操作系统课后复习题
答案
操作系统课后复习题答案
第一章
一、简答题
3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？
操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件.
主要作用
(1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序
(2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者
(3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机
(4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者
15.什么是多道程序设计？多道程序设计有什么特点？
多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。从宏观上看是并行的，在一个时间段，它们都在同时执行，都处于执行的开始点和结束点之间；从微观上看是串行的，在某一时刻，他们在同一台计算机上交替、轮流、穿插地执行。
（1）可以提高CPU、内存和设备的利用率；
（2）可以提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数目增加；
（3）可以充分发挥系统的并行性，使设备和设备之间，设备和CPU之间均可并行工作。
19.分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？
分时系统的响应时间是指用户从终端发出一个命令到系统处理完这个命令并做出回答所需要的时间。
这个时间受时间片长度、终端用户个数、命令本身功能、硬件特性、主存与辅存的交换速度等影响。
23.现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。
（1）处理器管理；
（2）存储管理；
（3）设备管理；
（4）文件管理；
（5）联网与通信管理。
/*tips*/
简述操作系统资源管理的资源复用技术。
系统中相应地有多个进程竞争使用资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。
（1）时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用；（2）空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。
二、应用题
2、答：画出两道程序并发执行图如下：
(1) 两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100至150ms之间(见图中有色部分)。
(2) 程序A无等待现象，但程序B有等待。程序B有等待时间段为180ms至200ms间(见图中有色部分)。
5、答：画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间)：
(1) Job1从投入到运行完成需80ms，Job2从投入到运行完成需90ms，Job3从投入到运
行完成需90ms。
(2) CPU空闲时间段为：60ms至70ms，80ms至90ms。所以CPU利用率为(90-20)/90=7/9=77.78%。
(3) 设备I1空闲时间段为：20ms至40ms，故I1的利用率为(90-
20)/90=7/9=77.78%。设备I2
空闲时间段为：30ms至50ms，故I2的利用率为(90-20)/90=7/9=77.78%。
12.在下列例子中，区分“时分复用共享”与“空分复用共享”，并对其进行简单解释。
1、住宅区的土地
2、个人计算机
3、教室的黑板
4、公共汽车上的椅子
5、UNIX系统中的单用户文件
6、分时系统中的打印机
7、C/C++运行时的系统堆栈
1，3，7属于可再分的资源，应属于空分，其余的不可再分是按照时间先后来
进行复用，所以就是时分复用
第二章
一、简答题
18.什么是进程?计算机操作系统为什么要引入进程?
进程是具有独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动,是计算机操作系统进行资源分配和保护的基本单位.
(1)刻画程序的并发性; (2) 解决资源的共享性.
20.进程的最基本状态有哪些?哪些事件可以引起不同状态间的转换?
进程的三种基本状态：就绪态、运行态、等待态。
状态间的转换：
七态模型：
a. 新建态(new): 进程被创建，尚未进入就绪队列。
b. 就绪态(ready): 进程具备运行条件，等待系统分配处理器。
c. 挂起就绪态(ready suspend)：进程具备运行条件，但目前在外存中。
d. 运行态(running): 进程占有处理器正在运行。
e. 终止态(exit): 进程达到正常结束点或被其他原因所终止，下一步将被撤销。
f. 等待态(wait): 又称阻塞态或休眠态。进程正在等待某个事件完成，目前不具备运行条件。
g. 挂起等待态(blocked suspend): 进程正在等待某个事件完成，并且在外存中。
26.何谓进程控制块（PCB）？它包含哪些基本信息？
进程控制块是进程存在的唯一标识，是操作系统用来记录和刻画进程状态及环境信息的数据结构，是进程动态特征的汇集，也是操作系统掌握进程的唯一资料结构和管理进程的主要依据。
（1）标识信息；（2）现场信息；（3）控制信息。
38. 试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较.
/*tips*/
从一定意义上讲，进程就是一个应用程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念，而线程是进程中的一部分，进程包含多个线程在运行。
a. 调度性。在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在引入线程的OS中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；
b. 并发性。在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性；
c. 拥有资源。无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个基本单位，而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；
d. 开销。由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程，因此，操作系统在创建、撤消和切换进程时所付出的开销将显著地大于线程。
48.处理器调度分为哪几种类型？简述各类调度的主要任务。
高级调度，中级调度，低级调度。
高级调度，创建就绪进程和做进程完成后的善后工作。
中级调度，根据内存资源情况决定内存中所能容纳进程的数目，并完成内存和外存中进程的对换。
低级调度，根据某种原则决定就绪队列中哪个进程/线程获得处理器，并将处理器出让给它使用。
二、应用题
5、答：采用短作业优先算法调度时，三个作业的总周转时间为：
T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c ①
若不按短作业优先算法调度，不失一般性，设调度次序为：J2、J1、J3。则三个作业的总周转时间为：
T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c ②
令②-①式得到：
T2-T1=b-a>0
可见，采用短作业优先算法调度才能获得最小平均作业周转时间。
12、答：
(1)FCFS调度算法
(2)优先级调度算法
(3)时间片轮转法(每个作业获得相同的2分钟长的时间片) 按次序
A B C D E A B D E A B E A E A轮转执行
20.有一个四道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，它们的提
交和估计运行时间由下表给出：
系统采用SJF调度算法，作业被调度进入系统后中途不会退出，但作业运行时可被更短作业抢占。(1)分别给出6个作业的执行时间序列、即开始执行时间、作业完成时间、作业周转时间。(2)计算平均作业周转时间。
25.
