山东科技大学 计算机操作系统试题b
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第 1 页/共 8 页 计算机操作系统 一．．单项选择题(每小题 2 分，共 30 分) 1.进程具有并发性和( )两大重要属性。 A. 动态性 B. 静态性 C. 易用性 D. 封闭性 2.在分时操作系统中， ( )是衡量一个分时系统的一项重要指标。 A. 响应时间B. 高可靠性 C. 吞吐量D. 时间片轮转 3.进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从( ) 。 A. 运行态变为就绪态 B. 运行态变为等待态 C. 就绪态变为运行态 D. 等待态变为就绪态 4.常用的文件存取方法有两种：顺序存取和( )存取。 A. 流式 B. 串联 C. 索引 D. 随机 5.采用多道程序设计能( ) 。 A. 减少调度次数B. 减少处理器空闲时间 C. 缩短每道作业的执行时间D. 避免发生资源竞争现象 6.临界区是指并发进程中涉及共享变量的( ) 。 A. 程序段B. 管理信息区 C. 公共数据区D. 信息保留区 7.产生死锁的四个必要条件是：互斥使用、 ( ) 、不可抢占和循环等待资源。 A. 请求并阻塞B. 占有并等待 C. 请求并释放D. 释放并阻塞 8.( )是一种只能进行 wait 操作和 signal 操作的特殊变量。 A. 调度 B. 进程 C. 同步 D. 信号量 9.在下面的叙述中正确的是( ) 。 A. 一个进程一定包含多个线程 B. 进程是比线程更小的能独立运行的基本单位 C. 线程的引入增加了程序执行时的时空开销 D. 引入线程可提高程序并发执行的程度，可进一步提高系统效率 第 2 页/共 8 页 10. 设有 n 个进程共用一个相同的程序段(临界区),如果每次最多允许 m 个进程(mn)同时进 入临界区。则信号量的初始值为( ) 。 A. n B. m C. m-n D. n-m 11. 为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用( ) 。 A. 先来先服务 B. 轮转法 C. 优先权调度 D. 短执行时间优先调度 12. 系统运行银行家算法是为了( ) 。 A. 死锁检测 B. 死锁避免 C. 死锁解除 D. 死锁防止 13. 在磁盘调度时读写头从盘的一端开始朝另一端移动，在移动的过程中搜索每个磁道上的请 求，若有则服务之，直至到达盘的另一端。在另一端，磁头转向，并继续在移动中扫描服 务，则此种算法称为( ) 。 A. 先来先服务 B. 最短查找时间优先 C. SCAN D. C-SCAN 14. 在采用位向量管理磁盘空闲空间时，每个二进制位对应一个( ) 。 A. 物理文件B. 逻辑文件C. 物理块D. 缓冲区 15. PCB 是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程( ) 。 A. 可以有多个 PCB B. 可以和其他进程共用一个 PCB C. 可以没有 PCB D. 只能有唯一的 PCB 二．填空题二．填空题(每小题 1 分，共 10 分) 1.操作系统得基本特征有 、共享、虚拟以及异步性。 2.文件系统本身通常由许多不同的层组成，最底层为 层。 3.常用的磁盘分配方法有三种：连续分配、 分配及索引分配。 4.能使外设通知 CPU 的硬件机制称为 。 5.当有多个进程竞争帧时，可将页置换算法分为两大类。其中， 允许一个进程可 以从另一个进程中取帧。 6.如果一个进程在换页上用的时间要多于执行时间，我们称这个进程处于 中。 7. 提供了进程与操作系统之间的接口。 第 3 页/共 8 页 8. 是当今最有发展前途的 OS 结构，该结构首先在 CMU 的 Mach 操作系统中采用。 9.在页式存储管理方案中，采用 实现地址变换。 10. 一个时间单元内所完成的进程的数量称为 ，是评估 CPU 工作量的一种方法。 三．简答题三．简答题(每小题 6 分，共 30 分) 1.给出进程五种状态的变化图，并在图中标明引起状态变化的原因。 2.处理死锁的方法有哪些？ 3.SPOOLing 的含义是什么？试述 SPOOLing 系统的特点及功能。 4.简述时间片轮转(RR)调度算法的思想。 5.在设备管理中设置缓冲区的作用是什么？根据系统设置缓冲区的个数，缓冲区可以分为 哪几种？ 四．综合题四．综合题(每小题 10 分，共 30 分) 1.设系统中有三种类型的资源(A、B、C)和五个进程(P1、P2、P3、P4、P5) ，A 资源 的数量为 17，B 资源的数量为 5，C 资源的数量为 20。在 T0 时刻系统状态如表 1 和表 2 所示。 系统采用银行家算法实施死锁避免策略。算法中的数据结构包括有可利用资源向量 Available、最大需求矩阵 Max、分配矩阵 Allocation、需求矩阵 Need。安全性算法中的两个 向量为 work 和 finish。 (1) T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 (2) 在 T0时刻若进程 P2请求资源(0，3，4) ，是否能实施资源分配？为什么？ 表 1 T0 时刻系统状态 最大资源需求量已分配资源数量 进 程 ABCABC P1559212 P2536402 P34011405 第 4 页/共 8 页 P4425204 P5424314 表 2 T0 时刻系统状态 A B C 剩余资源数2 3 3 2.在一个请求页式存储管理系统中，进程 P 共有 5 页，访问串为 3，2，1，0，3，2，4，3，2，1，0，4 时，试用置换算法 FIFO 和 LRU 置换算法，计算当分 配给该进程的帧数分别为 3 和 4 时，访问过程中发生的缺页次数，所有的帧初始时为空，第 一个页调入都会引发一次页错误。比较所得的结果，浅析原因。 3.桌上有一空盘，只允许存放一个水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子。儿子 专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘子空时才能放水果，一次只能放 一只水果供吃者取用，请用 wait、signal 原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。 一、单项选择题一、单项选择题(每小题 2 分，共 30 分) 答案：答案： 1～～5AADDB 6～～10ABDDB 11~15CBCCD 评分标准：评分标准：每小题 2 分。 二、填空题二、填空题(每小题 1 分，共 10 分) 答案：答案： 题号题号答案答案题号题号答案答案 1并发6颠簸(抖动) 第 5 页/共 8 页 2I/O 控制7系统调用 3链接8微内核结构 4中断9页表 5全局置换10吞吐量 评分标准：评分标准：每小题 1 分。 三、简答题三、简答题(每小题 6 分，共 30 分) 1.1.参考答案：参考答案： 评分标准：评分标准：本小题 6 分。 2 2．参考答案：．参考答案： 可以使用协议以预防或避免死锁，确保系统决不会进入死锁状态。 