北方工业大学地址

2022年北方工业大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期

末试卷A（有答案）

一、选择题

1、执行系统调用的过程包括如下主要操作：

①返回用户态

②执行陷入（trap）指令

③传递系统调用参数

④执行相应的服务程序

正确的执行顺序是（）

A.②->③->①->④

B.②->④->③->①

C.③->②->④->①

D.③->④->②->①

2、中断处理和子程序调用都需要压栈以保护现场。中断处理一定会保存而子程序调用不

需要保存其内容的是（）。

A.程序计数器

B.程序状态字寄存器

C.通用数据寄存器

D.通用地址寄存器

3、死锁与安全状态的关系是（）。

A.死锁状态有可能是安全状态

B.安全状态有可能成为死锁状态

C.不安全状态就是死锁状态

D.死锁状态一定是不安全状态

4、为多道程序提供的共享资源不足时，可能会产生死锁。但是，不当的（）也可能产

生死锁。

A.进程调度顺序

B.进程的优先级

C.时间片大小

D.进程推进顺序

5、（）有利于CPU繁忙型的作业，而不利于1/0繁忙型的作业（进程）。

A.时间片轮转调度算法

B.先来先服务调度算法

C.短作业（进程）优先调度算法

D.优先权调度算法

6、用户程序发出磁盘I/O话求后，系统的处理流程是：用户程序→系统调用处理程序→

设备驱动程序→中断处理程序。其中，计算数据所在磁盘的柱面号、磁号、扇区号的程序

是（）。

A.用户程序

B.系统调用处理程序

C.设备驱动程序

D.中断处理程序

7、提高单机资源利用率的关键技术是（）。

ng技术B.虚拟技术

C.交换技术D.多道程序设计技术

8、通常对文件系统来说，文件名及属性可以集中在（）中以使查询。

A.目录B.索引C.字典D.作业控制块

9、下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是（）。

A.连续结构

B.索引结构

C.链式结构且磁盘块定长

D.链式结构且磁盘块变长

10、设系统缓冲区和用户工作区均采用单缓冲，从外设读入一

个数据块到系统缓冲区的时间为100，从系统缓冲区读入1个

数据块到用户工作区的时间为5，对用户上作区中的1个数据块

进行分析的时问为90。进程从外设读入并分析2个数据块的最

短时间是（）。

A.200B.295C.300D.390

11、若用8个字（字长32位，H字号从0开始计数）组成的位示图管理内存，用户归还

一个块号为100的内存块时，它对应位示图的位置为（）（注意：位号也从0开始）。

A.字号为3，位号为5

B.字号为4，位号为4

C.字号为3，位号为4

D.字号为4，位号为5

12、下列选项中，属于多级页表优点的是（）。

A.加快地址变换速度

B.减少缺页中断次数

C.减少页表项所占字节数

D.减少页表所占的连续内存空间

二、填空题

13、把并发进程中与共享变量有关的程序段称为__________

14、MS-DOS启动的方式有两种：__________和__________

15、进程的三个最基本状态是__________、__________、__________。

16、辅助存储器只能与__________相互传递信息。

17、在设备管理中，对磁带机、输入机及打印机等独占设备总是采用__________策略进行

分配。

18、解决死锁问题可以采用的方式中，采用__________策略，如银行家算法虽然保守，但

可以保证系统时时处于安全状态。

19、文件存取方式按存取次序通常分__________、__________，还有一类__________。

20、传统操作系统提供编程人员的接口称为__________

三、判断题

21、在文件系统中，打开文件是指创建一个文件控制块.（）

22、打印机是一类典型的块设备.（）

23、实时系统中的作业周转时间有严格的限制.（）

24、设置中断屏蔽指令可以在目态下执行.（）

25、进程在运行中，可以自行修改自己的进程控制块.（）

26、参与死锁的进程至少有两个已经占有资源.（）

27、清内存指令只能在管态下执行.（）

28、所谓最近最少使用（）

29、在作业调度时，采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时

间.（）

30、引入缓冲的主要目的是提高I/0设备的利用率.（）

31、一旦出现死锁，所有进程都不能运行.（）

32、操作系统的所有程序都必须常驻内存.（）

四、名词解释题

33、运行态：正在cpu上执行的进程所处的状态。在单cpu系统中，任何时候最多只能

有一个进程处于运行状态。

34、缓冲池：

35、中断响应：

36、物理地址空间：

37、程序局部性原理：

