湖南工业大学操作系统练习题及答案.docx
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湖南工业大学操作系统练习题及答案
操作系统课程练习及参考解答
一、选择题（选择一个正确答案的代号，填入括号中）
1、C2、A3、C4、B5、C6、C7、D8、B
9、D10、C11、B12、C
1、一个完整的计算机系统是由（C）组成的。
A．硬件B.软件C.硬件和软件D.用户程序
2、操作系统的基本职能是（A）。
A．控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行
B．提供用户界面，方便用户使用
C．提供方便的可视化编辑程序
D．提供功能强大的网络管理工具
3、以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是（C）。
A.DOS系统B.WindowsNT系统C.UNIX系统D.OS/2系统
4、为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（B）。
A．多道批处理系统B．分时系统C．实时系统D．网络系统
5、当操作系统退出执行，让用户执行时，系统会（C）。
A．继续保持管态B．继续保持目态
C．从管态变为目态D．从目态变为管态
6、下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（C）。
A.就绪运行B.运行就绪
C.就绪阻塞D.阻塞就绪
7、某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。
当系统完成了所需的读盘操作后，此时该进程的状态将（D）。
A．从就绪变为运行B．从运行变为就绪
C．从运行变为阻塞D．从阻塞变为就绪
8、多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内都得到运行。
这种性质称作进程的（B）。
A.动态性B.并发性C.调度性D.异步性
9、进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（D）。
A．可以有多个进程控制块B．可以和其他进程共用一个进程控制块
C．可以没有进程控制块D．只能有惟一的进程控制块
10、在大多数同步机构中，均用一个标志来代表某种资源的状态，该标志常被称为（C）。
A、公共变量B、标志符C、信号量D、标志变量
11、如果进程PA对信号量S执行P操作，则信号量S的值应（B）。
A．加1B．减1C．等于0D．小于0
12、进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由（C）完成的。
A．作业调度B．中级调度C．进程调度D．设备调度
13、A14、A15、D16、B
17、C18、B19、C20、D21、A22、D23、A24、C
25、D26、C27、D28、A29、B30、C
13、为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。
这项工作是由（A）完成的。
A．作业调度B．中级调度C．进程调度D．内存调度
14、通常，用户编写的程序中所使用的地址是（A）。
A．逻辑地址B．物理地址C．绝对地址D．内存地址
15、把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作（D）。
A．编译B．连接C．运行D．重定位
16、在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过（B）实现的。
A．段表B．页表C．PCBD．JCB
17、以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（C）。
A．动态分区法B．可重定位分区法C．请求分页技术D．对换技术
18、请求分页存储管理中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会（B）。
A．增加B．减少C．不变D．可能增加也可能减少
19、虚拟存储管理策略可以（C）。
A．扩大物理内存容量B．扩大物理外存容量
C．扩大逻辑内存容量D．扩大逻辑外存容量
20、在UNIX系统中，目录结构采用（D）。
A．单级目录结构B．二级目录结构
C．单纯树形目录结构D．带链接树形目录结构
21、在以下的文件物理存储组织形式中，（A）常用于存放大型的系统文件。
A．连续文件B．串连文件C．索引文件D．多重索引文件
22．当前目录是/usr/meng，其下属文件prog/file.c的绝对路径名是（D）。
A．/usr/meng/file.cB．/usr/file.c
C．/prog/file.cD．/usr/meng/prog/file.c
23、使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的（A）功能实现的。
A．设备独立性B．设备分配C．缓冲管理D．虚拟设备
24、SPOOLing技术可以实现设备的（C）分配。
A．独占B．共享C．虚拟D．物理
25、设备的打开、关闭、读、写等操作是由（D）完成的。
A．用户程序B．编译程序C．设备分配程序D．设备驱动程序
26、引入缓冲技术的主要目的是（C）。
A．改善用户编程环境B．提高CPU的处理速度
C．提高CPU与设备之间的并行程度D．降低计算机的硬件成本
27、计算机系统产生死锁的根本原因是（B）。
