操作系统复习题及答案1

《操作系统》

一、判断题：判断下列各题的正误。正确的请在题后括号中填“√”，错误的请在题后括号中填“×”。 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 操作系统的目的是提供一个让用户能方便地、高效地执行程序的环境。 在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。 UNIX操作系统是多用户多任务操作系统。 资源共享是现代操作系统的一个基本特征。 就绪状态、执行状态和挂起状态是进程的三种基本状态。 程序在并发执行时会失去封闭性。 在单处理机系统中，多个进程并行执行是指它们同时处于进程的“运行状态”。 进程状态可由就绪状态转换到阻塞状态 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 进程是程序的一次执行，两个同时存在的进程所对应的程序总是不同的。 [ ] 10． 进程状态可由阻塞状态转移到运行状态（不考虑挂起状态）。 11． 独占型设备使用前必须先请求分配。 12． 一个批处理型作业的调度可能要经历高级调度、低级调度和中级调度三个阶段。 13． 作业周转时间是指作业需要的运行时间。 14． 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。 15． 死锁与程序的死循环一样。 16． 绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。 17． “对换”是指把内存中暂不能运行的数据调到外存。 18． 具有快表的存储管理系统中，CPU每次存储数据都只访问一次内存。 19． 在进行页面置换时，被淘汰的页都要回写到辅存。 20． 在虚拟存储系统中，操作系统为用户提供了巨大的存储空间。因此，用户地址空间的大小可以不受任何限制 21． 磁带是可直接存取的设备。 22． 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。 23． 文件的目录通常存放在外存中。 24． 在文件的直接存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。 二、填空题 1． 2． 3． 4． 5． 6． 操作系统的基本任务是________________________________________。 常用的操作系统有__________、__________、__________、__________。 人工操作方式的缺点主要是__________________、_________________。 多道批处理系统具有_________、_________和_________特征。 分时系统的四个主要特征是__________、__________、__________、_____ ___。 操作系统主要是对_________、_________、_________、_________四种资源进行管理。 7． 8． 9． 按设备的共享属性分类可分为_________、_________、_________。 程序顺序执行时的特征有_________、_________、_________。 程序的并发执行的特征有_________、_________、_________。 10． 处于执行状态的进程，若其“时间片结束”，则该进程在三种基本状态中应从_________状态变为_________状态。 11． 运行过程中，进程可能具有_________、_________、_________三种状态 12． 临界区是指_____________________________________________。 13． 进程同步机制应遵循的原则有_________、_________、_________、_________。 14． 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。 15． 缓冲区是_________资源，对其访问时必须使用_________操作。 16． 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_________、_________、_________。 17． 确定进程优先权的依据有_________、_________、_________三个方面。 18． 进程调度分为以下两种方式_________、_________。 19． ____________________________________称之为“页内碎片”。 20． 虚拟存储器最基本的特征包括_________、_________、_________、_________。 21． 可变分区分配技术会造成_________问题。 22． _______________________________________________________________称为页表。 23． 死锁避免是指___________________________________________________________。 24． 虚拟存储器是指_________________________________________________________。

三、简答题。

1分时系统形成发展的主要动力和主要特征. 是什么？ 2简述“死锁防止”和“死锁避免”这两方. 法的基本思想。 3PCB中主要包括哪些基本信息？ . 4试列出三种进程调度算法，并简述其工作. 原理。 5推动操作系统发展的主要动力是什么？ . 6一般来说，文件系统应具备哪些功能? . 7请详细说明P、V操作的物理意义。 . 8何为页表和快表？它们各起什么作用。 .