每个作业运行将经过两个阶段：作业调度(SJF算法)和进程调度(优先数抢占式)。另外，批处理最多容纳2道作业，更多的作业将在后备队列等待，优先级
高进入内存执行。
(1) 10:00，作业A到达并投入运行。
(2) 10:20，作业B到达且优先权高于作业A，故作业B投入运行而作业A在就绪队
列等待。 (3) 10:30，作业C到达，因内存中已有两道作业，故作业C进入作业后备队列等待。 (4) 10:50，作业B运行结束，作业D到达，按SJF短作业优先算法，作业D被装入
内存进入就绪队列。而由于作业A的优先级高于作业D，故作业A投入运行。 (5) 11:10，作业A运行结束，作业C被调入内存，且作业C的优先级高于作业D，
故作业C投入运行。
(6) 12:00，作业C运行结束，作业D投入运行。
(7) 12:20，作业D运行结束。
各作业周转时间为：作业A 70，作业B 30，作业C 90，作业D 90。平均作业周转时间为70分钟。
第三章
一、简答题
3.解释并发性与并行性
答：计算机操作系统中把并行性和并发性明显区分开，主要是从微观的角度来说的，具体是指进程的并行性（多处理机的情况下，多个进程同时运行）和并发性（单处理机的情况下，多个进程在同一时间间隔运行的）。
9.什么是临界区和临界资源？临界区管理的基本原则是什么？
并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。共享变量所代表的资源叫做临界资源，即一次仅供一个进程使用的资源。
（1）一次至多有一个进程进入临界区内执行；
（2）如果已有进程在临界区内，试图进入此临界区的其它进程应等待；
（3）进入临界区的进程应在有限时间内退出，以便让进程等待队列中的一个进程进入。
24.什么是死锁？什么是饥饿？
所谓死锁是指在多道程序系统中，一组进程中的每一个进程都无限期等待被该组进程中的另一个进程所占有且永远不会释放的资源。
例如：
1、桌子上有慢慢一桌子的美食，但是只有一双筷子。
2、甲拿了一根，然后在找另一根。
3、乙拿了一根，然后也在找另一根。
4、因为他们都掌握了对方必需的资源，导致最后他们俩谁都吃不到美食。
饥饿指的是等待时间已经影响到进程运行，此时称为饥饿现象。如果等待时间过长，导致进程使命已经没有意义时称该进程被饿死。
例如：
1、小明要告诉妈妈明天开家长会。
2、小明妈妈因为工作太忙，在公司加班，没有回家。
3、于是第二天，小明的妈妈就错过了家长会。（“饿死”）
4、其实小明的妈妈没有出现“死锁”。只是小明的优先级过低，不如工作重要。
25.试述产生死锁的必要条件。
(1) 互斥条件；
(2)占有和等待条件；
(3)不剥夺条件；
(4)循环等待条件。
/*tips*/
产生死锁的四个必要条件：
（1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。（3）不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4）循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
死锁产生的原因及预防死锁的方法
进程推进顺序不当、PV操作使用不妥、同类资源分配不均或对某些资源的使用未加限制等，不仅与系统拥有的资源数量有关，而且与资源分配策略、进程对资源的使用要求以及并发进程的推进顺序有关。
（1）破坏条件1（互斥条件）；
（2）破坏条件2（占有和等待条件）；
（3）破坏条件3（不剥夺条件）；
（4）破坏条件4（循环等待条件）。
32.一台计算机有8台磁带机.他们有N个进程竞争使用,每个进程可能需要3台磁带机.请问N为多少时,系统没有死锁的危险？
N=1或2或3.
当N=3时，磁带机的分配为：2个进程是3个，1个进程是2个，所以前面的两个进程用完就可以释放出来，如果N=4时，可能出现每个进程都分配2个磁带机，这样，每一个进程都要等待一个磁带机，可是磁带机已经分配光了，所以每个进程都在等待，就造成了死锁了。
二、应用题
2、
答：不同
（1）:初值为1，范围为[-n+1,1]；（2）：初值为m，范围为[-n+m,m]。
23.
31.
答案1：
(1) 将独木桥的两个方向分别标记为A和B。用整型变量countA和countB分别表示A、B方向上已在独木桥上的行人数。初值为0。需要设置三个初值都为1的互斥信号量：SA用来实现对countA的互斥访问，SB用来实现对countB的互斥访问，mutex用来实现对独木桥的互斥使用。
(2)
A方向行人过桥：
Begin
P(SA);
countA=countA+1;
if(countA==1)
P(mutex);
V(SA);
过桥；
P(SA);
countA=countA-1;
if(countA==0)
V(mutex);
V(SA);
End
B方向行人过桥：
Begin P(SB);
countB=countB+1;
if(countB==1)
P(mutex);
V(SB);
过桥；
P(SB);
countB=countB-1;
if(countB==0)
V(mutex);
V(SB);
End
解答2:
semaphore wait,mutex1,mutex2;
mutex1=mutex2=1;wait=1;
int counter1,counter2; counter1=0;counter2=0;
process P左() {
while(true) {
P(mutex1);
count1++;
if (count1==1) P(wait);
V(mutex1);
过独木桥;
P(mutex1);
count1--;
if(count1==0) V(wait);
V(mutex1);
}
}
process P右() {
while(true) {
P(mutex2);
count2++;
if (count2==1) P(wait);
V(mutex2);
过独木桥;
P(mutex1);
count2--;
if(count2==0) V(wait);
V(mutex2);
}
}
34.
stop用于当另一方提出过桥时，应阻止对方未上桥的后继车辆。
semaphore stop,wait,mutex1,mutex2;
stop=mutex1=mutex2=1;wait=1;
int counter1,counter2; counter1=0;counter2=0;
cobegin
process P东( ) { process P西( ) {
P(stop); P(stop);
P(mutex1); P(mutex2);
count1++; count2++;
if (count1==1) P(wait); if (count2==1) P(wait);
V(mutex1); V(mutex2);
V(stop); V(stop);
{过桥}; {过桥};
P(mutex1); P(mutex2);
Count1--; count2--;
if (count1==0) V(wait); if (count2==0) V(wait);
V(mutex1); V(mutex2);
} }
coend
36.
