集美大学诚毅学院2010-2011年操作系统期末试卷

一、填空题(共10分，每空1分)。1、进程管理把进程分为_____就绪_______，_____执行_______，______阻塞_____三个基本状态.此外，为缓和内存紧张的情况，引入了______挂起________状态。2、对磁盘的访问时间，包括_____寻道时间、旋转延迟时间、数据传输时间_______三部分。3、操作系统通过___PCB（进程控制块）___来感知一个进程的存在。4、仅允许一个进程使用的资源称为临界资源,访问这种资源的那段程序代码称为临界区。二、单项选择题(共20分，每空1分,在每空给出的选项中只有一个符合题目要求，把所选项前的字母填入题前的表格内)。12345678910CBADCCBABB11121314151617181920BBBDBBDBAB1.在下列特性中，哪一个不是进程的特性__[1]C___。[1]A.异步性B.并发性C.静态性D.动态性2.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为_____[2]B_______,允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为_____[3]A_____,计算机系统能及时处理过程控制数据并作出响应的操作系统称为_______[4]_D______.[2、3、4]A.批处理操作系统B.分时操作系统C.多处理机操作系统D.实时操作系统3.实时操作系统追求的目标是__[5]C____。[5]A.高吞吐率B.充分利用内存C.快速响应D.减少系统开销4.通道是一种__[6]C____。[6]A.I/O端口B.数据通道C.I/O专用处理机D.软件工具5.进程由就绪到执行状态由__[7]B__完成,用户作业对应的进程是由__[8]A___建立的.[7、8]A.作业调度程序B.进程调度程序C.进程管理程序D.交通控制程序6.下列各项工作步骤中____[9]_B_____不是创建进程所必需的步骤。[9]A.建立一个PCB(进程控制块)B.由CPU调度程序为进程调度CPUC.为进程分配内存等必要资源D.将PCB连接入进程就绪队列7.下面哪种页面淘汰算法会产生Belady异常现象___[10]B____[10]A.最佳页面淘汰算法(OPT)B.先进先出页面淘汰算法(FIFO)C.最不经常使用页面淘汰算法(LFU)D.最近最少使用页面淘汰算法(LRU)8.操作系统中有一组特殊系统调用．它们不能被系统中断．在操作系统中称为____[11]B____。[11]A．初始化程序B．原语C．子程序D．控制模块9.若信号量S的初值为1，当前值为-1，则表示有________[12]__B_____等待进程.[12]A.0个B.1个C.2个D.3个10.把作业地址空间使用的逻辑地址变成内存的物理地址称为______[13]B_____.[13]A.加载B.重定位C.物理化D.逻辑化11.为了进行对紧急进程或重要进程调度、调度算法应采用___[14]D___。[14]A．先进先出调度算法B．轮转法C．短执行优先调度D．优先级调度12.最佳适应算法的空白区是______[15]_C_______A.按大小递减顺序连在一起B.按大小递增顺序连在一起C.按地址由小到大排列D.按地址由大到小排列13.段页式存储管理汲取了页式管理和段式管理的长处，其实现原理结合了页式和段式管理的基本思想，即___[16]B____。A、用分段方法来分配和管理物理存储空间，用分页方法来管理用户地址空间。B、用分段方法来分配和管理用户地址空间，用分页方法来管理物理存储空间。C、用分段方法来分配和管理主存空间，用分页方法来管理辅存空间。D、用分段方法来分配和管理辅存空间，用分页方法来管理主存空间。14.操作系统文件管理的最重要的功能是__[17]_D__[17]A.实现虚拟存储B.实现按文件内容存取C.实现文件的高速输入输出D.实现按文件名存取15.按所载的信息的形式，文件可分为___[18]_B___式文件和流式文件。流式文件在逻辑上是___[19]A___的集合。为了提高_____[18]B____式文件的存取效率，往往采用索引技术。索引的本质是按记录的____[20]B____将记录进行分类或排序。[18]A.集合B.记录C.索引D.目录[19]A.字符B.元组C.记录D.字段[20]A.物理地址B.关键字值C.属性值D.指针三、简答题（共30分，每小题6分)1.什么是操作系统，从资源管理的角度看，操作系统应当具有哪些功能？答：操作系统是位于硬件层之上,所有其它软件层之下的一个系统软件,是管理系统中各种软件和硬件资源使其得以充分利用,方便用户使用计算机系统的程序集合.从资源管理的角度说，操作系统的主要功能是对计算机系统的资源进行管理即：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理。2.谓死锁？产生死锁的必要条件是什么？答：死锁(deadlock)：因多个进程竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用这些进程将无法在向前推进。产生死锁的必要条件①互斥条件。2保持和等待条件③不剥夺条件④循环等待条件。3.程序、进程和线程的关系是怎样的？有何区别？