四、综合题。

1. 有哪几种I/O控制方式，它们的工作原理是什么，分别适用于何种场合。 2. 一单处理机多道系统采用动态分区分配的存储管理方法，且不能移动已在主存中的作业,系统对设备采用静态分配方式。设有五道作业，他们的提交时间、运行时间及资源需求如下表，若采用SJF调度策略，供用户使用的主存容量为200KB，磁带机5台，且忽略外设工作时间与系统调度时间，请回答： 1) 指出作业的调度顺序。 2) 将各道作业的开始执行时间、周转时间填入表中，并计算它们的平均周转时间。 3) 若允许“紧凑”，作业的调度顺序又如何？ 3. 磁盘访问时间包括哪几部分？怎样减少磁盘访问延时？ 4. 为什么说PCB是进程存在的唯一标志？进程和程序有何区别？ 5. 设某分时系统采用时间片轮转发实施进程调度，进程有三种基本状态：执行、就绪和等待。试说明： （1）进程进行下列状态变化的典型原因： 执行→等待→就绪→执行→就绪 （2）该系统中引起进程调度的三种主要原因。 6. 设某作业占有7个页面，如果在主存中只允许装入4个工作页面(即工作集为4)，作业运行时，实际访问页面的顺序是1， 2， 3， 6， 4， 7， 3， 2， 1， 4， 7， 5， 6， 5， 2， 1。试用FIFO与LRU页面调度算法，列出各自的页面淘汰顺序和缺页中断次数，以及最后留驻主存4页的顺序。(假设开始的4个页面已装入主存) 7. 设有一个包含1000个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块，一个物理块可以存放10个索引表目。建立索引时，一个物理块应有一个索引表目：问该文件至少应该建立几级索引（设一级索引占用一个物理块）？索引及文件本身共占多少物理块？ 8. 设有一缓冲池P，其中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出，若进程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用P、V操作表示它们的制约关系。 答案

一、判断题：判断下列各题的正误。正确的请在题后括号中填“√”，错误的请在题后括号中填“×”。 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． √ √ √ √ × √ × × × 10． × 11． √ 12． √ 13． × 14． × 15． × 16． × 17． √ 18． × 19． × 20． × 21． × 22． √ 23． √ 24． √

二、填空题 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7． 8． 9． 对计算机系统资源进行管理，给用户使用计算机提供一个友好接口 MsDos、OS/2、Windows、Unix、Linux等都可以 用户独占全机、CPU等待人工操作 多道性，无序性，调度性 多路性，独立性，及时性，交互性 处理器 存储器 文件 I/O设备 独占设备、共享设备、虚拟设备 顺序性、封闭性、可再现性 间断性、失去封闭性、不可再现性 10． 执行，就绪 11． 就绪(Ready)状态、执行状态、阻塞状态 12． 对临界资源进行访问的代码区 13． 空闲让进 忙则等待 有限等待 让权等待 14． 申请，释放 15． 共享，P、V 16． 低级调度、中级调度、高级调度 17． 进程类型、进程对资源的需求、用户要求 18． 非抢占方式、抢占方式 19． 进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片 20． 离散性 多次性 对换性 虚拟性 21． 碎片 22． 系统为每个进程建立一张页面映像表 23． 检查资源的分配情况使系统始终不进入不安全状态 24． 具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统

三、简答题。

1. 推动分时系统形成和发展的主要动力，则是用户的需求。具体表现在以下几个方面：①人机交互 ②共享主机 ③便于用户上机 分时系统的特征如下： ①多路性 ②独立性 ③及时性 ④交互性 2. 死锁防止：通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，来防止死锁发生。 死锁避免：不需事先采用各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方式去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。 3. 在PCB中，主要包括四方面用于描述和控制进程运行的信息：进程标识符信息、处理机状态信息、进程调度信息、 进程控制信息。 4. 答：先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务 最短作业优先调度算法：在就绪队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务 时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务 5. (1)不断提高计算机资源利用率 (2)方便用户 (3)器件不断更新换代 (4)计算机体系结构的不断发展 6. 答：一般说来，文件系统应具备以下功能： (1) 文件管理——能够按照用户要求创建新文件、删除旧文件，对指定的文件读、写等操作。 (2) 目录管理——根据用户要求创建或删除目录文件，对用户指定的文件进行检索和权限验证、更改工作目录等。 (3) 文件存储空间的管理——由文件系统对文件存储空间进行统一管理。 (4) 文件的共享和保护——在系统控制下使一个用户可共享其他用户的文件。另外，文件系统应提供可靠的保护和保密措施。 (5) 提供方便的接口——为用户提供统一的文件方式，从而实现“按名存取”。 7. P（S）: while S<=0 do skip; S:=S-1; S:=S-1表示请求分配一个单位的该类资源给执行P操作的进程。S>0时的信号量数值表示该类资源的可用资源数；S<=0表示已无该类资源可供分配，申请进程入等待队列，此时s的绝对值表示等待队列的进程数。 V(S): S:=S+1; 表示进程释放一个资源给系统。如果此时S的值小于、等于0，表示有进程在该信号量队列中等待，唤醒其中之一。S:=S+1表示进程释放一个单位的该类可用资源。 8. 页表指出逻辑地址中的页号与所占主存块号的对应关系。 作用：页式存储管理在用动态重定位方式装入作业时，要利用页表做地址转换工作。 快表就是存放在高速缓冲存储器的部分页表。它起页表相同的作用。 由于采用页表做地址转换，读写内存数据时CPU要访问两次主存。有了快表，有时只要访问一次高速缓冲存储器，一次主存，这样可加速查找并提高指令执行速度。

