操作系统样卷1

一、填空题(每小题2分，共20分)

1. 按照操作系统的设计目标及其功能，通常把操作系统分为3类：批处理操作系统、___分时系统____和____实时系统___。 2. 从资源分配角度，设备类型分为以下三类： 独占设备 、共享设备＿ 和＿虚拟设备＿。 3. 为了不让死锁发生，通常是破坏__部分分配____和____循环等待________二个必要条件。

4. 进程常用的调度算法有：先来先服务调度算法(FIFO)、____优先数法______和___时间片轮转法______。 5. 信号量的值大于0的含义是：____剩余资源数________，小于0的含义是___等待资源的进程数_______。

6. 某系统采用简单分页式存储管理，其地址字长为16位，页面大小为1024 B。系统中用户作业最多可以分为_____64____页。

7. Unix/Linux的设备文件通常在目录 /dev 中，而各种系统配置文件通常位于目录 /etc 中。 8. 某系统物理页面块大小为1024 B，物理地址0x12345678对应的块号是___0x48D15______。

9. 设某文件系统采用位示图管理外存空间，计算机字长16位，则位示图map[4,9]对应第__73___个物理块。 10. 当把设备驱动程序设计成可装载模块时，设备注册是在内核函数____init_module()________中完成的。

二、选择题（每小题1分，共20分）

1、用户程序通过系统调用creat来创建新文件时，在执行creat()的过程中， 用户进程运行在 A 下。 A、系统态 B、用户态 C、系统态或用户态 D、目态

2、设有2个进程共享3个同类资源，为使系统不会死锁，每个进程最多可以申请＿＿C＿＿资源

A、0个 B、1个 C、2个 D、3个 3、 采用__A____不会产生外部碎片。 A、分页式存储管理 B、分段式存储管理 C、固定分区式存储管理 D、段页式存储管理 4、在页式存储管理方案中，采用 A 实现地址变换 A、页表 B、段表 C、段表和页表 D、空闲区表 5、 位示图法可用于＿＿C＿＿

A、 文件目录的查找

B、 分页式存储管理中主存空闲块的分配和回收 C、 磁盘空闲盘块的分配和回收 D、 页式虚拟存储管理中的页面置换

6、 资源的有序分配算法在解决死锁问题中是用于 A 。 A、预防死锁 B、避免死锁 C、检测死锁 D、解除死锁

7、 分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是 B 。 A、就绪状态 B、执行状态 C、阻塞状态 D、撤销状态

8、 若P、V操作的信号量S的初值为2，当前值为-1，则有__B___个等待进程。

A、0 B、1 C、2 D、3 9、操作系统是对 C 进行管理的软件

A、软件 B、硬件 C、计算机资源 D、应用程序

10、如果分时操作系统的时间片一定，那么 B 则响应时间越长 A、用户数越少 B、用户数越多 C、内存越少 D、内存越多

11、 一个进程被唤醒意味着___D___。

A、该进程重新占有了CPU B、它的优先权变为最大 C、其PCB移到等待队列队首 D、进程变为就绪状态

12、用fork()函数创建子进程时，fork()函数的返回值为____A__。

A、在父进程中为子进程的PID，在子进程中为父进程的PID B、在父进程中为子进程的PID，在子进程中为0 C、在父进程中为0，在子进程中为父进程的PID

D、在父进程中为子进程的PID，在子进程中为自身的PID

13、 把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为___B___。

A、加载 B、重定位 C、物理化 D、逻辑化

14、段页式存储管理中，每次从主存中取指令或取操作数，要__C___次访问主存。

A、1次 B、2次 C、3次 D、4次

15. 在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是__A____。

A、节省主存空间 B、物理上扩充主存容量

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C、提高CPU效率 D、实现主存共享

16. 在一分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为2048字节，部分页表如下表，则逻辑地址0A5CH所对应的物理地址为___B___。 A、0A5CH B、525CH C、225CH D、3A5CH 页号 0 1 2 3 块号 5 10 4 7 17. S.queue，S.value是信号灯S的两个组成部分，分别为信号灯对应的等待队列和信号灯值，当S.queue为空时，S.value的值是_D____.