38、抢占式调度：

五、简答题

39、虚拟存储器的基本特征是什么？虚拟存储器的容量主要受到哪两方面的限制？

40、为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率？

41、处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？

42、操作系统为用户提供哪些接口？

43、进程有哪几种基本状态试描绘出进程状态转换图？

44、从资源管理的角度说明操作系统的主要功能？

六、综合题

45、以下分别是对中断、中断处理、中断响应、关中断、开中断、中断屏蔽、陷

入、软中断的解释，请在解释文字前的括号中填入止确的概念。

（）中断请求能否参加判优，需根据屏蔽字的状态决定，若某屏蔽为1，其对应的

请求无效，不可参加判优。

（）当允许中断标志为1时，表明现行程序的优先级低于所有中断请求的优先级，

因此一旦出现中断请求，CPU便能响应。

（）系统调用引发的事件。

（）对中断请求的整个处理过程是由硬件和软件结合起来而形成的一套中断机构实

施的。发生中断时，CPU暂停执行当前的程序而转去处理中断。该过程由硬件对

中断请求做出反应。

（）CPU对系统发生的某个时间做出的一种反应，即CPU暂停正在执行的程序，

保留现场后自动地转去执行相应的处理程序，处理完该事件后再返回断点，继续执

行被“打断”的程序。

（）利用硬件中断的概念，用软件方式进行模拟，实现宏观上的异步执行效果

（）大致分为4个阶段：保存被中断程序的现场，分析中断原因，转入相应处理程

序进行处理，恢复被中断程序的现场，

（）为保证在中断周期中，指令操作的执行不受外部干扰，将允许中断标志位清0，

即表明现行程序的优先级比所有请求的优先级都高，任何请求都不响应。

46、考虑某个系统在表所示时刻的状态。

使用银行家算法回答下面的问题。

1）计算Need矩阵。

2）系统是否处于安全状态？如安全，请给出个安全序列。

3）如果从进程P1发来个请求（0，4，2，0），这个请求能否立刻被满足？如安

全，请给出一个安全序列。

47、请求分页管理系统中，假设某进程的页表内容见表，页面大小为4KB，一次

内存的访问时间是100ns，一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的

平均时间为10ns（已含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2，采

用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策略。假设①TLB初始为空。②地址

转换时先访问TLB.若TLB术命中，再访向页表（忽略访问页表之后的TLB更新时

间）。③有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，缺页中断处理后，返回到

产生缺页中断的指令处重新执行。设虚地址访问序列2362H、1565H、25ASH，

请问：

1）依次访问上述3个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。

2）基于上述访问序列，虚地址1565H的物理地址是多少？请说明理山。

参考答案

一、选择题

1、C

2、B

3、D

4、D

5、B

6、C

7、D

8、A

9、B

10、C

11、C

12、D

二、填空题

13、【答案】临界区

14、【答案】冷启动、热启动

15、【答案】准备、执行、等待

16、【答案】内存

17、【答案】静态分配

18、【答案】死锁的避免

19、【答案】顺序存取、直接存取、按键索引

20、【答案】系统调用

三、判断题

21、【答案】：错

22、【答案】：错

23、【答案】：错

24、【答案】：错

25、【答案】：错

26、【答案】：对

27、【答案】：对

28、【答案】：对

29、【答案】：错

30、【答案】：错

31、【答案】：错

32、【答案】：错

四、名词解释题

33、运行态：正在cpu上执行的进程所处的状态。在单cpu系统中，任何时候最多只能

有一个进程处于运行状态。

34、缓冲池：

又叫公共缓冲区，也是系统在磁盘上设置的多个缓冲区。它既可以用于输入，也可以用于

输出，较好地克服了专用缓冲区的缺点。一方面提高了缓冲区的利用率，另一方面也提高

了设备与cpu的并行操作程度。

35、中断响应：

发生中断时，cpu暂停执行当前的程序，转去处理中断这个由硬件对中断请求做出反应的

过程，称为中断响应。

36、物理地址空间：

由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。

37、程序局部性原理：

在相对短的一段时间内，进程集中在一组子程序或循环中之行，导致所有的存储器访问局

限于进程地址空间的一个固定子集。这种现象就叫做程序局部性原理，

38、抢占式调度：

当一个进程正在执行时，系统基于某种策略强行将处理机从占有者进程剥夺而分配给另一

个进程的调度。这种调度方式系统开销大，但系统能及时响应请求。

五、简答题

39、答：虚拟存储器的基本特征是：①虚拟扩充，即不是物理上而是逻辑上扩充了内存

容量；②部分装入，即每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；③离散

分配，即不必占用连续的内存空间，而是"见缝插针"；多次对换，即所需的全部程序和数

据要分成多次调入内存：虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量

的限制.

40、答：①多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间，②作业调度可以合理选择装入

主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源。③作业执行过程中不再访问低速设备，

而直接访问高速的磁盘设备，缩短执行时间。④作业成批输入，减少了从操作到作业的交

接时间

41、答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，

挂入就绪队列。执行完后，回收资源。进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一

个进程，使之占用CPU交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入

内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区。

42、答：操作系统为用户提供两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户提供控制

作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序提供服务功能

43、答：进程有运行态，就绪态和阻塞态三种基本状态，三种基本状态的转换图如图1所

示，图中数字1的含义是：进程被调度进程选中，数字2的含义是：时间片用完，数字3

的含义是：等待某事件发生，数字4的含义是：等待的事件已发生

44、答：处理器管理，存储管理，文件管理，作业管理和设备管理.

六、综合题

45、【解析】中断屏蔽、开中断、陷入、中断响应、中断、软中断、中断处理、

关中断。

46、【解析】

2）Work向量初始值=Available（1,5,2,0）

由表可知，因为存在一个安全序列（P0，P2，P1，P3），所以系统处于安

全状态。

3）Requesti（0，4，2，0）

Requesti（0，4，2，0）

假设先试着满足P

1进程的这个请求，则Available变为（1,1,0,0）。

系统状态变化见表

因为存在一个安全序列（P0,P2,P1,P3），所以系统仍处于安全状态，即P1

的这个请求应该马上：被满足。

47、【解析】

1）因为每页大小为4KB.页内位移为12位（二进制位）或3位（十六进制位），逻

辑地，址2362H的页号为第一个十六进制位（也可转化为二进制，得00100011

01100010B，则对应的页号为前4个二进制位），即为2。通过查询表得知，该页

在内存，但初始TLB为空，因此2362H的访问时间为10ns（访问TLB）+100ns

（访问页表）+100ns（访问内存单元）=210ns.

同理，逻辑地址1565H对应的页号为1，查询TLB未命中，之后查询页表发现

该页不在内存，出现缺页中断。缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重

新执行，需要访问一次快表。所以，1565H的访问时间为10ns（访问TLB）

+100ns（访问页表）+108ns（调页）+10ns（访问TLB）+100ns（访问内存单

元）=10

8ns。

逻辑地址25ASH对应的页号为2，该页在内存，TLB命中，所以25A5H的访

问时间=10ns（访问TLB）+100ns（访问内存单元）=110ns。

2）1565H对应的物理地址是101565H。在1）中，当访问1565H产生缺页

中断时，内存中已经有2页达到驻留集大小上限，应选出-页换出，由于在之前访

问过2362H地址，2号页面刚被访问，因此根据LRU算法，淘汰0号页面，即页框

号为101H的页面，因此换入的，1号页面的页框号为101H，所以虚地址：1565H

的物理地址为页框号101H与页内位移565H的组合，即101565H。