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习题册09打印稿
第一章操作系统引论
本章学习要点
【1】掌握操作系统的概念与作用
【2】掌握操作系统的基本类型与特点
【3】掌握操作系统的特征与功能
【4】掌握多道程序设计技术
本章学习难点
【1】多道程序设计技术
【2】操作系统的特征
一.判断改错题（正确的打√，错误的打×并改正）
（1）实时系统只能应用于生产控制系统，不能应用于信息处理系统。
（）
（2）并发含有“同时进行”的概念，是指两个或者是多个事件在同一时刻发生。
（）
（3）操作系统虚拟机在逻辑功能上与裸机一样，具有一个物理实体。
（）
（4）对用户而言，操作系统是一种人机交互的环境，对设计者而言，它是一种强功能的系统资源管理程序。
（）
（5）资源的共享是以程序的并行执行为条件的，没有程序的并行执行，就没有资源的共享。
（）
（6）计算机系统的资源包括程序和数据两大部分。
（）
（7）若把计算机系统分为若干层次，则按由上而下顺序可分为应用系统与应用软件、操作系统、其它系统软件和裸机。
（）
（8）批处理控制程序解决了作业间的自动转换，减少了时间浪费，尤其是主机CPU时间的浪费，如果一个用户的计算作业非常庞大,也不会独自一直占据CPU。
（）
二.填空题
（1）实时含有立即、及时之意，因而是实时系统最关键的因素。
（2）操作系统的层次结构中，与或运行频率较高的模块都安排在紧靠硬件的软件层中，这一部分通常称为，它在执行基本操作时，往往是利用操作来实现，该操作具有原子性。
（3）UNIX是一个真正的用户、任务的操作系统。
（4）如果一个操作系统兼有、和三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为通用操作系统。
（5）实现多道程序设计必须妥善解决三个问题：
、和系统资源的管理和调度。
（6）批处理系统的主要优点是，资源利用率高，系统开销小，它的缺点在于作业处理的，用户交互能力较弱。
（7）操作系统是对计算机进行的程序，是计算机和的接口。
（8）提供网络通讯和网络资源共享功能的操作系统称为操作系统。
（9）对系统总体设计目标来说，批处理系统注重提高计算机的效率，尽量增加系统的，分时系统应保证用户的，而实时系统在及时响应和处理的前提下，再考虑。
（10）在主机控制下进行的输入/输出操作称为操作。
（11）在计算机系统中，是整个系统硬件的核心和基础，而在计算机软件系统中，具有同样的核心和基础作用。
三.简答题
1.简述操作系统在计算机系统中的位置。
答：
2.简述操作系统的虚拟机的观点和资源管理的观点。
答：
3.什么是操作系统？
它有什么基本特征？
答：
4.多道程序设计时应注意什么问题？
答：
四.本章复习题
1.实时操作系统必须在（ ）内处理来自外部的事件。
A.一个机器周期 B.被控制对象规定的时间
C.周转时间 D.时间片
2.操作系统中最基本的两个特征是（ ）
A.并发和不确定性 B.并发和共享 C.共享和虚拟 D.虚拟和不确定性
3.分时系统追求的目标是（ ）
A.充分利用I/O设备 B.快速响应用户
C.提高系统吞吐量 D.充分利用内存
4.批处理系统的主要缺点是（ ）
A.系统吞吐量小 B.CPU利用率不高 C.资源利用率低 D.无交互能力
5.在主机控制下进行的输入输出操作称为（ ）操作。
6.如果操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于（ ）类型；如果系统可靠，响应及时但仅有简单交互能力则属于（ ）类型；如果操作系统在用户提交作业后不提供交互能力，它追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于（ ）类型。
7.设内存中有三道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。
它们的计算和I/O操作时间
程序
操作
A
B
C
计算
30
60
20
I/O
40
30
40
计算
10
10
20
如表所示（单位：
ms）。
假设三道程序使用相同设备进行I/O操作，即程序以串行方式使用设备。