A．资源有限B．进程推进顺序不当C．系统中进程太多D．A和B
28、资源预先分配策略可以实现死锁的（A）。
A．预防B．避免C．检测D．恢复
29、避免死锁的一个著名的算法是（B）。
A．先入先出法B．银行家算法C．优先级算法D．资源按序分配法
30、WindowsNT在用户态下运行时，所采用的结构是（C）。
A．环状结构B．层次结构C．客户/服务器结构D．星状结构
二、判断题（从下列叙述中选择正确的叙述，在括号中划上；对于你认为是错误的叙述要划上并说明原因。
）
1．（）UNIX操作系统是采用微内核方法实现结构设计的。
2．（）进程控制块（PCB）是专为用户进程设置的私有数据结构，每个进程仅有一个PCB。
3．（）SPOOLing系统实现设备管理的虚拟技术，即：
将独占设备改造为共享设备。
它由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入、输出井组成。
4．（）一般的文件系统都是基于磁盘设备的，而磁带设备可以作为转储设备使用，以提高系统的可靠性。
5．（）在虚拟存储系统中，操作系统为用户提供了巨大的存储空间。
因此，用户地址空间的大小可以不受任何限制。
6.（）操作系统是系统软件中的一种，在进行系统安装时可以先安装其它软件，然后再装操作系统。
7．（）简单地说，进程是程序的执行过程。
因而，进程和程序是一一对应的。
8．（）进程和程序是两个截然不同的概念。
9．（）系统发生死锁时，其资源分配图中必然存在环路。
因此，如果资源分配图中存在环路，则系统一定出现死锁。
10．（）虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，它并不是实际的内存，其大小比内存空间大得多。
三、填空题
1．操作系统的基本特征是__并发________，___共享________和___不确定性________。
2．进程创建工作主要完成的是创建进程控制块（PCB），并把它挂到就绪队列中。
。
3．进程调度的主要功能是___保护现场______________，_____挑选进程_____________和______恢复选中线程的现场________________。
4．通常，线程的定义是__进程中实施调度和分派的基本单位_______。
在现代操作系统中，资源的分配单位是____进程______________，而处理机的调度单位是______线程__________，一个进程可以有____多个_______线程。
5．从用户的源程序进入系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有_编辑阶段___，__编译阶段_，___连接阶段___，___装入阶段___和____运行阶段____。
6．虚拟存储器所具有的基本特征是_____虚拟扩充____，____部分装入_____，___离散分配_______和________多次对换______。
7．基本的文件物理存储组织形式有____连续分配_______，____链接分配__，__索引分配和______多重索引分配_________。
8．操作系统的设备管理应具备的主要功能是_____缓冲区管理与地址交换______，
____设备分配____，____设备驱动____和______设备无关性______。
9．在UNIX系统中，文件的类型主要包括__普通文件__，____目录文件____，___特别文件__。
10．一般说来，操作系统有三种结构，它们分别是__单块__结构,__层次___结构和___微内核__结构。
传统的UNIX系统核心就采用____层次__结构。
11．操作系统一般为用户提供了三种界面，它们是___命令界面____,_____图形界面____和_____系统调用界面__；在UNIX系统中，____系统调用__只能在C程序中使用。
12．进程最基本的特性是___动态性____和___并发性____；每个进程都有惟一的______PCB____________，系统对进程的管理就是利用______PCB________实现的。
13．处理机调度可分为三级，它们是___高级调度____,___中级调度__和___低级调度___；在一般操作系统中，必须具备的调度是____低级调度______。
14．一般说来，用户程序中所使用的地址是__逻辑地址___,而内存中各存储单元的地址是_____物理地址_____；将前者转变为后者的过程称作___重定位___。
15．在UNIX文件系统中，文件的路径名有两种表示形式，它们是___绝对路径名______和____相对路径名_____；其中，以“/”开始的路径名表示____绝对路径名_______________。
16．产生死锁的必要条件有四个。
如果在计算机系统中_____同时具备______它们，就一定发生死锁。
四、解答题
1、在操作系统中，P操作和V操作各自的动作是如何定义的？
P操作顺序执行下述两个动作：
①信号量的值减1，即S=S-1；
②如果S≥0，则该进程继续执行；
如果S＜0，则把该进程的状态置为阻塞态，把相应的PCB连入该信号量队列的末尾，并放弃处理机，进行等待（直至其它进程在S上执行V操作，把它释放出来为止）。
V操作顺序执行下述两个动作：
①S值加1，即S=S+1；
②如果S＞0，则该进程继续运行；
如果S≤0，则释放信号量队列上的第一个PCB（即信号量指针项所指向的PCB）所对应的进程（把阻塞态改为就绪态），执行V操作的进程继续运行。
2、什么是文件的逻辑组织和物理组织？
文件的逻辑组织有几种形式？
