计算机操作系统习题集.docx
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计算机操作系统习题集
计算机操作系统概述习题集
1、学习“计算机操作系统”这门课，至少要记住操作系统的概念哪两大特征？
2、选择题：
（1）操作系统负责管理计算机系统的（），其中包括处理机、内存、外围设备和文件。
①、程序；②、文件；③、资源；④、进程
（2）没有下列设备计算机无法工作（）：
①、硬盘；②、软盘；③、内存；④、打印机
3、（是非题）（）操作系统的“配置”或“生成”，是指可以任意按用户要求装配成各种应用核心。
4、述操作系统的五大管理功能。
5、什么是批处理系统？
为什么要引入批处理系统？
6、什么叫多道程序？
试述多道程序涉及技术的基本思想及特征，为什么对作业进行多道批处理可以提高系统效率？
7、何为分时系统？
简述其特点。
8、分时系统和实时系统有何不同？
9、多用户操作系统离开了多终端的硬件支持，能否安装和使用？
10、多用户操作系统和网络操作系统有什么区别？
11、UNIX或Linux操作系统的最大特点是什么？
12、Linux操作系统的内核版本（X．X．XX）和发行版本（X．X）有什么区别？
15、实现多道程序解决哪些问题？
16、试比较硬盘共享的两种方式（虚拟软盘方式和文件服务方式），它们各适用于什么场合？
17、分布式操作系统应具有哪些功能？
计算机操作系统概述习题答案
1、答：
计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算软硬件资源的系统软件（或程序集合）。
操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。
2、选择题：
（1）3
（2）3
3、（是非题）（╳）
4、答：
作业管理：
包括任务管理、界面管理、人机交互、形界面、语音控制和虚拟现实等。
文件管理：
又称为信息管理。
存储管理：
实质是对存储“空间”的管理，主要指对内存的管理。
设备管理：
实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收。
进程管理：
又称外理机管理，实质上是对处理机执行“时间”的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务
5、答：
批处理系统指用户的作业成批的处理，作业建立、过渡、完成都自动由系统成批完成。
因为58~64年，晶体管时代，计算机速度、容量、外设品种和数量等方面和第一代计算机相比都有了很大发展，计算机速度有几十倍、上百倍的提高，故使手工操作的慢速度和计算机运算的高速度之间形成一对矛盾。
只有设法去掉人工干预，实现作业自动过渡，这样就出现了成批处理。
6、答：
多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制下，相互穿插还差运行。
当某道程序因某种原因不能继续运行下去时候，管理程序就将另一道程序投入运行，这样使几道程序在系统内并行工作，可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态，从而大大提高计算机使用效率。
在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统，多个作业成批送入计算机，由作业调度程序自动选择作业运行，这样提高了系统效率。
7、答：
分时系统采用时间片轮转办法，使一台计算机同时为多个终端服务。
特点：
多路调制性：
多个联机用户可同时使用一台计算机。
独占性：
用户感觉不到其他人在和他一起共享计算机及资源。
交互性：
用户可与计算机会话，提出要求，命令。
8、答：
分时系统控制的主动权在计算机，计算机按一定时间间隔，以固定时间片或不固定时间片去轮流完成多个提交的任务，只是在用户反应相对较慢时，不感到机器“走开”。
而实时系统控制的主动权在用户，用户规定什么时间要计算机干什么，计算机不能“走开”。
分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。
9、答：
可以。
多用户系统与多终端系统是不同的概念。
多用户系统为多个用户使用，是一个软件系统的概念，它强调用户之间的安全保密；而多终端系统是指系统中有多个用户终端，是硬件设备的描述，即使一个终端也可以为多个用户使用。
因此，多用户操作系统不一定需要多终端的硬件支持，完全可以安装和使用。
10、答：
网络操作系统的工作，用户必须知道网址，而多用户操作系统是面向用户的，可以不必知道计算机的详细确切地址，多用户技术的关键是在用户之间有保密安全措施，网络操作系统强调的是客户机和服务器之间的通信。
