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第1页/共8页计算机操作系统一．单项选择题（每小题2分，共30分）1.进程具有并发性和（）两大重要属性。A.动态性B.静态性C.易用性D.封闭性2.在分时操作系统中，（）是衡量一个分时系统的一项重要指标。A.响应时间B.高可靠性C.吞吐量D.时间片轮转3.进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（）。A.运行态变为就绪态B.运行态变为等待态C.就绪态变为运行态D.等待态变为就绪态4.常用的文件存取方法有两种：顺序存取和（）存取。A.流式B.串联C.索引D.随机5.采用多道程序设计能（）。A.减少调度次数B.减少处理器空闲时间C.缩短每道作业的执行时间D.避免发生资源竞争现象6.临界区是指并发进程中涉及共享变量的（）。A.程序段B.管理信息区C.公共数据区D.信息保留区7.产生死锁的四个必要条件是：互斥使用、（）、不可抢占和循环等待资源。A.请求并阻塞B.占有并等待C.请求并释放D.释放并阻塞8.（）是一种只能进行wait操作和signal操作的特殊变量。A.调度B.进程C.同步D.信号量9.在下面的叙述中正确的是（）。A.一个进程一定包含多个线程B.进程是比线程更小的能独立运行的基本单位C.线程的引入增加了程序执行时的时空开销D.引入线程可提高程序并发执行的程度，可进一步提高系统效率第2页/共8页10.设有n个进程共用一个相同的程序段(临界区),如果每次最多允许m个进程(mn)同时进入临界区。则信号量的初始值为（）。A.nB.mC.m-nD.n-m11.为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（）。A.先来先服务B.轮转法C.优先权调度D.短执行时间优先调度12.系统运行银行家算法是为了（）。A.死锁检测B.死锁避免C.死锁解除D.死锁防止13.在磁盘调度时读写头从盘的一端开始朝另一端移动，在移动的过程中搜索每个磁道上的请求，若有则服务之，直至到达盘的另一端。在另一端，磁头转向，并继续在移动中扫描服务，则此种算法称为（）。A.先来先服务B.最短查找时间优先C.SCAND.C-SCAN14.在采用位向量管理磁盘空闲空间时，每个二进制位对应一个（）。A.物理文件B.逻辑文件C.物理块D.缓冲区15.PCB是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（）。A.可以有多个PCBB.可以和其他进程共用一个PCBC.可以没有PCBD.只能有唯一的PCB二．填空题（每小题1分，共10分）1.操作系统得基本特征有、共享、虚拟以及异步性。2.文件系统本身通常由许多不同的层组成，最底层为层。3.常用的磁盘分配方法有三种：连续分配、分配及索引分配。4.能使外设通知CPU的硬件机制称为。5.当有多个进程竞争帧时，可将页置换算法分为两大类。其中，允许一个进程可以从另一个进程中取帧。6.如果一个进程在换页上用的时间要多于执行时间，我们称这个进程处于中。7.提供了进程与操作系统之间的接口。第3页/共8页8.是当今最有发展前途的OS结构，该结构首先在CMU的Mach操作系统中采用。9.在页式存储管理方案中，采用实现地址变换。10.一个时间单元内所完成的进程的数量称为，是评估CPU工作量的一种方法。三．简答题（每小题6分，共30分）1.给出进程五种状态的变化图，并在图中标明引起状态变化的原因。2.处理死锁的方法有哪些？3.SPOOLing的含义是什么？试述SPOOLing系统的特点及功能。4.简述时间片轮转(RR)调度算法的思想。5.在设备管理中设置缓冲区的作用是什么？根据系统设置缓冲区的个数，缓冲区可以分为哪几种？四．综合题（每小题10分，共30分）1.设系统中有三种类型的资源（A、B、C）和五个进程（P1、P2、P3、P4、P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如表1和表2所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need。安全性算法中的两个向量为work和finish。(1)T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。(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？表1T0时刻系统状态进程最大资源需求量已分配资源数量ABCABCP1559212P2536402P34011405P4425204第4页/共8页P5424314表2T0时刻系统状态ABC剩余资源数2332.在一个请求页式存储管理系统中，进程P共有5页，访问串为3，2，1，0，3，2，4，3，2，1，0，4时，试用置换算法FIFO和LRU置换算法，计算当分配给该进程的帧数分别为3和4时，访问过程中发生的缺页次数，所有的帧初始时为空，第一个页调入都会引发一次页错误。比较所得的结果，浅析原因。3.桌上有一空盘，只允许存放一个水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子。儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘子空时才能放水果，一次只能放一只水果供吃者取用，请用wait、signal原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。一、单项选择题（每小题2分，共30分）答案：1～5AADDB6～10ABDDB11~15CBCCD评分标准：每小题2分。二、填空题（每小题1分，共10分）答案：题号答案题号答案1并发6颠簸（抖动）2I/O控制7系统调用3链接8微内核结构4中断9页表第5页/共8页5全局置换10吞吐量评分标准：每小题1分。三、简答题（每小题6分，共30分）1.参考答案：评分标准：本小题6分。2．