试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的时间忽略不计）。
在两种情况下，完成三道程序各要花多少时间？
8.试比较分时系统和实时系统。
第二章进程管理
本章学习要点
【1】掌握进程的定义和特征
【2】掌握进程状态及其状态转换的原因
【3】熟练运用信号量解决进程同步问题
【4】掌握调度的类型与方式
【5】掌握常用的进程调度算法
【6】掌握死锁的相关知识
【7】理解银行家算法
本章学习重点和难点
【1】运用信号量解决进程同步问题
【2】进程调度算法
【2】银行家算法
一.判断改错题（正确的打√，错误的打×并改正。
）
（1）进程由程序和数据两部分组成。
（）
（2）在生产者消费者进程中，V操作的次序无关紧要，而P操作次序不能颠倒。
（）
（3）产生死锁的原因之一是对计算机操作不当，造成计算机死机。
（）
（4）原语是指操作系统中的初始化程序。
（）
（5）若进程处于阻塞状态，当引起阻塞的条件被解除时，进程状态应变为运行状态。
（）
（6）并发进程可以同时进入临界区，交替访问临界资源。
（）
（7）程序的封闭性是指该程序不允许某些进程调用。
（）
（8）消息通信因为它数据量较小，因而它是一种低级通信方式。
（）
（9）单机系统最多允许两个进程处于运行状态。
（）
（10）死锁产生，必须要满足四个必要条件，所以，为避免死锁产生，主要注意如何不让这四个必要条件成立，并打破循环等待资源的环路。
（）
（11）操作系统的进程管理是整个操作系统管理中的核心，它包含了进程的调度、协调以及进程通信。
（）
二.填空题
（1）操作系统中，进程是、和管理的最小独立单位，操作系统的各种活动都与有关。
（2）消息传递系统属于级通信方式，进程间的数据交换以为单位。
（3）一个进程可以由系统创建，或者由用创建原语创建。
被创建的进程开始处于等待状态。
在条件成熟时，采用原语为它们分配除以外的所有资源，并被排列到队列中。
（4）一次仅允许一个进程使用的资源称为，同时把访问该资源的那段程序代码称为。
（5）轮转法是按照轮流地把处理器分配给就绪队列中的进程，该算法多用于系统中，其难点在于。
（6）信号量的物理意义是当信号量大于零时表示；当信号量小于零时，其绝对值为。
（7）死锁的检测可以通过图，利用定理来实现。
（8）进程运行过程中，因为、等待I/O操作等事件发生时，通过原语将它撤下，排入队列，并引起新的。
（9）有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信号量值的变化范围是。
（10）对单处理机系统，处于状态的进程只能有1个，处于就绪状态的进程可以有多个，它们仅未获得控制权，按某种方式排成一队列，此队列称为队列，操作系统必须按照一定的，每次从队列中选择一个进程投入运行，这个选择过程称为。
三.简答题
1.处理机管理的主要任务是什么？
具有哪些主要功能？
答：
2.程序的顺序执行和并发执行有何不同？
答：
3.简述进程的定义，进程的基本状态以及进程状态转换的典型原因。
答：
4.简述进程与程序的区别。
答：
5.进程的实体是什么？
答：
6.简述进程控制块的主要内容。
答：
7.简述进程通信的概念，最基本的通信原语有那些？
答：
8.简述读者——写者问题的思想。
答：
9.什么是原语？
答：
10.简述引起进程调度的原因。
答：
11.进程调度有何功能？
有哪些常用的调度算法？
答：
12.什么叫安全状态？
常用什么方法保持系统处于安全状态？
答：
13.进程之间存在哪几种相互制约关系？
各是什么原因引起的？
下列活动分别属于哪种制约？
①若干同学去图书馆借书②两队举行篮球比赛③流水线生产的各道工序④商品生产和社会消费。
答：
14.系统中有3个进程，4个相同类型的资源，每个进程最多需要2个资源，该系统是否会发生死锁？
为什么？
答：
15.资源分配图如图所示，系统是否处于死锁状态？
r1r2r3r4
答：
16.简述解决死锁的途径。
17.简述死锁定理。
答：
四.综合应用题
18.请用信号量实现4*100接力赛的同步过程
答：
有一发送者进程和一接收者进程，其流程如下。
s是用于实现进程同步的信号量，m是用于实现进程互斥的信号量。
试完成流程图。
假定缓冲区有无限多个，s和m的初值为多少？
发送者接收者
申请缓冲区C
