操作系统习题哈工大汇编.docx

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操作系统习题哈工大汇编

第一章：

1、操作系统的主要性能参数有（响应时间）、（可靠性）。

2、Windows98是一个（单用户多任务）得操作系统。

3、当前作为自由软件的操作系统是（c）

a、Windowsb、UNIXc、Linuxd、OS/2

4.操作系统的地位：

操作系统是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。

它是整个系统的控制管理中心，既管硬件，又管软件，它为其它软件提供运行环境。

5.操作系统的发展历程

1. 最初是手工操作阶段，需要人工干预，有严重的缺点，此时尚未形成操作系统

2.早期批处理分为联机和脱机两类，其主要区别在与I/O是否受主机控制

3.  多道批处理系统中允许多道程序并发执行，与单道批处理系统相比有质的飞跃

6.操作系统的主要类型？

多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络系统和分布式系统

1.         多道批处理系统

1）        批处理系统的特点：

多道、成批

2）        批处理系统的优点：

资源利用率高、系统吞吐量大

3）        批处理系统的缺点：

等待时间长、没有交互能力

2.         分时系统

1） 分时：

指若干并发程序对CPU时间的共享。

它是通过系统软件实现的。

共享的时间单位称为时间片。

2）        分时系统的特征：

      同时性：

若干用户可同时上机使用计算机系统

交互性：

用户能方便地与系统进行人--机对话

      独立性：

系统中各用户可以彼此独立地操作，互不干扰或破坏

      及时性：

用户能在很短时间内得到系统的响应

3）优点主要是：

      响应快，界面友好

    多用户，便于普及

便于资源共享

3.         实时系统

1）        实时系统：

响应时间很快，可以在毫秒甚至微秒级立即处理

2）        典型应用形式：

过程控制系统、信息查询系统、事务处理系统

3）        与分时系统的主要区别：

分时系统

实时系统

交互能力

强（通用系统）

弱（专用系统）

响应时间

秒级

及时，毫秒/微妙级

可靠性

一般要求

要求更高

4.         个人机系统

1）        单用户操作系统

单用户操作系统特征：

个人使用：

整个系统由一个人操纵，使用方便。

  界面友好：

人机交互的方式，图形界面。

管理方便：

根据用户自己的使用要求，方便的对系统进行管理。

适于普及：

满足一般的工作需求，价格低廉。

2）        多用户操作系统多：

代表是UNIX，具有更强大的功能和更多优点。

①网络操作系统

     计算机网络=计算机技术+通信技术

       计算机网络的特征：

分布性、自治性、互连性、可见性

       网络操作系统功能

本机+网络操作系统：

本地OS之上覆盖了网络OS，可以是同构的也可以是异构的。

功能：

实现网络通信、资源共享和保护、提供网络服务和网络接口等

②分布式操作系统

  定义：

运行在不具有共享内存的多台计算机上，但用户眼里却像是一台计算机。

（分布式系统无本地操作系统运行在各个机器上）

 分布式系统特征：

分布式处理、模块化结构、利用信息通信、实施整体控制

分布式操作系统特点：

透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩充性

第二章：

1、判断题：

进程是一个程序在某数据集上的一次执行，所以不同进程对应不同的程序。

分析：

进程是程序在某数据集上得一次执行，但是不同进程可以对应同一程序。

2、程序顺序执行与并发执行有什么不同？

哈简答题

3、用户程序必须在进程中运行。

（正确）

1、进程由就绪态转为运行态是因为（c）引起的？

A、中断事件b、进程状态转换

c、进程调度的d、为程序创建进程

2、分配到必要的资源并获得处理机的进程状态是（运行态）

3、当（b），进程从执行状态转变为就绪状态。

a、进程被调度程序选中b、时间片到

c、等待某一事件d、等待的时间发生

4、一个单cpu的系统中有n个进程，则在等待（阻塞）队列中的进程个数最多可能是（n）

1、临界区是指（d）

A、一个缓冲区b、一段数据区

c、同步机制d、一段程序

2、若P/V操作的信号量S初值是2，当前值是-1，则表示有（b）个等待进程。

A.0b.1c.2d.3

3、原语操作是不可被中断的。

正确

原语指的是完成某种功能且不被分割不被中断执行的操作序列，有时也称原子操作。

通常由硬件来实现

4. 应用举例

[例1]设系统中只有一台打印机，有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。

设每个用户程序对应一个进程。

问：

这三个进程间有什么样的制约关系？

使用P、V操作写出这些进程使用打印机的算法。

解：

由于打印机是一种临界资源，故三个进程只能互斥使用这台打印机。

设三个进程分别为PA、PB和PC，互斥信号量mutex初值为1，执行过程如下：

[例2]判断下面的同步问题的算法是否正确？

若有错，请指出错误原因并予以改正。

1）  设A、B两进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B则从Q读出信息，算法框图如图所示。

注：

信号量S的初值为0

[解]该算法不正确。

因为A、B两个进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，则缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。