参考答案：可以使用协议以预防或避免死锁，确保系统决不会进入死锁状态。可允许系统进入死锁状态，然后检测它，并加以恢复可忽视这个问题，认为死锁不可能在系统内发生。评分标准：本小题6分，每一种方法2分。3．参考答案：SPOOLing是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入井、输出井组成；它将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。评分标准：本小题6分，答案仅供参考，可根据学生答题情况酌情给分。4.参考答案：系统把所有就绪进程按先入先出的原则排成一个队列，新来的进程加到就绪队列末尾。每当执行进程调度时，进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程，让它在CPU中运行一个时间片的时间。当进程用完分配给它的时间片后，调度程序便停止该进程的运行，并把它放入就绪队列的末尾；然后，把CPU分配给就绪队列的队首进程。评分标准：本小题6分，答案仅供参考，可根据学生答题情况酌情给分。5.参考答案：在设备管理中设置缓冲区的作用：（1）缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。（2）减少中断CPU的次数。（3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。根据系统设置缓冲区的个数，可以分为单缓冲、双缓冲、多缓冲以及缓冲池等四种。评分标准：本小题6分，答案仅供参考，可根据学生答题情况酌情给分。第6页/共8页四、综合题（每小题10分，共30分）1.(1)解：系统在T0时刻，存在一个安全的序列（P4、P5、P1、P2、P3），因而是安全的。----------------5分(2)解：T0时刻，不能为进程P2请求资源（0，3，4）；------------------3分因为可用资源的数量不够，所以只能推迟分配。----------------------2分2.答案：（1）3个帧时的FIFO置换过程--------------------------------------------------------------------2分页错误次数为9次（2）4个帧时的FIFO置换过程--------------------------------------------------------------------2分页错误次数为10次（3）3个帧时的LRU置换过程--------------------------------------------------------------------2分332321321421431433243203211000004213323210210310324332412410第7页/共8页页错误次数为10次（4）4个帧时的LRU置换过程--------------------------------------------------------------------2分页错误次数为8次分析：FIFO置换算法并没有随着可用帧的增加而降低页错误次数，即FIFO存在Belady异常问题，而LRU算法不存在这样的问题。--------------------------------------------------------------------2分3分析在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果。当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待；若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待。本题实际上是生产者-消费者问题的一种变形。这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。解在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S表示盘子是否为空，其初值为1；信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。同步描述如下：intS=1;-----------------------------------------------------------------------1分intSa=0;---------------------------------------------------------------------1分intSo=0;---------------------------------------------------------------------1分main(){cobeginfather();son();3323213213243243320420111003323210210310324332132102104第8页/共8页daughter();coend}father()------------------------------------------------------------------------3分{while(1){WAIT(S);将水果放入盘中；if（放入的是桔子）SIGNAL(So);elseSIGNAL(Sa);}}son()------------------------------------------------------------------------2分{while(1){WAIT(So);从盘中取出桔子；SIGNAL(S);吃桔子；}}daughter()---------------------------------------------------------------------2分{while(1){WAIT(Sa);从盘中取出苹果；SIGNAL(S);吃苹果；}}4.