假定某计算机系统有R1和R2两类可使用资源(其中R1有两个单位，R2有一个单位)，它们被进程P1和P2所共享，且已知两个进程均以下列顺序使用两类资源：
→申请R1→申请R2→申请R1→释放R1→释放R2→释放R1→
试求出系统运行过程中可能到达的死锁点，并画出死锁点的资源分配图(或称进程资源图)
解：在本题中，当两个进程都执行完第1步后，即进程P1和进程P2都申请到了一个R1类资源时，系统进入不安全状态。随着两个进程的向前推进，无论哪个进程执行完第2步，系统都将进入死锁状态。可能到达的死锁点是：进程P1占有一个单位的R1类资源及一个单位的R2类资源，进程P2占有一个单位的R1类资源，此时系统内已无空闲资源，而两个进程都在保持已占有资源不释放的情况下继续申请资源，从而造成死锁；或进程P2占有一个单位的R1类资源及一个单位的R2类资源，进程P1占有一个单位的R1类资源，此时系统内已无空闲资源，而两个进程都在保持已占有资源不释放的情况下继续申请资
源，从而造成死锁。
假定进程P1成功执行了第2步，则死锁点的资源分配图如图3.38所示。
/*tips*/循环等待条件（安全检测）
第四章
一、简答题
1、试述存储管理的基本功能。
答：
（1）存储分配；
（2）地址映射；
（3）存储保护；
（4）存储共享；
（5）存储扩充。
4．何谓地址转换（重定位）？哪些方法可以实现地址转换。
可执行的程序逻辑地址转换（绑定）为物理地址的过程称为地址转换。
实现方法：静态地址重定位，动态地址重定位，运行时链接地址重定位。
9.什么是虚拟存储器？列举采用虚拟存储技术的必要性和可能性。
虚拟存储器：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理主存容量大得多的、可寻址的“主存储器”。
必要性：可用较小的内存空间执行较大的程序，能容纳更多的并发执行程序。
可能性：基于程序的局部性原理。
10．试述请求分页虚存管理的实现原理。
请求分段虚存管理是将进程信息副本存放在外存中，当它被调度投入运行时，程序和数据没有全部装入内存，仅装入当前使用段，进程执行过程中访问到不在内存的段时候，再由系统自动调入。
11．试述请求分段虚存管理的实现原理。
请求分段虚拟存储系统把作业的所有分段的副本都存放在辅助存储器中，当作业被调度投入运行时，首先把当前需要的一段或几段装入主存，在执行过程中访问到不在主存的段时再把它们动态装入。
1、虚地址以程序的逻辑结构划分成段，这是段页式存储管理的段式特征。
2、实地址划分成位置固定、大小相等的页框（块），这是段页式存储管理的页式特征
3、将每一段的线性地址空间划分成与页框大小相等的页面，于是形成了段页式存储管理的特征
4、逻辑地址形式为：
段号(s) 段内页号 (p) 页内位移(d)
对于用户来说，段式虚拟地址应该由段号s和段内位移d’组成，操作系统内部再自动把d’解释成两部分：段内页号p和页内位移d，也就是说，d’=p×块长+d。
18．试述实现虚拟存储器的基本原理。
作业运行之前仅将当前要运行的那部分页面和段先装入内存便可开始运行，在程序的运行中，发现所要访问的段不在内存中时，再有操作系统将其调入内存，程序便可继续执行下去。
二、应用题
3.
答：(1) 作业的物理块数为3块，使用FIFO为9次，9/12=75%。使用LRU为7次，
7/12=58%。使用OPT为6次，6/12=50%。
作业的物理块数为4块，使用FIFO为6次，6/12=50%。使用LRU为6次，6/12=50%。使用OPT为5次，5/12=42%。
(2) 作业的物理块数为3块，使用FIFO为9次，9/12=75%。使用LRU为10次，
10/12=83%。使用OPT为7次，7/12=58%。
作业的物理块数为4块，使用FIFO为10次，10/12=83%。使用LRU为8次，
8/12=66%。使用OPT为6次，6/12=50%。
15.在一分页存储管理系统中,逻辑地址长度为16位,页面大小为4096B,现有一逻辑地址为2F6AH,且第0、1、2页依次存放在10、12、14号物理块中,问相应的物理地址为多少? 4096B=2^12B
16位寻址一共2^16B
分页存储.共分的页：2^16/2^12=2^4=16 共分16页.
第0页的地址范围 0H - 0FFFH
第1页的地址范围 1000H - 1FFFH
第2页得地址范围 2000H - 2FFFH
.
第14页 E000H - EFFFH
第15页 F000H - FFFFH
2F6AH=10 1111 0110 1010 在2页的范围对应物理块14
所以物理地址为：
2F6AH - 2000H + E000H = F6AH + E000H= EF6AH
29.
答：1)680 2)915 3)904 4)越界 5)1750 6) 越界。
30.
答：1) 页面访问序列为
1，1，2，2，1，4，2，3，3，5，5，4
（0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3。）
2)FIFO为5次，缺页中断率为5/12=41.6%。LRU为6次，缺页中断率为6/12=50%。 LRU 反比FIFO缺页中断率高。
第五章
一、简答题
2．试述各种I/O控制方式及其主要优、缺点。
（1）轮询方式：又称程序直接控制方式，使用查询指令测试设备控制器的忙闲状态位，确定内存和设备是否能交换数据。
优点：原理简单，成本低廉。
缺点：轮询方式的主要缺点是运行效率不足。
（2）中断控制方式：cpu启动I/O设备后不必查询I/O设备是否准备就绪，而是继续执行现行程序，对设备是否准备就绪不加过问。
优点：不必忙于查询I/O准备情况，cup和I/O设备可实现部分并行，大大提升了cup的利用率。缺点：输入输出操作直接由中央处理器控制，每传送一个字符或一个字，都要发生一次中断，仍耗费大量中央处理器时间。
（3）DMA方式：内存和设备之间有一条数据通路成块的传说数据，在主机和I/O设备之
间成块的传送数据过程中，无需CPU干预，实际操作由DMA直接执行完成。
优点：实现线路简单，价格低廉。
缺点：增加主存地址寄存器，数据移位寄存器等硬件，不仅有中断结构，还增加了DMA 传输控制结构，增加了成本，但功能较差，不能满足复杂的I/O操作要求。
（4）通道方式：又称I/O处理器，能完成内存和设备之间的信息传送，与CPU并行的执行操作。
优点：a>.自成独立体系，大大减少了外围设备和中央处理器的逻辑关系，把中央处理器从琐碎的输入输出操作中解放出来；b>.外围和中央处理器能实现并行操作；c>.通道和通道之间能实现并行操作；d>.各通道上的外围设备也能实现并行操作。
缺点：a>.具有通道装置的计算机的主机、通道、控制器和设备之间用四级连接，实施三级控制；b>.价格较高，一般在大型机中使用。
21、什么是虚拟设备？实现虚拟设备的主要条件是什么？
虚拟设备：为了提高独占设备的利用率，采用SPOOLING技术，用可共享的设备模拟独占设备，使独占设备成为共享设备，使每个作业感到自己分到了独占设备。这种模拟的独占设备称为虚拟设备。
主要条件是具有：(1) 预输入程序； (2) 井管理程序； (3) 缓输出程序。
26．Spooling是如何把独立型设备改造成共享型设备的？
实现相应功能的守护进程（线程）都在用户空间上运行，但所完成的是操作系统任务，即把本该有内核实现的功能外移。
(1) 预输入程序； (2) 井管理程序； (3) 缓输出程序。
28．为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？
应用程序与具体的物理设备无关，系统要增减或变更设备时对源程序不必加如何修改，易于应对I/O设备故障，增加设备分配的灵活性，能更有效的理由设备资源，实现多道程序设计。
用户通常不指定物理设备，而是指定逻辑设备，是的用户作业和物理设备分离开来，在通过其他途径建立逻辑设备和物理设备的映射。
二、应用题
1.
