操作系统试卷及答案

2004 年操作系统考试试题 一、填空题（每空 1 分，共 12 分）1 操作系统具备处理并发活动的能力，其最重要的硬件支持是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。2 所谓操作系统虚拟机的概念，是指 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。3 UNIX 系统进程控制块由 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 和 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 两部分组成。4常用的资源分配策略有优先调度和 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 算法。 5 P 操作可以使进程由运行状态变为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 状态。 6当采用资源有序分配方法时，它破坏了产生死锁的四个必要条件中的 _ _ _ _ _ _ _ _ 条件。 7文件目录采用树型结构而不采用简单表结构的最主要原因是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 8在请求分页系统中，为支持淘汰一页的功能实现，在页表中应增加 _ _ _ _ _ 和 _ _ _ _ 两个数据项。 9常用的设备分配技术有独占分配、共享分配和 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 技术。 10文件系统中的链接技术，指的是在 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 之间进行链接。二、选择填空（ ） 1 _ _ _ _ _ _ _ _ 不是实时系统的基本特征。 A 安全性 B 公平响应C 实时性 D 高可靠 （ ） 2 在用户程序中要将一个字符送到显示器上显示，应使用操作系统提供的 _ _ _ _ _ _ _ _ 接口。 A 系统调用 B 键盘命令 C 原语 D 子程序调用 （ ） 3 并发进程失去封闭性特征，是指 _ _ _ _ _ _ _ 。 A 多个相互独立的进程以各自的速度向前推进 B 并发进程的执行结果与速度无关 C 并发进程执行时，在不同时刻发生的错误 D 并发进程共享公共变量，其执行结果与速度有关 （ ） 4 当一个进程处于这样的状态 _ _ _ _ _ _ _ _ 时，称为等待状态。 A 它正等着进入磁盘 B 它正等着进入内存 C 它正等着输入一批数据 D 它正等着 CPU 的控制权 （ ） 5 用户程序在用户态下使用特权指令将引起的中断是属于 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 A 程序中断 B 硬件故障中断 C 外部中断 D 访管中断 （ ） 6 在磁盘上可以建立的物理文件有 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 A 用户文件 B 记录式文件 C 索引文件 D 目录文件 （ ） 7 设备独立性是指， _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 A I/O 设备具有独立执行 I/O 功能的特性 B 用户程序中使用的设备独立于具体的物理设备 C 能独立实现设备共享的特性 D 设备驱动程序独立于具体的物理设备的特性 （ ） 8 三个进程共享 4 台绘图仪，每个使用绘图仪的进程最多使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则该系统 _ _ _ _ _ _ _ _ 。 A 某进程可能永远得不到绘图仪 B 可能发生死锁 C 进程请求绘图仪立刻能得到 D 不会发生死锁三、简答题（共 16 分）1. 在一批处理系统中，有一作业序列，它们的提交时间和运行时间如表 1 所示。用短作业优先调度算法进行调度，计算在该调度算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。（要求：写出必要的计算步骤） (6 分)表一单位：以十进制计作业号 提交时间 运行时间 1 8.00 1.00 2 8.20 1.20 3 8.30 0.30 4 8.50 0.50 2.输入输出控制的主要功能是什么？3.某系统采用分页存储管理，设计如下：页面大小为4KB，允许用户虚地址空间最大为16页，允许系统物理内存最多为512个内存块。试问该系统虚地址寄存器和物理地址寄存器的长度各是多少位？作必要的说明。四.设某系统主存容量为 512KB ，采用动态分区存储管理技术。某时刻 t 主存中有三个空闲区，它们的首地址和大小分别是：空闲区 1 （ 30KB ， 100KB ）、空闲区 2 （ 180KB ， 36KB ）、空闲区 3 （ 260KB ， 60KB ）。系统现有如下作业序列 A ：作业 1 （请求 38KB ）、作业 2 （请求 20KB ）、作业 3 （请求 30KB ）、作业 4 （请求 80KB ）。 (14 分)1 画出该系统在时刻 t 的内存分布图；2 用首次适应算法和最佳适应算法画出时刻 t 的空闲区队列结构； 3 用上述两种算法对作业序列 A 进行分配，哪种算法对该作业序列是合适的？要求给出必要的分配过程，并用图画出在分配过程中空闲区队列结构的变化。 