A、S.value≤0 B、S.value=0 C、S.value=1 D、Svalue≥0 18. 关于多级目录结构的论述，错误的说法是 B A、便于文件分类

B、查找速度快

C、同一子目录下可以建立同名文件 D、可以实现文件的连接

19、当外围设备工作结束后，将使等待该外围设备传输信息的进程变为 C 状态。

A.等待 B.运行 C.就绪 D.结束

20、在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取决于 C 。 A.进程相应的程序段的长度 B.进程总共需要运行时间多少 C.进程自身和进程调度策略 D.进程完成什么功能

三、是非题（请在叙述正确语句后面的括号中画√，叙述错误语句后面的括号中画×。每小题1分，共10分） 1．计算机系统中高速缓存(Cache) 由操作系统负责分配。（ × ） 2．保证“原语”执行时的不被分割，是为了提高其执行速度。（ × ） 3．虚拟存储器的最大容量由计算机字长和辅存容量决定。( √ ) 4. 分页式存储管理有时产生外碎片。（ ×）

5．在进行页面替换时被淘汰的页有时不必回写到辅存。（ √ ） 6. 计算机在执行每条指令的最后周期检查进程有无收到信号。（× ） 7. 索引文件适合随机存取和顺序存取。（√ ）

8. 作业一旦被调入内存，即被视为处于运行状态。（ √ ） 9. 字符设备驱动程序的open例程在进程上下文执行。 （ √ ） 10.临界区是几个程序的都要访问的一些共享变量。（ × ）

四、简答题（每小题5分，共20分）

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1. 进程同步和互斥有哪些异同？ 答： 1） 不同 进程互斥：

多个并发进程之间竞争共享临界资源而引起的相互制约关系，在某一段时间内只有一个进程可以使用临界资源，其他也要使用临界资源的进程只能在外面等候；是一种间接相互制约关系；一个进程感知不到其他竞争进程的存在。 进程同步：多个进程合作完成某项工作而引起的进程间相互关系，指一个进程执行到某个点后必须依赖于其他进程的执行结果才能继续往下执行；是一种直接相互制约关系；每个进程能够感知其他进程的存在，还要于其他进程通信。 2）相同点

都是进程间的相互制约关系，都必须由操作系统来解决，都可以通过P/V操作和进程互斥算法来实现。进程同步可以归结为进程互斥问题。

2. 采用分页存储管理技术如何实现存储保护和存储共享？

答： (1) 存储保护的实现：有2种存储保护：越界保护和访问权限保护

1）越界保护：通过页表长度来实现。每个进程都有一个页表，CPU硬件进行页地址变换时，首先从逻辑地址计算出虚页号和页内偏移量，如果页号的值大于页表长度，则出现越界，否则没有越界，可以继续进行页地址映射

2) 访问权限的保护：利用页表项中不使用的位来实现。通常页地址映射只需要使用页表项中位于高地址的物理块号，位于低地址的块内偏移量部分占用与页内偏移量同样数量的字节数，可以用于实现定义相应页面的访问权限，如只读、可读写、执行权限等。

（2）存储共享的实现：以页面为单位进行存储共享。在页表中，让不同进程共享同一存储器的页面指向同一物理块号。

3. 操作系统提供的基本文件操作系统调用有哪些？它们在文件系统中的作用是什么？ 答：操作系统提供的基本文件操作系统调用有：文件创建create、文件打开open、文件读read、文件写write、文件关闭close、文件删除delete。其作用分别如下：