（1）1+2 + 19 *（18+1+2）
处理完1之后（3ms时刻）磁头指向4开头
（2）20 *（1+2）
2.
答：处理次序为：100->110->129->147->186->78->64->41->27->18->12->10->8。
移动的总柱面数：（186-100）+ （186-8） = 264。
5.
答：5->3->2->1->4
7.
(1)先来先服务算法FCFS为565，依次为143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。
(2)最短查找时间优先算法SSTF为162，依次为143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。
(3)扫描算法SCAN为169，依次为143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。
(4)电梯调度为125(先向地址大的方向)，依次为143-147-150-175-177-102-94-91-86。为148(先向地址小的方向) 依次为143-130-102-94-91-86-147-150-175-177。
16.
寻道时间为×柱面移动总量
第六章
一、简答题
4、什么是文件的逻辑结构？它有哪几种组织方式？
文件的数据独立于物理环境构造，这样的文件结构称为文件的逻辑结构。
（1）流式文件；（2）记录式文件 A．记录式顺序文件
B．记录式索引顺序文件
5、什么是文件的物理结构？它有哪几种组织方式？答：
逻辑文件在物理存储空间中映射的文件结构称为文件的物理结构。
组织方式：（1）顺序文件（2）连接文件（3）直接文件（4）索引文件
16、什么是文件共享？介绍文件共享的分类和实现方法。
答：文件共享是指不同进程共同使用同一个文件。
文件共享分类及实现方法：
静态共享：操作系统允许一个文件同时属于多个目录，但实际上文件仅有一处物理存储动态共享：系统中不同的应用进程或同一用户的不同进程并发的访问通一个文件，共享关系在进程存在时出现。进程消亡时消亡
符号链接共享：符号链接只有文件名，不指向inode链接，通过名称来引用文件。
二、应用题
3.
答：(1) 位示图占用字数为500/32=16(向上取整)个字。
(2) 第i字第j位对应的块号N=32×i+j。
(3)申请时自上至下、自左至有扫描位示图跳过为1的位，找到第一个迁到的0位，根据它是第i字第j位算出对应块号，并分配出去。归还时已知块号，块号/32算出第i字第j位并把位示图相应位清0。
操作系统复习题1 一、判断题 1.分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。（） 2.多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。（） 3.一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化。（） 4.在引入线程的OS中，线程是资源分配和调度的基本单位。（） 5.信号量的初值不能为负数。（） 6.最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率。（） 7.为提高对换空间的利用率，一般对其使用离散的分配方式。（） 8.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。（） 9.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率，但不适合文件的随即存取。（） 10.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。（） 二、选择题 1.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（C）。 A,B,C ：（1）灵活性和适应性；（2）交互性和响应时间；（3）周转时间和系统吞吐量；（4）实时性和可靠性。 2.对一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为（D）状态；如果由于终端用户的请求而暂停下来，则它的状态应转变为（E）状态；如果由于得不到所申请的资源而暂停时下来，则它的状态应转变为（F）状态。D,E,F:（1）；静止阻塞（2）；活动阻塞（3）；静止就绪（4）；活动就绪（5）执行。 3.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（G）；为照顾紧急作业用户，应采用（H）；为能实现人机交互，应采用（I）；而能使短作业、长作业和交互作业用户满意时，应采用（J）。 G,H,I,J：（1）；FCFS调度算法（2）；短作业优先调度算法；（3）时间片轮转算法；（4）多级反馈队列调度算法；（5）基于优先权的剥夺调度算法。 4.由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（K）；由分页系统发展为分段系统，进而发展为段页式系统的主要动力分别是(L)和(M)。 K,L,M:（1）提高内存利用率；（2）提高系统吞吐量；（3）满足用户需要；（4）更好地满足多道程序进行的需要；（5）既满足用户需求，又提高内存利用率。 5.在存储管理中，不会产生内部碎片的存储管理方式是（N）；支持虚拟存储器，但不能以自然的方式提供存储器的共享和存取保护机制的存储管理方式是（O）。 N：(1)分页式存储管理；(2)分段式存储管理；(3)固定分区式存储管理；(4)段页式存储管理。 O：（1）段页式存储管理；（2）请求分区页式存储管理；（3）请求分段式存储管理；（4）可变分区存储管理；（5）固定分区存储管理；（6）单一连续分区式存储管理。 6.磁盘调度主要是为了优化（P），下列算法中能避免磁盘粘着的现象的是（Q）。P：（1）寻道时间；（2）旋转延迟时间；（3）传输时间。 Q：（1）SSTF;（2）FCFS;（3）SCAN;（4）CSCAN;（5）FSCAN。 7.文件系统中，目录管理最基本的功能是（R），位示图的主要功能是（S），FAT 表的主要功能是（T）。 R，S，T：（1）实现按名存取；（2）提高文件存储空间利用率；（3）管理文件存储器的空闲空间；（4）指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址；（5）管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址。 8.文件系统采用多级目录结构，可以（U）和（V）。 U,V：（1）缩短访问文件存储器时间；（2）节省主存空间；（3）解决不同用户文件的命名冲突；（4）方便用户读写文件；（5）提高检索目录的速度。9.计算机系统中信息资源的安全包括（W）、（X）和（Y）三个方面，其中程序被删除属于（W）方面的威胁，数据被非法截取属于（X）方面的威胁，消息被更改属于（Y）方面的威胁。 W,X,Y：（1）保密性；（2）完整性；（3）可用性；（4）方便性。 三、填空题 1.操作系统最基本的特征是（1）和（2），最主要的任务是（3）。 2.引入进程的主要目的是（4），进程存在的唯一标志是（5）。 3.（6）是指通过破坏死锁产生的必要条件来防止死锁的发生。引起死锁的四个必要条件中，（7）是不应该被破坏的，但对某些特殊的资源（如打印机），该条可通过（8）来破坏；而其他能被破坏的三个必要条件分别是（9）、（10）和（11）。 4.虚拟存储器管理的基础是（12）原理，在请求分页管理方式中，页表中的状态位用来只是对应页（13）修改位用来只是对应页（14），引用位则是供（15）使用；而在请求分段系统还增加了增补位，它用来指示（16）。 5.设备驱动程序是（17）与（18）之间的通信程序如果系统中有3台相同的单显和2台相同的彩显则必须为它们配置（19）种设备驱动程序 6.廉价磁盘冗余阵列可组成一个大容量磁盘系统，它利用（20）技术来提高磁盘系统的存取进度，而利用（21）技术来增加磁盘系统的可靠性 7.包过滤防火墙工作在（22）层，采用代理服务技术的防火墙则工作在（23）层 8.UNIX文件系统对文件存储空间采用（23）分配方式，它通过（24）来管理空闲的文件存储空间。 四、问答题 1.假设某多道程序设计系统中有供用户使用的内存100k，打印机1台。系统采用可变分区管理内存：对打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不计：采用最短剩余时间优先的进程调度算法，进程剩余执行时间相同时采用先来先服务算法；进程调度时机在执行进程结束时或有新进程到达时。现有一进程序列如下： 假设系统优先分配内存的低地址区域，且不需移动已在主存中的进程，请：（1）给出进度调度算法选中进程的次序，并说明理由。 （2）全部进程执行结束所用的时间是多少？ 2.请用信号量解决以下的过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向的行人必须等待：另一方向的行人必须等待：当某一方向无人过桥是，另一方向的行人可以过桥。 3.提高内存利用率的途径有哪些？ 4.何谓脱机输入/输出技术？ 5. 将目录文件当作一般数据文件来处理有什么优缺点？ 操作系统复习题1答案 一、判断题 1、错 2、对 3、错 4、对 5、对 6、错 7、错 8、错 9、对10、错 二、选择题 1、A ：(2)；B：(4)；C：（3）。 2、D：（4）；E:(3)；F:(2)。 3、G：（2）；H:（5）；I:（3）；J：（4）。 4、K：（1）；L：（3）；M：（5）。 5、N：（2）；O：（2）。 6、P：（1）寻道时间；Q：（5）。 7、R：（1）；S：（3）；T：（5）。 8、U：（3）；V：（5）。 9、W：（3）；X：（1）；Y：（2）。