改正如下：

A、B两进程同步使用缓冲区Q，应设定两个信号量：

empty表示缓冲区Q为空，初值为1；full表示缓冲区Q已满，初值为0

算法框图如下：

2）  设A、B为两个并发进程，它们共享一临界资源。

其运行临界区的算法框图如图所示。

 [解]该算法不正确。

因为A、B两个进程并发执行，且共享一临界资源，故A、B应互斥地使用该临界资源，即在某一时刻只允许一个进程进入该临界资源，无时序关系。

改正算法：

A、B二进程应互斥进入临界区，设定一信号量mutex，初值为1。

 [例2]设有一台计算机，有两个I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。

卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后再搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问：

1）       系统要设几个进程来完成这个任务？

各自的工作是什么？

2）       这些进程间有什么样的相互制约关系？

3）       用P、V操作写出这些进程的同步算法。

[解]

1）       系统可设三个进程来完成该任务：

Read进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；Get进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；Print进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上打印输出。

2）       操作过程：

  Read进程受Get进程的影响，B1缓冲区中放满信息后Read进程要等待get进程将其中信息全部取走后才能读入信息；Get进程受Read进程和Print进程的约束：

B1缓冲区中信息放满后，Get进程才可从中取走信息，且B2缓冲区信息被取空后Get进程才能将加工结果送入其中；Print进程受Get进程的约束，B2缓冲区中信息放满后Print进程方可取出信息进行打印输出。

3）       信号量的含义及初值：

B1full——缓冲区B1满，初值为0

?

           B1empty——缓冲区B1空，初值为0

?

           B2full——缓冲区B2满，初值为0

?

           B2empty——缓冲区B2空，初值为0

4）       操作框图如下：

5.三种信号量的比较：

整型信号量：

只有一个资源，只能互斥访问这个资源

记录型信号量：

只可申请一类资源，该资源有n个，一次只可申请一个。

AND型信号量：

可申请n类资源，每类资源有m个，每次可申请每类资源中的一个。

信号量集：

可申请n类资源，每类资源有m个，每次可申请每类资源中的多个。

6.例1用信号量实现司机和售票员的同步。

设S1为司机的私用信号量，0表不许开车，1允许开车，初值为0

S2为售票员的私用信号量，0表不许开门，1允许开门，初值为0

由于初始状态是汽车行车和售票员售票。

所以初值都为0

则司机和售票员的同步过程描述如下：

7.2：

桌子上有一只盘子，每次只能放入一只水果，爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放桔子，一个儿子专等吃盘子中的桔子，一个女儿专等吃盘子里的苹果。

只有盘子空则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，儿子或女儿可从盘子中取出。

把爸爸、妈妈、儿子、女儿看作四个进程，用PV操作进行管理，使这四个进程能正确的并发执行。

•爸爸和妈妈存放水果时必须互斥。

临界资源为盘子

•儿子和女儿分别吃桔子和苹果。

•爸爸放了苹果后，应把“盘中有苹果”的消息发送给女儿；

•妈妈放了桔子后，应把“盘中有桔子”的消息发送给儿子；

•取走果品后应该发送“盘子可放水果”的消息，但不特定发给爸爸或妈妈，应该通过竞争资源（盘子）的使用权来决定

如何定义信号量？

S是否允许向盘子中放入水果，初值为1，表示允许放入，且只允许放入一只。

SP表示盘子中是否有苹果，初值为0，表示盘子为空，不许取，SP＝1时可以取。

SO表示盘子中是否有桔子，初值为0，表示盘子为空，不许取，SP＝1时可以取。

至于儿子或女儿取走水果后要发送“盘子中可存放水果”的消息，只要调用V（S）就可达到目的，不必在增加信号量了。

Begain

S,SP,SO:

semaphore

S:

=1;SP:

=0;SO:

=0;

Cobegain

processfather

begain

L1:

haveanapple;

P（S）;

putanapple;

V（SP）;

gotoL1

end;

processmother

begain

L2:

haveanorange;

P（S）;

putanorange;

V（SO）;

gotoL2

end;

processson

begain

L3:

P（SO）;

getanorange;

V（S）;

eatanorange;

gotoL3

end;

processdaught

begain

L4:

P（SP）;

getanapple;

V（S）;

eatanapple;

gotoL4

end;coend;end;

第三章：

1.例题：

假设系统有四类资源：

磁带驱动器、绘图仪、打印机和卡片穿孔机。

各类资源的总数用W=（6,3,4,2）表示，即有6台磁带驱动器，3台绘图仪，4台打印机，2台卡片穿孔机。

现有五个进程A、B、C、D和E，已获得的资源的种类及数量如下所示：

括号外面的数字代表：

已获得的资源的种类及数量

进程

磁带驱动器

绘图仪

打印机

穿孔机

A

3

（1）

0

（1）

1（0）

1（0）

B

0（0）

1（3）

0

（1）

0

（2）

C

1（5）

1

（1）

1（0）

0（0）

D

1（0）

1（0）

0

（1）