操作系统期中考试题与答案.docx
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操作系统期中考试题与答案
第一章操作系统引论
（一）单项选择题
1、操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境，因此它必须使计算机（）
A.使用方便 B．高效工作 C.合理使用资源 D．使用方便并高效工作
2、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是（ ）。
A．分时操作系统 B．批处理单道系统 C．实时操作系统 D．批处理多道系统
3、下列系统中（ ）是实时系统。
A．计算机激光照排系统 B．办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D．计算机辅助设计系统4、操作系统是一种系统软件，它（ ）。
A．控制程序的执行 B．管理计算机系统的资源
C.方便用户使用计算机 D．管理计算机系统的资源和控制程序的执行
5、计算机系统把进行（ ）和控制程序执行的功能集中组成一种软件，称为操作系统
A．CPU管理B．作业管理 C．资源管理D．设备管理
6、批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率，但（ ）。
A.不能自动选择作业执行 B．无法协调资源分配 c．不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预7、分时操作系统适用于（）。
A．控制生产流水线B．调试运行程序c．大量的数据处理D．多个计算机资源共享
8、在批处理兼分时的系统中，对（）应该及时响应，使用户满意。
A．批量作业B.前台作业c．后台作业D．网络通信9、实时操作系统对可靠性和安全性要求极高，它（ ）。
A．十分注重系统资源的利用率B．不强调响应速度
C．不强求系统资源的利用率 D．不必向用户反馈信息
（二）填空题
1、 计算机系统是按用户要求接收和存储信息，自动进行___数据处理____并输出结果信息的系统。
2、计算机系统把进行____资源管理 ___和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。
3、操作系统使用户合理___共享资源____，防止各用户间相互干扰。
4、使计算机系统使用方便和__高效地工作_____是操作系统的两个主要设计目标。
5、批处理操作系统、_分时操作系统______和实时操作系统是基本的操作系统。
6、在多道操作系统控制下，允许多个作业同时装入__主存储器_____，使中央处理器轮流地执行各个作业。
7、批处理操作系统提高了计算机系统的__工作效率 _____，但在作业执行时用户不能直接干预作业的执行。
8、在分时系统中，每个终端用户每次可以使用一个由__时间片_____规定的CPU时间。
9、分时系统具有同时性、独立性、及时性和__交互性 _____等特点。
10、在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为___前台____作业，把由批处理系统控制的作业称为___后台____作业。
11、实时系统要求有__高可靠性和安全性 _____,不强求系统资源的利用率。
12、操作系统的资源管理功能有：
处理器管理、_存储管理_ _____、文件管理、设备管理和作业管理。
13、___处理器管理____为用户合理地分配处理器时间．尽可能地使处理器处于忙状态，提高处理器的工作效率。
（三）简答题
1、计算机系统的资源包括哪些?
计算机系统的资源包括两大类:
硬件资源和软件资源。
硬件资源主要有中央处理器、主存储器、辅助存储器和各种输入输出设备。
软件资源有编译程序、编辑程序等各种程序以及有关数据。
2、简述操作系统的定义。
、操作系统是计算机系统的一种系统软件，它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。
3、为计算机设计操作系统要达到什么目的?
设计时应考虑哪些目标?
操作系统是一种系统程序，其目的是为其他程序的执行提供一个良好的环境。
它有两个主要设计目标：
一是使计算机系统使用方便，二是使计算机系统能高效地工作。
4、从操作系统提供的服务出发，操作系统可分哪几类?
从操作系统提供的服务出发，操作系统可分为：
批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
5．何谓批处理操作系统?
用户准备好要执行的程序、数据和控制作业执行的说明书，由操作员输入到计算机系统中等待处理，操作系统选择作业并按其作业说明书的要求自动控制作业的执行。
采用这种批量化处理作业的操作系统称为批处理操作系统。
6．为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率?
批处理多道系统能极大地提高系统的工作效率，表现在四个方面：
（1）多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间；
（2）作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源；（3）作业执行过程中不再访问低速设备，而直接访问高速的磁盘设备,缩短执行时间；（4）作业成批输入，减少了从操作到作业的交接时间7、分时系统如何使各终端用户感到好像自己独占一台计算机?