五现要求你给一个请求分页系统设计进程调度的方案，使系统同时满足以下条件： （14 分） 1 有合理的响应时间； 2 有较好的外部设备利用率； 3 缺页对程序执行速度的影响降到最低程度。 画出调度用的进程状态变迁图，并说明这样设计的理由。 六设某系统有输入进程 P 1 和输出进程 P 2 共享两用于输入 / 输出的缓冲区 BUFA 和 BUFB（BUF 大小为每次存放一个数据）。进程 P 1 不断地向 BUFA 和 BUFB 输入数据；进程 P 2 不断地从BUFA和BUFB 输出数据，并打印。用信号灯的P 、 V操作实现这两个进程的同步，要求用一种结构化的程序设计语言写出程序描述。 (共 14 分) 七设一个已被打开的文件 A 有 100 个逻辑记录（逻辑记录大小与物理块大小相等，都为 512KB ），现分别用连续文件、串联文件、索引文件来构造。回答以下问题： ( 共 14 分） 1 分别画出这三种文件的物理结构。 2 若要随机读第 4 个记录，问在三种结构下，分别要多少次磁盘读操作？要求作必要的说明。2004 年操作系统试题答案 一填空题（每空1分，共12分）1中断2在裸机上配置操作系统3基本进程控制块proc结构扩充进程控制块user结构4先来先服务 5等待状态6环路条件7解决重名问题（或命名冲突）8引用位 改变位9虚拟分配10目录表目二选择填空（每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项的字母填在题干中的括号内。答案选错或未选者，该题无分。每小题2分，共16分。）1B 2A 3D 4C 5A 6C 7B 8D 三简答题（共16分）(6分)1. 短作业优先调度算法进行调度序号提交时间 运行时间开始时间完成时间周转时间平均带权周转时间18.001.00 8.00 9.001.0011分2 8.20 1.209.8 9.8+1.2=11 11-8.2=2.8 2.8/1.2=2.33 1分38.30 0.309.00 9.00+0.3=9.3 9.3-8.3=11/0.3=3.331分4 8.500.509.3 9.3+0.5=9.8 9.8-8.5=1.3 1.3/0.5=2.61分表1 单位：小时，以十进制计平均周转时间 t=(1+2.8+1+1.3)/4=6.1/4=1.525 (1分)平均带权周转时间 w=(1+2.33+3.33+2.6)/4=9.26/4=2.315 (1分)(4分)2输入输出控制的主要功能 解释用户的I/O系统调用命令； (1分) 设备驱动；(1.5分) 中断处理 (1.5分) (6分)3面大小为4KB 4KB=212 12位 (2分)允许用户虚地址空间最大为16页 16=24 4位 (1分)允许系统物理内存最多为512个内存块 512=29 9位 (1分)虚地址寄存器位数： 12+4 = 16 (1分)物理地址寄存器位数 12+9 = 21 (1分)(14分)四作业序列A：作业1（请求38KB）、作业2（请求20KB）、作业3（请求30KB）、作业4（请求80KB）。1.(2分) 2.（3分3分） 3 作业 1 分配后(1) 首次适应算法,作业1（请求38KB）,第1块 100-38=62(2分)(2) 最佳适应算法,作业1（请求38KB）,第2块 不能分配，第3块 60-36=24，队列重新排序(2分)(3) 首次适应算法对该作业序列不合适作业1（38KB）第1块 100-38=62；作业2（20KB） 第1块62-20=42；作业3（30KB）第1块42-30=12；作业4（80KB） 不能分配 (2分)五（14分）1缺页对程序执行速度的影响降到最低程度：请求页面为高优先（两个状态、三个变迁，5分）2有较好的外部设备利用率：请求I/O为中优先（两个状态、三个变迁，5分）3 有合理的响应时间：时间片调度（两个状态、两个变迁，4分）六输入进程p1和输出进程p2共享两用于输入/输出的缓冲区BUFA和BUFB。进程P1不断地向BUFA和BUFB输入数据；进程P2不断地从BUFA和BUFB输出数据，并打印。 (共14分)main() s1：= 1； / BUFA有无空位置 / （信号灯初值及意义共2分）s2：= 0； / BUFA有无数据 /t1：= 1； / BUFB有无空位置 /t2：= 0； / BUFB有无数据 /cobeging （程序结构共2分）p1();p2();coend （同步描述、双缓冲的使用共10分）p1() p2() while(输入未完成) while(输出未完成) P（s1）； P（s2）；数据放入BUFA中； 数据从BUFA中取出；V（s2）； V（s1）；P（t1）； P（t2）；数据放入BUFB中； 数据从BUFA中取出；V（t2）； V（t1）； 七设一个已被打开的文件A有100个逻辑记录（逻辑记录大小与物理块大小相等，都为512KB），现分别用连续文件、串联文件、索引文件来构造。回答以下问题：(共14分）1(1)连续文件 (2分) (2)串联文件 (2分) (3) 索引文件 (2分) 2 随机读第 8 个记录 (r7) ，文件 A 已被打开，文件目录项已在内存。 (1) 连续文件 经过计算确定 r7 记录的物理块号：相对块号 b=l*r/size=512*4/512=4 ； r0 所在物理块号由文件目录项查得为 100 ， r7 的块号 =100+7=104 可直接读 107 块， 读 1 次 (2 分 ) (2) 串联文件 读入 r0 、 r1 、 、 r7 共读 8 次 (3 分 ) (3) 索引文件 读入索引表 1 次， 查 r7 所在物理块，读该物理块 共读 2 次 (3 分 )