操作系统复习题集及答案Word文档下载推荐.docx

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操作系统复习题集及答案Word文档下载推荐.docx

因为虽然进程可以提高CPU的利用率,但是进程之间的切换是非常耗费资源和时间的,为了能更进一步的提高操作系统的并发进,引进了线程.这样,进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位.一个进程内部的线程可以共享该进程的所分配到的资源.线程的创建与撤消,线程之间的切换所占用的资源比进程要少很多.总的来说就是为了更进一步提高系统的并发性,提高CPU的利用率. 

线程是进程的基础,进程包含多个线程,是线程的载体。

6.死锁的必要条件是什么?

死锁:

当某进程提出资源申请后,使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态,在无外力作用下,永远不能再继续前进。

产生死锁的必要条件:

互斥条件:

某段时间内某资源只能由一个进程使用。

不剥夺条件:

资源在未使用完前,不能被剥夺,由使用进程释放。

部分分配(请求和保持):

进程因请求资源而阻塞时,对已分配给它的资源保持不放。

环路条件:

发生死锁时,有向图必构成一环路。

7.什么是虚拟内存?

虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。

它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存(一个连续完整的地址空间),而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。

8.假脱机技术是什么?

通过共享设备来模拟独享设备所采用的操作是假脱机操作,即在联机情况下外部设备设备同时操作。

所使用的假脱机技术称之为假脱机技术。

9.为银行取款机系统配备的操作系统应归类于什么类型的操作系统?

10.多道程序设计的主要优点是什么?

解:

多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业,使它们都处于执行的开始点和结束点之间,这些程序共享计算机系统资源。

多道程序设计的主要优点有:

(1)提高CPU的利用率。

在多道程序环境下,多个程序共享计算机资源,当某个程序等待I/O操作时,CPU可以执行其他程序,大大提高了CPU的利用率。

(2)提高设备的利用率。

在多道程序环境下,多个程序共享系统的设备,大大提高系统设备的利用率。

(3)提高系统的吞吐量。

在多道程序环境下,减少了程序的等待时间,提高了系统的吞吐量。

11.请为的下面应用环境的计算机选择适合的操作系统。

(1)飞机的导航

(2)办公室自动化系统(3)航空订票系统(4)复杂的科学计算(5)图书检索系统

12.什么是并发、并行?

并发和并行是即相似又有区别的两个概念,并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;

而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

在多道程序环境下,并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行,但在单处理机系统中,每一时刻却仅能有一道程序执行,故微观上这些程序只能是分时地交替执行。

倘若在计算机系统中有多个处理机,则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上,实现并行执行,即利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序,这样,多个程序便可以同时执行

13.什么是临界区?

一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源,在进程中对于临界资源访问的程序段称为临界区。

14.引入缓冲的目的是什么?

答:

(1)缓和外部设备和CPU的速度差异;

(2)减少CPU被中断的次数;

(3)实现CPU和设备、设备和设备之间的并行操作。

15.设备驱动程序的主要任务是什么?

设备驱动程序是请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信程序,主要功能有:

①将用户的要求转换为具体要求。

②检查用户的合法性,了解设备状态,根据要求传递参数,设置设备的工作方式。

③向设备控制器发I/O命令启动设备,完成具体的I/O操作。

④及时响应外设的中断请求,根据中断类型调用相应的中断处理程序。

⑤具有通道的控制系统,还要构造通道程序。

四、综合题

1.信号量的PV操作解决进程的同步问题。

2.银行家算法判断系统状态是否安全。

3.分页系统中逻辑地址和物理地址的转换。

4.页面置换算法,主要掌握先进先出、LRU、最佳置换。

5.磁盘调度算法,包括FCFS、短寻道优先、电梯算法、LOOK算法等。

6.进程调度算法,包括FCFS、短任务优先、最短剩余时间优先、时间片轮转等。

综合题案例:

1.考虑下列进程集,进程占用的CPU区间长度以毫秒来计算:

假设在时刻0以进程P1,P2,P3,P4,P5的顺序到达。

a.画出4个Gantt图分别演示用FCFS、SJF、非抢占优先级(数字小代表优先级高)和RR(时间片=1)算法调度时进程的执行过程。

b.在a里每个进程在每种调度算法下的周转时间是多少?