把信息写入缓冲区D
A从消息链首取一个缓冲区
将缓冲区放到消息链尾V（m）
B从缓冲区取出消息
V（s）释放缓冲区
答：
19.桌上有一只盘子，最多允许存放两只水果，每次只能放入或取出一个水果。
爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子，两个儿子专等吃盘中的苹果，两个女儿专等吃盘中的桔子。
试用PV操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。
答：
20.在公共汽车上，司机和售票员的活动分别是
司机：
启动车辆；正常行车；到站停车；
售票员：
关车门；售票；开车门；
在汽车不断到站、停车、行驶过程中，这两个活动存在着同步关系，试用信号量和P、V操作实现它们的同步。
答：
21.某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚引用。
水缸可容12桶水,水取自同一井中。
水井径窄，每次只能容一个桶取水。
水桶总数为4个。
每次入、取缸水仅为一桶，且不可同时进行。
试给出有关取水、入水的算法描述。
答：
22.设系统中有五个进程、3种资源，总数分别为A17，B5，C20，T0时刻系统状态如下。
最大资源需求
已分配资源
剩余资源数
A
B
C
A
B
C
A
B
C
P1
5
5
9
2
1
2
2
3
3
P2
5
3
6
4
0
2
P3
4
0
11
4
0
5
P4
4
2
5
2
0
4
P5
4
2
4
3
1
4
15
2
17
i.完成剩余资源数的计算：
ii.T0时刻是否安全？
iii.若P2请求资源（0，3，4），系统如何处理？
答：
23.P1，P2，P3，P4四个进程同时依次进入就绪队列，它们所需要的处理器时间和优先数如下，若不计调度等所消耗的时间，请回答：
进程处理器时间（秒）优先数
P1202
P2153
P3105
P4123
①分别写出采用先来先服务和非抢占式的优先数调度算法时进程执行的次序。
②分别计算每个进程在就绪队列中的等待时间和平均等待时间。
答：
24.系统中有四道作业，分别用先来先服务、短作业优先调度方法和最高响应比优先法调度，完成表格的计算，并计算平均带权周转时间。
单位：
小时
作业
提交时间
运行时间
1
1：
00
2
2
1：
10
6
3
2：
00
2
4
2：
00
1
五.本章复习题
25.简要分析“高响应比优先调度”算法。
26.简述作业调度和进程调度的区别与联系。
27.打印机和磁盘都是共享资源，当多个作业共享时有什么不同？
28.为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要？
29.举例描述资源分配图。
30.简述选择作业调度算法的原则。
31.某招待所有100个床位，住宿者入住要先登记，离去时要撤消登记。
请用PV操作给出住宿登记及撤消登记过程的算法描述。
32.有三个进程PA、PB和PC合作解决文件打印问题：
PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1，每执行一次只能读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次只能复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次只能打印一个记录。
缓冲区的大小等于一个记录大小。
试用PV操作来保证文件的正确打印。
33.有A，B，C，D四人，A不断地向篮中放红球，B不断地向篮中放绿球，C不断地从篮中取红球，D不断地从篮中取绿球。
规定篮中最多放M只球，并且每次只能存放或取用一只，取球和放球不能同时进行。
现设四个信号量S1，S2，S3和S4，用于解决同步与互斥。
34.说明S1，S2，S3和S4四个信号量的含义和初值。
35.完成下面的P、V操作流程。
ABCD
↓↓↓↓
①②⑤⑦
↓↓↓↓
P（S2）③P（S2）P（S2）
↓↓↓↓
向篮中放红球向篮中放绿球从篮中取红球从篮中取绿球
↓↓↓↓
V（S2）V（S2）⑥V（S2）
↓↓↓↓
V（S3）④V（S1）⑧
↓↓↓↓
