操作系统原理复习题一
1、试对分时系统和实时系统进行比较。
可以从多路性、独立性、及时性、交互性和可靠性5个方面对分时系统和实时系统进行比较。
（1）多路性。系统按分时原则为多个终端用户服务；而对实时控制系统，其多路性则主要表现在经常对多路的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。（2）独立性。都有独立性。每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立的操作，互不干扰；而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制，也彼此互不干扰。（3）及时性。实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的（4）交互性。实时信息处理系统具有交互性，而分时系统能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。（5）可靠性。分时系统要求系统可靠，相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。
2、有一个仓库，可以存放A和B两种产品，但要求：
(1)、每次只能存放一种产品（A或B）;
(2)、-N < A产品数量- B产品数量< M。
其中，N和M是正整数。试用P、V操作描述产品A与产品B的入库过程。
解：在本题中，我们可以设置两个信号量来控制A、B产品的存放数量，sa表示当前允许A产品比B产品多入库的数量，即在当前库存量和B产品不入库的情况下，还可以允许sa个A产品人库;sb表示当前允许B产品比A产品多入库的数量，即在当前库存量和A 产品不入库的情况下，还可以允许sb个B产品入库。初始时，sa为M-1，sb为N-1。当往库中存放入一个A产品时，则允许存入B产品的数量也增加1：当往库中存放入一个B产品时，则允许存入A产品的数量也增加1。
产品A、B的入库过程描述如下：
mutex=1; /* 互斥信号量 */
sa=M-1; sb=N-1;
Process_A()
{
while(1)
{
取一个产品;
p(sa);
p(mutex); A产品入库; v(mutex); v(sb);
}
}
Process_B()
{
while(1)
{
p(sb);
p(mutex);
B产品入库;
v(mutex);
v(sa);
}
}
3、有一页式系统，其页表存放在内存中。
(1)、如果对内存的一次存取需要1.5微秒，问实现一次页面访问的存取时间是多少？
(2)、如果系统增加有快表，平均命中率为85%，当页表项在快表中时，其查找时间忽略
为0，问此时的存取时间为多少？
答：a.在分页存储管理中,当访问一条指令或数据时需要访问内存至少两次。一次是访问存
放在内存中的页表PMT,实现地址变换; 另一次是访问所需的数据，3微妙。
b.若快表的命中率是85%,则有效存取时间为:0.85×1.5+(1-0.85)×3=1.725μs
4、在一个请求分页系统中，假定系统分配给一个作业的物理块数为3，并且此作业的页面
走向为2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。试用FIFO和LRU两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页率。
5、I/O控制可用哪几种方式实现？各有何优缺点？
I／O控制过程可用三种方式实现：作为请求I／O操作的进程实现；作为当前进程的一部分
实现；由专门的系统进程——I／O进程完成。第一种方式请求对应I／O操作的进程能很快占据处理机但要求系统和I／O操作的进程应具有良好的实时性。第二种方式不要求系统具有高的实时性，但I／O控制过程要由当前进程负责。第三种方式增加了一个额外的进程开销，但用户不用关心I／O控制过程。
7、使用文件系统时，通常要显式地进行OPEN和CLOSE进行操作。试问
(1) 这样做的目的是什么?
答：显式的OPEN操作完成文件的打开功能。它将待访问文件的目录信息读入内存活动文件表中，建立起用户进程与文件的联系。显式的CLOSE操作完成文件的关闭操作。该命令撤消主存中有关文件的目录信息，切断用户与该文件的联系；或在文件打开期间，该文件作过某种修改，还应将其写顺回辅存。
(2) 若取消显式的OPEN，CLOSE操作，应如何做?
答：可以取消显式的OPEN与CLOSE操作。如果取消了显式OPEN与CLOSE操作，系统在进行文件操作之前需判断文件是否已打开，则应自动完成文件的打开功能，以建立用户与文件间的联系。同时，在系统结束时，还应自动关闭所有打开文件。
(3) 取消显示的OPEN，CLOES有什么不利?
答：取消显式的OPEN与CLOSE操作得文件的读写的系统开销增加。因为在每次读写前都需要判断文件是否已被打开。系统在结束时也要做一些额外的工作，以完成CLOSE命令
的功能。当用户进程已使用完一个文件但尚未执行完成时，因无显式的CLOSE命令也无法关闭文件，从而不利于系统资源的回收。
四、证明题
1、考虑由n个进程共享的具有m个同类资源的系统，证明：如果对i=1,2,…,n，有
0 < Need(i)≤ m而且所有进程最大需求量之和小于m+n,那么该系统是死锁无关的。
证明：令每个进程请求共享资源的最大量相等，且为x，（0 此刻，系统剩余的可用资源数为：m - n*(x-1)。当m –n*(x-1)≥1时，即x ≤ (m+n-1)/n 时，系统不会出现死锁的。因此得出，系统中所有进程的最大需求量之和n×x ≤ (m+n-1) 时，系统是不会发生死锁的。所以，n个进程的最大需求量之和小于m+n时，系统与死锁无关。 2、若系统中有作业1、2、3几乎同时到达，已知它们的运行时间依次为a、b、c，且满足关系式a 证明：采用短作业优先算法调度时，三个作业的总周转时间为：Tl = = a + ( a +b ) + ( a + b + c ) = 3a + 2b + c 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 则令②-① 式得到：T2 - Tl = 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。 操作系统原理复习题二 三、综合题 1、什么是操作系统？它有什么基本特征？ 答：操作系统（Operating System，简称OS）是一个管理计算机系统资源，控制程序运行的系统软件，它为用户提供了一个方便、安全、可靠的工作环境和界面。它有4个基本特征。并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生；共享性：指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用；虚拟性：指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物；异步性：即不确定性。在多道程序设计中，各个程序之间存在着直接或间接的联系，程序的推进速度受它的运行环境的影响。这时同一程序和数据的多次运行可能得到不同的结果；程序的运行时间、运行顺序也具有不确定性；外部输入的请求、运行故障发生的时间难以预测。这些都是不确定性的表现。 2、进程与线程的主要区别是什么？ 答：进程是指运行中的应用程序，每一个进程都有自己独立的内存空间。一个应用程序可以同时启动多个进程。例如对于IE浏览器程序，每打开一个IE浏览器窗口，就启动了一个新的进程。同样，每次执行JDK的java.exe程序，就启动了一个独立的Java虚拟机进程，该进程的任务是解析并执行Java程序代码。 