以单机多用户系统为例，说明它与网络操作系统的比较。
单机多用户系统
网络操作系统
CPU
共用一个或几个
多个处理机
共享资源
共享主存
共享服务器
终端工作
分时方式
网址通信链接
客户端工作
不能独立工作
客户机能独立工作
操作系统
集中管理
客户机有独立的操作系统
11、答：
多用户、分时、多任务和倒树型文件结构。
12、答：
内核版本指的是在Linus领导下的开发小组开发出的系统内核的版本号，（X．X．XX）表示主版本号、次版本号（为偶数时是稳定版，奇数时表示不一定很稳定的测试版本）、修改次数等；发行版本是一些厂家或厂家将Linux系统内核与应用软件和文档包装起来，并提供一些安装界面和系统设定与管理工具构成的发行套件，（X．X）表示主版本号和次版本号。
15、答：
首先包括分时使用硬件的硬件设计技术：
CPU和通道分时使用内存、只读存储器和数据通道等；通道与通道分时使用CPU、内存、通道的公用控制部分等；同一通道中的I/O又分时使用内存、通道等。
其次包括共享硬件和软件资源的软件设计技术：
包括引入“进程”“线程”等技术。
16、答：
虚拟软盘方式用于安装windows98等软件时创建，适于面向单用户的情况；文件服务方式一般是应用于计算机网络中，例如：
下载、上传、文件共享等服务，适于面向多用户的情况。
17、答：
分布式操作系统是一个完整的一体化的系统且又具有分布处理能力，运行在不具有共享内存的多台计算机上，但在用户眼里却象是一台计算机。
它的系统特征：
①需要一个全局的文件系统；②所有CPU上运行同样的内核，统一的管理和控制机构，进行优化的协调工作；③要有一个单一的、全局的进程通信机制。
提供选择优化本地和远地的资源利用；④有全局的保护机制等。
它具有多机合作（自动的任务分配和协调系统可取得短的响应时间、高的吞吐量。
）和坚强性（一台计算机出现故障，不影响整个系统工作）。
作业管理习题集
1、什么是作业、作业步和作业流？
作业管理包括哪些内容？
2、SPOOLing的含义是什么？
试述SPOOLing系统的特点和功能，以及控制过程。
3、作业调度的功能是什么？
作业调度算法应考虑的主要因素是什么？
4、有哪些基本的作业调度算法？
在什么情况下调用作业调度程序。
6、选择题（在括号内选择最确切的一项作为答案划一个钩，多划按错论）：
系统调用是：
一条机器指令（）；中断子程序（）；用户子程序（）；提供编程人员的接口（√）。
9、人机交互界面是什么？
10、常用的作业调度算法有：
先来先服务算法FCFS、最短作业优先算法SJF、和最高响应比优先算法HRM。
11、操作系统的第一代传统界面提供用户两个基本的接口是：
命令行和系统调用。
12、什么是作业？
作业与程序和进程有何区别？
13、评估作业调度算法好坏的标准是什么？
14、一个作业进入系统到运行结束要经历那几个发展阶段？
15、一个作业转换成一个进程要做哪些工作？
16、作业调度和进程调度有何区别？
18、系统用户接口中包括哪几种接口？
它们分别提供给谁使用？
19、系统调用有哪几种类型？
20、如何设置系统调用所需的参数？
21、试说明系统调用一般性处理过程。
作业管理习题答案
1.答：
用户角度看，作业就是让计算机做的一件事，完成的一项任务。
系统角度看，作业是比程序更广的概念、数据和作业说明书三部分组成。
作业步：
要求计算机系统做的一项相对独立的工作，是顺序执行的工作单元。
作业流是作业步的控制流程。
2.答：
SPOOLing是simultaneousperipheraloperationon-line的缩写，表示假脱机工作方式，又称排队转储技术。
SPOOLing系统的特点：
SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。
功能：
SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入井、输出井组成,它将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。
控制过程：
Spooling系统把待建立的作业源源不断向磁盘输入井中传送，把正在处理的作业结果和信息收存到输出井上，最后从外部设备发送出去。
Spooling这种输入收存和输出发送的功能起到了脱机处理的作用，但实际上又是在联机情况下进行的，故称为假脱机技术。
3.答：
①采用作业控制块（JCB）表格，记录系统中各作业工作状况；②根据选定的调度算法，从后备作业中选出一部分（多道情况）或一个作业投入运行；③为被选中的作业做好运行前的准备工作，包括选择系统进行相应的“进程”执行单元以及为这些“进程”分配系统资源，首先判断用户的资源要求是否能够满足；④作业运行结束后的善后处理工作，例如，回收资源和记帐等工作。