第一章操作系统引论 思考与练习题 1.什么是操作系统它的主要功能是什么 2.什么是多道程序设计技术多道程序设计技术的主要特点是什么 3.批处理系统是怎样的一种操作系统它的特点是什么 4.什么是分时系统什么是实时系统试从交互性，及时性，独立性，多路性，可靠性等几个 方面比较分时系统和实施系统。 5.实时系统分为哪俩种类型 6.操作系统主要特征是什么 7.操作系统也用户的接口有几种它们各自用在什么场合 8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗为什么 9.设内存中有三道程序，A,B,C，它们按A~B~C的先后顺序执行，它们进行“计算”和“I/o 操作”的时间如表1-2所示，假设三道程序使用相同的I/O设备。 (1)试画出单道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。 (2)试画出多道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。10．将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。 DOS 网络操作系统 OS/2 自由软件
UNIX 多任务 Linux 单任务 Windows NT 为开发操作系统而设计 C语言 11．选择一个现代操作系统，查找和阅读相关的技术资料，写一篇关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。 答案 1．答：操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合。 2．答：把多个独立的程序同时放入内存，使她们共享系统中的资源。 1）多道，即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。 2）宏观上并行，是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。 3）微观上串行，是指在单道处理机环境下，内存中的多道程序轮流地占有CPU，交替执行。 3．答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动的执行。 特点是：资源利用率高。系统吞吐量大。平均周转时间长。无交互能力。 4．答：分时系统：允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好像独占计算机一样。实时系统：对外输入出信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。 1）多路性：分时系统是为多个终端用户提供服务，实时系统的多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及多多个对象或多个执行机构进行控制。 2）独立性：每个终端向实时系统提出服务请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。
课程成绩构成 笔试：70% 平时：30% 试卷构成： 名词解释五小题，共15分； 简答五小题，共35分； 综合题四小题，共50分。 第一章操作系统引论 1、设计现代操作系统的主要目标？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2、操作系统的作用？ 答：（1）作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）作为计算机系统资源的管理者 （3）实现了对计算机资源的抽象 3、操作系统发展的主要动力？ 答：（1）不断提高计算机资源的利用率 （2）方便用户 （3）器件的不断更新换代 （4）计算机体系结构的不断发展 4、为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 5、单道批理？多道程序设计？多道批处理？ 单道批处理系统定义：把一批作业以脱机方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序(Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直至磁带(盘)上的所有作业全部完成，系统对作业的处理都是成批地进行的，且在内存中始终只保持一道作业。 多道批处理系统定义：由多道程序设计技术组成的系统。
6、分时系统产生主要动力？关键技术？特征？ 答：(1)推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 （2）关键技术：为实现分时系统，其中，最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。此后，用户可继续键入下一条命令，此即人—机交互。应强调指出，即使有多个用户同时通过自己的键盘键入命令， （3）特征：多路性；独立性；及时性；交互性。 7、实时任务划分？实时系统与分时系统比较？ 实时任务划分：（1）按任务执行时是否呈现周期性来划分 （2）根据对截止时间的要求来划分。 比较：（1）多路性。实时信息处理系统的多路性主要表现在系统周期性的对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。而分时系统的多路性则与用户情况有关，时多时少。 （2）独立性。实时信息处理系统的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时是彼此独立操作，互不干扰。而分时控制系统中，对象的采集和对象的控制也是互不干扰。 （3）及时性。实时信息处理系统的及时性以人所能接受的等待时间来确定。分时系统的及时性是以控制对象所要求的开始截止时间或完成时间来确定的，一般为毫秒级。 （4）交互性。实时信息处理系统仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。分时系统能够向终端用户提供数据处理和资源共享等服务。 （5）可靠性。分时系统也要求可靠性，但实时系统要求更高度的可靠性。 8、操作系统定义？特征？ 答：操作系统的定义：操作系统（operating system，简称OS）是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的软件和硬件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。 特征：（1）并发性（2）共享性（3）虚拟技术（4）异步性 9、是什么原因使操作系统具有异步性特征？ 答：操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序
操作系统试题及答案 一、选择题 1、操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（）。 A．程序库 B．数据 C．文件 D．资源 2、在操作系统中，（）是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。 A．程序 B．进程 C．作业 D．用户 3、在操作系统中，并发性是指若干个事件（）发生。 A，在同一时刻 B。一定在不同时刻 C．某一时间间隔内 D。依次在不同时间间隔内 4、产生死锁的基本原因是（）和进程推进顺序非法。 A．资源分配不当B．系统资源不足C．作业调度不当D．进程调度不当 5、文件系统采用多级目录结构的目的是（） A．系统开销B．节省存储空间C．解决命名冲突D．缩短传送时间 6、位示图方法可用于（） A．盘空间的管理 B．盘的驱动调度 C．文件目录的查找 D．页式虚拟存储管理中的页面调度 7、下列算法中用于磁盘移臂调度的是( ) A．时间片轮转法 B． LRU算法 C．最短寻找时间优先算法 D．优先级高者优先算法 8、存放在磁盘上的文件，（）。 A．即可随机访问，又可顺序访问 B。只能随机访问 C．只能顺序访问 D。只能读/写不能访问 9、一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（）A．2 B．1 C．3 D．0.5 10、进程和程序的本质区别是（）。 A．内存和外存 B。动态和静态特征 C。共享和独占使用计算机资源D。顺序和非顺序执行机器指令 11、对于硬盘上存放的信息，物理上读写的最小单位是一个（）。 A．二进位 B。字节 C。物理块 D。逻辑记录 12、多道程序设计是指（） A．在实时系统中并发运行多个程序 B．在分布系统中同一时刻运行多个程序 C．在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D．在一台处理机上并发运行多个程序 13、进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A．被选中占有处理机 B．等待某一事件 C．等待的事件已发生 D．时间片用完 14、由于系统无法预先知道一个作业未来访问页面的情况，所以（）在实际上是无法实现的。 A．先进先出淘汰算法 B。最近最少使用淘汰算法 C．最优淘汰算法 D。最不常用页面淘汰算法 15、文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是（）。