文件创建create：在文件系统创建一个文件，包括文件目录和文件内容；

文件打开open：打开一个磁盘文件，在内存的系统活动文件表中产生该文件的文件控制块，还要在进程的活动文件表中加上执行系统文件活动表的指针；

文件读read：按要求从磁盘文件读入文件的内容； 文件写write：按要求将数据写入文件

文件关闭close：将还在内存缓冲区中的文件内容写到文件，撤销内存中的文件控制块，将修改后的文件属性写回外存。 文件删除delete：删除文件数据和文件目录项，收回文件占用的外存磁盘块。

4. 在多道程序系统中，为什么不允许用户直接控制和管理设备？

答： 在多道程序系统中，设备是计算机整个系统共有的资源，为系统中所有进程所共享。每个用户代表系统中的一个进程，如果让用户直接控制和管理设备的话，各个进程可能都按照自己的方式修改设备的工作状态，会造成设备状态的混乱，而导致设备不能正常工作。如：如果多个用户都直接控制打印机，同时向打印机发打印信息的话，不同用户要打印的内容可能就会混杂在一起，而导致错误。

五、综合题（共30分）

1．（7分）某个系统采用成组链接法来管理磁盘的空闲空间，每个信息块记录了每组空闲块数、下一信息块指针，本组各空闲块块号。

目前磁盘的状态图如下：

（1） 该磁盘中目前还有多少个空闲盘块？

（2） 在为某文件分配3个盘块后，系统要删除另一文件，并回收他所占的5个盘块，它们的盘块号依次是700、

711、703、788、701，请画出回收后的盘块链接情况图。

S.free 0 1 首块专用块 首快 100 400 399 首快 100 首快 99 0 599 2 2 301 300 空闲快 299 400 空闲快 399 空闲快 301第3页共7页 501 300 299 ┆- 500 空闲快 空闲快 599 499 空闲快 401 98 99 空闲快 501 解：

首快 首快 首快

100 100 99

400 0

399 599 首块专用块 700 501 4 S.free 2

0 711 711 400 500 1 703

2 788

空闲快 空闲快 空闲快 3 701

703 399 499 98

99 空闲快 空闲快 空闲快

788

301 401

空闲快 701

2. (8分) 按先来先服务(FIFO)的调度策略，完成下表 (单位：十进制小时)。 作业 1 2 3 4 提交时间 8:00 8:50 9:00 9:50 执行时间 1:10 0:50 0:30 0:10 开始时间 8:00 9:10 10:00 10:30 完成时间 9:10 10:00 10:30 10:40 空闲快 599 空闲快 501 周转时间 1:10 1:10 1:30 0:50 等待时间 0 0:20 1:00 0:40 平均周转时间： 1:10 平均等待时间：0:30 3．（7分）有三个进程PA、PB和PC合作解决文件打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录大小。请用P、V操作来保证文件的正确打印。 解：

设置4个信号量： full1: 缓冲区1有数据，初值为0； empty1: 缓冲区1无数据，初值为1； full2: 缓冲区2有数据，初值为0； empty2: 缓冲区2无数据，初值为1； PA的程序： PB的程序： while(true) { while (true) {

P(full1); 从磁盘读记录;

从缓冲区1读记录; P(empty1);

V(empty1); 将记录放入缓冲区1;

P(empty2); V(full1);

将记录复制到缓冲区2; }

V(full2); }

PC的程序：

while(true) {

P(full2);

从缓冲区2读记录; V(empty2); 打印记录; }

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4. (8分) 某系统采用简单分页式存储管理，某地址字长为16位，页面大小为1024 B。某作业的页表如图所示（其中的物理块号是十进制数）。该系统中用户作业最多可分为多少个页？该用户作业中相对地址1586（十进制）对应的物理块号和块内偏址是什么？相对地址3684（十进制）对应的绝对地址（十六进制）是什么？ 解：

用户作业最多可分为64个页面。 相对地址1586的页号是1，对应的物理块号：8，块内偏址：1586－1024＝564

相对地址3684的页号＝3684÷1024的整数部分=3，页内偏址=3684－1024×3＝612， 物理块号为10，绝对地址＝10×1024＋612＝10852

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