四、综合题： 1. 答：（1）程序I/O方式：由处理机不断的去检查I/O设备的状况，当设备处于闲状态进行I/O操作，当处于忙状况处理机等待。由于该机制导处理机严重浪费，所以只用于早期的计算机系统中。 （2）中断I/O方式：处理机和I/O设备并行操作，当I/O设备需要服务时向处理机发送中断信号，由处理机调用中断响应程序服务。大部分字符设备采用中断I/O方式。 （3）DMA方式：增加DMA控制器，当需要对设备进行服务时由CPU将控制信息发给DMA控制器，由DMA控制器完成数据传送过程。主要用于对块设备的控制。 （4）I/O通道控制方式：增加I/O通道控制器，由I/O通道控制器完成对外设的控制工作。主要用于I/O设备比较多，服务比较繁忙，且互相之间需要并行处理的场合。 2. 1）调度顺序为J1J2J4J5J。 2） 作业进入后备队要求执行需求主存申请磁带开始执行时周转时间名 列时间(时：时间（分） 量(KB) 机数（台） 间（时：分） （分） 分) J1 J2 J3 J4 J5 9:30 9:50 10:00 10:05 10:10 40 25 35 20 10 30 120 100 20 60 3 1 2 3 1 9:30 9:50 10:25 10:10 10:15 40 25 60 25 15 平均周转时间为：（40＋25＋60＋25＋15）/5=33 3）若允许“紧凑”，作业的调度顺序为：J1J2J5J4J3 3. 磁盘访问时间包括:寻道时间,旋转延迟时间和传输时间(每个要点1分共3分).减少磁盘访问时间可以从缩短这三部分时间着手。 4. 进程控制块PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的进程。在进程的整个生命期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制的。所以说，PCB是进程存在的唯一标志。进程与程序的区别： ①进程是进程实体的执行过程，具有动态性；程序是静态实体，不具有动态性； ②进程可以并发执行，而程序不可以并发执行； ③进程实体是一个能独立运行的基本单位，可独立获得资源和独立调度；而进程不能作为独立的单位参加运行； ④进程可按异步方式运行，程序不是运行实体，所以不可以异步执行； ⑤进程实体由程序段、数据段及进程控制块组成，程序只有自己的数据和程序。 5. （1）当进程完成任务所申请的资源不能都满足时由执行状态到等待状态； 当进程所等待的资源都得到满足由等待状态到就绪状态； 当进程被新一轮的调度选中进入CPU中执行由就绪状态到执行状态； 当正在执行的进程所分配的时间片耗完由执行状态到就绪状态； （2）进程阻塞，进程完成，进程时间片用完。 6. FIFO： 1 2 3 6 4 7 6次 2 1 5 6 LRU： 1 2 6 4 7 3 2 1 4 7 10次 6 5 2 1 注：假定前面四页1 2 3 6 已在主存 7. 解：索引级数=log10(1000)=3 第一级1个物理块，第二级10个物理块，第三级100个物理块 共占物理块数=1+10+100+1000=1111 8. VAR mutex,empty,full:semaphore:=1,20,0; begin parbegin input_process:begin repeat wait(empty); wait(mutex); put in a data; signal(mutex); signal(full); until false end output_process:begin repeat wait(full); wait(mutex); draw out a data; signal(mutex); signal(empty); until false; end parend end