课本课后题部分答案 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度； 进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。进程同步：为多个进程（含线程）的运行______________进行协调。 通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。 处理机调度： （1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）。 （2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行。 15．内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？ 北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48 答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配：为每道程序分配内存。 内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。 地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。 内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等。 16．设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 主要任务: 完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设 备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备. 17．文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性。 第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。
1.1 在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在专用机器上一样的安全度？并解释之。 Answer:a.窃取或者复制某用户的程序或数据；没有合理的预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空间，外围设备）ｂ．应该不行，因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译，而且很自信的认为程序本身的实现是正确的是一件困难的事。 1.2 资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例举在下列的环境中哪种资源必须被严格的管理。（ａ）大型电脑或迷你电脑系统（ｂ）与服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑或迷你电脑系统：内存和CPU 资源，外存，网络带宽（ｂ）与服务器相联的工作站：内存和CPU 资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 1.3 在什么情况下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机或单用户工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统的用户较少时，任务十分巨大，硬件速度很快，分时系统有意义。充分利用该系统可以对用户的问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快的解决。还有一种可能发生的情况是在同一时间有许多另外的用户在同一时间使用资源。当作业足够小，且能在个人计算机上合理的运行时，以及当个人计算机的性能能够充分的运行程序来达到用户的满意时，个人计算机是最好的，。 1.4 在下面举出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对于实时系统来说，操作系统需要以一种公平的方式支持虚拟存储器和分时系统。对于手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是不需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需的。 1.5 描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理之间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而且I/O 可以在任何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，与剩下的处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而且I/O 也只在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，这是因为他们能共享外设，大容量存储和电源供给。它们可以更快速的运行程序和增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、规模经济、增加可靠性） 1.6 集群系统与多道程序系统的区别是什么？两台机器属于一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要求是什么？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统并分布于整个集群来完成计算任务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU 组成的单一的物理实体。集群系统的耦合度比多道程序系统的要低。集群系统通过消息进行通信，而多道程序系统是通过共享的存储空间。为了两台处理器提供较高的可靠性服务，两台机器上的状态必须被复制，并且要持续的更新。当一台处理器出现故障时，另一台处理器能够接管故障处理的功能。
操作系统原理复习大纲 二、复习题 一、选择题 1、操作系统是一种（）。 a)应用软件b)系统软件c)通用软件d)工具软件 2、操作系统是一组（）。 a)文件管理程序b)中断处理程序c)资源管理程序d)设备管理程序 3、现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和操作的异步性。 a)多道程序设计b)中断处理c)程序的并发执行d)实现分时与实时处理 4、下列四个操作系统中，是分时系统的为（）。 a)CP/M b)MS-DOS c)UNIX d)Windows NT 5、在分时系统中，时间片一定，（），响应时间越长。 a)内存越多b)用户数越多c)后备队列越短d)用户数越少 6、（）不是操作系统关心的主要问题。 a)管理计算机裸机b)设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面 c)管理计算机系统资源d)高级程序设计语言的编译器 7、以下（）项功能不是操作系统具备的主要功能。 a)内存管理b)中断处理c)文档编辑d)CPU调度 8、批处理系统的主要缺点是（）。 a)CPU的利用率不高b)失去了交互性c)不具备并行性d)以上都不是 9、实时操作系统追求的目标是（）。 a)高吞吐率b)充分利用内存c)快速响应d)减少系统开销 10、CPU状态分为系统态和用户态，从用户态转换到系统态的唯一途径是（）。 a)运行进程修改程序状态字b)中断屏蔽c)系统调用d)进程调度程序 B C C C B D C B D C 二、名词解释 1、操作系统：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度以及方便用户的程序的集合。
