操作系统原理课后答案.docx

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操作系统原理课后答案

第一章操作系统概论

1.单项选择题

⑴B;⑵B;⑶C;⑷B;⑸C;

⑹B;⑺B；⑻D；⑼A；⑽B；

2.填空题

⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源；

⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统；

⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机；

⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作；

⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型；

⑹操作系统的基本特征是：

并发、共享、虚拟和不确定性；

⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种；

⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。

第二章进程与线程

1.单项选择题

⑴B；⑵B；⑶ACBD;⑷C;⑸C;

⑹D;⑺C;⑻A;⑼C;⑽B;

⑾D;⑿A;⒀D;⒁C;⒂A;

2.填空题

⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）；

⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性；

⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。

而程序部分也可以为其他进程共享；

⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行；

⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性；

⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况：

①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态；

②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态；

③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态；

④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态；

上述情况中不可能发生的情况是①；

⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性；

⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个；

⑼下面关于进程的叙述中，不正确的有①②③条；

①进程申请CPU得不到满足是，其状态变为等待状态；

②在单CPU系统中，任一时刻都有一个进程处于运行状态；

③优先级是进程调度的重要依据，一旦确定不能改变；

④进程获得处理机而运行是通过调度实现的；

⑽程序顺序执行时的三个特征是顺序性、封闭性和可再现性；

⑾如果系统有n个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为n个；⑿在操作系统中，不可中断执行的操作称为原语。

3.解答题

（3）

（7）

（8）

1，进程切换；2，等待数据；3，等待I/O；4，数据到达；

5，I/O完成；

第三章进程同步于通信

1.单项选择题

⑴D；⑵B；⑶C；⑷A；⑸B;

⑹C；⑺B；⑻D；⑼A；⑽A；

2.填空题

⑴信号量的物理意义是：

当信号量的值大于0时表示资源个数；当信号量的值小于0时，其绝对值为在此信号量上等待的进程的个数；

⑵如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有4个等待进程；

⑶对于信号量可以做P操作和V操作，P操作用于阻塞进程，V操作用于释放进程。

程序中的P和V操作应谨慎使用，以保证其使用的正确性，否则执行时可能发生死锁；

⑷有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信号量值的变化范围是1~-（m-1）；

⑸临界资源是指一次只允许一个进程使用的资源；

⑹进程的高级通信方式有共享存储器通信、消息传递通信和管道通信；

⑺管程由一组共享数据、一组操作和初始化代码三部分组成；

⑻访问临界资源应遵循的条件有：

空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待；

⑼每个信箱可以包含信箱头和信箱体两部分；

⑽为了实现消息缓冲通信，在PCB中增加数据项有：

mq、mutex、sm；

3.解答题

（6）s1=s2=s3=s4=s5=s6=0

Cobegin

P1:

{prog1;v（s1）;v（s2）;}

P2:

{p（s1）;prog2;v（s3）;}

P3:

{p（s2）;prog3;v（s4）;}

P4:

{p（s3）;prog4;v（s5）;}

P5:

{p（s4）;prog5;v（s6）;}

P6:

{p（s5）;p（s6）;prog6;}

Coend

（7）mutex=1

Busi

….

p（mutex）；

过桥；

v（mutex）；

…..

（8）假定R、M、P三者的工作方式是：

R输入n个字符→M处理n个字符→P打印n个字符，则可描述如下：

S1=1;s2=s3=0;

Cobegin

R;M;P;

Coend

R:

{P（s1）;输入n个字符；V（s2）;}

M:

{p（s2）;处理n个字符；v（s3）;}

P:

{p（s3）;打印n个字符；v9s1};}

（9）两个P操作调换，在一定的条件下会产生死锁；两个V操作调换不会有什么影响。

（10）s0=s1=s2=0

Cobegin

领班：

{接受点菜；

V（s0）;}

厨师：

{P（s0）;

炒菜；

V（s1）；}

打包工：

{P（s1）；

打包；

V（s2）;}

出纳：

{P（s2）;

结账；}

Coend

（11）s1=s2=0;

司机：

售票员：

While（true）while（true）

{{

P（s2）；开门，上下乘客；

启动；关门；

正常运行；V（s2）;

到站停车；售票；

V（s1）;}P（s1）；}

第四章调度与死锁

1.单项选择题

⑴C；⑵B；⑶A；⑷D；⑸D；

⑹C；⑺B；⑻B；⑼C；⑽A；

⑾B；⑿C；⒀D；⒁C；

2.填空题

⑴进程的调度方式有两种，一种是抢占式，另一种是非抢占式；

⑵在有m个进程的系统中出现死锁时，死锁进程的个数k应该满足的条件是k<=m；

⑶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；

⑷银行家算法中，当一个进程提出的资源请求将导致系统从安全状态进入不安全状态时，系统就拒绝它的资源请求；

⑸采用时间片轮转法时，若时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS调度算法；

⑹作业调度是处理机的高级调度，进程调度是处理机的低级调度；

⑺一个作业可以分成若干顺序加工的步骤，每个加工步骤称为一个状态；

⑻作业生存期共经历四个状态，它们是：

提交、后备、运行、完成；⑼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者优先算法；

⑽对待死锁，一般应考虑死锁的预防、避免、检测和解除四个问题。

典型的银行家算法是属于避免，破坏环路等待条件是属于预防，而剥夺资源是解除的基本方法；

3.解答题

⑸②有可能死锁；。

。

。

。

。

。

；

⑹T=1.975；W=4.0675；

（8）

约束条件：

1，作业本身的顺序性；

2，同一资源的独立性；

3，CPU的可抢占性；

结果：

1，J1:

110；J2：

90；J3：

110；

2，80/110=72.7﹪；

3，I1：

80/110=72.7﹪I2：

90/110=81.8﹪

⑼①安全，有安全序列：

A,C,D,B,E；

②可以；

③可以；

⑽①安全，有安全序列：

P3,P1,P2,P4；

②不安全，无安全序列；

（12）

反证法，假设死锁已产生，于是：

∑Allocationi=m……………………

（1）

∑Maxi

（2）

∑Needi=∑Maxi-∑Allocationi

→∑Needi

与题目假设不符。

证毕。

第五章存储器管理

1.单项选择题

⑴B；⑵A；⑶A；⑷D；⑸B；

⑹D；⑺C；⑻D；⑼C；⑽C；

2.填空题

⑴把作业装入内存中随即进行地址变换的方式称为静态重定位，而在作业执行期间，当访问到指令或数据时才进行地址变换的方式成为动态重定位；

⑵在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中的低地址部分的空闲分区，从而保留了高地址部分的大空闲区；

⑶段页式存储管理中，是先将作业分段，段内分页。

分配以页为单位。

在不考虑使用联想存储器的情况下，执行程序时需要三次访问内存，其中第二次是查作业的页表；

⑷分区存储管理可以分为静态分区和动态分区；

⑸三种不连续内存管理方式是页式、段式和段页式；

⑹对图5.25所示的内存情况，若要申请30K的存储空间，使首地址最大的分配策略是最坏适应法。

3.解答题

⑵“内零头”是指已分给某进程的不可利用的内存空间，“外零头”是指内存中未分给任何进程的不可利用的内存空间。

页式虚存有“内零头”，固定分区，可变分区和段式虚存有“外零头”；

⑸①400ns;②200*75%+400*25%=150+100=250ns；

第六章虚拟存储器

1，单项选择题

⑴D;⑵B;⑶B;⑷B;⑸A;⑹C;⑺C；⑻B；

2，填空题

⑴在页式存储管理系统中，常用的页式淘汰算法有：

Opt.，选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；FIFO，选择淘汰在内存驻留时间最长的页；

⑵程序运行的局部性表现为：

时间局部性和空间局部性。

3，解答题

⑴逻辑地址13位，物理地址15位；

⑵缺页率=6/12=50%;

⑶1）该作业各页在内存的起始地址是：

0,1,2,3→8K，16K，4K，24K；

2）i*4K+j；

⑷对应始地址+j；注意：

[1,55]越界；[3,20]不在内存；

⑸页表长度等于虚页面数：

29*211=220=1M;虚地址空间=232=4G；

⑹A*（n-1）/n+（A+B）*（m-1）/m+（A+B+C）*（1-（n-1）/n-（m-1）/m）；

⑺页表项数=页面数=235；反置表项数=219；

⑻P1P2

0.7*0.06+0.3*1=0.342（μs）0.7*0.08+0.3*0.9=0.326（μs）

慢快

0.9*0.06+0.1*1=0.154（μs）0.9*0.8+0.1*0.9=0.162（μs）

快慢

第七章虚拟存储器

1，单项选择题

⑴A;⑵C;⑶D;⑷B;⑸C;

⑹A;⑺D；⑻B；⑼D；⑽C；

2，填空题

⑴进行设备分配时所需的数据表格主要有：

设备控制表、控制器控制表、通道控制表和系统设备表;

⑵引起中断发生的事件称为中断源;

⑶常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断方式、DMA方式和通道方式;

⑷通道是一个独立于主机的专管I/O的处理机，它控制外设与内存之间的信息交换;

⑸SPOOLing系统是由磁盘中的输入井和输出井，内存中的输入缓冲区和输出缓冲区以及I/O进程构成的;

⑹设备分配程序分配外部设备时，先分配设备，再分配控制器，最后分配通道;

⑺中断方式适合于字符设备，DMA方式适合于块设备；

⑻缓冲区的组织方式可分为单缓冲，双缓冲，多缓冲和缓冲池；

⑼缓冲池中有三种类型的缓冲队列：

空队列，输入队列和输出队列；⑽大多数设备控制器由三部分组成：

与主机的接口，I/O逻辑，与外设的接口；

3，解答题⑹640*480=307200=300K（一个像素一个字节）；

第八章文件管理

1，单项选择题

⑴B；⑵C；⑶BCC;⑷Ｂ;⑸Ｄ;

⑹Ｃ;⑺Ａ;⑻Ｃ;⑼Ｄ;⑽BD;

⑾B;⑿BA;⒀C;⒁D;⒂D;

2，填空题

⑴索引文件大体上由索引区和文件区构成；

⑵逻辑文件有两种类型，即记录式文件和流式文件；

⑶文件的物理组织有顺序结构、链接结构和索引结构；

⑷活动头磁盘的访问时间包括找道时间、找扇区时间和传送时间;⑸。

。

。

。

。

，所有用户组存取权限的集合称为该文件的存取控制表;

⑹文件保护是指避免文件拥有者或其他用户因有意或无意的错误操作使文件受到破坏;

⑺文件转储的方法有两种：

全量转储和增量转储;

⑻在文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是连续文件;

⑼最短寻道时间优先算法选择与当前磁头所在磁道距离最近的请求作为下一次服务的对象;

⑽。

。

。

。

。

。

，从用户观点出发所看到的文件组织形式称为文件的逻辑结构；从实际观点出发，文件在外存上的存放组织形式称为文件的物理结构;

⑾若文件的物理结构采用连续结构，则文件控制块中关于文件的物理位置信息应包括文件的起始块号和文件的总块数;

⑿二级目录结构通常由一级目录和各用户的二级目录组成；

3解答题

⑺200字节；

⑼①（254*64）/512=32,（1+32）/2=16.5;

（254*10）/512=3,（1+3）/2=2;

i.n>m；

⑾1569/512=3所以访问第80块；