作业调度算法应考虑的主要因素是：
①应与系统的整体设计目标一致。
例如，批处理系统系统应注意系统效率的发挥，其调度算法应尽量增加系统的平均吞吐量；分时系统的调度系统应提供好的响应时间。
②考虑系统中各种资源的负载均匀。
③保证作业的执行，不要让用户等待时间过长。
④对一些专用资源的使用特性的考虑。
4.先来先服务、最短作业优先法、最高响应比优先法、定时轮转法、优先数法等。
当完成作业从后备状态到运行状态和从运行状态到完成状态的转变时要使用作业调度算法。
6、选择题（在括号内选择最确切的一项作为答案划一个钩，多划按错论）：
系统调用是：
一条机器指令（）；中断子程序（）；用户子程序（）；提供编程人员的接口（√）。
9.答：
人机交互界面也可称为用户界面，是计算机系统的一个重要组成部分，人机通信及计算机应用都要通过人机交互界面控制使用计算机。
它包括：
命令行界面和系统调用、图形界面、虚拟现实的界面。
10、常用的作业调度算法有：
先来先服务算法FCFS、最短作业优先算法SJF、和最高响应比优先算法HRM。
12.答：
作业是让计算机完成的一件事，一项任务。
作业是面向用户为主的，在非多道程序处理中，作业和进程是一一对应的，在任何时间只允许一个作业进入系统。
在多道程序处理系统，进程是比作业小的概念，作业可分为多个进程获得CPU服务。
对处理机的分配在逻辑上是分两级进行的，第一级是宏观调度，也称作业调度，第二级是微观调度，也成进程调度。
作业是一个比程序更广的概念，它由程序、数据和说明书三部分组成。
13.答：
一个调度算法好不好通常采用平均周转时间和平均带权周转时间来衡量。
作业的平均周转时间或平均带权周转时间短的算法较好。
因为，作业的平均周转时间越短，则作业在系统内停留时间越短，则系统资源的利用率越高。
另外，也能使大多数用户感到满意。
14.答：
①、后备状态。
系统为每个作业建立JCB块，作业调度程序要根据其提供的信息对作业进行调度。
②作业从后备状态转变为运行态。
按一定的调度算法，系统从后备作业中挑选除一个或几个作业投入运行。
为作业建立相应的进程，并且为被选中的作业分配运行时所需要的系统资源，内存和外部设备等。
③作业由运行状态进入完成态。
作业调度程序把相应的信息输出，然后进行回收该作业所占用的全部资源等工作。
15.答：
首先，系统为每个作业建立JCB块，作业调度程序要根据其提供的信息对作业进行调度。
然后，按一定的调度算法，系统从后备作业中挑选除一个或几个作业投入运行。
为作业建立相应的进程，并且为被选中的作业分配运行时所需要的系统资源，内存和外部设备等。
答：
作业调度和进程调度属于处理机管理（进程调度在第六章介绍）。
处理机调度是操作系统的主要功能之一，它的实现策略决定了操作系统的类型，其调度算法的优劣直接影响整个系统的性能。
处理机调度的任务是选出待分派的作业或进程，为之分配处理机。
16.答：
一般来说，处理机调度可分为三个级别，分别是高级调度、中级调度和低级调度。
高级调度又称作业调度，作业就是用户程序及其所需的数据和命令的集合，作业管理就是对作业的执行情况进行系统管理的程序的集合。
作业调度程序的主要功能是审查系统是否能满足用户作业的资源要求以及按照一定的算法来选取作业。
引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量，使得暂时不运行的进程从内存对换到外存上。
低级调度又称进程调度，其主要功能是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。
进程调度是操作系统中最基本的一种调度，其调度策略的优劣直接影响整个系统的性能。
18.答：
操作系统的用户界面是操作系统与使用者的接口，现代操作系统通常提供两种界面：
命令界面（图形界面）和系统调用界面
DOS操作系统和UNIX操作系统为命令界面的代表（目前UNIX也提供图形界面）。
UNIX命令格式为：
命令名[选项][参数]
例如：
$ls-l/user命令中，ls是命令名（列文件目录），-l为一个选项（表示以长格式显示），/user为一个参数（表示显示user下的文件）。
图形界面的代表为微软的Windows操作系统，大多数普通用户使用这两种界面。
系统调用是操作系统提供给编程人员的接口。
在UNIX系统中，系统调用以C函数的形式出现的。
它只能在C程序中使用，不能作为命令在终端输入。
19.答：
程序请求、任务调用、广义指令、访问内部指令等。
20.答：
现代计算机CPU都有一条称为“访管”的指令用户（编程人员）可以利用这条指令来访问操作系统并向他提出要求。