线程是指进程中的一个执行流程，有时也称为执行情景。一个进程可以由多个线程组成，即在一个进程中可以同时运行多个不同的线程，它们分别执行不同的任务。当进程内的多个线程同时运行时，这种运行方式称为并发运行。许多服务器程序，如数据库服务器和Web 服务器，都支持并发运行，这些服务器能同时响应来自不同客户的请求。 进程和线程的主要区别在于：每个进程都需要操作系统为其分配独立的内存地址空间，而同一进程中的所有线程在同一块地址空间中工作，这些线程可以共享同一块内存和系统资源，比如共享一个对象或者共享已经打开的一个文件。 3、用P、V操作实现下述问题的解。桌上有一个盘子，可以存放一个水果。父亲总是放苹果到盘子中，而母亲总是放香蕉到盘子中；一个儿子专等吃盘子中的香蕉，而一个女儿专 等吃盘中的苹果。 定义信号量：dish:表明盘子中是否为空，初值为1；Apple:表明盘子中是否有苹果，初值为0；Orange:表明盘子中是否有桔子，初值为0； main () {cobegin father (); mother (); son (); daughter (); coend } father () { P(dish); … 放苹果 … V(apple); } mother() { P(dish); … 放香蕉 … V(orange); } son () { P(orange); … 取香蕉 … V(dish); } daughter() { P(apple); … 取苹果 … V(dish); } 4、设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：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。在汽车不断地到站、停站、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用信号量和P、V操作实现它们的同步。 第一步：确定进程间的关系。售票员关车门后，要向司机发开车信号，司机接到开车信号后才能启动车辆。在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开车门，让乘客上下车。因此司机启动车辆的动作必须与售票员的动作取得同步；售票员开车门的动作也必须同司机停车取得同步。第二步：确定信号量及其值。由于司机与售票员之间要互通消息，司机进程设置一个私有信号量run，用于判断是否关车门，司机能否启动车辆，初值为1。售票员进程设置一个私有信号量stop，用于判断是否停车，售票员是否能够开车门，初值为0 第三步：确定P（wait）、V（signal）操作的位置司机操作中，是否关门？没关则等待，这是一个P操作，P(run)；司机操作中，设立停车标志，这是一个V操作，V(stop)；售票员操作中，是否停车？没停则等待，这是一个P操作，P(stop)；售票员操作中，设立关门标志，这是一个V 操作，V(run) lstop ,run:semaphore run:=1; //是否关车门 stop:=0; //是否停车 Driver：begin cobegin driver: begin L1: P(run); 启动车辆； 正常行车； 到站停车； V(stop); goto L1; end; Conductor:begin L2:上乘客； 关车门； V(run); 售票； P(stop); 开车门； 下乘客； goto L2; end; coend; end; 5、某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，有小和尚提水入缸供老和尚饮用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次只能容一个桶取水。水桶总数为3个。每次入、取缸水仅为1桶，且不可同时进行。试给出取水、入水的算法描述。 设置5个信号量：互斥信号量mutex1,用于实现对水井的互斥使用，其初值为1；互斥信号量mutex2，用于实现对水缸的互斥使用，其初值为1；信号量empty，用于记录水缸中还可以装入水的桶数，其初值为10；信号量full，用于记录水缸中已装入水的桶数，其初值为0；信号量count，用于记录可用水桶数目，其初值为3。 Semaphore mutex1=1; Semaphore mutex2=1; Semaphore empty=10; Semaphore full=0; Semaphore count=3; Main( ) { cobegin Get(); Use(); Coend } Get( ) { while(ture) { p(empty); P(count); P(mutex1); 从井中取水； V(mutex1); P(mutex2); 将水倒入水缸； V(mutex2); V(count); V(full); } } Use( ) { while (ture) { P(full); P(count); P(mutex2); 从缸中取水； V(mutex2); V(empty); V(count); } } 6、按序分配是防止死锁的一种策略。什么是按序分配？为什么按序分配可以防止死锁？ 答：按序分配是把系统中所有资源排一个顺序，每一个资源给一个确定的编号，规定任何一个进答：程申请两个以上资源时，总是先申请编号小的资源，再申请编号大的资源。按序分配可以防止死锁，证明如下：假设存在一组循环等待的进程记为（P0，P1，…，P n），其中P i拥有资源r i，编号为F（r i）；根据按序分配原则，有F（r0）﹤F（r1）﹤…﹤F （r n），因存在循环等待，所以P n申请的下一个资源就为P0所占的r n，，若P n能正常运行，必须依据资源顺序分配原则，即下次申请资源标号应比其所占有的资源标号大，于是有F （r n）﹤F（r0），这与前面的不等式有矛盾，故不能存在。 7、假设有一台计算机，它有1M内存，操作系统占用200K，每个用户进程也占用200K。 用户进程等待I/O的时间为80%，若增加1M内存，则CPU的利用率将提高多少？ 解：1M内存的情况：1）支持用户进程数：（1024K-200K）/200K=4.12 所以4个用户进程。 2）CPU利用率：先求CPU空闲（4个用户均处于等待I/O状态）概率P=（80%）4，然后再求CPU利用率1-P =1-（80%）4 = 1-0.84=59%。增加1M内存的情况：1）支持用户进程数：（2*1024K-200K）/200K=9.24 所以9个用户进程。 2）CPU利用率：先求CPU 空闲（9个用户均处于等待I/O状态）概率P（80%）9，然后再求CPU利用率1-P 1-P =1-（80%）9 = 1 -0.89=87%。增加1M内存，CPU的利用率将提高：87% / 59%= 147% 147% - 100%=47%所以若增加1M内存，则CPU的利用率将提高47%。 8、有5个待运行作业为A，B，C，D，E，它们几乎同时到达，各自的估计运行时间分别为9，6，3，5，x。试问采用哪种运行次序使得平均周转时间最短？ 答：由于短作业优先算法会使系统平均响应时间最短,所以: 当0 9、试述缺页中断与一般中断的主要区别。 答：在计算机系统中，由于某些事件的出现，打断了当前程序的运行，而使CPU去处理出现的事件，这称为“中断”。通常，计算机的硬件结构都是在执行完一条指令后，去检查有无中断事件发生的。如果有，那么就暂停当前程序的运行，而让CPU去执行操作系统的中断处理程序，这叫“中断响应”。CPU在处理完中断后，如果不需要对CPU重新进行分配，那么就返回被中断进程的程序继续运行；如果需要进行CPU的重新分配，那么操作系统就会去调度新进程由上面的讲述可以看出，缺页中断与一般中断的区别如下。 （1）两种中断产生的时刻不同：缺页中断是在执行一条指令中间时产生的中断，并立即转去处理；而一般中断则是在一条指令执行完毕后，当硬件中断装置发现有中断请求时才去响应和处理。2）处理完毕后的归属不同：缺页中断处理完后，仍返回到原指令去重新执行，因为那条指令并未执行；而一般中断则是或返回到被中断进程的下一条指令去执行，因为上一条指令已经执行完了，或重新调度，去执行别的进程程序。 10、有一请求分页存储管理系统，页面大小为每页100字节。有一个50×50的整型数组按行连续存放，每个整数占两个字节，将数组初始化为0的程序描述如下： int a[50][50]; int i,j; for (i=0;i<=49;i++) for (j=0;j<=49;j++) a[i][j] =0； 若在程序执行时内存中只有一个存储块用来存放数组信息，试问该程序执行时产生多少次缺页中断？ 解：由题目可知，该数组中有2500个整数，每个整数占用2个字节，共需存储空间5000个字节；而页面大小为每页100字节，数组占用空间50页。假设数据从该作业的第m页开始存放，则数组分布在第m页到第m+49页中，它在主存中的排列顺序为： a[0][0]，a[0][1]，…，a[0][49] 第m页 a[1][0]，a[1][1]，…，a[1][49] 第m+1页 ┆ a[49][0]，a[49][1]，…，a[49][49] 第m+49页 由于该初始化程序是按行进行的，因此每次缺页中断调进一页后，位于该页内的数组 元素全部赋予0值，然后再调入下一页，所以涉及的页面走向为m，m+1，…，m+49，故缺页次数为50次。 操作系统原理复习题三 三、问答题 1、简述三种基本类型操作系统的优缺点。 答：批处理系统。操作人员将作业成批装入计算机并由计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。 分时系统。不同用户通过各自的终端以交互方式共用一台计算机，计算机以“分时”的方法来轮流为每个用户服务。分时系统的主特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性，以及系统响应的及时性。 实时系统。实时监控控制对象并能作出及时反应。实时系统的特点为：可靠性高、响应及时但资源利用率低。 2、为什么进程在进入临界区之前应先执行“进入区”代码？而在退出前又要执行“退出区”代码？ 答：为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区之前加一段用于检查临界资源是否正在被访问的代码，如未被访问，该进程可进入临界区对此临界资源进行访问；如正被访问，则该进程不能进入临界区访问临界资源。 在退出临界区后，执行恢复访问标志的代码为“退出区”，而在退出前执行“退出区”代码主要是为了使其它进程能再访问此临界资源3、在批处理系统、分时系统和实时系统中，分别常用哪种调度算法？ 3. 在批处理系统、分时系统和实时系统中，分别常用哪种调度算法？ 答：批处理系统的调度算法：短作业优先、优先权、高响应比优先、多级反馈队列调度算法。 分时系统的调度算法：时间片轮转法。 实时系统的调度算法：最早截止时间优先即EDF、最低松弛度优先即LLF算法。 6、何谓系统的“抖动”现象？当系统发生“抖动”时，你认为应该采取什么措施来加以克服？ 答：在虚存中，页面在内存与外存之间频繁调度，以至于调度页面所需时间比进程实际运行的时间还多，此时系统效率急剧下降，甚至导致系统崩溃。这种现象为颠簸（或抖动）。颠簸或抖动产生的最主要的原因是页面置换算法不合理，分配给进程的物理页面数太少。可以考虑改进页面的置换算法。另一方面，程序员编写程序的同时，如果能根据机器寻址的特点，来调整访存指令的执行顺序（例如对大矩阵的操作是先行后列还是先列后行，等）也可以避免抖动的发生。 7.为什么要引入通道？何谓单通路？何谓多通路？ 答：通道方式进一步减轻了CPU的工作负担和增加了计算机系统的并行工作程度。 单通路：一个CPU可以连接一个通道。 多通路：一个CPU可以连接多个通道。 8.文件的逻辑组织和文件的物理组织各指的是什么？文件在外存上的存放方式有几种？它们与文件的存取方式有什么关系？ 答：(1)文件的逻辑组织是指，用户对存储、检索和加工有关文件信息时采用的组织形式，这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。 1.文件的物理组织：文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。 2.组织 形式： (2)文件在外存上存放的形式有主要有下面三种： 1)连续结构：所占盘块是连续的。 2)串联结构：所占盘块不连续，前后连接。 3)索引文件：所占盘块不连续，用表列出。 文件的存取方法主要有： 1)顺序存取法：严格按照物理记录排列的顺序依次存取 2)直接存取法：随意存取文件中的任何一个物理记录 3)按键存取法：按逻辑记录中的某个数据项的内容来存放 文件结构与存取方法直接案的关系如下： 1)对于连续结构的文件，存取方法主要有顺序和直接存取法。对于磁盘上 的连续结构的文件，可以有顺序和直接法，而磁盘主要是顺序存取法。 2)对于串联结构的文件，存取方法主要有顺序 3)对于索引文件，存取方法主要有顺序和直接法。 一、什么是操作系统？你都用过什么操作系统？各有什么特点？ 操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。DOS系统都是以命令的方式运行指令，有的也支持鼠标，甚至也可以做成菜单方式，但跟windows的亲和性相比是无法相比的。windos系列的操作系统主要特点就是简单，图形操作，不需要死记命令，适合非专业人士使用。unix系列由于是开源的，所以操作复杂，功能强大，可以按自己的需求设计与改造，适合专业人士，不适合初学者。 二、试说明操作系统系统的主要功能模块及其主要任务？ 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。 进程通信：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。 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。 设备管理主要功能有: 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. 文件管理的主要功能是文件存储空间的管理，目录管理，文件的读写管理和文件的共享与保护。主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。 三、什么是多道程序设计技术？试叙述多道程序运行的特征。 所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用CPU，交替执行。多道程序技术运行的特征：多道、宏观上并行、微观上串行。 四、在一个分时操作系统中，用户提交了一个作业，作业的内容包括：①请求内存（memory)； 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）。 1操作系统概述自测题 1 选择题 1.以下_____操作系统中的技术是用“时间”来换取“空间”的。 A.虚拟存储器 B.缓冲技术 C.SPOOLing技术 D.快表 2.设计实时操作系统必须首先考虑系统的______。 A.效率 B.可移植性 C.可靠性 D.使用的方便性 3.一个作业第一次执行时用了5min，而第二次执行时用了6min,这说明了操作系统的______特点。 A.并发性 B.共享性 C.虚拟性 D.不确定性 4.