在分时系统中、系统把CPU时间划分成许多时间片，每个终端每次可以使用由一个时间片规定的cPu时间，多个终端用户就这样轮流地使用cPU，每人都得到了及时响应，感到好像自己独占了一台计算机。
8、简述操作系统的五大功能。
从资源管理的观点出发，操作系统具有五大功能：
（1）处理器管理。
为用户合理分配处理器时间，提高处理器工作效率。
（2）存储管理。
为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。
（3）文件管理。
管理用户信息，为用户提供按文件名存取功能，合理分配文件的存储空间。
（4）设备管现。
负责设备约分配、启动以及虚拟设备的实现等.（5）作业管理。
实现作业调度和控制
第二章-1进程管理
（一）单项选择题
1.临界区是指（）。
A.并发进程中用于实现进程互斥的程序段B．并发进程中用于实现进程同步的程序段
C．并发进程中用户实现进程通信的程序段D．并发进程中与共享变量有关的程序段
2．相关临界区是指（ ）。
A.一个独占资源B.并发进程中与共享变量有关的程序段
C.一个共享资源 D.并发进程中涉及相同变量的那些程序段
3．管理若干进程共享某一资源的相关临界区应满足三个要求,其中（ ）不考虑。
A.一个进程可以抢占己分配给另一进程的资源B．任何进程不应该无限地逗留在它的临界区中
C.一次最多让一个进程在临界区执行D.不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界区
4、（ ）是只能由P和v操作所改变的整型变量。
A共享变量B．锁C.整型信号量 D．记录型信号量5．对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应（ ）。
A．不变B．加1 C减1D．减指定数值
6．在执行v操作时，当信号量的值（）时，应释放一个等待该信号量的进程。
A．>0B．.<0C．.>=0D．<=0
7、PV操作必须在屏蔽中断下执行，这种不可变中断的过程称为（）。
A初始化程序B．原语C．子程序 D控制模块
8、进程间的互斥与同步分别表示了各进程间的（ ）。
A．竞争与协作 B．相互独立与相互制约C．不同状态 D．动态性与并发性9、并发进程在访问共享资源时的基本关系为（ ）。
A．相互独立与有交往的B．互斥与同步c并行执行与资源共享D信息传递与信息缓冲10．在进程通信中，（ ）常用信件交换信息。
A．低级通信 B．高级通信c．消息通信 D．管道通信11．在间接通信时，用send（N，M）原语发送信件，其中N表示（ ）。
A．发送信件的进程名 B．接收信件的进程名C信箱名D．信件内容
12．下列对线程的描述中，（ ）是错误的。
A.不同的线程可执行相同的程序B．线程是资源分配单位
C．线程是调度和执行单位D．同一进程中的线程可共享该进程的主存空间
13．实现进程互斥时，用（ ）对应，对同一个信号量调用Pv操作实现互斥。
A．一个信号量与一个临界区B．一个信号量与—个相关临界区C．一个信号量与一组相关临界区D．一个信号量与一个消息
14．实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程（ ）可把不同的消息发送出去。
A．在同一信号量上调用P操作 B在不同信号量上调用P操作
C．在同一信号量上调用v操作 D．在不同信号量上调用v操作
（二）填空题
1、进程的___顺序性___是指进程在处理器上的执行是按顺序进行的。
2、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有__封闭性____和__可再现性____两个特性。
3、进程的封闭性是指进程的执行结果只取决于__进程本身____，不受外界影响。
4、进程的可再现性是指当进程再次重复执行时，必定获得___相同___的结果。
5、一个进程的工作在没有全部完成之前,另一个进程就可以开始工作，则称这些进程为__可同时执行的____。
6、若系统中存在一组可同时执行的进程，则就说该组进程具有__并发性____。
7、如果—个进程的执行不影响其他进程的执行，且与其他进程的进展情况无关，则说这些并发进程相互之间是_无关_____的。
8、如果一个进程的执行依赖其他进程的进展情况，则说这些并发进程相互之间是__有交往的____ 9、有交往的并发进程一定__共享____某些资源。
10、有交往的进程执行时可能产生与时间有关的错误，造成不正确的因素与进程_占用处理器的时间_____、_执行的速度_____和外界的影响有关。
11、对__共享资源____的使用不受限制，这是使有交往的并发进程执行时出现与时间有关的错误的根本原因。
12、临界区是指并发进程中与__共享变量____有关的程序段。
13、_相关临界区_____是指并发进程中涉及到相同变量的那些程序段。
14、只要涉及相同变量的若干进程的相关临界区_互斥执行_____，就不会造成与时间有关的错误。
15、进程的__互斥____是指当有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程去使用。
16、PV操作是在一个信号量上进行的__不可被中断____的过程，这种过程也称为_原语_____
17、利用PV操作管理相关临界区时，必须成对出现，在进入临界区之前要调用__P操作____，在完成临界区操作后要调用__v操作____。
18、.若信号量的初值为1，用Pv操作能限制一次_只有一个_____进程进入临界区操作。
19、进程的__同步____是指并发进程之间存在一种制约关系,一个进程的执行依赖另一个进程的消息。
20、_同步机制_____能把它进程需要的消息发送出去，也能测试自己需要的消息是否到达。
21、Pv操作不仅是实现__．进程互斥____的有效工具，而且也是一种简单而方便的__同步____工具。
22、用PV操作实现进程同步时，调用__P操作____测试消息是否到达，调用_v操作_____发送消息。
23、用Pv操作实现生产者消费者之间的同步时，在访问共享缓冲区的_前_____和__后____分别调动P操作和v操作。
24、进程的互斥实际上是进程__同步____的一种持殊情况。
25、进程的互斥是进程间___竞争___共享资源的使用权，其结果没有_固定的必然关系_____，而进程的同步则在共享资源的并发进程之间有一种___必然的___依赖关系。
26、PV操作也可看作为进程间的一种通信方式，由于只交换了少量的信息，故称为__低级通信方式
27、通过专门的通信机制实现进程间交换大量信息的通信方式称为__进程通信____。
28、采用高级通信方式时,进程间用__信件____来交换信息。
29、最基本的通信原语有两条,它们是_send_____原语和__receive____原语。
30、进程通信方式有两种：
__直接通信____和___间接通信___。
31、直接通信是固定在__一对____进程之间通信，而间接通信以信箱为媒体实现通信。
32、一个信息可以由_信箱说明_____和_信箱体_____两部分组成。
33、进程间通过信件交换信息，可实现__进程同步____。
34、用P、V操作解决下图之同步问题？
提示：
分别考虑对缓冲区S和T的同步，再合并考虑
GETCOPYPUT
设置四个信号量Sin=1,Sout=0,Tin=1,Tout=0;
S的输入信号为Sin，输出信号为Sout;T的输入信号为Tin，输出信号为Tout
GET:
COPY:
PUT:
While
（1）{while
（1）{while
（1）{
P（Sin）;P（Sout）;P（Tout）;
将数放入S；P（Tin）;将数从T取走
V（Sout）；将数从S取出放入T；V（Tin）；
}V（Tout）;}
V（Sin）;
}
（三）简答题
1、什么是进程的顺序性和并发性?
进程的顺序性是指进程在顺序的处理器上严格地按顺序执行。
若系统中存在一组可同时执行的过程，则该组程序具有并发性。
可同时执行的进程是指这些进程执行时在时间上是重叠的，即一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就可以开始工作
2、为什么并发进程执行时可能会产生与时间有关的错误?
如何避免?
有交往的并发进程可能会同时使用共享资源，如果对这种情况不加控制，由于进程占用处理器的时间、执行的速度和外界的影响等，就会引起与时间有关的错误。
只要使若干并发进程的相关临界区互斥执行，就可避免造成这类错误。
3、简述临界区的相关临界区的概念。
临界区是指并发进程中与共享变量有关的程序段。
相关临界区是指并发进程中涉及到相同变量的那些程序段。
4、管理相关临界区有些什么要求?
管理相关临界区有三点要求：
（1）一次最多让一个进程在临界区执行；
（2）任何一个进入临界区执行的进程必须在有限的时间内退出临界区；（3）不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界区5、假设PV操作用信号量s管理某个共享资源，请问当s＞0，S＝0和S＜0时，它们的物理意义是什么?
信号量S的物理意义如下：
s＞0时，S表示可使用的资源数或表示可使用资源的进程数。
s＝0时，表示无资源可供使用和表示不允许进程再进入临界区。
s＜0时，│S│表示等待使用资源的进程个数或表示等待进入临界区的进程个数。
6、请给出PV操作的定义Pv操作是指在信号量上进行的P操作和v操作。
假定信号量为s，则P（s）和v（s）的定义如下：
Procedurep（Vars:
semaphore）;
begins:
=s-1;ifs<0thenw（s） end;
Procedurev（Vars:
semaphore）;
begins:
=s+1;ifs<=0thenr（s）end;其中，W（s）表示将调用P（s）过程的进程置成“等待信号量s”的状态，且将其排入等待队列。
R（s）表示释放一个“等待信号量s”的进程，该进程从等待队列退出并加入就绪队列中.
7、用Pv操作实现进程间同步与互斥应注意些什么?
（1）对每一个共享资源（含变量）都要设立信号量，互斥时对一个共享资源设一个信号量，同步时对一个共享资源可能要设两个或多个信号量，视由几个进程来使用该共享变量而定。
（2）互斥时信号量的初值可大于或等于1,同步时，至少有一个信号量的初值大于等于1。
（3）Pv操作一定要成对调用，互斥时在临界区前后对同一信号量作Pv操作，同步时则对不同的信号量作Pv操作，Pv操作的位置一定要正确。
（4）对互斥和同步混合问题．PV操作可能会嵌套，—般同步的Pv操作在外，互斥的Pv操作在内。
8、何谓进程通信?
最基本的通信原语有哪些?
通过专门的通信机制实现进程间交换大量信息的通信方式称为进程通信。
最基本的通信原语有send原语和receive原语，前者负责发送信件，后者负责接收信件。
9、直接通信与间接通信有何区别?
直接通信是固定在一对进程间进行的,而间接通信时以信箱为媒体实现通信。
因此在send和receive原语中,第一个参数互不相同。
直接通信时分别为接收者进程名和发送者进程名,而间接通情时均为信箱名。
（四）应用题1、有一南北向的单行车道，在车道A、B两端以外一段距离处有减速标志和自动计数系统，A、B两处设有信号灯，信号灯的管理要求如下：
绿灯行，红灯停，A、B两端红绿灯同时变换，一方红变绿时另一方绿变红。
绿灯保持到同一方向进入的车辆全部驶入AB段,当AB之间无车辆行驶时，允许到达A端（或B端）的车辆驶入AB段，但只准某一方的车辆进入；一方最后一辆车进入AB段后，双向亮红灯让车辆全部通过（假设2分钟），然后让已在等待的任何一方车辆驶入。
试用Pv操作管理AB路段车辆的行驶。
分析：
本题可参考读者写者问题，相当于两组读者使用一个共享文件的互斥问题。
对共享资源AB路段设一个信号量s，对A、B两端的共享计数器cA和cB应设两个信号量sA和SB。
所设计的程序段如下：
BEGINs,sa,ab:
semaphore;ca,cb:
integer;s:
=1;sa:
=1;sb:
=1;
Cobegin
Processcar-ai;{I=1,2,……}
Beginp（sa）;ca:
=ca+1;ifca=1thenp（s）; v（sa）;{使信号灯A端绿，B端红,车辆从A端驶入AB段}
p（sa）;ca:
=ca-1;ifca=0thenbegin{A,B两端都亮红灯2分钟}v（s）end; end;
Processcar-bj;{j=1,2,……}
Beginp（sb）;cb:
=cb+1;ifcb=1thenp（s）;v（sb）;{使信号灯B端绿，A端红；车辆从B端驶入AB段}
p（sb）;cb:
=cb-1;ifcb=0thenbegin{A,B两端都亮红灯2分钟}v（s）end;end; coend;end;
2、在测温系统中要完成采样、转换和显示等任务。
采样过程把从传感器上得到的整型微电压值存入一个缓冲区，转换过程把微电压值从缓冲区中取出，计算转换成温度值再存入该缓冲区，显示过程把缓冲区中的温度值取出并显示。
试用PV操作实现三个过程共享缓冲区的同步问题。
分析：
此题类似于两个生产者消费者问题。
采样过程相当于生产者，转换过程相当于消费者，显示过程为消费者，而转换过程还充当生产者。
为此设立三个信号量：
SS表示采集的微电压值能否存入缓冲区,初值为1；Sc表示缓冲区中是否有微电压值要转换成温度值，,初值为0；sD表示缓冲区是否有温度值要显示，初值为0。
解决此同步问题的程序段为：
BEGINss,sc,sd:
semaphore;buffer:
integer;ss:
=1;sc:
=0;sd:
=0;
Cobegin
Processsample;
BeginL1:
getasample;p（ss）;buffer:
=sample; v（sc）;gotoL1 end;
Processconvert;
BeginL2:
p（sc）;takeasamplefrombuffer;convertthesampletotemperature;
buffer:
=temperature;v（sd）;gotoL2 end;
Processdisplay;
BeginL3:
p（sd）;takeatemperaturefrombuffer;v（ss）; displaythetemperature; gotoL3end;
Coend;end;3、现有三个进程，Reader进程把键盘输入的一个整数读入缓冲区B1，Executor进程把B1中的数据取出进行处理，处理完后存到输出缓冲区B2中，最后由Pinter进程将B2中的数据打印出来。
假设B1和n2都只能存放一个整数，请用Pv操作管理这三个并发进程的执行.分析：
本题也可看作是两个生产者消费者问题。
Reader进程为生产者，Executor进程既是消费者又是生产者，Printer进程为消费者，由于这里有两个缓冲区，所以要设四个信号量：
sR表示是否能把数据存入缓冲区B1，初值为1；SEl表示缓冲区Bl中是否已存有数据可供处理，初值为0；SE2表示是否把处理过的数据存入缓冲区B2，初值为1；sP表示缓冲区B2中是否已存有数据可供打印，初值为0。
用Pv操作管理这三个并发进程的程序如下：
BEGINsr,se1,se2,sp:
semaphore;b1,b2:
integer;sr:
=1;se1:
=0;sp:
=0;se2:
=1;
Cobegin
Processreader;
Varnumber:
integer;
BeginL1:
readanumber;p（sr）;b1:
=number; v（se1）;gotoL1 end;
Processexecutor;
Varnumber2:
integer;
BeginL2:
p（se1）;takeanumberfromb1;v（sr）;processthenumbertonumber2;
p（se2）;b2:
=number2;v（sp）;gotoL2 end;
Processprinter;
BeginL3:
p（sp）;takeanumberfromb2;v（se2）; printthenumber;gotoL3end; Coend;end;
4、用进程通信的方法解决生产者消费者问题。
要求生产者能告诉消费者产品的说明、规格、价格等。
而消费者能反馈对物品的评价和处理情况。
设生产者消费者进程要设立的公用信箱B，假设现在信箱中放一封初始信件，表示物品已取走。
用进程通信管理生产者消费者问题的程序如下：
begin…..
PROCESSProducer;
……
L1:
Produceaproduct;
L2:
receive（B,H）;
If{x中没有表示物品已取走}thengotoL2
elsebegin{组织回信M,M中含产品完成存放地点，产品说明，规格，价格等} send（B,M）;end;gotoL1 end;
PROCESSconsumer;
……
L3：
receive（B，Y）;
If{Y中表示产品已完成}thenbegin{按信件中地址取出比物品,组织回信M；回信中表示物品已取走，并反映对产品的评价和处理情况}send（B，m）;gotoL3; end;
…….End; end;
第二章-2进程管理
（一）单项选择题1、．进程是（ ）。
A．一个系统软件 B．与程序概念等效c．存放在内存中的程序 D．执行中的程序2、.进程的（ ）和并发性是两个很重要的属性。
A．动态性 B.静态性 c．易用性 D．顺序性3、（ ）是完成操作系统功能的进程。
A，用户进程B．系统进程C．并发进程D．编译进程4、已经获得除（ ）以外所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
A主存储器 B．打印机 C．CPU D．磁盘空间5、在一个单处理器系统中，处于运行态的进程（ ）。
A．可以有多个 B．不能被打断 c．只有一个 D．不能请求系统调用6、对于一个单处理器系统来说,允许若干进程同时执行，轮流占用处理器．称它们为（）的。
A.顺序执行B.同时执行c.并行执行D.并发执行7、操作系统根据（ ）控制和管理进程，它是进程存在的标志。
A．程序状态字 B．进程控制块 c．中断寄存器
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