3、作业调度和进程调度各自的主要功能是什么？
4、什么是分页？
什么是分段？
二者主要有何区别？
5、设备驱动程序主要执行什么功能？
五、应用题
1、假定在单CPU条件下有下列要执行的作业：
作业
运行时间
优先级
1
10
2
2
4
3
3
3
5
作业到来的时间是按作业编号顺序进行的（即后面作业依次比前一个作业迟到一个时间单位）。
（1）用一个执行时间图描述在采用非抢占式优先级算法时执行这些作业的情况。
（2）对于上述算法，各个作业的周转时间是多少？
平均周转时间是多少？
（3）对于上述算法，各个作业的带权周转时间是多少？
平均带权周转时间是多少？
2、设UNIX文件系统中的目录结构如下图所示：
usr
bindevetcliblost+foundmnttmp
mengqcliu
sub1……
…m1.cm2.c
file_a
（1）设当前工作目录是/usr，那么，访问文件file_a的绝对路径名和相对路径名各是什么？
访问文件file_a的绝对路径名是：
/usr/mengqc/sub1/file_a
访问文件file_a的相对路径名是：
mengqc/sub1/file_a
（2）现在想把工作目录改到liu，应使用什么命令（写出完整命令行）？
cd/usr/liu或者cdliu
（3）如果用ls–l/usr/mengqc命令列出指定目录的内容，其中有如下所示的一项：
-rw–r-----2mengqc……m2.c
那么，该文件m2.c对文件主、同组用户、其他用户分别规定了什么权限？
文件主权限是：
可读、可写，但不可执行
同组用户权限是：
只可读
其他用户权限是：
无（即：
不能读、写或执行）
3、设有一台计算机，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。
卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后在搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问：
①系统要设几个进程来完成这个任务？
各自的工作是什么？
系统可设三个进程来完成这个任务：
R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。
②这些进程间有什么样的相互制约关系？
R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：
B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：
B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③用P、V操作写出这些进程的同步算法。
信号量含义及初值：
B1full——缓冲区B1满，初值为0；
B1empty——缓冲区B1空，初值为0；
B2full——缓冲区B2满，初值为0；
B2empty——缓冲区B2空，初值为0；
R进程C进程P进程
输入信息写入缓冲区B1P（B1full）P（B2full）
V（B1full）从B1中取出信息从B2中取出信息进行打印
P（B1empty）加工信息V（B2empty）
结果送入B2
V（B1empty）
V（B2full）
P（B2empty）
4、考虑一个由8个页面，每页有1024个字节组成的逻辑空间，把它装入到有32个物理块的存储器中，问：
（1）逻辑地址需要多少位表示？
（二进制）
（2）绝对地址需要多少位表示？
（二进制）
解：
因为页面数为8=23，故需要3位二进制数表示。
每页有1024个字节，1024=210，于是页内地址需要10位二进制数表示。
32个物理块，需要5位二进制数表示（32=25）。
（1）页的逻辑地址由页号和页内地址组成，所以需要3+10=13位二进制数表示。
（2）页的绝对地址由块号和页内地址的拼接，所以需要5+10=15位二进制数表示。
5．某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。
假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：
页号
物理块号
0
5
1
10
2
4
3
7
则逻辑地址0A5C（H）所对应的物理地址是什么？
6、现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其主存分配，建立的段表内容如下：
段号
主存起始地址
段长度
0
120
40
1
760
30
2
480
20
3
370
20
计算逻辑地址（2，15），（0，60），（3，18）的绝对地址是多少？
注：
括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。
7．对于如下的页面访问序列：
1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5
当内存块数量分别为3和4时，试问：
使用FIFO、LRU置换算法产生的缺页中断是多少？
（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断）
8、设公共汽车上有一位司机和一位售票员，它们的活动如下：
司机：
售票员：
启动车辆售票
正常行车开车门
到站停车关车门
请分析司机与售票员之间的同步关系，如何用PV操作实现。
练习参考解答
二、判断题
1.（Windows操作系统是采用微内核方法实现结构设计的。
）