下述操作系统类型中，哪个操作系统一定是由多台计算机组成的系统？ A.实时 B.批处理 C.分时 D.分布式 5.操作系统中，以下______采用了以“空间”换“时间”的技术。 A.终端技术 B.缓冲技术 C.通道技术 D.虚拟存储技术 6.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于_______。 A.支撑软件 B.用户软件 C.应用软件 D.系统软件 7.操作系统的主要功能是存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口和______。 A.进程管理 B.用户管理 C.信息管理 D.操作系统管理 8.操作系统的最基本的两个特征是资源共享和_______。 A.多道程序设计 B.程序的并发执行 C.中断 D.程序顺序执行 9.采用多道程序设计技术可以提高CPU和外部设备的______。 A.稳定性 B.可靠性 C.利用率 D.兼容性 10.在计算机系统中，操作系统是_______。 A.处于裸机之上的第一层软件 B.处于硬件之下的底层软件 C.处于应用软件之上的系统软件 D.处于系统软件之上的用户软件 11.操作系统是对_____进行管理的软件。 A.软件 B.硬件 C.计算机资源 D.程序 12.从用户的观点，操作系统是______。 A.用户与计算机之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C.合理地组织计算机工作流程的软件 D.是扩充裸机功能的软件，是比裸机功能更强、使用方便的虚拟机 13.操作系统的基本类型是_____。 A.批处理系统、分时系统和多任务系统 B.实时系统、分时系统和批处理系统 C.单用户系统、多用户系统和批处理系统 D.实时系统、分时系统和多用户系统 14.为了使系统中的所有用户都得到及时的响应，操作系统应该是___. A.实时系统 B.批处理系统 C.分时系统 D.网络系统 15.如果分时系统的时间片一定，那么____会使响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越少 D.内存越多 操作系统大题 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT 1.假设有一磁盘含有64000块，块号记为1～64000，现用2000个32位(Bit)的字作该盘的 位示图，试问第59999块对应于位示图中第几字的第几位(字、位均从0开始)；而第1599字的第17位对应于磁盘的第几块 2.页式存储管理中，主存空间按页分配，可用一张“位示图”构成主存分配表。假设主 存容量为2M字节，页面长度为512字节，若用字长为32位的字作主存分配的“位示图”需要多少个字如页号从1开始，字号和字内位号（从高位到低位）均从1开始，试问：第2999页对应于何字何位；99字19位又对应于第几页 3.进程P1使用缓冲区buffer向进程P2，P3，P4发送消息，要求每当P1向buffer中发消 息时，只有当P2，P3，P4进程都读取这条消息后才可向buffer中发送新的消息。利用P、V原语描述如下图所示进程的动作序列。 4. 有如下图所示的工作模型： 三个进程P0、P1、P2和三个缓冲区B0、B1、B2，进程间借助相邻缓冲区传递消息：P0每次从B0中取出一条消息经加工后送入B1中，P1每次从B1中取出一条消息经加工后送入B2中，P2每次从B2中取出一条消息经加工后送入B0中。B0，B1，B2分别可存放3，2，2个消息。初始时B0中有2个消息， B1 ，B2中各有1个消息。用P、V操作写出P0，P1，P2的同步及互斥流程。 5.在一个生产车间中，有3个工人共同协作生产某种产品，工人1负责生产零件A并放入车间的货架，工人2负责生产零件B并放入车间的货架，工人3从货架上获取零件，并将1个零件A和一个零件B组装成成品运出车间，车间的货架上最多共可以存放1000个零件，为了保证合理的库存和零件配比，当某种 操作系统练习题 第一章引言 (一单项选择题 1操作系统是计算机系统的一种( 。A.应用软件 B.系统软件c.通用软件D.工具软件 2.操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( A.使用方便 B.高效工作 C.合理使用资源 D.使用方便并高效工作 3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( 。A.分时操作系统 B.批处理单道系统 C.实时操作系统 D.批处理多道系统 4.下列系统中( 是实时系统。A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D.计算机辅助设计系统 5.操作系统是一种系统软件,它( 。A.控制程序的执行 B.管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行 6.计算机系统把进行( 和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统 A.CPU管理 B.作业管理 C.资源管理 D.设备管理 7.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( 。 A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源分配 c.不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 8.分时操作系统适用于( 。A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享 9.在混合型操作系统中,“前台”作业往往是指( 。A.由批量单道系统控制的作业 B.由批量多道系统控制的作业 c.由分时系统控制的作业D.由实时系统控制的作业 10.在批处理兼分时的系统中,对( 应该及时响应,使用户满意。A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信 11.实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( 。A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度 c.不强求系统资源的利用率 D.不必向用户反馈信息 12.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于( 。A.实现各台计算机之间的通信B.共享网络个的资源 c.满足较大规模的应用 D.系统中若干台计算机相互协作完成同一任务 13.SPOOL技术用于( 。A.存储管理B.设备管理C.文件管理 D.作业管理 14.( 为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。 A处理器管理 B.存储管理 c.文件管理 D.作业管理 (二填空题 1. 计算机系统是按用户要求接收和存储信息,自动进行_______并输出结果信息的系统。 2.计算机是由硬件系统和_______系统组成。 3.软件系统由各种_______和数据组成。 4.计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 5.操作系统使用户合理_______,防止各用户间相互干扰。 6.使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 7.