题目 - 811操作系统

2015

一、填空题（本题30分，每空1分）

1、操作系统的四个基本特性是（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。其中（ ） 是最重要的特征。

2、进程同步机制应遵循的原则包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

3、操作系统中，高级调度又称为（ ），用于决定把（ ）队列中的一个或多个作业调入内存，为它们分配必要的资源，并创建（ ）。

4、选择调度方式和调度算法时为了满足用户的需求，应遵循（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等准则。

5、产生死锁的四个必要条件是（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

6、文件外存分配方式包括（ ）、（ ） 和 （ ）。

7、采取抢占方式的进程调度，其抢占原则包括（ ）、（ ）、和（ ）。

8、某信号量的初值为10，当前时刻的值为-2，表示系统中有（ ）个进程因等待该信号量对应资源而阻塞。

9、文件的物理结构是指文件在（ ）上的存储组织形式。文件逻辑结构是从（ ）出发所观察到的文件组织形式，它独立于文件的（ ）。

二、名词解释（本题24分，每小题4分）

1、进程

2、临界区

3、对换技术

4、虚拟存储器

5、文件

6、周转时间

三、问答题（本题共46分）

1、简述产生死锁的原因和处理死锁的基本方法是什么？（6分）

2、都有哪几种I/O控制方式，I/O控制方式发展过程中贯穿着什么宗旨？（6分）

3、分段和分页的主要区别是什么？（6分）

4、试绘出进程的三个基本状态及转换关系图，并标明各状态之间转换的原因。（6分）

6、什么是SPOOLing系统？其组成及特点有哪些？并以共享打印机为例说明SPOOLing系统的工作过程。（12分）

7、叙述基本分页存储管理方式的原理及地址变换过程（10分）

四、算法题（本题共25分）

1、设有N个计算进程和M个打印进程共享同一个缓冲池，缓冲池包含20个缓冲区。各计算进程不断地把计算的结果送入缓冲区，打印进程不断地从缓冲区中把数据取走打印，要求既不漏打也不重复打印任何一个结果。请问该问题属于哪一种经典的同步问题？试用wait、signal原语（P、V操作）实现计算进程和打印进程之间的同步算法。 （15分）

2、如图所示，有五位哲学家在圆桌前就餐，其中1号哲学家是左撇子，他拿筷子的顺序与其他哲学家不同，左撇子哲学家先拿左边筷子后拿右边筷子，右撇子哲学家正好相反，试用wait、signal原语（P、V操作）实现此问题中五位哲学家就餐的同步算法，并说明当他们同时想吃饭时是否会发生死锁？ （10分）

五、计算题（本题共25分）

1、假设系统中有四类互斥资源R1、R2、R3和R4，在T0时刻系统中有P1、P2、P3、P4和P5五个进程，这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下表所示。请问：（15分）

1）系统T0时刻是不是安全的，如果是安全的，给出一个进程的安全的执行序列（要求写出详细过程）。

2）若这时P4请求资源（1，2，0，3），是否能实施分配？为什么？

2、假定系统为某进程分配3个物理块，页面的引用串为2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2，请给出先进先出（FIFO）页面置换算法以及最近最久未使用（LRU）页面置换算法的置换过程，计算缺页次数。（10分）

2014

一、填空（每空1分，共30分）

1、在操作系统中，处理机的状态分为（ ）和（ ）两种。

2、从结构上讲，每个进程都是由（ ）、（ ）和（ ）三部分组成，（ ）是进程存在的唯一标志。

3、N 个进程互斥访问一个变量，设置一个信号量 S，则 S 取值范围是（ ）。

4、进程同步机构赢遵循的基本原则有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

5、SpooLing 系统由（ ）、输入缓冲区和输出缓冲区以及（ ）所组成。

6、常用的缓冲技术有（ ）、（ ）和（ ）。

7、按 I/O 控制器智能化程度的高低，可把 I/O 设备的控制方式分为四类（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

