聊城大学计算机学院12-13第2学期操作系统B卷

聊城大学计算机学院12—13学年第2学期期末考试2011级《操作系统》试题（闭卷B卷）

题号	一	二	三	四	五	总分	复核人
得分

一、填空题（共9题，每空1分，共15分）

得分
阅卷人

1.进程最基本的特性是动态性和（            ）；每个进程都有唯一的（             ）。

2.处理机调度可分为三级，其中必须具备的调度为（               ）。

3.某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB，则逻辑地址的有效位为（        ），物理地址需要（          ）位，将逻辑地址转换为物理地址的过程称为（            ）。

4.在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（           ），每次分配时既能满足要求，又是把最小的空闲区分配给进程的算法是（        ）。

5.在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，（           ）的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，（           ）的作业得到优先调度。

6.若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（       ）个进程参于竞争，而不会发生死锁。

7.虚拟存储器管理的基础是（         ）原理。

8. 在操作系统的存储管理中，由于进行动态不等长存储分配，在内存中形成一些很小的不能再利用的空闲区域，称之为（        ）。

9.常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、（         ）和（         ）。

二、单项选择题（共12题，每题2分，共24分）

	得分			请将本题答案填在下面的答题表中
	阅卷人
题号		1	2		3		4	5	6	7	8	9	10	11	12
答案

1. 操作系统中，P、V操作是一种（    ）。

A．机器指令        B.系统调用命令      C.作业控制命令       D.低级进程通讯原语

2. 虚拟存储管理策略可以（    ）。

A．扩大物理内存容量    B．扩大物理外存容量   C．扩大逻辑内存容量    D．扩大逻辑外存容量

3. 一进程刚获得三个主存块的使用权，若该进程访问页面的次序是｛1 3 2 1 2 1 5 1 2 3｝。当采用LRU 算法时，缺页数是（　　）次。 

A．1 　    B．3    　 C．4      　D．5 

4. 下列关于死锁的说法中，正确的是(   )

A. 有环必死锁      B. 死锁必有环      C. 有环无死锁     D. 死锁也无环

5. 多个进程对信号量S进行了5次 P操作，2次V操作后，现在信号量的值是-3，则与信号量S相关的处于阻塞状态的进程数和信号量的初值为（         ）。

A．3，1    B．3，0     C．2，1    D．5，0

6.下列进程调度算法中，（     ）可能会出现进程长期得不到调度的情况。

A．非抢占式静态优先权法     B．抢占式静态优先权法  

C．时间片轮转调度算法       D．非抢占式动态优先权法

段 号	段 长	主存起始地址
0	340	80
1	230	530
2	120	950
3	750	2500

7. 某段式存储管理系统，段表如右图所示。则下面叙述不可能发生的是（      ）。

A．某时刻从内存地址（3，370）读入数据

B．某时刻向内存地址（0，220）写入数据

C．某时刻从内存地址（2，170）读入数据

D．某时刻向内存地址（1，120）写入数据

8.（   ）是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

A．SPOOLING技术  B．虚拟存储技术 C．覆盖与交换技术  D．通道技术

9. 引入缓冲的主要目的是（  ）。

A．节省内存                   B．改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况

C．提高CPU的利用率          D．提高I/O设备的效率

10. 虚存管理和实存管理的主要区别是（  ）。

A．虚存区分逻辑地址和物理地址，实存不分；

B．实存要求一程序在内存必须连续，虚存不需要连续的内存；

C．实存要求一程序必须全部装入内存才开始运行，虚存允许程序在执行的过程中逐步装入；

D．虚存以逻辑地址执行程序，实存以物理地址执行程序；

11. 在一段时间内只允许一个进程访问的资源叫做（           ）。

A．临界区      B．共享资源        C．虚拟资源        D．临界资源

12. 下述（   ）页面淘汰算法会产生Belady现象。

A. 先进先出    B. 最近最少使用    C. 最不经常使用    D. 最佳

三、简答题（共5题，共28分）

得分
阅卷人

1.（5分）什么是虚拟设备？请举例说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。

2.（6分）在引入对换功能的操作系统中，外存可分为哪两个区域？各自的管理策略及目标是什么？

3.（6分）某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。

4.（4分）在某分页虚存系统中，测得CPU和磁盘的利用率如下，试指出每种情况下的问题和措施。

（1）CPU的利用率为15％，盘利用率为95％；（2分）

（2）CPU的利用率为13％，盘利用率为5％。（2分）

5、（7分）某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1K，主存16K。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分配的物理块号为5、10、4、7，而该用户作业的长度为6页，试将十六进制的虚拟地址0A5C、103C、1A5C转换为物理地址，转换过程中是否会发生中断？发生何种中断？