可允许系统进入死锁状态，然后检测它，并加以恢复 可忽视这个问题，认为死锁不可能在系统内发生。 评分标准：评分标准：本小题 6 分，每一种方法 2 分。 3 3．参考答案：．参考答案： SPOOLing 是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱 机技术” 。 SPOOLing 技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同 承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。 SPOOLing 系统由专门负责 I/O 的常驻内存的进程以及输入井、输出井组成；它将独占设 备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。 评分标准：评分标准：本小题 6 分，答案仅供参考，可根据学生答题情况酌情给分。 4.4.参考答案：参考答案： 系统把所有就绪进程按先入先出的原则排成一个队列，新来的进程加到就绪队列末尾。 每当执行进程调度时，进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程，让它在 CPU 中运行一个 时间片的时间。当进程用完分配给它的时间片后，调度程序便停止该进程的运行，并把它放 入就绪队列的末尾；然后，把 CPU 分配给就绪队列的队首进程。 评分标准：评分标准：本小题 6 分，答案仅供参考，可根据学生答题情况酌情给分。 5.5.参考答案：参考答案： 第 6 页/共 8 页 在设备管理中设置缓冲区的作用：(1)缓和 CPU 和 I/O 设备之间速度不匹配的矛盾。 (2)减少中断 CPU 的次数。 (3)提高 CPU 和 I/O 设备之间的并行性。 根据系统设置缓冲区的个数，可以分为单缓冲、双缓冲、多缓冲以及缓冲池等四种。 评分标准：评分标准：本小题 6 分，答案仅供参考，可根据学生答题情况酌情给分。 四、综合题四、综合题(每小题 10 分，共 30 分) 1. (1)解：系统在 T0时刻，存在一个安全的序列(P4、P5、P1、P2、P3) ，因而是安全的。--- -------------5 分 (2)解：T0时刻，不能为进程 P2请求资源(0，3，4) ；------------------3 分 因为可用资源的数量不够，所以只能推迟分配。----------------------2 分 2.2. 答案：答案： ((1 1))3 3 个帧时的个帧时的 FIFOFIFO 置换过程置换过程------------------------------------------------------ --------------2 分 33 2 3 2 1 0 2 1 0 3 1 0 3 2 4 3 3 2 4 1 2 4 1 0 页错误次数为 9 次 ((2 2))4 4 个帧时的个帧时的 FIFOFIFO 置换过程置换过程------------------------------------------------------ --------------2 分 33 2 3 2 1 3 2 1 4 2 1 4 3 1 4 3 3 2 4 3 2 0 3 2 110000 0 4 2 1 页错误次数为 10 次 第 7 页/共 8 页 ((3 3))3 3 个帧时的个帧时的 LRULRU 置换过程置换过程------------------------------------------------------- -------------2 分 33 2 3 2 1 0 2 1 0 3 1 0 3 2 4 3 3 2 1 3 2 1 0 2 1 0 4 页错误次数为 10 次 ((4 4))4 4 个帧时的个帧时的 LRULRU 置换过程置换过程------------------------------------------------------- -------------2 分 33 2 3 2 1 3 2 1 3 2 4 3 2 4 3 3 2 0 4 2 0 11100 页错误次数为 8 次 分析：FIFO 置换算法并没有随着可用帧的增加而降低页错误次数，即 FIFO 存在 Belady 异 常问题，而 LRU 算法不存在这样的问题。--------------------------------------------- -----------------------2 分 3 3 分析分析 在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果。当盘子为 空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等 待；若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待。本题实际上是生产者-消费者问 题的一种变形。这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消 费其中固定的一类产品。 解解 在本题中，应设置三个信号量 S、So、Sa，信号量 S 表示盘子是否为空，其初值为 1；信号量 So 表示盘中是否有桔子，其初值为 0；信号量 Sa 表示盘中是否有苹果，其初值为 0。同步描述如下： int S=1;-----------------------------------------------------------------------1 分 int Sa=0; ---------------------------------------------------------------------1 分 int So=0; ---------------------------------------------------------------------1 分 main( ) { 第 8 页/共 8 页 cobegin father(); son(); daughter(); coend } father()------------------------------------------------------------------------3 分 { while(1) { WAIT(S ); 将水果放入盘中； if (放入的是桔子) SIGNAL(So); else SIGNAL(Sa); } } son( ) ------------------------------------------------------------------------2 分 { while(1) { WAIT (So); 从盘中取出桔子； SIGNAL(S); 吃桔子； } } daughter( ) ---------------------------------------------------------------------2 分 { while(1) { WAIT(Sa); 从盘中取出苹果； SIGNAL(S); 吃苹果； } } 4. 关键词： 山东科技大学计算机操作系统试题b
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