2、进程：是进程实体的运行过程。 3、原语：用以完成特定功能的执行时不可分割的或不可中断的系统调用。 4、死锁：系统中的多个进程因竞争使用资源而造成它们之间形成互相等待的状态。 5、快表：为提高地址变换速度，在地址变换机构中增设的一个具有并行查寻能力的特殊高速缓冲存储器，称为快表。 6、写时拷贝：子进程和父进程共享一个虚存空间，只是在两个进程中某一个进程需要向虚拟内存写入时，才建立属于该进程的虚存空间，并把要写入的内容拷贝到新建立的虚拟内存中，然后建立该虚拟内存与物理地址页面的映射关系。 7、虚拟存储器：指仅把作业的一部分装入内存便可以运行作业的存储器系统，具体说，是指具有请求调入的功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 8、缓冲池：用于改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况，把系统内的缓冲区统一管理起来,变专用为通用。 9、作业：是用户在一次算题过程中或一次事物处理中要求计算机系统所做的工作的集合。 10、互斥：两个进程不能同时进入访问同一临界资源及临界区。 三、简答题 1．进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？ 答：可抢占式会引起系统的开销更大。 可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间（和空间）开销增大。 2．试比较进程调度与作业调度的不同点。 答：（1）作业调度是高级调度，它位于操作系统的作业管理层次。进程调度是低级调度，它位于操作系统分层结构的最内层。（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。 3．在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响? 答：为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念. 影响: 使程序的并发执行得以实行。 4．内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么? 答：a. 主要功能: 内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充等. b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器利用率，以减少不可用的内存空间， 允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要. ---内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰. ---地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址. ---内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量. 四、简述P、V操作原语的物理意义。
第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间
操作系统第四版-课后习题答案
第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
操作系统（A卷） 一、单项选择题（20分，每题1分， 共20题） 1、操作系统是一种（B）。 A．通用软件 B．系统软件 C．应用软件 D．软件包 2、操作系统是对（C）进行管理的软件。 A．软件 B．硬件C．计算机资源 D．应用程序 3、操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的（A）。 A．利用率 B．可靠性 C．稳定性 D．兼容性 4、操作系统的基本类型主要有（B）。 A．批处理系统、分时系统、多任务系统 B．实时操作系统、批处理操作系统、分时操作系统 C．单用户系统、多用户系统、批处理系统 D．实时系统、分时系统、多用户系统 5、所谓（B）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A．多重处理B．多道程序设计 C．实时处理 D．共行执行 6、（C）操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机系统。 A．单用户 B．分布式C．批处理 D．监督 7、下面6个系统中，必须是实时操作系统的有（C）个。计算机辅助设计系统；航空订票系统；过程控制系统；机器翻译系统；办公自动化系统；计算机激光照排系统。 A．1 B．2 C．3 D．4 8、在操作系统中，（C）是进行系统资源分配、调度和管理的最小单位。 A．程序 B．指令C．进程 D．作业 9、（D）不是操作系统关心得主要问题。 A．管理计算机裸机 B．设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面 C．管理计算机系统资源 D．高级程序设计语言的编译程序 10、批处理系统的主要缺点是（A）。 A．失去了交互性 B．CPU的利用率降低 C．不具备并行性 D．以上都错 11、系统调用的目的是（A）。 A．请求系统服务 B．终止系统服务 C．申请系统资源 D．释放系统资源 12、进程和程序的本质区别是（D）。 A．存储在内存和外存 B．顺序和非顺序执行机器指令 C．分时使用和独占使用计算机资源 D．动态和静态的特征 13、在进程管理中，当（D）时进程从执行状态转换为就绪状态。 A．进程被进程调度选中 B．等待某一事件 C．等待的事件发生D．时间片用完 14、如果P、V操作S的初值为4，当前值为-2，那么表示有（B）个等待进程。 A．1 B．2 C．3 D．4 15、系统中有4个并发的进程都需要同类资源3个，系统不会发生死锁的最小资源数是（C）。 A．5 B．7 C．9 D．10 16、在下列（A）情况下，系统会出现死锁。 A．若干进程因竞争资源而无休止地互相等待它方释放已占有的资源
《操作系统原理》练习题 一、填空题 1. 每个进程都有一个生命周期，这个周期从__(1)__开始，到__(2)__而结束。 2. 当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__(3)__和可再现性。 3. 并发进程中与共享变量有关的程序段称为__(4)__。 4. 一个进程或者由系统创建，或者由__(5)__创建。 5. 一个进程的静态描述是处理机的一个执行环境，被称为__(6)__。 6. 信号量的物理意义是：信号量大于0，其值为__(7)__；信号量小于0，其绝对值为__(8)__。 7. 系统有某类资源5个，供3个进程共享，如果每个进程最多申请__(9)__个该类资源，则系统是安全的。 8. 不可中断的过程称为__(10)__。 9. 操作系统中，进程可以分为__(11)__进程和__(12)__进程两类。 10. 操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是__(13)__接口和__(14)__接口。 11. 批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据__(15)__的要求自动控制作业的执行。 12. 在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台作业，而由批处理系统控制的作业称为__(16)__作业。 13. 采用SPOOL技术的计算机系统中，操作员只要启动__(17)__程序工作，就可以把作业存放到__(18)__中等待处理。 14. 作业控制方式有__(19)__方式和__(20)__方式二种。 15. 对资源采用抢夺式分配可以防止死锁，能对处理器进行抢夺式分配的算法有__(21)__算法和__(22)__算法。 16. 因争用资源产生死锁的必要条件是互斥、__(23)__、不可抢占和__(24)__。 17. 死锁的形成，除了与资源的__(25)__有关外，也与并发进程的__(26)__有关。 18. 为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__(27)__，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__(28)__次序申请这些资源。 19. 内存管理的核心问题是如何实现__(29)__的统一，以及它们之间的__(30)__问题。 20. 页式存储管理中，处理器设置的地址转换机构是__(31)__寄存器。 21. 在页式和段式存储管理中，__(32)__存储管理提供的逻辑地址是连续的。 22. 实现地址重定位或地址映射的方法有两种：__(33)__和__(34)__。 23. 在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，__(35)__的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，__(36)__的作业得到优先调度。 24. 确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，即使CPU繁忙的作业和__(37)__的作业搭配使用。 25. 按照组织形式分类文件，可以将文件分为普通文件、目录文件和__(38)__。 26. 文件系统为用户提供了__(39)__的功能，以使得用户能透明地存储访问文件。 27. 文件名或记录名与物理地址之间的转换通过__(40)__实现。 28. 文件的__(41)__与文件共享、保护和保密紧密相关。
一、单项选择题(每题2分，共20分) 1．以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是( )。 A．DOS系统B．UNIX系统 C．Windows NT系统D．OS／2系统 2．在操作系统中，进程的最基本的特征是( )。 A．动态性和并发性B．顺序性和可再现性 C．与程序的对应性D．执行过程的封闭性 3．操作系统中利用信号量和P、V操作，( )。 A．只能实现进程的互斥B．只能实现进程的同步 C．可实现进程的互斥和同步D．可完成进程调度 4．作业调度的关键在于( )。 A．选择恰当的进程管理程序B．用户作业准备充分 C．选择恰当的作业调度算法D．有一个较好的操作环境 5．系统抖动是指( )。 A．使用机器时，屏幕闪烁的现象 B．由于主存分配不当，偶然造成主存不够的现象 C．系统盘有问题，致使系统不稳定的现象 D．被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出现象 6．在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过( )实现的。 A．段表B．页表 C. PCB D．JCB