访管指令由“参数区”、“参数”、“操作数”组成，用户可在访管指令中设置参数，当CPU执行到“访管”指令时，将“访管”指令中“操作数”存入主存中约定单元，然后产生“访管”中断，引出操作系统来处理访管中的具体要求。
这种利用“访管”指令来定义的指令称为广义指令。
21.答：
当用户程序使用系统调用时，则系统根据访管指令的操作数执行访管中断处理程序，访管中断处理程序将按系统调用的操作数和参数转到相应的例行子程序去执行，完成服务功能后，退出中断，返回到用户程序段点继续执行。
文件管理习题集
1、一个文件系统能否管理两个以上物理硬盘？
2、对文件的主要操作使用内容是什么？
它的系统调用内容是什么？
3、什么是文件和文件系统？
文件系统有那些功能？
5、文件的三种物理结构是空闲表法、空闲链表法和成组链接法。
6、从用户观点看，UNIX或Linux操作系统将文件分为如下三类：
普通文件、目录文件和特殊文件。
7、什么是文件目录？
文件目录中一般包含那些内容？
8、按文件的物理结构，可将文件分为那几类？
9、什么是逻辑文件？
什么是物理文件？
10、对目录管理的主要要求是什么？
11、在UNIX操作系统中，是如何对空闲盘块进行分配和回收的？
12、文件存取控制方式有哪几种？
试比较它们各自的优缺点。
13、什么是虚拟盘？
它有什么优缺点？
14、试说明文件系统中对文件操作的系统调用处理功能。
文件管理习题答案
1.答：
一个文件系统能够管理两个以上的物理硬盘。
2.答：
对文件系统的主要操作为：
（1）文件管理：
包括目录管理，实现按名存取。
（2）文件存储空间的管理：
文件的组织形式--逻辑结构和物理结构，分配与管理外部存取器。
（3）文件的存取控制：
解决文件保护、保密和共享。
（4）提供方便的用户接口--系统调用。
系统调用的主要内容有：
文件的创建、打开、读、写、关闭、删除等。
3.答：
文件：
具有符号名的一组相关元素的有序序列，是一段程序或数据集合。
文件系统：
包含文件管理程序（文件与目录的集合）和所管理的全部文件。
文件系统的功能包括：
⑴、分配与管理外部存储器，用户以文件形式存放信息并可按名存取
⑵、提供合适的存储方法，如键盘命令和系统调用，以及文件的创建create、打开open、关闭close、读写read/write、删除deledte、和重命名rename等。
⑶、文件的共享与保护，解决文件名中的冲突与存取权限的控制。
7.答：
文件目录即文件名址录。
它是一张记录所有文件的名字及其存放地址的目录表。
表中还应包括关于文件的说明和控制方面的信息。
文件目录一般包含：
文件名、文件逻辑结构（说明该文件的记录是否定长，记录长度及记录个数等）、文件在存储器中的物理位置、存取控制信息（登记文件主本人及其他用户具有的存取权限）、管理信息（如建立日期等）、文件类型。
8.答：
文件的三种物理结构是顺序文件、链接文件和索引文件。
9.答：
逻辑文件：
结构是用户所观察到的文件组织形式，逻辑文件是用户可直接处理的数据内容，它独立于物理特性，又称为组织文件。
逻辑文件是用户观点，研究用户“思维”中的抽象文件，为用户提供一种逻辑结构清晰，使用简便的逻辑文件形式，用户按照这种形式去存储、检索、加工有关文件信息。
物理文件：
有实际存储结构的文件，是在外存上实际存储的文件，与存储介质的存储性能有
关。
物理文件是实现观点，系统按物理结构形式去和外部设备打交道。
10.答：
文件系统所要解决的核心问题，就是按照充分发挥主机和外部设备效率的原则，把信息的逻辑结构映像成设备介质上的物理结构，把用户的文件操作转换成相应的I/O指令。
转换过程所使用的主要数据结构是文件目录和辅存空间使用情况表。
所以目录管理的基本功能就是通过查目录能实现符号名与具体地址之间的转换。
要求目录的编排应以如何能准确地找到所需文件为原则，而选择目录的方法应以查找速度快为准则。
11答：
UNIX采用成组链接法进行空闲磁盘块的管理。
例如，每个50个空闲块为一组，组中的头一块为“组长块”第一组的50个空闲块块号放在第二组的组长块中，而第二组的其余49块是完全空闲的。
第二组的50块号又放在第三组的组长块中。
依次类推，组与组之间形成链接关系。
最后一组的块号（可能不足50块）通常放在内存的一个专用栈（即专用块的空闲块号栈）结构中。
这样，平常对盘块的分配和释放是在栈中进行（或构成新的一组）。
空闲块分配：
当建立文件、需要分配空闲盘块时，总是先把专用块中表示栈深（即栈中有效元素的个数）的数值减1，这里就是40—1等于39。
以39作为检索专用块中空闲块号栈的索引。
由图中所示，得到盘块号111，它就是当前分出去的第一个空闲块。
如果需要分配20个盘块，则上述操作就重复执行20次。
如果当前栈深的值是1，需要分配2个空闲盘块，那么栈深值
（1）减1，结果为0，此时系统做特殊处理：
先根据0为索引得到盘块号150，它是第七十八组的组长；然后把150号盘块中的内容—下一组（即第七十七组）所有空闲盘块的数量（50）和各个盘块的块号分别放入专用块的栈深和空闲块号栈中，从而专用块的栈中就记载着有第七十七组盘块的情况；最后把150盘块分配出去。
至此，分出去1块。
接着再分配一块，此时工作简单多了：
50—1结果是49，以49索引得到第七十七组的151号块。
空闲块释放：
在图5-17所示的情况下，如果要删除一个文件，它占用3个盘块，块号分别是69、75和87。
首先释放69号块，其操作过程是：
把块号69放在栈深40所对应的元素中，然后栈深值加1，变为41。
接着分别释放75号块和87好块。
最后，专用块中栈深的值为43，空闲块号栈中新加入的3个盘块出现的次序是69，75，87。
如果栈深的值是50，表示该栈已满，此时还要释放一个盘块89号，则进行特殊处理：
先将该栈中的内容（包括栈深值和各空闲块号）写到要释放的新盘块（即89号）中；将栈深及栈中盘块号清为0；以栈深值0为索引，将新盘块号89写入相应的单元中，然后栈深值加1，栈深值变为1。
这样，盘块89号就成为新组的组长块。
成组链接法是UNIX系统中采用的空闲盘块管理技术，它兼备了空闲空间表法和空闲块链接法的优点，克服了两种方法都有的表（或链）太长的缺点。
当然，成组链接法在管理上要复杂一些，尤其是盘块分配时出现栈空、盘块释放时遇到栈满的情况下，要作特殊处理。
12.答：
文件存取控制方式有四种：
⑴存取控制矩阵：
建立一个二维访问控制矩阵用以列出系统中所有用户和文件。
其中，一维列出系统全部用户，另一维列出计算机系统的全部文件。
矩阵元素“1”表示允许访问，“0”不允许。
优点：
一目了然。
缺点：
矩阵往往过于庞大。
为快速存取而将其放到内存中，则要占据大量的内存空间。
⑵、用户权限表：
把一个用户（或用户组）所要存取的文件名集中存放在一张表中，其中每个表目指明相应文件的存取权限。
优点：
便于查找权限。
缺点：
如果用户数或文件数多则过于庞大，不便查找。
⑶、使用口令：
用户为自己的每个文件规定一个口令，并附在用户文件目录中。
存取文件时必须提供口令，只有当提供的口令与目录中口令一致时才允许存取。
优点：
占存储空间少，方便。
缺点：
保护能力弱。
⑷、使用密码：
存储时用“密码”对文件进行编码，取用文件时进行译码。
优点：
保密性强。
在这个方案中，发方提供的代码键不存入系统。
只有当用户要存取文件时，才需将代码送进系统。
这样别人无法偷看或篡改别人的文件。
缺点：
必须花费大量编码和译码时间，增加了系统的开销。
13.答：
虚拟盘是物理上不存在这样的盘，而是操作系统为用户借助其它存储介质实现的。
优点是：
方便用户。
缺点是：
由于是操作系统以外存为用户虚拟的，所以它受到转换速度以及外存物理特性所限。
14.答：
系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。
利用系统调用，编程人员在源程序中动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。
系统调用如同一个黑匣子，对使用者屏蔽了具体操作动作，只是提供了有关功能。
有关文件系统的系统调用是用户经常使用的，包括文件的创建（create）、打开（open）、读（read）、写（write）、关闭（close）等。
下面是一个有关文件系统的系统调用的例子。
main（argc,argv）
intargc;
char*argv[];
{
intfd1,fd2,fd3,n;
charbuf[512],ch=’’;
fd1=open（argv[1],0）;/*打开argv[1]对应的文件，返回标识符fd1*/
fd2=open（argv[2],0）;/*打开argv[2]对应的文件，返回标识符fd2*/
fd1=create（argv[3],0644）;/*创建argv[3]对应的文件，返回标识符fd3*/
while（（n=read（fd1,buf,512））>0）/*从fd1中读n<=512字节入buf*/
write（fd3,buf,n）;/*将buf中n个字节写入fd3*/
write（fd3,&ch,1）;/*将换行符号写入fd3*/
while（（n=read（fd2,buf,512））>0）/*从fd2中读n<=512字节入buf*/
write（fd3,buf,n）;/*将buf中n个字节写入fd3*/
close（fd1）;/*关闭文件*/
close（fd2）;/*关闭文件*/
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