36.在某一自动测量系统中要完成采样、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，计算成度量值后再存入该缓冲区，显示过程把缓冲区中的度量值取出并显示。
用PV操作实现三个过程的同步问题，说明信号量SS，SC，SD的作用。
完成程序的填充，使其能正确执行。
Begin
Buffer:
integer;SS,SC,SD:
semaphore;
SS:
=1;SC:
=0;SD:
=0;
Cobegin
PROCESSsample
Begin
L1:
getasample;
;
buffer:
=sample;
;
gotoL1
end;
PROCESSconver
Begin
L2:
;
Takeasamplefrombuffer;
Convertthesampletoavalue;
Buffer:
=value;
;
gotoL2
end;
PROCESSdisplay
Begin
L3:
;
Takeavaluefrombuffer;
;
displaythevalue;
gotoL3
end;
coend;
end;
37.试用PV操作描述协调一个理发师和多个顾客之间的同步问题：
某个理发店有一间N个椅子的理发厅。
当没有顾客时，理发师去睡觉。
当有顾客进来时，如果理发师正在睡觉，这个顾客会叫醒他。
38.某工厂有两个生产车间和一个装配车间，两个生产车间分别生产A、B两种零件，装配车间的任务是把A、B两种零件组装成产品。
两个生产车间每生产一个零件后都要分别把它们送到装配车间的货架F1、F2上，F1存放零件A，F2存放零件B，F1和F2的容量均为可以存放10个零件。
装配工人每次从货架上取一个A零件和一个B零件组装成产品。
请用PV操作正确管理。
39.哲学家甲请哲学家乙、丙和丁到某处讨论问题，约定全体到齐后开始讨论，在讨论的间隙四位哲学家进餐，每人进餐都需使用刀、叉各一把，餐桌的布置如图，请用信号量及P、V操作说明这四位哲学家的同步、互斥过程。
丁
刀1
叉2
甲
丙
叉1
刀2
乙
40.在一间酒吧有三个音乐爱好者队列，第一队的爱好者只有随身听，第二队只有音乐磁带，第三队只有电池。
而要听音乐就必须三种物品齐全。
酒吧老板一次出售这三种物品中的任意两种。
当一名音乐爱好者得到这三种物品并听完一首乐曲后，酒吧老板才能再一次出售这三种物品中的任意两种。
全部买卖就这样进行下去。
试用PV操作正确解决这一买卖。
41.某数据库有一个写进程，N个读进程，它们之间读写操作的互斥要求是：
i.写进程正在写该数据库时，不能有其他进程读该数据库。
ii.读进程之间不互斥，可以同时读该数据库。
iii.如果有若干进程正在读该数据库，一个写进程正等待写，则随后欲读的进程也不能读该数据库，需等待写进程先写。
请用信号量及PV操作描述进程互斥及工作过程。
42.若有10个同类资源供三个进程共享，下表列出了这三个进程目前已占资源和最大需求量的情况，现在这三个进程P1，P2，P3又分别申请1个，2个，1个资源，请问：
①能否先满足进程P2的要求？
为什么？
②如何为这三个进程分配资源比较合适？
进程
已占资源数
最大需求数
P1
3
7
P2
3
8
P3
2
3
43.假设在单道批处理系统的后备状态中有四道作业，将按照“最高响应比优先法”调度运行，试计算各时刻的响应比，并完成下表的计算。
（单位：
小时）
作业
提交时间
运行时间
开始时刻
完成时刻
周转时间
1
8:
00
2
2
8:
50
0.5
3
9:
00
0.1
4
9:
50
0.2
平均周转时间=
平均带权周转时间=
第三章存储管理
本章学习要点
【1】掌握存储管理的相关概念
【2】掌握操作系统的分区存储管理方法
【3】熟悉分页和分段存储管理方法
【4】熟悉虚拟存储管理方法
本章学习难点
【1】分页与分段地址映射
【2】虚拟存储管理
44.判断改错题（正确的打√，错误的打×并改正。
）
45.进行程序的相对地址到物理地址的转换，就是地址重定位。
（）
46.在分页管理中所产生的内存碎片，最多小于帧的大小。
（）
47.段页式存储管理是通过请求调入和替换功能，对内外存进行统一管理，为用户提供了比实际内存容量大得多的物理存储空间。
（）
48.请求页式存贮管理中，若一个作业要求的全部存贮需求不能满足，该作业只能等待。