8、常用的文件物理结构有（ ）、（ ）和（ ）等。

9、管理文件存储器存储空间常用的方法有（ ）、（ ）和（ ）等。

10、存储器管理中的连续分配方式有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

二、名词解释（每题3分，共24分）

1、吞吐量

2、虚拟存储器

3、对换

4、死锁

5、设备独立性

6、周转时间

7、作业调度

8、抖动

三、问答题（本题46分）

1、在抢占式进程调度中，基于哪些原则会抢占当前进程的处理机？（3分）

2、请详细说明通过哪些途径可以预防死锁的发生？（7分）

3、什么是索引节点？为什么要引入索引节点？（5分）

4、引入分段式存储器管理可以满足用户和程序员的哪些要去？（5分）

5、请详细叙述共享打印机实现的原理。（8分）

6、3 个进程共享 7 个共类资源。每个进程最多需要 3 个资源。试问该系统会不会发生死锁？为什么？（6分）

7、画图说明 UNIX 系统中空闲盘块的组织形式，并叙述空闲盘块的分配及回收过程。（12分）

四、算法题（本题30分）

1、如图所示，输入进程 Get 负责吧输入记录放入缓冲区 S，用户进程 Copy 负责把记录从缓冲区 S 复制到缓冲区 T。输出进程 Put 负责吧记录从缓冲区 T 取出输出。设缓冲区 S 可放 10 个记录，缓冲区 T 可放 15 个记录。试用 wait、signal 原语（P、V操作）实现以上三个进程之间的同步算法。（15分）

2、某河面上有一座最大负载为 3 辆汽车的单车道桥，即车辆在过桥时同方向的车辆可以连续过桥且桥上的车辆数不超过 3 辆。又由于是单车道桥，故当某一方向有车辆过桥时另一方向的车辆必须等待，当某一方向无车辆过桥时另一方向的车辆可以过桥。试用 wait、signal 原语（P、V操作）描述两侧车辆过桥过程的算法。（15分）

五、计算题（每题10分，共20分）

1、一单道批处理系统中，有如下 5 个作业，并采用响应比高者优先调度算法，试计算每个作业的周转时间和带权周转时间。（单位：小时）

2、在一请求分页系统中，页面大小为 1K，某进程共有 7 个页面，分配给该进程的物理块数为 4，其中页面 0、1、2、3 分别转入到物理块 2、6、4、1 中。

（1）试写出页面 3 中语句 MOV A, [2005] （注：2500为十进制）在执行过程中的地址变换过程。    

（2）若进程执行的页面走向为 0, 1, 2, 3, 2, 1, 2, 5, 2, 3, 6, 2, 1, 4, 2 试计算采用LRU页面置换算法时发生页面置换的次数。

2013

一、单项选择题（本题30分，每小题2分）

1、操作系统的程序接口是由一组（ ）组成的。

A,菜单  B,命令  C，消息  D，系统调用

2、如果分时系统的在线用户数一定，那么（ ）则响应时间越快。

A，时间片越小  B，时间片越大  C，作业越大  D，作业越小

3、在操作系统中引入进程的目的是为了（ ）。

A，提高资源利用率  B，使程序并发执行  C，方便用户使用  D，提高I/O速率

4、在进程同步机制应遵循的规则中，当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，属于（ ）。

A，空闲让进  B，忙则等等  C，有限等待  D，让权等待

5、下面对临界区的论述中，正确的叙述是（ ）。

A，临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码。

B，临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。

C，临界区是指进程中用于实现资源共享的那段代码。

D，临界区是指进程中用于访问临界资源的那段代码。

6、在一个动态分区管理中，最佳适应分配算法将所有空闲区按（ ）的次序形成一个空闲分区链。

A，地址递增  B，地址递减  C，大小递增  D，大小递减

7、基本分段存储管理中，执行一条指令 load r1, 1500 需要访问（ ）内存。

A，1次  B，2次  C，3词  D，4次

8、为了实现设备的独立性，系统设置了（ ），用于将应用程序中所使用的逻辑设备名映射为物理设备名。

A，设备控制表  B，逻辑设备表  C，设备分配表  D，设备开关表

9、在文件外存分配方式中，FAT32是（ ）。

A，连续分配方式  B，隐式链接方式  C，显示链接方式  D，索引分配方式

10、执行一次磁盘输入输出操作所花费的时间包括（ ）。

A，寻道时间、旋转延迟时间、传送时间和等待时间

B，寻道时间、等待时间、传送时间

C，等待时间、寻道时间、旋转延迟时间和读写时间

D，寻道时间、旋转延迟时间、传送时间

11、在选择调度方式和算法准则中，（ ）是面向用户的准则。

A，系统吞吐量高  B、响应时间快  C，处理机利用率好  D，各类资源的平衡利用

12、虚拟存储器是基于（ ）设计的。

A，局部性原理  B，负载均衡原则  C，有限权准则  D，先来先服务算法

13、解决“碎片”问题最好的存储管理方法是（ ）。

A，基本分页  B，基本分段  C，固定分区  D，动态分区

14、在多线程OS中，进程是（ ）。

A，系统资源分配的基本单位   B，系统处理机调度和分派的基本单位

C，一个独立的可执行实体     D，系统开销较小的轻型实体

15、关于进程阻塞过程，下面描述正确的是（ ）。

A，由分派进程将无法继续执行的进程阻塞

B，由高优先权进程将无法继续执行的进程阻塞

C，无法继续执行的进程调用阻塞原语把自己阻塞

D，由后台进程将无法继续执行的进程阻塞

二、名词解释（本题24分，每小题3分）

1、操作系统

2、临界资源

3、死锁

4、周转时间

5、SPOOLing技术

6、文件逻辑结构

7、紧凑技术

8、索引节点

三、问答题（本题共46分）

1、在抢占式进程调度中，抢占的原则是什么？（3分）

2、在设备管理中，I/O控制方式的发展分为哪几个阶段？（4分）

3、文件存储控件都有哪些管理方法？UNIX使用哪种方法？（5分）

4、绘出具有挂起状态的进程状态转换图，并表明个状态之间转换的原则。（6分）

5、产生死锁的四个必要条件是什么？在预防死锁的方法中，哪一个必要条件不能掘弃，其原因是什么？（6分）

6、多级反馈队列调度算法是如何实施的？为什么说该算法具有较好的性能？（10分）

7、叙述基本分段存储管理系统的基本原理及地址转换过程，并画出地址变换过程图。（12分）

四、算法题（本题共28分）

1、某公园有一个恐龙博物馆。现在公园内有 m 个有课和 n 辆旅行车，每辆车只能容纳 1 名乘客。游客在博物馆游玩后，排队乘坐旅行车游览公园。当一辆车可用时，它载入 1 名游客绕公园行驶任意长的时间。如果 n 辆旅行车都已被游客乘坐游玩，则想坐车的游客需要等待；如果一辆个已经就绪，但没有游客等待，那么这辆旅行车就等待。使用信号量及相应原语写出 m 个乘客和 n 辆旅行车之间的进程同步算法。（12分）

2、利用信号量描述下列进程前趋图所表达的前趋关系。（8分）

3、在“五位哲学家进餐”问题中若至多只允许四位哲学家同时拿筷子吃饭即不会产生死锁，利用信号量机制及相应原语写出该问题的算法。（8分）

五、分析计算题（本题共22分）

1、假设系统中有 5 个进程，它们的到达时间和服务时间如下表，忽略I/O以及其他开销时间，若按先来先服务（FCFS）、非抢占的短作业优先和抢占的短作业优先三种调度算法进行CPU调度，请给出各个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。（10分）

2、设系统中共有三种类型的资源（A, B, C）和五个进程（P1, P2, P3, P4, P5），系统中 A 资源的总数量为 17， B资源的总数量为 5， C资源的总数量为 20。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。试问：

2.1、T0 时刻三类资源的可用资源数量分别是多少？ T0 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。

2.2、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？

2.3、在 2.2 基础上，若进程 P4 请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？为什么？

2.4、在 2.3 的基础上，若进程 P1 请求资源（0，2，0），是否能实施资源分配？为什么？（12分）