批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 8.用户要求计算机系统中进行处理的一个计算机问题称为_______。 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（）。 中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 操作系统1 一、判断题： 1.资源共享是现代操作系统的一个基本特征。（） 2.信号量机制中，P、V操作必须成对出现。（） 3.若进程资源分配图中含有环，则一定有进程处于死锁状态。（） 4.绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。（） 5.“分页对换”和“分段对换”是为了支持虚拟存储系统。（） 6.通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的。（） 7.程序的并行执行是现代操作系统的一个基本特征。（） 8.一个进程被唤醒意味着重新占有了CPU。（） 9.进程在运行过程中，请问和释放资源顺序不当，同样可以引起死锁。（） 10.分段存储管理的引入是为了满足用户（程序员）在编程和使用上多方面的要求。（） 11.系统中的各个部件，如CPU、存储设备等的连接都是由总线设备来实现的。（） 12.在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。（） 13.程序在并发执行时会失去封闭性。（） 14.由于用户的响应时间要求，因此要求设置大的时间片长度。（） 15.预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。（） 16.内存的单一连续分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（） 17.虚拟存储器的“虚拟”是指用户可使用的内存容量比实际的内存容量大的多。（） 18.在文件系统支持下，用户也需知道文件存放的物理地址。（） 19.在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。（） 20.程序与进程最主要的区别在于程序是静态实体，而进程是动态实体。（） 21.死锁与程序的死循环一样。（） 22.内存固定分区分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（） 23.采用LRU置换算法时，当驻留集增大时，页故障率一定不会增加。（） 24.通道与CPU共享内存。（） 二、填空题： 1.操作系统的基本任务是( )。 2.从资源分配的角度看，P(wait)操作意味着向系统( )一个资源，V(signal)操作意味着( )一个资 源。 3.一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历下 述三级调度（）、（）、（）。 4.产生死锁的四个必要条件是（）、（）、（）和（）。 5.（）称之为“页内碎片”。 6.文件按其用途可分为：用户文件、（）和（）。 7.分时系统的四个主要特征是（）、（）、（）、（）。 8.进程调度分为以下两种方式（）、（）。 9.死锁的必要条件之一是“互斥”，该条件是指（）。 10.根据链接时间的不同，可把链接分为（）、（）、（）三种。 11.I/O控制方式主要分为（）、（）、（）。 12.直接存储器DMA方式是专对（）设备进行I/O控制的。 13.多道批处理系统的优缺点主要有（）、（）、（）。 14.程序的并发执行的特征有（）、（）、（）。 15.调度队列模型分为（）、（）、（）。 16.程序的装入分为（）、（）、（）。 17.缓冲区可工作在（）、（）、（）和提取输出四种工作方式下。 20１６学年度计算机操作系统期末考试题及答案 一、单项选择题（每题1分，共２0分） 1。操作系统得发展过程就是（C） A、原始操作系统，管理程序,操作系统 B、原始操作系统，操作系统,管理程序Ｃ、管理程序,原始操作系统,操作系统D、管理程序,操作系统，原始操作系统 2.用户程序中得输入、输出操作实际上就是由( Ｂ）完成。 A、程序设计语言 B、操作系统Ｃ、编译系统D、标准库程序 ３.进程调度得对象与任务分别就是( C ）. A、作业，从就绪队列中按一定得调度策略选择一个进程占用CＰU B、进程,从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPＵ C、进程,从就绪队列中按一定得调度策略选择一个进程占用ＣPU Ｄ、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU ４．支持程序浮动得地址转换机制就是( Ａ) Ａ、动态重定位B、段式地址转换C、页式地址转换D、静态重定位 5。在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( C )进行排列。A、地址从大到小Ｂ、地址从小到大C、尺寸从小到大D、尺寸从大到小 ６.设计批处理多道系统时，首先要考虑得就是(Ｂ）。 A、灵活性与可适应性Ｂ、系统效率与吞吐量C、交互性与响应时间D、实时性与可靠性 7。当进程因时间片用完而让出处理机时,该进程应转变为(Ｂ)状态。 A、等待 B、就绪Ｃ、运行D、完成 ８。文件得保密就是指防止文件被(C）。 A、篡改 B、破坏 C、窃取 D、删除 ９．若系统中有五个并发进程涉及某个相同得变量A,则变量Ａ得相关临界区就是由( D）临界区构成。 A、2个 B、3个 C、4个Ｄ、5个 １0．按逻辑结构划分,文件主要有两类：（A)与流式文件。 Ａ、记录式文件B、网状文件C、索引文件D、流式文件 11.UNIX中得文件系统采用(D)。 A、网状文件Ｂ、记录式文件C、索引文件D、流式文件 12.文件系统得主要目得就是（A )。 A、实现对文件得按名存取Ｂ、实现虚拟存贮器C、提高外围设备得输入输出速度D、用于存贮系统文档 13.文件系统中用（D ）管理文件. A、堆栈结构Ｂ、指针C、页表D、目录 14。为了允许不同用户得文件具有相同得文件名，通常在文件系统中采用( Ｂ）。Ａ、重名翻译B、多级目录C、约定Ｄ、文件名 １5.在多进程得并发系统中，肯定不会因竞争(C）而产生死锁。 A、打印机 B、磁带机Ｃ、ＣPU D、磁盘 １6．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业得作业调度算法就是( C )。 A、先来先服务 B、轮转 C、最高响应比优先 D、均衡调度 17.两个进程合作完成一个任务.在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息,或者建立某个条件后再向前执行,这种制约性合作关系被称为进程得 一、判断题 1.(×)文件系统中分配存储空间的基本单位是记录。 2.(×)文件系统中源程序是有结构的记录式文件。 3.(×)同一文件系统中不允许文件同名, 否则会引起混乱。 4.(×)特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件。 5.(×)文件的索引表全部存放在文件控制块中。 6.(×)打印机是一类典型的块设备。 7.(√)流式文件是指无结构的文件。 8.(√)引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数。 9.(×)文件目录必须常驻内存。 10.(×)固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间。 11.(×)在文件系统中, 打开文件是指创建一个文件控制块。 