（）
49.碎片的总容量如果超过某个作业申请的容量，就可以将其分配给该作业。
（）
50.最佳适应法将能满足作业需求量的最小空闲区分配给作业。
（）
51.相对于简单分页管理来说，请求页式管理是“用时间换取了空间”，这是该种管理方式的一个缺点。
（）
52.段式管理便于处理动态变化的数据结构，便于动态链接，便于分段共享。
（）
53.请求分页管理过程中，作业地址空间同样受到内存容量大小的限制。
（）
54.分区管理取消了存储分配连续性要求，使一个作业的地址空间在内存中可以是若干个不一定连续的区域。
（）
55.静态分配是指在目标程序运行之前完成的存储分配。
例如分区管理和分页管理。
（）
56.分页管理中，作业地址空间是一维的，页的长度是等长的。
（）
57.填空题
58.源程序经过产生相对目标程序，运行时，必须经过将相对目标程序装入内存，并实现相对地址到的转换。
59.分页管理的主要任务之一是实现到的内存地址映像。
60.固定式和可变式分区的存储管理中，寻找空闲区一般采用：
、和等分配算法。
61.分页管理中，每存取一个数据，要访问两次内存，第一次访问内存中的，得到数据的。
第二次根据所得内容，从内存中取出。
62.在分段管理中，系统为每个运行的作业建立一个，其内容主要包括、、和状态标志。
63.内存扩充的概念有两种，一种是在物理上进行扩充，为系统增配更多的存储芯片，以扩大；另一种是利用目前机器中实际内存空间，借助软件技术，实现内存扩充，称为，主要技术有和两种。
64.当程序经过以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为。
它的指令顺序都是以0作为一个参考地址，这种地址被称为，地址的集合被称为。
65.在虚拟段式存储管理中，若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长，则发生。
66.在分段管理的地址变换过程中，若执行某条指令，首先要找到该作业段表的，然后根据逻辑地址中的段号去查找，得到该段的，其值与段内位移量，得到。
67.简答题
68.简述存储管理主要解决的问题。
答：
69.简述可变式分区管理的分配策略。
答：
70.为什么要重定位？
何谓静态重定位和动态重定位？
答：
71.各种存储管理方式对作业地址空间连续性有何要求？
答：
72.页和段有什么不同？
答：
73.常用的页面调度算法有哪几种？
答：
74.在请求分页系统中，页表包含的内容有哪些？
分别有何作用？
答：
75.虚拟存储也是一种内存扩充技术，它与覆盖、交换技术技术有何不同？
答：
76.简述虚拟存储器的特征。
答：
77.请求页式管理常用的替换策略有哪些？
答：
78.简述段页式管理方式的优点。
答：
79.应用题
80.已知主存容量为512KB，假定操作系统代码占低地址部分的64KB，存储分配时从空闲区的高址处分割一块作为分配区。
现有作业序列：
作业1要求100KB，作业2要求56KB，作业3要求80KB，作业1完成，作业2完成，作业4要求100KB，作业5要求60KB，试画出作业1、2完成后内存的分布情况，并按首次适应法和最佳适应法分别画出此时空闲队列及作业4、5进入系统后的内存分布。
（注意表明各部分的大小和起始位置）
答：
81.在请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，假设一个作业的页面走向为4，3，2，1，4，3，5，1，3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，试描述访问过程中发生缺页的情况，并计算缺页中断率，比较所得结果。
82.本章复习题
a）段式和页式存储管理的地址结构相似，它们有什么实质性差异？
b）对访问串1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，试描述在驻留集大小分别为3，4时，使用FIFO和LRU替换算法的过程，并计算缺页率。
83.某虚拟存储器的用户空间共32个页面，每页1KB，主存16KB。
假定某时刻系统为用户的第0、
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