2.（PCB是为所有进程设置的数据结构，不是专为用户进程私有的。
）
5.（用户地址空间的大小并非不受任何限制，它受地址字长的限制）
6.（进行系统安装时先安装操作系统，然后再装其它软件。
）
7.（进程和程序之间是一一对应的关系。
）
9.（如果资源分配图中存在环路，则系统不一定出现死锁。
）
3、4、8、10是对的（）
2、答：
文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文件组织形式。
这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。
文件的物理组织——文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。
文件的逻辑组织有以下形式：
有结构文件和无结构文件。
有结构文件又称为记录式文件，它在逻辑上可被看成一组连续顺序的记录的集合，又可分为定长记录文件和变长记录文件两种。
无结构文件是指文件内部不再划分记录，它是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。
3、答：
作业调度的主要功能是：
1记录系统中各个作业的情况；
2按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业；
3为选中的作业分配内存和外设等资源；
4为选中的作业建立相应的进程；
5作业结束后进行善后处理工作。
进程调度的主要功能是：
1保存当前运行进程的现场；
2从就绪队列中挑选一个合适进程；
3为选中的进程恢复现场。
4、答：
分页是将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的部分，每一部分称作页面。
分段是一组逻辑信息的集合，即一个作业中相对独立的部分。
分页和分段的主要区别是：
--页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位；
--页的大小是由系统固定的，段的长度因段而异，由用户决定；
--分页的作业地址空间是一维的，分段的作业地址空间是二维的。
5、答：
设备驱动程序应具有以下功能：
①接收用户的I/O请求；
②取出请求队列中队首请求，将相应设备分配给它；
③启动该设备工作，完成指定的I/O操作；
④处理来自设备的中断。
五、应用题
1.解：
（1）非抢占式优先级算法
作业1作业3作业2
||||t
0101317
（2）和（3）
作业
到达时间
运行时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
0
10
10
10
1.0
2
1
4
17
16
4.0
3
2
3
13
11
3.7
平均周转时间
12.3
平均带权周转时间
2.9
2．解：
3.解：
4、
5．解：
125C（H）（要求写出计算步骤）
[分析]页式存储管理的逻辑地址分为两部分：
页号和页内地址。
由已知条件“用户编程空间共32个页面”，可知页号部分占5位；由“每页为1KB”，1K=210，可知内页地址占10位。
由“内存为16KB”，可知有16块，块号为4位。
逻辑地址0A5C（H）所对应的二进制表示形式是：
000101001011100，根据上面的分析，下划线部分为页内地址，编码“00010”为页号，表示该逻辑地址对应的页号为2。
查页表，得到物理块号是4（十进制），即物理块地址为：
0100，拼接块内地址1001011100，得01001001011100，即125C（H）。
6、解：
段式存储管理的地址转换过程为：
（1）根据逻辑地址中的段号查段表的相应栏目；
（2）根据段内地址<段长度，检查地址是否越界；（3）若不越界，则绝对地址=该段的主存起始地址+段内地址。
逻辑地址（2，15）查段表得段长度为20，段内地址15<20，地址不越界，段号2查表得段首地址为480，于是绝对地址为480+15=495。
逻辑地址（0，60）查段表得段长度为40，段内地址60>40，地址越界，系统发出“地址越界”中断。
逻辑地址（3，18）查段表得段长度为20，段内地址18<20，地址不越界，段号3查表得段首地址为370，于是绝对地址=370+18=388。
7．解：
FIFO淘汰算法：
内存块为3时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为9；内存块为4时，缺页中断为10。
（这似乎是一个奇怪的现象，同时也告诉我们，操作系统是一个复杂的机构，直观是靠不住的！
）
LRU淘汰算法：
内存块为3时，缺页中断为10；内存块为4时，缺页中断为8。
（具体计算过程省略，解答时请同学们写出计算过程。
）
8、答：
为了安全起见，显然要求：
关车门后才能启动车辆；到站停车后才能开车门。
所以司机和售票员在到站、开门、关门、启动车辆这几个活动之间存在着同步关系。
用两个信号量S1、S2分别表示可以开车和可以开门，S1的初值为1，S2的初值为0。
用PV操作实现司机进程和售票员进程同步的算法描述如下：
司机：
售票员：
P（S1）售票
启动车辆P（S2）
正常行车开车门
到站停车关车门
V（S2）V（S1）
另外，程序中PV操作出现的顺序与信号量的初值设置有关，以本题为例，算法如下描述时，S1、S2的初值均应为0。
司机：
售票员：
正常行车售票
到站停车P（S2）
V（S2）开车门
P（S1）关车门
启动车辆V（S1）
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