答：进程定义为程序在并发环境中的执行过程，它与程序是完全不同的概念。主要区别是：（1）程序是静态概念，是永久性软件资源；而进程是动态概念，是动态生亡的暂存性资源。（2）进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并发执行，系统是以进程为单位分配CPU的；而程序则不能作为一个能独立运行单位。（3）程序和进程没有一一对应关系。一个程序在工作时可以由多个进程工作，一个进程在工作时至少对应有一个程序。（4）各个进程在并发执行时会产生制约关系，使各自推进的速度不可预测；而程序作为静态概念，不存在这种异步特征。线程是进程中执行运算的最小单位，即处理机调度的基本单位。它与进程的关系是：一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程；资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源；4.常用的数据传输方式有哪四种？各有什么特点？答：常见的数据传送方式有程序直接控制方式、中断控制方式、直接内存访问方式（DMA）和通道控制方式。程序直接控制方式管理简单．价格低廉，但要使主机等待I／O没备。而设备和CPU、设备和设备只能串行工作；中断控制方式在某种程度上使CPU摆脱了等待I/O设备的空转现象．主机和外设可以并行工作，提高了主机的利用率，但由于中断次数多．每次中断都要作现场保护和恢复工作．系统开销较大，仍然要占用较多的cPu时间，而且快速的I／O设备要求中断响应要足够快。否则会造成数据丢失；DMA方式和通道控制方式都较好地解决了上述问题。从而大大减少了CPU的负担。DMA方式与通道控制方式相比．在灵活性和功能方而．仍存在—定的局限性．DMA方式要求CPU执行设备驱动程序启动设备，给出存放数据的内存起始地址以及操作方式和传送字节长度等，而且一个DMA控制器只能控制—个设备。5.存储管理中,分页和分段有何区别?答：分页和分段都采用离散分配方式，但两者有显著的差别。〔1)页是信息的物理单位．分页是系统的需要．是为了提高内存的利用率；段是信息的逻辑单位．目的在于更好地满足用户的需要(2)页的大小固定。由系统确定．一个系统只能有一种大小的页面：段的长度不固定。决定于用户的程序。(3)分页的作业地址空间是——维的．单一的线性地址空间；分段的作业地址空间是一维的。—个地址包括段号和段内地址。四、综合题（共40分)1.分页式存储管理中，设每个页面的长度为1K,指令的虚地址为248，页表如下图所示，请简述地址变换过程，求出指令的物理地址。（5分）指令虚地址为248页号=248/1024=0页号=248/1024=0页内偏移量=248MOD1024=248页号页面号051426根据页表可得：物理页面号为3物理地址=3*1024+248=3320假设某系统中有3种资源(R1，R2．R3)，在某时刻系统中共有4个进程P1，P2，P3，P4的最大资源需求数向量和此时己分配的资源数向量分别是：系统中当前可用资源向量为(1．1．2)。问：(1)如果进程P2发出资源请求向量(1，0，1)，系统能否将资源分配给它？(2)如果进程P1发出资源请求向量(1，0，1)呢?如果可以，请写出安全序列，如果不行，说明原因。（5分）（1）可以，可以找到安全序列P2---P1---P3---P4（2）不能，如果把P1的请求资源分配给P1，则系统中剩余的可用资源为（0，1，1），不能够满足其他任何进程的需求，找不到任何安全序列，就有可能进入死锁。3、在一个请求页式存储管理系统中，某程序的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，且开始执行时主存中没有页面。当分配给该进程的物理页面数为3时，试用如下页面淘汰算法写出页面淘汰的过程，并计算访问过程中发生的缺页率。（缺页率的计算公式为：n／s，其中s为进程P访问的页面总次数，n为产生缺页中断的次数）（10分）（1）FIFO（2）LRU(1)FIFOn＝9,缺页率＝9/12=75%(2)LRUn＝10,缺页率＝10/12=83.3%4、试计算在单道批处理系统中，采用最短作业优先和响应比高者优先时，将各作业的执行时间及顺序列出，并分别计算下表列出作业的平均周转时间和平均带权周转时间；(10分)假定有四道作业，它们的提交时间及估计执行时间如下表所示。（1）SJB执行时间顺序为1-3-4-2，如图所示。作业的平均周转时间=（10-8+12.5-9+10.8-9.1+11.3-10.1）/4=2.1平均带权周转时间=((10-8)/2+(12.5-9)/1.2+(10.8-9.1)/0.8+(11.3-10.1)/0.5)/4=2.11（2）HRN执行时间顺序为1-3-2-4，如图所示。作业的平均周转时间=（10-8+12-9+10.8-9.1+12.5-10.1）/4=2.275平均带权周转时间=((10-8)/2+(12-9)/1.2+(10.8-9.1)/0.8+(12.5-10.1)/0.5)/4=2.606255、某寺庙共有老和尚和小和尚若干人，庙外有一口井，只能容一人打水，庙内有6只水桶和一口缸，缸内最多能装30桶水，每只桶每次只能由一人使用，缸每次只能由一人使用。小和尚负责从庙外的井里打水，老和尚使用缸里的水，老和尚取水的单位是桶。请利用信号量和P、V操作描述老和尚和小和尚的活动。