四、计算题（共3题，共22分）

得分
阅卷人

1.（5分）对一个将页表存放在内存中的分页系统：

（1）如果访问内存需要0.2μs，完成数据存取的有效访问时间为多少？（2分）

（2）如果加一快表，且假定快表中的命中率为90％，则有效访问时间又是多少?（假定查快表时间为0）？（3分）

2.（8分）假设一个活动头磁盘有200道, 编号从0-199。 当前磁头正在143道上服务,  并且刚刚完成了125道的请求。 现有如下访盘请求序列(磁道号)：

                    86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130

    试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量(总磁道数)。

（1）最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法。(4分)

（2）扫描法(SCAN)磁盘调度算法。(假设沿磁头移动方向不再有访问请求时, 磁头沿相反方向移动)（4分）

3. （9分）在一个多道程序系统中，设用户空间为100K，主存空间管理采用首次适应分配算法，作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用先来先服务算法，并采用非抢占式策略。今有如下所示的作业序列，请列出各个作业开始执行时间、完成时间和周转时间。注意：忽略系统开销。

作业名	进入时间	需计算时间	主存需求量
JOB1	10:00	1小时	55K
JOB2	10:18	1小时	30K
JOB3	10:30	0.5小时	50K
JOB4	10:36	0.9小时	20K

五、算法设计题（共1题，共11分）

得分
阅卷人

现有一个文件F，供进程共享。把进程分为A，B两组，规定同组的进程可以同时读文件F，但当有A组（或B组）的进程在读文件时不允许B组（或A组）的进程读文件。试用记录型信号量及其wait、signal操作实现两组进程对文件的正确访问。

（1）定义使用的信号量、变量并说明及含义；（3分）

对两组进程进行描述。（8分）

聊城大学计算机学院12—13学年第2学期期末考试2011级

《操作系统》试题（闭卷B卷）参和评分标准

一、填空题（共9题，每空1分，共15分）

1、并发性      PCB  

2、进程调度         

3、15位    14位     重定位   

4、首次适应      最佳适应          

5、执行时间短    等待时间长        

6、4个        

7、局部性原理

8、外碎片

9、DMA方式    通道方式

二、单项选择题（共12题，每题2分，共24分）

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
答案	D	C	D	B	B	A	C	A	B	C	D	A

三、简答题（共5题，共28分）

1、（4分）什么是虚拟设备？请举例说明SPOOLING系统是如何实现虚拟设备的。

答：通过某种技术，将原不能共享的独占设备变为共享设备，改造后的独占设备称为虚拟设备。　（2分）

共享打印机技术指当用户进程请求打印输出时， SPOOLing系统同意为它打印输出， 但并不真正立即把打印机分配给该用户进程， 而只为它做两件事：

① 由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区， 并将要打印的数据送入其中；　（1分）

② 输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中， 再将该表挂到请求打印队列上。（1分）

2、（6分）在引入对换功能的操作系统中，外存可分为哪两个区域？各自的管理策略及目标是什么？

答：外存分为文件区和对换区（2分）

文件区的任务是存储文件，对它的管理目标是提高存储空间的利用率，所以常采用离散的管理策略；（2分）

   对换区的任务是存放换入换出的进程，它和内存有频繁的通信，对它的管理目标是提高换入换出的速度，所以常采用连续的管理方式。（2分）

3.（6分）某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。

答：进程名 MAX  Allocation  NEED  Available       

P1      8     4          4        2

P2      7     2          5

P3      4     2          2

进程名 work  Allocation  NEED work+Allocation finish      

P3   2     2          2        4         True   (2分)

P1   4     4          4        8         True  （2分）    找到安全序列（P3  P1  P2）

P2   8     2          5        10        True  （2分）

4．（4分）在某分页虚存系统中，测得CPU和磁盘的利用率如下，试指出每种情况下的问题和措施。

CPU的利用率为15％，盘利用率为95％；（2分）

CPU的利用率为13％，盘利用率为5％。（2分）

答：（1）可能已出现了抖动现象，应减少系统的进程数；（2分）

（2）CPU和磁盘的利用率都较低，必须增加并发进程数。（2分） 

5、（7分）某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1K，主存16K。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分配的物理块号为5、10、4、7，而该用户作业的长度为6页，试将十六进制的虚拟地址0A5C、103C、1A5C转换为物理地址，转换过程中是否会发生中断？发生何种中断？

答：（1）该系统的逻辑地址有15位，其中高5位为页号，低10位为页内地址；物理地址14位，其中高4位为块号，低10位为块内地址。逻辑地址(OA5C)16表示为二进制数地址为（000  1010  0101  1100）  ，即其页号为（00010），即2，故页号合法；从页表中找到对应的内存块号为4，即（0100）；与页内地址（10 0101 1100）拼接形成物理地址（010010 0101  1100），即（OA5C)16                 (3分)

（2）逻辑地址（103C）16的页号为4,页号合法，但该页未装入内存，故产生缺页中断。(2分)

（3）逻辑地址（1A5C）16的页号为6，为非法页号，故产生越界中断。(2分)

四、计算题（共3题，共22分）

1.（5分）对一个将页表存放在内存中的分页系统：

（1）如果访问内存需要0.2μs，完成数据存取的有效访问时间为多少？（2分）

（2）如果加一快表，且假定快表中的命中率为90％，则有效访问时间又是多少?（假定查快表时间为0）？（3分）

答：   （1）有效访问时间为：2*0.2＝0.4μs                       (2分)

     （2）有效访问时间为：0.9*0.2＋（1-0.9）×2*0.2＝0.22μs    (3分)

2.（8分）假设一个活动头磁盘有200道, 编号从0-199。 当前磁头正在143道上服务,  并且刚刚完成了125道的请求。 现有如下访盘请求序列(磁道号):

        86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130

    试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量(总磁道数)。

(1)最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法。(4分)

答：当前磁头在143道上：

147，150，130，102，94，91，86，175，177（每3个1分，共3分，错1个扣1分）

移动总量为：4+3+20+28+8+3+5++2=162    （1分）

(2)扫描法(SCAN)磁盘调度算法。(假设沿磁头移动方向不再有访问请求时, 磁头沿相反方向移动)（4分）

答：当前磁头在143道上，并且刚刚完成125道的请求

147，150，175，177，130，102，94，91，86（每3个1分，共3分，错1个扣1分）

移动总量为：4+3+25+2+47+28+8+3+5=125   （1分）

3.（9分）在一个多道程序系统中，设用户空间为100K，主存空间管理采用首次适应分配算法，作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用先来先服务算法，并采用非抢占式策略。今有如下所示的作业序列，请列出各个作业开始执行时间、完成时间和周转时间。注意：忽略系统开销。

作业名	进入时间	需计算时间	主存需求量
JOB1	10:00	1小时	55K
JOB2	10:18	1小时	30K
JOB3	10:30	0.5小时	50K
JOB4	10:36	0.9小时	20K

作业名	开始时间	完成时间	周转时间	进入内存时间
JOB1	10:00	11:00	1小时	10:00
JOB2	11:00	12:00	1.7小时	10:18
JOB3	12:00	12:30	2小时	11:00
JOB4	12:30	13:24	2.8小时	12:00

五、综合应用题（共1题，共11分）

现有一个文件F，供进程共享。把进程分为A，B两组，规定同组的进程可以同时读文件F，但当有A组（或B组）的进程在读文件时不允许B组（或A组）的进程读文件。试用记录型信号量及其wait、signal操作实现两组进程对文件的正确访问。

（2）定义使用的信号量、变量并说明及含义；（3分）

（3）对两组进程进行描述。（8分）

答：（1）Var S1,S2,Sab:semaphone:=1,1,1;  //S1、S2为用于实现对记数变量C1、C2互斥访问的互斥信号量；Sab为用于实现A、B两组进程互斥访问文件F的互斥信号量  （2分）

C1,C2:interge:=0,0// 对A、B两组进程进行计数据的记数变量   （1分）

Process Bj

  begin

   wait(S2);

     C2=C2+1;

     if C2=1 then wait(Pab);

   signal(S2);        (2分)

  read file F

   wait(S2);

      C2=C2-1;

      if C2=0 then signal(Pab);

   signal(S2);        (2分)

end

parend

（2）parbegin

      process Ai

       begin 

         wait(S1)

            C1=C1+1;

            if  C1=1 then  wait(Pab);

         signal(S1);     (2分)

       read file F

         wait(S1)

           C1=C1-1;

           if C1=0 then signal(Pab);

         signal(S1);     （2分）

     end