12.(×)磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取。 13.(×)文件系统的主要目的是存储系统文档。 14.(√)对文件进行读写前，要先打开文件。 15.(×)选择通道主要用于连接低速设备。 16.(×)如果输入输出所用的时间比处理时间短得多，则缓冲区最有效。 17.(×)引入缓冲的主要目的是提高I/O设备的利用率。 18.(√)文件目录一般存放在外存。 二、选择题 1．在下列调度算法中，（ A ）不属于进程调度算法。 A．电梯调度法 B．优先级调度法 C．时间片轮转法 D． FIFO法2．如果文件采用直接存取方式且文件大小不固定，则宜选择（D）文件结构。 A．任意 B．顺序 C．随机 D．索引 3．CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（C）。 A．交换技术 B．覆盖技术 C．缓冲技术 D．DMA技术 4．使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的（ A ）功能实现的。 A．设备独立性 B．设备分配 C．缓冲管理 D．虚拟设备 5．在设备分配中，可能会发生死锁的分配方式是（ C ）。 A．静态方式 B．单请求方式 C．多请求方式 D．假脱机方式6．在磁盘的访问过程中，时间花费最多的是（A ）。 A．寻道时间 B．旋转延迟时间 C．传输时间 D．磁头清洗时间7．磁带上的文件一般只能（B）。 A．按键存取 B．顺序存取 C．以字节为单位存取 D．随机存取 1、请举例说明单用户单任务的操作系统与多用户多任务的操作系统之间的区别？ 2、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？ 3、当系统中的地址空间非常大时（例如32位），会给页表的设计带来什么问题？请给出一个方案并分析其优缺点。 4、文件在磁盘上存放的形式有几种？它们与存取方法有何关系？ 5、试比较进程与程序的异同。 6、脱机命令接口和联机命令接口有什么不同？ 1、答案：DOS是单用户单任务的操作系统，通常这种操作系统没有进程调度，内存管理也比较简单，只划分为系统区和用户区，是单道的程序运行环境。Unix是多用户多任务的操作系统，有进程管理，内存管理也比较复杂。它们都具有设备管理系统和文件管理系统，但功能也有差别。 2、互斥，请求和保持，不剥夺，环路等待。 不是相互独立的，前三个条件是必要条件，而环路等待实际上是在前三者基础上的一种可能的结果，是死锁的一种现象。 3、会导致页表过长从而很难找到一块连续的存储空间存放页表，此外如果页表中的行不连续也会加大访问页表的查找时间。 可以用多级页表解决这个问题，将页表分页，离散地存储在不同区域，同时建立另一张页表映射原来页表的每一页。优点是不需要大块的连续空间，但并没有减少页表的空间，同时也增加了访存次数。 4、三种存储结构的特点略。 5、答案：进程与程序是紧密相关而又完全不同的两个概念：1）每个进程实体中包含了程序段和数据段这两个部分，因此他们是紧密相关的。但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外，还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB。2）进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；动态性还表现在进程由创建而产生、由调度而进行、由撤销而消亡，即它具有一定的生命周期。而程序只是一组指令的有序集合，并可以永久的驻留在某种介质上，其本身不具有运动的含义，是静态的。3）多个进程实体可同时存放在内存中并发执行，其实这正是引入进程的目的。而程序的并发执行具有不可再现性，因此程序不能正确并发执行。4）进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位，而程序不可能在多道环境下独立运行。5）进程与程序不一一对应，同一个程序多次运行，将形成不同的进程；同一个程序的一次执 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》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 计算机操作系统大题 整理 四、应用题（每小题8分，共40分） 1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时间和运行时间见下表所示。 作业提交时间运行时间 1 8.0 1.0 2 8.5 0.5 3 9.0 0.2 4 9.1 0.1 计算以下二种作业调度算法的平均周转时间T和平均带权周转时间W。先来先服务调度算法。（2）短作业优先调度算法。 2．考虑某个系统在某时刻的状态如下表所示。 Allocation Max Available ＡＢＣＤＡＢＣＤ１５２０ P0 ００１２００１２ P1 １０００１７５０ P2 １３５４２３５６ P3 ００１４０６５６ 使用银行家算法回答下面的问题： （1）求Need矩阵。 （2）系统是否处于安全状态？如安全，请给出一个安全序列。 （3）如果进程P1发来一个请求（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。 (2) 安全，安全序例为：P0，P2，P1，P3……（3分） （3）能立刻被满足，满足的安全序列为： P0，P2，P1，P3……（3分）3．桌子上有一只盘子，每次只能向其中放入一只水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放桔子，儿子专等吃盘子中的桔子，女儿专等吃盘子中的苹果。只有盘子为空时，爸爸或妈妈就可向盘子中放一只水果；仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出。用信号量机制解决该问题。 答: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l； 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。(2分) father(){ 。while(1) { 。P(S); 。放苹果。V(Sa); 。} } 。mather(){。while(1) { 。P(S); 。放苹果。V(So);。} } 。son(){ 。while(1) { 。P(So); 。从盘中取出桔子; 。V(S); 。吃桔 子; 。｝。} 。daughter(){ 。while(1) { 。P(Sa); 。从盘中取出苹果; 。 V(S); 。吃苹果; 。｝。｝ 4．设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。若某进程最多需要6页数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框，在时刻260前的该进程访问情况见下表。 页号页框号装入时间访问位 ０７１３０１ １４２３０１ ２２２００１ ３９１６０１ 当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题： （1）该逻辑地址对应的页号是多少？ （2）若采用先进先出（FIFO）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。 （3）若采用时钟（Clock）置换算法，当前指针指向2号页框。该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。 