操作系统期末试卷

操作系统期末试卷
课程名称：___操作系统__________
学生姓名：___________________ 学 号：___________________
专 业：___________________ 年级/班级：__________________
课程性质：专业必修

一 二 三 四 五 六 七 八 总分 阅卷人签名

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一、是非题：请判断以下论述正确与否（用T/F表示），并修正错误的论述（15分，每题3分）
1. 在多进程多线程操作系统中，每个进程可以只维护一个堆（heap）；
T
2. 在操作系统中，CPU调度和虚存管理功能必须在内核中实现；
T
3. 在虚存管理时，采用LRU页面替换策略，可能会发生Belady异常（即分配页框越多，缺页率反而越高）；
F. 不会发生
4. 对于光盘设备，采用DMA方式进行数据交换是不合适的；
F. 光盘数据交换速度较快，传输数据量大，合适
5. 在目录文件中，必须保存文件名和文件数据存储位置信息。
F. 数据存储位置通常在文件控制块中，不在目录文件中

二、单项选择题（15分，每题3分）
1. 当系统中的进程增多时，以下哪些（个）情况不可能出现（不考虑死锁）：D
A. CPU利用率增高
B. CPU利用率降低
C. 磁盘I/O增多
D. 磁盘I/O减少

2. 以下那个操作不会使得一个进程从运行（running）状态转换为就绪（ready）状态：C
A. 在可占先（preemptive）系统中，高优先级进程被创建
B. 分时系统中，时间片到
C. 当前运行进程发生缺页中断
D. 当前运行进程调用yield()，主动放弃使用CPU

3. 对于死锁，以下哪个描述是错误的：A
A. 死锁避免（deadlock avoidance）中，不安全的状态必然发生死锁
B. 死锁避免（deadlock avoidance）中，发生死锁必然处于不安全状态
C. 资源分配图中有环（以资源类型和进程为节点），必然发生死锁
D. 如果要求每个进程必须一次申请所有需要的资源，如果不能满足其要求，则不分配任何资源，那么死锁不可能发生

4. 关于线程，以下说法错误的是：D
A. 用户态线程（无核心态线程或LWP）阻塞，可能会阻塞线程
B. 多处理器环境下，线程间同步不能使用关中断实现
C. 线程控制块中包含CPU寄存器状态
D. 在支持核心态线程的系统中，CPU调度的单位仍然是进程

5. 以下哪种海量存储技术不是实现RAID的基本技术？A
A. 无冗余（non-redundant）的条带化（striping）
B. 位图（bitmap）空闲块索引
C. 按位奇偶校验（bit-interleaved parity）
D. 按块奇偶校验（block-interleaved parity）

三、辨析题：请分别解释以下每组的两个名词，并列举他们的区别（25分，每题5分）
1. 进程（process）与线程（thread）

2. 目录（directory）与文件控制块（FCB）

3. 分时（time-sharing）与批处理（batch processing）

4. 旁路查找表（或称为快表，TLB）与页表（page table）

5. 块设备与字符设备

四、计算、问答题（30分）
1. 采用按需调页（demand paging），现有3个页框，分别存储着页面号2,3,4三个页面。已知接下来的页面访问顺序为1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5。使用LRU算法作为页面替换算法。（10分）
a) 请计算会发生的缺页次数（7分）
b) 请写出这一访问序列所对应的工作集。（3分）
答：{1,2,3,4,5}
2. 已知磁盘访问队列98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67（标号为柱面号），当前磁头位置为12。（10分）
a) 请写出一种最优的磁头移动序列，并计算磁头移动距离。（5分）

c) 请问这一序列和哪种调度算法的结果是一致的？（2分）
LOOK
d) 请问这种调度算法能否保证在任意情况下是最优的？为什么？（3分）
不能，与磁头移动的初始移动方向有关

3. （10分）现有以下实现有界缓存（bounded buffer）问题的伪代码
1. semaphore mutex = 1;
2. semaphore full = 0;
3. semaphore empty = 3; //buffer中允许3个item

4. producer () {
5. // produce an item
6. wait (empty);
7. wait (mutex);
8. // add it to the buffer
9. signal (mutex);
10. signal (full);
11.}

12.consumer() {
13. wait (full);
14. wait (mutex);
15. // remove one from buffer
16. signal (empty);
17. signal (mutex);
18. // consume the removed item
19.}
a) 请问该代码是否正确？（3分）

b) 请问该代码是否会引起死锁？（3分）
不会
c) 如果不会引起死锁，请证明死锁（证明死锁的四个必要条件中有一个不成立）；如果可能引起死锁，请画出资源分配图（信号量作为资源），指出代码发生死锁的原因，并进行改正。（4分）

五、综合题（15分）
请使用二元信号量（binary semaphore，即值只能为0或1的信号量）实现计数信号量（counting semaphore，取值可为任意整数）。
 

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