1、操作系统模拟试卷 6 及答案与解析一、单项选择题1 订购机票系统处理来自各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个_。（A）分时系统（B）多道批处理系统（C）计算机网络（D）实时信息处理系统2 采用中断屏蔽技术，会封锁_的响应。（A）比自己级别高的中断事件（B）比自己级别低的中断事件 （C）与自己级别相同的中断事件（D）与中断屏蔽标志相对应的事件3 若内存采用固定分区管理方案，在已分配区可能会产生未用空间，通常称为_。（A）废块（B）空闲页面（C）碎片（D）空闲簇4 通常，文件的逻辑结构可以分为两大类：无结构的流式文件和有结构的记录式文件。_组织方式，既适合于交互方式应用，也适合
2、于批处理方式应用。（A）堆文件（B）流式文件（C）索引顺序文件（D）顺序文件5 在可变分区方式管理下收回主存空间时，若已判定“空闲区表第 j 栏始址=归还的分区始址+长度 ”，则表示_。（A）归还区有下邻空闲区（B）归还区有上邻空闲区（C）归还区有上、下邻空闲区（D）归还区无相邻空闲区6 在文件系统中设置一张_，它利用二进制的一位表示磁盘中一个块的使用情况。（A）空闲块表（B）位示图（C）链接指针表（D）索引表7 通道在发现 CSW 中有控制器结束、设备结束、通道结束、设备故障或设备特殊情况时，会发出_。（A）硬件故障中断 （B）外部中断 （C）输入 /输出中断（D）自愿性中断8 操作命令有两
3、类，一类是由操作系统中相应处理模块直接解释执行，而_属于另一类，必须创建用户进程去解释执行。 （A）注册和注销命令（B）目录类命令（C）编译、连接和装配类命令（D）操作方式转换命令9 实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程_可把不同的消息发送出去;（A）在同一信号量上调用 P 操作 （B）在不同信号量上调用 P 操作（C）在同一信号量上调用 V 操作（D）在不同信号量上调用 V 操作10 用银行家算法避免死锁时，检测到_时才分配资源。（A）进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量（B）进程已占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量（C）进程已占用的资源数
4、与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量（D）进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量二、综合题10 多个进程共享一个文件，其中只读文件的称为读者，其中只写文件的称为写者。读者可以同时读，但是写者只能独立地写。11 说明进程间的相互制约关系，应设立哪些信号量?12 用 P、V 操作写出其同步算法。12 某计算机的 CPU 主频为 500MHz，CPI 为 5(即执行每条指令平均需 5 个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为 0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以
5、32 位为传输单位，对应的中断服务程序包含 18 条指令，中断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。13 在中断方式下，CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?14 当该外设的数据传输率达到 5MB/s 时，改用 DMA 方式传送数据。假定每次DMA 传送大小为 5000B，且 DMA 预处理和后处理的总开销为 500 个时钟周期，则 CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少 ?(假设 DMA 与CPU 之间没有访存冲突) 。操作系统模拟试卷 6 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题
