操作系统模拟题1.docx
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操作系统模拟题1
课后作业
第一章
6、什么是多道程序？
他的主要特点是什么？
实现多道程序设计要解决哪几个问题？
答：
所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。
也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。
从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用CPU，交替执行。
多道程序设计的主要优点是通过将用户的CPU请求和I/O请求重叠起来的办法来有效地使用CPU和外设.它设法让CPU总有事情可做,以此来提高CPU和外设的利用率.
主要提高计算机利用率和系统吞吐量
7、为什么要引进分时系统？
分时系统的特点是什么？
答：
分时系统是适应用户人机交互需要而出现的。
这样的系统在一台计算机上连接若干台终端，终端包括显示屏、键盘、打印机和与主机的通信接口（。
用户通过自己的终端与计算机对话来控制他的程序运行。
分时系统使用了多道程序设计的方法。
它把主机CPU的时间划分成很多个小的时间单位，称为时间片，一般多为几十毫秒。
分时系统具有四个主要特征
1、同时性。
分时系统允许各终端用户同时工作，系统分时响应各用户的请求。
2、交互性。
分时系统支持联机的操作方式，用户可以在终端上通过操作系统进行人-机对话，随时控制和调试程序，以交互的方式工作。
3、独立性。
各用户之间彼此独立的工作，好象独占一台计算机系统一样，互不干扰。
4、及时性。
用户的请求能在较短的时间内得到响应。
8、实时系统分为哪几类？
在设计中要考虑哪些问题？
答：
实时系统主要分为两类：
第一类：
实时过程控制，如：
工业控制，军事控制，...
第二类：
实时通信（信息）处理，如：
电讯（自动交换），银行，飞机订票，股市行情
实时系统设计时需要考虑实时时钟管理、过载保护、连续人机对话、高度的可靠性和安全性等问题。
11、客户机/服务器模型在分布式系统中很流行，它能够用于单机系统吗？
答：
客户机/服务器模型可以用于单机系统，同时它也适用于分布式系统。
客户机、服务器是一个抽象的概念，并不一定要和实际的物理机器对应；在这里内核的全部工作就是处理客户机和服务器间的通信，如果是单机则消息直接由本机操作系统内核传递，如果是分布式系统则消息需要通过网络在不同机器的操作系统内核间传递，但是无论采用何种方式，都是符合上述客户机/服务器模型的。
第二章
1、通常操作系统和用户之间有哪几类接口？
他们的主要功能是什么？
答：
操作系统和用户之间有两类接口，一类是作业控制级接口，一类是程序级接口。
作业控制级接口为用户提供对作业运行全过程的控制功能；程序接口是操作系统专门为用户程序设置的，也是用户程序取得操作系统服务的一个途径。
4、试比较一般的过程调用和系统调用的区别？
答：
所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
它是通过系统调用命令，中段现行程序而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。
完成后，控制又返回到发出系统调用命令之后的一条指令，被中断的程序将继续执行下去。
系统调用与一般过程调用不同，其主要区别是：
1）.运行的状态不同。
在程序中的过程一般或者都是用户程序，或者都是系统程序，即都是运行在同一个系统状态的（用户态或系统态）。
2）.进入的方式不同。
一般的过程调用可以直接由调用过程转向被调用的过程。
而执行系统调用时，由于调用过程与被调用过程是处于不同的状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，通常是通过访问管中断（即软中断）进入，先进入操作系统，经分析后，才能转向相应的命令处理程序。
3）.返回方式的不同。
4）.代码层次不同。
一般过程调用中的被调用程序是用户级程序，而系统调用是操作系统中的代码程序，是系统级程序。
6、简述作业在系统中的几种状态及转换？
答:
作业现在系统中一般要经历输入、后背、执行、完成四个状态。
输入状态，又称为提交或录入状态，是指用户将自己的程序和数据提交给系统的后援存储器。
后备状态，在作业的输入阶段，操作员将用户提交的作业通过脱机输入或者调用SPOOLing系统输入过程，将作业输入到直接存取的后援存储器，然后有作业注册程序负责为进入系统的作业建立作业控制块，并把他加入到后背作业队列中，等待作业调度程序调度，这是作业处于后备状态
执行状态，一个作业被作业调度程序选中并分配了必要的资源，建立了一组相应的进程后，改作业进入执行状态。
完成状态，当程序正常运行结束或因发生错误而终止时，作业进入完成状态。
9、在一个两道作业的操作系统中，设在一段时间内先后到达了4个作业，他们的提交时刻和运行时间如下表所示：
作业号
提交时间
运行时间/分钟
1
8：
00
60
2
8:
20
35
3
8:
30
25
4
8:
35
5
系统采用短作业优先的调度算法，作业被调度进入运行后不再退出，但每当作业进入运行时，可以调整运行的优先次序。
（1）按照所选的调度算法，请分别给出上述4个作业的执行时间序列
（2）计算在上述调度算法下作业平均周转时间
答：
短作业优先调度算法：
作业的执行顺序为1432
平均周转时间：
63.75
10、假定要在一台处理机上执行下列作业：
作业
执行时间
优先级
1
10
3
2
1
1
3
2
3
4
1
4
5
5
2
且假定这些作业以1、2、3、4、5的顺序到达。
（1）说明分别使用FCFS、SJF以及非剥夺式优先级调度算法时，这些作业的执行情况
（2）针对上述每种调度算法，给出平均周转时间和平均带权周转系数
答：
（1）FCFS执行情况是12345，SJF执行情况是12435。
，非剥夺优先级执行情况是：
14352
（2）FCFS平均周转时间13.4，带权周转系数：
7.26
SJF平均周转时间13.2，带权周转系数：
6.96
非剥夺优先级平均周转时间14.2，带权周转系数：
8.22
第三章
8、进程有哪三种基本状态？
各状态之间是因何转换的？
答：
进程有就绪、运行、阻塞三种状态
（1）就绪－>执行
处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态转变成执行状态。
（2）执行－>就绪
处于执行状态的进程在其执行过程中，因分配给它的一个时间片已用完而不得不让出处理机，于是进程从执行状态转变成就绪状态。
（3）执行－>阻塞
正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时，便从执行状态变成阻塞状态。
（4）阻塞－>就绪
处于阻塞状态的进程，若其等待的事件已经发生，于是进程由阻塞状态转变为就绪状态。
9、进程控制块的内容由哪三类信息组成？
各类信息的作用如何？
系统是如何管理进程控块的？
答：
（1）进程控制块的内容由标识信息、现场信息、控制信息组成。
（2）标识信息：
是为了标识系统中的各个进程，每个进程有且只有一个标识名或标识数。
现场信息：
记录进程使用处理器是的各种现场信息。
主要有CPU通用寄存器的内容、CPU状态寄存器内容及栈指针等信息。
控制信息：
操作系统对进程进行调度管理时用到的信息，主要有进程状态、调度信息、数据结构信息、队列指针、位置信息、通信信息、特权信息、存储信息等
（3）进程控制块在内存中是以表的形式存在的，操作系统对PCB进行集中统一的管理，所有的PCB集中在一个固定的存储空间上，形成了PCB表。
当PCB表项很多事，系统还可以将同种性质的进程组织在一张表中，形成多个索引表，提高查表效率。
PCB的数目通常在操作系统配置完成后确定，数目的多少取决于系统最大可运行的进程数。
13、信号量是什么？
怎样进行分类？
答：
信号量是表示资源的实体，是一个与队列有关的整型变量，其值只能有P、V操作改变。
根据用途不同，信号量分为公用信号量和私用信号量。
公用信号量用于实现进程间的互斥，初值通常设为1，他所联系的一组并行进程均可对他实施P、V操作；私用信号量用于实现进程间的同步，初值通常设为0或n，允许拥有它的进程对其实施P操作。
24、设有n个进程共享一个互斥段，对于如下两种情况：
（1）如果每次只允许一个进程进入互斥段
（2）如果最多运行m个进程（m试问：
所采用的互斥信号量的初值是否相同？
信号量的变换范围如何？
答：
所采用的互斥信号量初值不同，第一种情况下的初值为1，而第二种情况的初值为m，信号量的变化范围也不同，分别为（1-n）~1，（m-n）~m，可见第一种是第二种的特殊情况，而第二种情况更具有一般性。
25、有如下两个进程T1和T2，优先级相同，信号量R1和R2的初值都是0，C=3.试分析并发执行后，a，b，c的值各是多少：
T1T2
begin{begin{
a：
=1；b:
=1；
a:
=a+2;b:
=b+2;
V（R1）;P（R1）;
c:
=a+1;b:
=a+b;
P（R2）;V（R2）;
a:
=a+c;c:
=b+c;
}}
endend
答：
a=13，b=6,c=10，
27、A、B两艘船共同使用一个货位卸货，A船装的是汽车，B船装的是冰箱，甲乙两个厂家分别等待提走汽车和冰箱，货位上放汽车或冰箱是随机的，有下列两种情况
（1）一个货位只能容纳一件货物（一辆汽车或一台冰箱）
（2）一个货位可以容纳N件货物
使用P、V操作分别写出他们可以同步的程序
答、
（1）信号量初始值S＝1；car＝refrigeratory＝0
A进程
begin
P（S）;
卸汽车;
V（car）;
End
B方向车进程
begin
P（S）;
卸冰箱;
V（refrigeratory）;
end
汽车厂家进程
begin
P（car）;
提汽车;
V（S）;
end
冰箱厂家进程
begin
P（refrigeratory）;
提汽车;
V（S）;
End
（2）信号量初始值S＝n;；car＝refrigeratory＝0;mutex=1
A进程
begin
P（S）;
P（mutex）;
卸汽车;
V（mutex）;
V（car）;
汽车厂家进程
begin
P（car）;
P（mutex）;
提汽车;
V（mutex）;
V（S）;
End
B方向车进程
begin
P（S）;
P（mutex）;
卸冰箱;
V（mutex）;
V（refrigeratory）;
End
冰箱厂家进程
begin
P（refrigeratory）;
P（mutex）;
提汽车;
V（mutex）;
V（S）;
End
30、有一个产生随机数的程序，每次只能产生一个数字，产生的是奇数或偶数或0,3各进程分别取走这三个数进行记录，请根据以上的情况编写合适的同步程序
答：
设置三个信号量S、S1、S2、S3分别表示数是否生成、奇数、偶数、0，S初值为1，其他初值均为0
奇数：
Begin
P（S）
生成一个奇数
V（S1）
End
Begin
P（S1）
进程1取走奇数
V（S）
End
偶数
Begin
P（S）
生成一个偶数
V（S2）
End
Begin
P（S2）
进程2取走偶数
V（S）
End
0
Begin
P（S）
生成0
V（S3）
End
Begin
P（S3）
进程3取走0
V（S）
End
31、有一个图书馆，读者进入时必须现在一张登记表上进行登记（该表为每一座位列出一个表目），包括座号和姓名，读者离开时要撤销登记，图书馆有1000个座位。
试问：
（1）为描述读者的动作，应编写几个程序，应设置几个进程，进程和进程之间的对应
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