c.在a里每个进程在每种调度算法下的等待时间是多少?

d.在a里哪一种调度算法的平均等待时间对所有进程而言最小?

a.甘特图(看教材138页)

FCFS:

P1

P2

P3

P4

P5

01011131419

SJF:

0124919

非抢占优先级:

016161719

RR:

P1

019

b.周转时间

FCFS

RR

SJF

非抢占优先级

10

19

16

11

2

1

13

7

4

18

14

9

6

c.等待时间

5

3

d.SJF

2.考虑一个运行十个I/O限制任务和一个CPU限制任务的系统。

假设,I/O限制任务一次分配给一个I/O操作1毫秒的CPU计算,但每个I/O操作的完成需要10毫秒。

同时,假设间接的上下文切换要0.1毫秒,所有的进程都是长进程。

对一个RR调度来说,以下情况时CPU的利用率是多少:

a.时间片是1毫秒

b.时间片是10毫秒

a.时间片是1毫秒:

不论是哪个进程被调度,这个调度都会为每一次的上下文切换花费一个0.1毫秒的上下文切换。

CPU的利用率是1/1.1*100=92%。

b.时间片是10毫秒:

这I/O限制任务会在使用完1毫秒时间片后进行一次上下文切换。

这个时间片要求在所有的进程间都走一遍,因此,10*1.1+10.1(因为每个I/O限定任务执行为1毫秒,然后承担上下文切换的任务,而CPU限制任务的执行10毫秒在承担一个上下文切换之前)。

因此,CPU的利用率是20/21.1*100=94%。

3.考虑下面的一个系统在某一时刻的状态:

AllocationMaxAvailable

ABCDABCDABCD

P0001200121520

P110001750

P213542356

P306320652

P400140656

使用银行家算法回答下面问题:

a.Need矩阵的内容是怎样的?

b.系统是否处于安全状态?

c.如果从进程P1发出一个请求(0420),这个请求能否被满足?

a.Need矩阵的内容是

P0(0000)

P1(0750)

P2(1002)

P3(0020)

P4(0640)。

b..系统处于安全状态,因为Available矩阵等于(1520),进程P0和P3都可以运行,当进程P3运行完时,它释放它的资源,而允许其它进程运行。

c.可以被满足,满足以后,Available矩阵等于(1100),当以次序P0,P2,P3,P1,P4运行时候,可以完成运行。

4.按顺序给出5个部分的内存,分别是100KB,500KB,200KB,300KB和600KB,用first-fit,best-fit和worst-fit算法,能够怎样按顺序分配进程212KB,417KB,112KB,426KB和426KB?

哪个算法充分利用了内存空间?

a.First-fit:

b.212Kisputin500Kpartition

c.417Kisputin600Kpartition

d.112Kisputin288Kpartition(newpartition288K=500K−212K)

e.426Kmustwait

f.Best-fit:

g.212Kisputin300Kpartition

h.417Kisputin500Kpartition

i.112Kisputin200Kpartition

j.426Kisputin600Kpartition

k.Worst-fit:

l.212Kisputin600Kpartition

m.417Kisputin500Kpartition

n.112Kisputin388Kpartition

o.426Kmustwait

Best-fit:

算法充分利用了内存空间。

5.考虑一个分页系统在内存中存储着一张页表。

a.如果内存的查询需要200毫秒,那么一个分页内存的查询需要多长时间?

b.如果我们加上相关联的寄存器,75%的页表查询可以在相关联的寄存器中找到,那么有效的查询时间是多少?

(假设如果入口存在的话,在相关的寄存器中找到页表入口不花费时间)

a.400毫秒:

200毫秒进入页表,200毫秒进入内存中的字

b.有效进入时间=0.75*200毫秒+0.25*400毫秒=250毫秒

6.假设有一个请求调页存储器,页表放在寄存器中:

处理一个页错误,当有空的帧或被置换的页设有被修改过时要用8ms,当被置换的页被修改过明用20ms,存储器访问时间为100ns。

假设被置换的页中有70%被修改过,有效访问时间不超过200ns时最大可接受的页错误率是多少?

0.2sec=(1−P)×

0.1sec+(0.3P)×

8millisec+(0.7P)×

20millisec

0.1=−0.1P+2400P+14000P

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