（2）假设索引表区采用如下结构：

第07字节采用格式表示文件创建时预分配的连续存储空间，其中起始块号占6B，块数占2B；剩余504字节采用直接索引结构，一个索引项占6B，则可支持的单个文件最大长度是多少字节？

为了使单个文件的长度达到最大，请指出起始块号和块数分别所占字节数的合理值并说明理由。

答答：

（1）文件系统存储空间共有块数4T/1K=4210322/22个物理块。

为表示322个块号，索引表项占32/8=4B。

（2分）512字节的索引表区，可存放512B/4=72=128个索引表项，故最大文件长度:

128*1K=128KB（71017222128BKB）。

（2分）

（2）块号占6字节，块数占2字节的情形下，最大连续存储空间有162个块；直接索引项由504/6=84个，总的最大长度是16101022（504/6）2=（162+84）*1KB=65620KB。

（2分）为使单个文件达到最大，合理的起始块号和块数所占字节数分别为4、4（或1、7，或2、6，或3、5）。

（1分）。

最大连续存储空间有322个块，直接索引项有504/6=84个，最大长度是（322+84）*1KB=4294967296KB=4194304MB=4096GB=4TB块数占4B或以上，就可表示4TB大小的文件长度，达到文件系统的空间上限（1分）三、设计题（本大题共1个小题，共计12分。

）有座东西方向的公路桥，任何时刻只能允许一个方向的汽车通过它。

试用、操作写出东、西向的一辆车到达桥时，通过它，然后离开它到达对岸的同步互斥算法（公路桥最大载重负荷为辆汽车）。

答答：

信号量4个：

s，初值为1，代表桥的互斥使用的信号量；scounteast，初值为1，代表由东向西方向行驶的车辆计数器的互斥使用；scountwest，初值为1，代表由西向东方向行驶的车辆计数器的互斥使用；scount4，初值为4，代表桥上车辆的计数信号量，用于同步管理。

算法：

semaphores,scounteast,scountwest,scount4;s:

=1;scounteast:

=1;scountwest:

=1;scount4:

=4;integercounteast,countwest;counteast:

=0;countwest:

=0;cobeginprogrameast（i）beginp（scounteast）;counteast:

=counteast+1;ifcounteast=1thenp（s）;v（scounteast）;p（scount4）;得分7上桥；过桥；下桥；v（scount4）;p（scounteast）;counteast:

=counteast-1;ifcounteast=0thenv（s）;v（scounteast）;end.programwest（i）beginp（scountwest）;countwest:

=countwest+1;ifcountwest=1thenp（s）;v（scountwest）;p（scount4）;上桥；过桥；下桥；v（scount4）;p（scountwest）;countwest:

=countwest-1;ifcountwest=0thenv（s）;v（scountwest）;end.coend.此题酌情扣分