6、解析】 分时系统是多个用户通过终端机器同时使用一台主机，这些终端机器连接在主机上，用户同时与主机进行交互操作而互不干扰。该系统的主要特点是：交互性、及时性、独立性和多路性。多道批处理系统允许多个程序同时装入到主存储器中，使一个中央处理器轮流地执行多个作业，各个作业同时使用各自的外围设备，提高了计算机系统的资源使用效率。该系统具有以下特征：多道性、无序性和调度性。计算机网络是指把多个计算机有机地结合起来，提供一种统一、经济而又有效地使用各台计算机的方法，可实现各个计算机之间相互传送数据。计算机网络最主要的特点是数据通信和资源共享。实时信息处理系统：根据用户提出的查询要求进行信息检索和处理，并在较
7、短的时间内对用户作出正确的响应。例如，把计算机用于民航飞机票的预定、查询、售票及情报检索系统等。2 【正确答案】 D【试题解析】 中断优先级是硬件设计时确定的。中断装置按预定的顺序来响应同时出现的中断事件，这个预定的顺序称为“中断优先级”。中断优先级是按中断事件的重要性和紧迫程度来确定的，是由硬件设计时固定下来的。一般情况下，优先级的高低顺序依次为：硬件故障中断、自愿中断、程序性中断，外部中断和输入输出中断。为了防止低优先级的中断事件处理打断优先级高的中断事件的处理，以及防止中断多重嵌套处理，计算机系统采用中断屏蔽技术，用程序状态字中的中断屏蔽位设置标志封锁相应事件的响应。于是，当中断装置检查
8、到有中断事件后，便去查看PSW 的中断屏蔽标志，如果没有屏蔽就响应该中断；否则，暂时不响应该中断，待屏蔽标志消除后再响应。自愿中断是不能屏蔽的。3 【正确答案】 C【试题解析】 固定分区是在用户程序装入内存之前，预先将内存划分成若干个固定大小的连续分区，分区大小可以相等也可以不等，在系统运行期间不能重新划分。在把一个进程装入到一个连续的内存空间中时，如果系统中存在若干个小的空闲分区，其总容量大于要装入的进程，但由于每个空闲分区的大小都小于进程的大小，故该进程不能装入。这种不能利用的小分区称为“零头”或“碎片”。4 【正确答案】 C【试题解析】 文件的逻辑结构可分为两大类：一类是有结构的记录式文
9、件，它是由一个以上的记录构成的文件，故又称为记录式文件；另一类无结构的流式文件，它是由一串顺序字符流构成的文件。文件的内部组织采用索引文件时，将逻辑上连续的文件信息存放在不连续的物理块中，系统为每个文件建立一张索引表。索引表记录了文件信息所在的逻辑块号对应的物理块号，并将索引表的起始地址放在与文件对应的文件目录项中。索引顺序文件与索引文件类似，不过就是文件块也按页号次序顺序存放，对页号采取索引管理。索引顺序文件组织方式，既适合交互方式的应用，也适合于批处理方式应用。5 【正确答案】 A【试题解析】 可变分区也称为动态分区。可变就是指分区的大小和位置不是固定的，而是根据作业要求的主存量来分配分区
10、的大小。由于分区的大小和个数是变化的，所以为便于分区的分配与回收，主存分配表由两张表格组成：已分配区表和空闲区表。已分配区表中记录装入作业的起始地址和作业长度，把作业名写入其标志位；空闲区表中记录空闲区表的起始地址和长度，其标志位记为未分配。当要装入一个作业时，先在空闲区表中查找标志位为“未分配”的可以容纳该作业的空闲区。如果找到，若该空闲区块与作业大小相等，那么修改该空闲区登记栏中的标志位为“空”，若该空闲区块的长度大于作业长度，那么就把该空闲区分为两部分，一部分用来装入该作业，另一部分仍为空闲区，从该空闲区块中分割出与作业大小一致的分区，修改该空闲区的起始地址和长度，然后在已分配区表中找出
11、标志位为“空”的一栏，记下分配给该作业的分区的起始地址和长度，并改这个标志位为作业名；如果没有找到，那么就暂时不能装入该作业。可变分区分配方式下，当收回主存时，应检查是否有与归还区相邻的空闲区，若有，则应合并成一个空闲区。相邻可能有上邻空闲区、下邻空闲区、既有上邻又有下邻空闲区、既无上邻又无下邻空闲区。若有上邻空闲区，只修改上邻空闲区长度(为收回的空闲区长度与原上邻区长度之和)即可；若有下邻空闲区，改记录这个下邻空闲区记录的地址为收回空闲区的地址，长度为下邻空闲区的长度和收回空闲区的长度即可；若既有上邻又有下邻空闲区，改记录上邻区记录的长度(为上邻区长度、下邻区长度和收回区长度之和)，再把下邻
12、区记录的标志位改为空即可；若既无上邻区又无下邻区，那么找一个标志位为空的记录，记下该回收区的起始地址和长度，且改写相应的标志位为未分配，表明该登记栏中指示了一个空闲区。根据“空闲区表第 j 栏始址=归还的分区始址+长度”分析，可知归还区有下邻空闲区。6 【正确答案】 B7 【正确答案】 C【试题解析】 对于外围设备的启动一般包含三个阶段：准备阶段 用户调用文件请求存取文件信息，文件系统根据给定的参数可以确定启动哪个通道上的哪台设备以及信息存放的主存地址和存储介质上的位置；然后，文件系统把这些存取要求告诉设备管理，请求协助。启动 I/O 阶段计算机硬件提供了“启动 I/O”的指令，要求在使用该指
13、令时指出欲启动的通道号和设备的绝对号。结束处理阶段 通道发现通道状态字 (CSW)中有控制器结束，设备结束，通道结束、设备故障或设备特殊等情况时，就要发出“输入/输出中断”(I/O 中断)。8 【正确答案】 C【试题解析】 作业控制方式，包括批处理方式和交互方式。批处理控制方式：也称脱机控制方式或自动控制方式。就是一下子交待任务，执行过程中不再干涉。交互控制方式：也称联机控制方式。就是一步一步地交待任务。做好了一步，再做下一步。交互式作业的控制包括操作使用接口和命令解释执行。操作使用接口包括操作控制命令，菜单技术，窗口技术。操作命令有两类，一类是操作系统中的相应处理模块直接解释执行；另一类是编
14、译、连接和装配类命令，必须创建用户进程去解释执行。9 【正确答案】 D【试题解析】 进程的同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒。在使用 PV 操作实现进程同步应注意以下两点。用一个信号量与一个消息联系起来，当信号量的值为 0 时表示期望的消息尚未产生，当信号量值为非 0 时表示期望的消息已经存在。在用 PV 操作实现同步时，一个信号量与一个消息量联系在一起，当有多个消息时必须定义多个信号量；测试不同的消息是否到达或发送不同消息时，应对不同的信号调用 P 操作或 V 操作。在利用 PV 操作实现
15、进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程在不同信号量上调用 P 操作以测试自己需要的消息是否到达，在不同信号量上调用 V 操作把不同的消息发送出去。10 【正确答案】 C【试题解析】 银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性。若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进
16、程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。二、综合题11 【正确答案】 进程间的制约关系有三类：一是读者进程之间运行读；二是读者进程与写者进程之间必须互斥；三是写者进程之间必须互斥。12 【正确答案】 用 P、V 操作的同步算法如下：BeginInteger mutex1，mutex2，rc;mutex1:=1;mutex2:=1;rc:=0;CobeginReader;BeginP(mutex1);rc:=rc+1;if rc_
17、1 then p(mutex2);V(mutex1);Reading the file;rc:=rc-1;if rc=0 then V(mutex2);V(mutex1);EndWriter:Beginp(mutex2);Writing the file;V(mutex2);EndCoendEnd13 【正确答案】 在中断方式下，每 32 位(4B)被中断一次，故每秒中断为： 0.5M，B/4B=0.510 6/4=12.5104 次 因为中断服务程序包含 18 条指令，一辛断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间，且执行每条指令平均需 5 个时钟周期，所以，1 秒之内用于中断的时钟周期数为： (18+2)512.510 4=12.5106 因为计算机的 CPU 主频为 500MHz，故 CPU 用于中断的时间占整个 CPU 时间的百分比是： (12.5106)/(500106)100%=2.5%14 【正确答案】 在 DMA 方式下，每秒进行 DMA 操作为： 5MB/5000B=5106/5000=1103 次 因为 DMA 预处理和后处理的总开销为 500 个时钟周期，所以 1 秒之内用于 DMA 操作的时钟周期数为： 500110 3=5105 故DMA 方式下，占整个 CPU 时间的百分比是： (510 5)/(500106)100%=0.1%