7．在下述文件系统目录结构中，能够用多条路径访问同一文件(或目录)的目录结构是( ) A．单级目录B．二级目录 C．纯树型目录D．非循环图目录 8．SPOOLing技术可以实现设备的( )分配。 A．独占B．共享 C．虚拟D．物理 9．避免死锁的一个著名的算法是( )。 A．先人先出算法B．优先级算法 C．银行家算法D．资源按序分配法 10．下列关于进程和线程的叙述中，正确的是( )。 A．一个进程只可拥有一个线程 B．一个线程只可拥有一个进程 C．一个进程可拥有若干个线程 D．一个线程可拥有若干个进程 二、判断题(选择你认为正确的叙述划√，认为错误的划×并说明原因。每题2分，共10分) 1．简单地说，进程是程序的执行过程。因而，进程和程序是一一对应的。( ) 2．V操作是对信号量执行加1操作，意味着释放一个单位资源，加l后如果信号量的值小于等于零，则从等待队列中唤醒一个进程，使该进程变为阻塞状态，而现进程继续进行。( )
操作系统原理复习题 一、名词解释题 1. 中断 2. 进程控制块(PCB) 3. 虚时钟 4. 段式管理 5. 文件控制块(FCB) 6. 对换(SWAPPING) 7. 系统调用 8. 绝对路径名 9. 特别文件10. 虚设备技术 11. 管道 12. 中断接收 13. 恢复现场 14. 页式管理 15. 作业步 16. 字符流文件 17. 通道 18. 页面淘汰 19. 多道程序设计 20. 死锁 21. 当前目录 22. 快表 23. 作业调度 24. 原语 25. 中断屏蔽 26. 地址映射 27. 文件目录 28. 死锁避免 29. 原语 30. 作业控制块 31. CPU状态 32. 虚存 33. 磁盘调度 34. 缓冲技术 35. 中断 36. 进程调度 37. 虚设备 39. 死锁预防 40. 文件目录 41. 原语 42. 交换技术 43. 互斥区 二. 填空题 1. 分时系统追求的目标是_____. 2. 用户进程从目态(常态)转换为管态(特态)的唯一途径是____. 3. 从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序段、数据和____三部分组成. 4. 在系统内核中必须包括的处理模块有进程调度、原语管理和____. 5. 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是____. 6. 操作系统中的一种同步机制, 由共享资源的数据及其在该数据上的一组操作组成, 该同步机制称为________. 7. 在可变分区存储管理中, 为实现地址映射, 一般由硬件提供两个寄存器, 一个是基址寄存器, 另一个是____. 8. 联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是____. 9. 在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生____中断. 10. 文件系统中若文件的物理结构采用顺序结构, 则文件控制快FCB 中关于文件的物理位置应包括____. 11. 在操作系统设计时确定资源分配算法, 以消除发生死锁的任何可能性, 这种解决死锁的方法是____. 12. 选择对资源需求不同的作业进行合理搭配, 并投入运行是由____来完成的. 13. 实时系统应具有两个基本特征: 及时性和______. 14. 磁带上的文件只能采用_____存取方式. 15. 不让死锁发生的策略可以分成静态和动态的两种, 死锁避免属于_____. 16. 在UNIX系统中, 文件分成三类, 即普通文件, 目录文件和_____. 17. 在磁盘调度策略中有可能使I/O请求无限期等待的调度算法是_____. 18. 进程获得了除CPU外的所有资源, 一旦获得CPU即可执行, 这时进程处于_____状态. 19. 为实现CPU与外部设备的并行工作, 系统必须引入_____硬件基础. 20. 操作系统为保证不经文件拥有者授权, 任何其它用户不能使用该文件所提出的解决措施是_____. 21. 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始和结束之间的状态, 这就称为_____. 22. 在操作系统的存储管理中, 存储共享的两个目的是_____和实现进程通信. 23. 在存储管理中, 为进程分配内存时, 取满足申请要求且长度最大的空闲区域, 这一算法称为_____.
一、选择题 1、一个完整的计算机系统是由（C）组成的。 A．硬件 B.软件 C. 硬件和软件 D.用户程序 2、操作系统的基本职能是（A ）。 A．控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行 B．提供用户界面，方便用户使用 C．提供方便的可视化编辑程序 D．提供功能强大的网络管理工具 3、以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是（C ）。 A. DOS系统 B. Windows NT系统 C. UNIX系统 D.OS/2系统 4、为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（B ）。 A．多道批处理系统B．分时系统C．实时系统D．网络系统 5、当操作系统退出执行，让用户执行时，系统会（C ）。 A．继续保持管态B．继续保持目态 C．从管态变为目态D．从目态变为管态 6、下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（D）。 A.就绪→运行 B.运行→就绪 C.阻塞→就绪 D.就绪→阻塞 7、某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。当系统完成了所需的读盘操作后，此时该进程的状态将（D ）。 A．从就绪变为运行B．从运行变为就绪 C．从运行变为阻塞D．从阻塞变为就绪 8、多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内都得到运行。这种性质称作进程的（B ）。 A. 动态性 B. 并发性 C. 调度性 D. 异步性 9、进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（D）。 A．可以有多个进程控制块B．可以和其他进程共用一个进程控制块 C．可以没有进程控制块D．只能有惟一的进程控制块 10、在大多数同步机构中，均用一个标志来代表某种资源的状态，该标志常被称为（C）。 A、公共变量 B、标志符 C、信号量 D、标志变量 11、如果进程PA对信号量S执行P操作，则信号量S的值应（B ）。 A．加1 B．减1 C．等于0 D．小于0 12、进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由（C）完成的。 A．作业调度B．中级调度C．进程调度D．设备调度 13、为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。这项工作是由（A）完成的。 A．作业调度B．中级调度C．进程调度D．内存调度 14、通常，用户编写的程序中所使用的地址是（A ）。
1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B 同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。试说明：（1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。 0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下： 司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。 在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。 semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin 司机();售票员(); coend process 司机() ｛ while(true) { P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝ process 售票员() { while(true) { 关车门; V(s1);
售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } } 2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() { while(true) { 从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); } } process Q() { while(true) { P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } } process R() { while(true) { P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } }