【操作系统不挂科】操作系统期末考试卷＜3＞（单选题＆简答题＆计算与分析题＆应用题）

前言 大家好吖，欢迎来到 YY 滴 操作系统不挂科 系列 ，热烈欢迎！ 本章主要内容面向接触过C++的老铁

一、单项选择题（每空2分，共40分）

1．操作系统是提供了处理机管理、内存管理、（ ）管理和设备管理的软件。

A. 用户 B. 软件 C. 数据 D. 文件

• D

2．多道程序设计技术是指（ ）。

A. 在实时系统中并发运行多个程序 B. 在分布系统中同一时刻运行多个程序 C. 在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D. 在一台处理机上并发运行多个程序

• D

3．（ ）不是设计实时操作系统主要追求的目标。

A. 安全可靠 B. 及时响应 C. 资源利用率 D. 快速处理

• C

4．操作系统的不确定性是指（ ）。

A. 程序运行结果的不确定性 B. 程序运行次序的不确定性 C. 程序中线程个数的不确定性 D. 都不对

• B

5. 下列选项中，在用户态执行的是（ ）

A. 进程调度程序 B. 缺页中断程序 C. Shell(如 Bash) D. 定时器

• C

6. 以下不属于衡量操作系统性能指标的是（ ）。

A. 作业的大小 B. 资源利用率 C. 吞吐量 D. 周转时间

• A

7. 以下关于父进程和子进程的叙述中，正确的是（ ）。

A. 父进程创建了子进程，因此父进程运行完了，子进程才能运行 B. 父进程和子进程可以并发执行 C. 撤销子进程时，应该同时撤销父进程 D. 撤销父进程时，应该同时撤销子进程

• B

8. 若信号量 S 的初值为 3，当前值为-1，则表示有（ ）等待进程。

A．0 个 B. 1 个 C. 2 个 D. 3 个

• B

9. 在 Linux 系统中，若新建文件 A，随后文件 B 和 C 分别硬链和软链接到 A，A 文件的在 inode 节点中的计数是（ ）。

A．1 B. 2 C. 3 D. 都不对

• B

10. 为了保证一个程序在主存中改变了存放位置之后仍能正确执行，则对主存空间应采用（ ）技术。

A. 静态重定位 B. 动态重定位 C. 动态分配 D. 静态分配

• B

11. 把一个分区的存储管理技术用于系统时，可采用（ ）让多用户进程轮流进入主存储器执行。

A.存储技术 B.虚拟存储技术 C.覆盖技术 D.交换技术

• D

12. 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（ ）。

A.28 B.216 C.224 D.232

• B

13. 在请求页式存储管理中，页表项中使用修改位的目的是（ ）。

A. 实现 LRU 置换算法 B. 实现 FIFO 算法 C. 在快表中检查页面是否进入 D. 检查页面是否最近被写过

• D

14. 某计算机主存地址空间大小为 256MB，按字节编址。虚拟地址空间大小为 4GB，采用页式存储管理，页面大小为 4KB，TLB（快表）有 4 个页表项，内容如下表示。则对虚拟地址 03FF F180H 进行虚实地址变换的结果是（ ）。

有效位 标记 页框号 0 FF180H 0002H 1 3FFF1H 0035H 0 02FF3H 0351H 1 03FFFH 0153H

A．015 3180H B. 003 5180H C. TLB 缺失 D. 缺页

• A

15. 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→设备驱动程序→系统调用处理程序→中断处理程序 C．用户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调用处理程序 D．用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序

• B

16. 操作系统中的 SPOOLing 技术，实质是将（ ）转化为共享设备的技术。

A. 共享设备 B. 独占设备 C. 脱机设备 D. 块设备

• B

17. 在同一个进程的多个线程之间，下例哪项是不会被共享的？（ ）

A. 全局变量 B. 静态变量 C. 局部变量 D. 打开的文件

• C

18. 一组合作进程，执行顺序如图所示。若用信号量上的P、V操作算法实现进程间的同步操作，则最少需要（ ）信号量。

A.3 B. 4 C. 5 D. 6

• C

19. 某计算机系统中有10台打印机，由K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机，该系统不可能会发生死锁的K的最大值是（ ）。

A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

• B

20. 假设一个Linux系统已经在/path路径下挂载了一个文件系统。那么一个应用程序为了读取/path/to/file的第一个字节，必须额外访问（ ）个磁盘块。

A. 5 B. 6 C. 7 D. 8

• C

二、简答题（每小题4分,共12分）

1、简述进程与线程的关系和区别。

1. 线程是进程内的一个执行单元（或可调度的实体）
2. 一个进程至少有一个线程
3. 线程不能单独运行，只能包含在进程中执行
4. 线程与进程一样有生命期及执行的上下文
5. 线程共享进程的所有资源
6. 进程创建时，同时建立第一个线程
7. 同一进程的线程切换不会引起进程切换，不同进程的线程切换，会引起进程切换
8. 进程内所有线程结束时，进程结束

2、简述下图虚拟内存管理典型页表项各域的作用。

• 答案：

3、考虑下图单行桥上的死锁问题。写出死锁的四个必要条件，并给出预防死锁的解决方案

• 答案： 死锁的四个必要要求：互斥条件、占有和等待条件、不可抢占条件、循环等待条件 解决方案： 1） 每次只让一个方向的车通过（红绿灯）。破坏“占有和等待”或“循环等待条件”。 2） 再加一座桥。破坏“互斥条件。

三、计算与分析题（1-3 每题 4 分，4-5 每题 3 分，共 18 分）

1、当前磁盘读写位于柱面号 10，初始向小磁道方向移动。此时有多个磁盘请求以下列柱面号顺序送至磁盘控制器：2、12、11、18、14、4、1、6。在寻道时，移动一个柱面需要3ms，按 LOOK 磁头臂调度算法，指出寻道次序并计算所需总的寻道时间。

• 柱面访问顺序：(10)–6–4–2–1–11—12–14–18 移动距离：(10-1)+(18-1)=26 总寻道时间：26*3=78ms

2、从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用时间为 120us，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为 50us，CPU 处理一块数据所用时间为 10us。如果有多块数据需要处理，并分别采用单缓冲区和双缓冲区结构传送某磁盘数据，则处理一块数据平均各需多少时间?给出计算过程。

• 1）单缓冲区： (120+50+10)-10=170us 2）双缓冲区： (120+50+10)-50-10=120us

3、假定有 2 个进程，每个进程花费 80%的时间进行 I/O，20%的时间使用 CPU，每个进程启动时间和其需要进行计算的分钟数如下，不考虑进程切换时间，在多线程/进程环境下，系统的总响应时间是多少？给出求解过程。

4、FAT 文件系统的中有两个文件 FILE1 和 FILE2。首块编号和 FAT 表如下所示。回答下列问题：1）假定磁盘块的大小是 4KB，则两个文件最大是多少？2）FILE1 最小是多少字节？

FILE1 分配块：2–>3–>6–>8，共 4 块。 FILE2 分配块：7，共 1 块 1） FILE1 最大：44KB=16KB; FILE2 最大：14KB=4KB 2）FILE1 最小：34KB+1B=131024+1=3073B

5、在 UNIX 操作系统中，给文件分配磁盘块采用的是混合索引分配方式。文件的索引结点(i-node)中具有 12 个直接块地址（每个直接块地址都直接指向一个数据块），以及一级、二级和三级间接索引。每个索引块和数据块的大小均为 8KB,块地址长度为 4 个字节。请回答：1）文件的大小是多大时，可以只用到索引结点的直接块？2）若一个文件大小为 100KB，不计目录项，请问该文件占用多大的磁盘空间？

1）文件小于：10*4KB=40KB 2）文件数据占 13 块，i-node 占 1 块，一级间接索引占 1 块，共 13+1+1=15 块。

四、程序分析题（每小题 2 分，共 10 分）

1、分析下列实现二个线程互斥的代码。哪个线程会先进入临界区？这种方案存在什么问题？

1）B 线程先进临界区 2）处于非临界区的线程执行会阻塞想进入临界区的线程。

2、指出下列实现互斥的 Peterson 解决方案中存在的错误。

线程 0 中： while(flag[1] || turn == 1) ； 改为：while(flag[1] && turn == 0); flag[1]=FALSE;改为 flag[0]=FALSE; 线程 1 中：while(flag[0] || turn==0); 改为：while(flag[0] && turn == 1); flag[0]=FALSE;改为 flag[1]=FALSE;

3、指出下列生产者-消费者问题代码中存在的错误。

生产者中：up(&full)；up(&mutex)；改为：up(&mutex);up(&full); 消费者中：up(&empty ;up(&mutex)；改为：up(&mutex);up(&empty);

4、分析下列代码，共创建了多少个进程（包括运行程序本身的进程）？

6 个

5、下列创建线程的代码中，运行到标号 1、2 和 3 时，从当前代码判断存在几个线程？

标号 1: 1 线程 标号 2: 2 线程 标号 3： 1 线程

五、综合应用题（每小题 6 分,共 18 分）

1、有如下一组进程，其就绪时刻（指在该时刻已经在就绪队列中就绪）、CPU 执行时间如下表所示。若分别采用先来先服务、短作业优先和轮转(时间片=1)调度算法，画出各自的 Gantt图，回答每种调度算法的平均周转时间和平均等待时间。

• 答案：

2、某请求页式存储管理允许用户空间为 32 个页面（每页 1KB），物理内存为 16KB，如有一个用户程序有 10 页长，且某时刻该用户进程的页表如下所示（其中“not valid”指该页不在物理内存中，数值均按十进制提供）。回答下列问题：1）指定页需要多少位？物理内存有多少块？2）如果程序执行时遇到以下两个虚拟地址（十六进制）：0AC5H、1AC5H，试计算它们对应的物理地址。3）页表存放在内存中，对内存的一次存取需要 1.5us，对 TLB 的查找时间忽略。试问上题中的两个地址访问共耗费多少时间？

3、考虑下面的页面引用串：3、2、3、1、4、3、5、4、2、3、4、3假设使用 3 个帧的请求调页，分别采用先进先出(FIFO)、最近最少使用(LRU)、时钟(CLOCK)三种页面置换算法，在下表中填写各算法物理帧的内容，回答缺页次数并计算缺页率。

• 答案：