答:(1) 17CAH=0001 0111 1100 1010B，且页的大小为1KB，故页号为000101B=5…（2分） （2）采用FIFO置换算法，与最早调入的页面即0号页面置换，其所在的页框号为7，于是对应的物理地址为：0001 1111 1100 1010B=1FCAH…（3分） （3）采用Clock置换算法，首先从当前位置（2号页框）开始顺时针寻找访问位为0的页面，当指针指向的页面的访问位为1时，就把该访问位清“0”，指针遍历一周后，回到2号页框，此时2号页框的访问位为0，置换该页框的页面，于是对应的物理地址为：0000 1011 1100 1010B=0BCAH。（3分） 5．某文件系统采用多级索引的方式组织文件的数据存放，假定在文件的i_node 中设有13个地址项，其中直接索引10项，一次间接索引1项，二次间接索引1项，三次间接索引1项。数据块的大小为4KB，磁盘地址用4个字节表示，这个文件系统允许的最大文件长度是多少？ 答:直接索引对应盘块大小=10×4KB=40KB (2分) 一次间接索引对应盘块大小=1K×4KB=4MB (2分) 二次间接索引应盘块大小=1K×1K×4KB=4GB (2 三次间接索引应盘块大小=1K×1K×1K×4KB =4TB 一个文件最大=40KB+4MB+4GB+4TB (1分) 四、应用题（每小题8分，共40分） 1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时间和 运行时间见下表所示。 计算以下二种作业调度算法的平均周转时间T和平 均带权周转时间W。 先来先服务调度算法。（2）短作业优先调度算 法。 答:1．（1）FCFS调度的情况如下表： T＝（1.0+1.0+0.7+0.7）/4＝0.85 (2分) W＝（1.0+2.0+3.5+7.0）/4＝3.375 (2分) （2）SJF调度的情况如下表： T＝（1.0+1.3+0.2+0.2）/4＝0.675 (2分) W＝（1.0+2.0+3.5+7.0）/4＝1.65 (2分) 2．桌上有一空盘，允许存放一只水果。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。规定当盘空时一次 只能放一只水果供吃者取 用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并 发进程的同步。 答: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l；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。 father(){ 。while(1) { 。P(S); 。将水果放入盘 中; 。if（放入的是桔子）V(So); 。 else V(Sa);。}。 } 。son(){。while(1) { 。P(So); 。 从盘中取出桔子; 。V(S); 。吃桔子; 。｝。} 。 daughter(){ 。while(1) { 。P(Sa); 。从盘中取出苹 果; V(S); 。吃苹果; 。｝。｝ (2分) 若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20， 44，40，4，80，12，76，假设每移动一个磁道需要 3ms时间，移动臂当前位于40号磁道，请按下列算 法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻道时 间。（1）先来先服务算法；（2）最短寻道时间优 先算法。 答:先来先服务算法： 访问序列：20，44，40，4，80，12，76 访问时间 = （20+24+4+36+76+68+64*3ms=876ms 最短寻道时间优先算法： 访问序列：40，44，20，12，4，76，80 访问时间 =（0+4+24+8+8+72+4）*3ms=360ms 4．某文件系统采用多级索引的方式组织文件的数据 存放，假定在文件的i_node 中设有13个地址项， 其中直接索引10项，一次间接索引1项，二次间接 索引1项，三次间接索引1项。数据块的大小为 2K，磁盘地址用4个字节表示。 问：这个文件系统允许的最大文件长度是多少？ 答.直接索引对应盘块大小=10×2KB=20KB (2分) 一次间接索引对应盘块大小=512×2KB=1MB (2分) 二次间接索引应盘块大小=512×512× 2KB=512MB (2分) 三次间接索引应盘块大小=512×512×512× 2KB =256GB (1分) 一个文件最大=20KB+1MB+512MB+256GB (1分) 5．某进程已分配到4个页框，如下表所示。当进程 访问第4页时，产生缺页中断。请分别用FIFO、 LRU和改进的CLOCK算法，决定缺页中断服务程 序选择换出的页面。 答.FIFO 换出进入内存时间最久的页面，装入时 间20最久，故第3页换出。（2分） LRU 最近最长时间未用的页，第1页最近被访 问时间最久，故第1页换出。（3分） 改进的CLOCK 表中第1页的访问位为0，和修改 位都为0，故第1页换出。（3分） 四、解答题(共20分) 1．什么是操作系统?它的主要功能是什么?(共8分) 答：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、有效地组织多道程序运行的系统软件 (或程序集合)，是用户与计算机之间的接口。(3分) 操作系统的主要功能包括：存储器管理、处理机管 理、设备管理、文件管理以及用户接口管理。(5分) 2．操作系统中存储器管理的主要功能是什么?什么 叫虚拟存储器?(共8分) 答：存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映 射，内存保护，内存扩充。(4分)虚拟存储器是用户 能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机 系统中虚地址被映象成实地址。或者：简单地说， 虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存 储器。 3．什么是文件的逻辑组织和物理组织?(共4分) 答：文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数 据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的 文件组织形式称为文件的逻辑组织。文件的物理组织——文件在存储设备 上的存储组织形式称为文件的物理组织。 五、应用题(共20分) 1．(8分)某分时系统的进程出现如下图所示的状态变化。 试问：(1)你认为该系统采用的是哪一种进程调度算法? (2)写出图中所示的每一个状态变化的原因(从①到⑥)。 解：(1)该分时系统采用的进程调度算法是时间片轮转法。(2分) (2)状态变化的原因如下： ①进程被选中，变成运行态；②时间片到，运行的进程排入就绪队列尾 部；③运行的进程启动打印机，等待打印；④打印工作结束，阻塞的进程 排入就绪队列尾部；⑤等待磁盘读文件工作；⑥磁盘传输信息结束，阻塞 的进程排入就绪队列尾部。 2．(12分)在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、 3、2、1、 4、3、 5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为 3、4时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页次数(假设开始执行时主 存中没有页面)，并比较所得结果。 (1)最佳置换法(OPT)(2)先进先出法 (FIFO) 解：(1)根据所给页面走向，使用最佳页面置换算法时，页面置换情况如 下： 因此，缺页次数为7；(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 因此，缺页次数为6。(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 由上述结果可以看出，增加分配给作业的内存块数可以降低缺页次 数。 (2)根据所给页面走向，使用先进先出页面置换算法时，页面置换情况如 下： 因此，缺页次数为9。(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 因此，缺页次数为10。(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 由上述结果可以看出，对先进先出算法而言，增加分配给作业的内存块数 反而出现缺页次数增加的异常现象。(2分) 一、填空题（每空1分，共10分） 1．操作系统的主要功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管 理和用户接口管理。 2.进程由程序、相关的数据段、PCB（或进程控制块）组成。 3、对于分时系统和实时系统，从可靠性上看实时系统更强；若从交互性 来看分时系统更强。 4、产生死锁的原因主要是竞争资源和进程间推进次序非法。 5、一台计算机有10台磁带机被m个进程竞争，每个进程最多需要三台磁 带机，那么m为≤4时，系统没有死锁的危险。 6、实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为输入井和输出井的专门区 域，以存放作业信息和作业执行结果。 7、虚拟存储器具有的主要特征为多次性、对换性和虚拟性。 8、按用途可以把文件分为系统文件、用户文件和库文件三类。 为文件分配外存空间时，常用的分配方法有连续分配、链接分配、索引分 配三类 1．通常所说操作系统的四大模块是指处理机管理、存储管理、设备管 理、文件管理。 2．进程实体是由进程控制块（PCB），程序段和数据段这三部分组成。 3．文件系统中，空闲存储空间的管理方法有空闲表法和空闲链表法、位 示图和成组链接法。 4．若P、V操作的信号量s初值为8，当前s的值为-6，则表示有6个等 待进程。 5．产生死锁的原因是竞争资源、进程推进顺序非法。 6．目前常用的外存分配方法有连续分配、连接分配和索引分配三种。 7．采用页式存储管理方式，未使用快表，CPU每存取一次数据访问内存 次数是2次。 8．一个文件系统中，其FCB占64B，一个盘块大小为1KB，采用一级目 录，假定文件目录中有3200个目录项，则查找一个文件平均需要100次访 问磁盘。 1．进程的三个基本状态是阻塞状态、就绪状态、执行状态。 2．产生死锁的四个必要条件是：连续条件、请求和保持条件、链接条件 和环路等待条件。 3．若P、V操作的信号量s初值为6，当前s的值为-5，则表示有5个等 待进程。 4．目前常用的外存分配方法有连续分配、链接分配和索引分配三种。 5．采用段式存储管理方式，未配置快表，CPU每存取一次数据访问内存 次数是2次。 6．一个文件系统中，其FCB占64B，一个盘块大小为1KB，采用一级目 录，假定文件目录中有3200个目录项，则查找一个文件平均需要100次访 问磁盘。 7．实现SPOOLing系统时必须在磁盘上开辟出称为输入井和输出井的专门 区域，以存放作业信息和作业执行结果。 二、单项选择题（每小题2分，共40分） 1．下面对进程的描述中，错误的是（进程是指令的集合） 2．如果分时操作系统的时间片一定，那么 (就绪进程数越多) 则响应时间 越长。 3．在页式存储管理方案中，采用 (页表) 实现地址变换。 4．当已有进程进入临界区时，其他试图进入临界区的进程必须等待，以 保证对临界资源的互斥访问，这是下列（忙则等待）同步机制准则。 5．定义：作业的周转时间＝作业的完成时间－作业到达时间。现有三个 作业同时到达，每个作业的计算时间均为1小时，它们在一台处理机上按 单道方式运行，则平均周转时间为（3小时） 6．位示图法可用于（分页式存储管理中内存空闲块的分配和回收） 7．下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（就绪→阻塞） 8．在一个可变式分区管理中，最坏适应分配算法宜将空闲区表中的空闲 区按（地址递减）的次序排列。 9．用V操作唤醒一个等待进行程时，被唤醒进程的状态转换为（就绪） 10．使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的 （设备独立性）功能实现的 11．假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有 一个磁道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用 SCAN调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是。（110，170，180， 195，68，45，35，12） 12．以下（管程）技术是操作系统中用来解决进程同步的。 13．设备的打开、关闭、读、写等操作是由（设备驱动程序）完成的。 14．单处理机系统中，可并行的是（II、III 和 IV） I 进程与进程 II 处理 机与设备 III 处理机与通道 IV 设备与设备 15．为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（优先级法） 16.死锁的预防采取措施是（破坏产生死锁的四个必要条件之一） 17. 按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先 调度，这种调度算法是指（先来先服务法） 18.某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为 空），采用最佳适配（Best Fit）算法，分配和释放的顺序为：分配 15MB，分配30MB，释放15MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区 的大小是（15MB） 19.设有四个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则 用P、V 操作管理信号量时S的可能取值是（1，0，-1，-2，-3）。 20. 目录文件存放的信息是（所有子目录文件和数据文件的FCB） 1.（网络操作系统）不是基本的操作系统。 2．不是分时系统基本特征的是 (实时性) 3．操作系统分配资源以(进程)为基本单位。 4．产生系统死锁的原因可能是由于(多个进程竞争，资源出现了循环等待) 5．临界区是指并发进程中访问临界资源的那段 (代码) 6．在页式管理中，页表的始址存放在 (寄存器中) 7．在以下存储管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是 (单一连续分 配) 8．(单一连续分配)是进程存在的唯一标志。 9．在进程状态转换时，下列哪一种状态是不可能发生的 (等待态·运行态) 10．进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是 (时间片用完) 精品资料操作系统复习题含答案
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