操作系统考试题.docx
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操作系统考试题
一、有5个任务几乎同时到达内存，估计的运行时间分别为2，4，6，8，10分钟，他们的
优先级分别为1，2，3，4，5（1为最低优先级）。
对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间。
（1）优先级调度
22
（2）时间片轮转（时间片为2分钟）
90/5
（3）短作业优先
70/5
二、1．（5分）简述处理机三级调度分别完成什么工作？
2．（10分）在一个两道作业的操作系统中，设在一段时间内先后到达
4个作业，它们的
提交时刻和运行时间由下表给出。
若作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用优
先权调度算法（数值越小，优先级越高）。
（1）完成下列表格
（2）计算平均周转时间、平均带权周转时间（小数点后保留两位）
到达
估计运
进入内
完成
周转
带权周
进程名
行时间
优先数
时间
时间
转时间
时间
存时间
A
0
4
5
B
2
3
3
C
3
5
4
D
5
2
6
答：
1、
（1）高级调度（作业调度）用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并
为它们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。
（2）低级调度（进程调度）：
它决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。
（3）中级调度：
存储管理中的对换功能。
2、完成表格如下：
进程名
到达时
估计运
优先数
进入内
完成时
周转时
带权周
间
行时间
存时间
间
间
转时间
A
0
4
5
0
4
4
1
B
2
3
3
2
7
5
1.67
C
3
5
4
4
12
9
1.8
D
5
2
6
7
14
9
4.5
平均周转时间=（4+5+9+9）÷4=27/4
平均带权周转时间=（1+1.67+1.8+4.5）÷4=2.24
三、上题中，若作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用以优先权为基础的抢占
式调度方式（数值越小，优先级越高）。
完成下表：
进程名
到达
估计运
优先数
进入内
完成
周转
带权周
时间
行时间
存时间
时间
时间
转时间
A
0
4
5
0
7
7
1.75
B
2
3
3
2
5
3
1
C
3
5
4
7
12
9
1.8
D
5
2
6
5
14
9
4.5
答案见“进程调度课件”
一、（10分）某系统有R1、R2和R3共3种资源，在T0时刻P1、P2、P3和P4这4个进程
对资源的占用和需求情况见下表，此刻系统的可用资源为（2，1，2）。
1．求系统中各种资源总数和此刻各进程对各种资源的需求数目。
2．如果此时P1和P2均提出资源请求Request（1,0,1）,能否立即给予满足？
进程最大需求量占有量
R1
R2
R3
R1
R2
R3
P1
3
2
2
1
0
0
P2
6
1
3
4
1
1
P3
3
1
4
2
1
1
P4
4
2
2
0
0
2
答:
1.系统资源总数为（9，3，6）。
各种进程对资源需求矩阵为：
22
2
202
10
3
420
2.采用银行家算法进行计算得：
系统不可以将资源分配给进程P1,虽然剩余资源可以满
足进程P1现在的需求，但是一旦分配给进程P1后，就找不到一个安全执行的序列保
证各个进程能够正常运行下去。
因此进程P1进入等待状态。
系统可以满足P2的请求，因为分配完成后，至少还可以找到一个安全序列，如
使各进程可以运行至结束。
二、（10分）在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：
Allocation
Need
Available
p0
0
0
3
2
0
0
1
2
1
6
2
2
p1
1
0
0
0
1
7
5
0
p2
1
3
5
4
2
3
5
6
p3
0
3
3
2
0
6
5
2
p4
0
0
1
4
0
6
5
6
试问：
（1）
该状态是否安全？
（2）
如果进程p2提出请求Request2（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？
答：
（1）系统处于安全状态。
因为存在安全序列
{P0,P3,P1,P2,P4}。
（2）进程P2提出请求Request2（1,2,2,2）后，可用资源变为Available（0,4,0,0），此时已经不能满足任何进程的需求，系统进入不安全状态，按照银行家算法，不能将资源分配给
它。
三、（12分）某系统有A、B、C共3种资源，A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资
源的数量为20。
在T0时刻P1、P2、P3、P4和P5这5个进程对资源的占用和需求情况
见下表。
若系统采用银行家算法实施死锁避免策略，请问：
1、T0时刻是否安全？
若是，请给出安全序列。
2、在T0时刻若进程P2提出资源请求（0，3，4），是否能实施资源分配，为什么？
进程最大需求量已分配资源数量
ABCABC
P1
5
5
9
2
1
2
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
答：
1、T0时刻是安全状态。
安全序列为P4P2P3P5P1（不唯一）
2、在T0时刻若进程P2提出资源请求（0，3，4），不能实施资源分配。
因为在T0时刻可用资源数为（2，3，3），显然资源C不能满足请求的数量，所以不能进行分配。
P2阻塞。
注意：
做题时，请给出安全性计算时，求安全序列的过程
填空题：
1．进程从就绪到运行状态的转换由
程序完成；从运行到就绪状态的转换的
主要原因是。
2．操作系统的三种基本类型是
、
和
。
3．程序可并发执行的条件是
。
4．从结构上讲，进程由
、
和
组成。
5．同步机制应遵循的准则是
、
、
、
。
6．产生死锁的四个必要条件是
、
、
、
和。
7．在没有快表的分页存储管理系统中，取一条指令（或操作数）需访问两次内存的原
因是。
8．在页式管理系统中，地址空间是
维的，而在段式管理系统中，地址空间是
维的。
9．操作系统的基本特征是
、
、
。
10．从用户的源程序进入系统到变成内存可执行程序，所经历的主要处理阶段有
_______，_______，和_________。
11．静态重定位在
_______时进行，而动态重定位在
_______时进行。
12．虚拟存储器所具有的基本特征是
______，_______，______和
_______。
13．一般说来，用户程序中所使用的地址是__________,而内存中各存储单元的地址是
____________。
14．I/O
系统的结构分为两类：
和
。
15．I/O
控制方式的发展经历了四个阶段，分别是
、
、
、
和
。
答案：
1．调度、时间片完
2．批处理系统、分时系统、实时系统
3．Bernstein条件
4．程序段、数据段、进程控制块
5．空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待
6．互斥条件、请求和保持条件、不可剥夺条件、环路等待条件
7．页表在内存
8、一、二
9．并发、共享、虚拟、异步
10．编译、链接、装入
11．装入、运行
12．离散性、多次性、对换性、虚拟性
13．逻辑地址、物理地址
14．微型机I/O系统、主机I/O系统
15．程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、直接存储器访问DMA控制方式、I/O通道控制方式
选择题一：
1．操作系统的主要功能是管理计算机系统中的。
A．程序
B．数据
C．文件
D．资源
2．产生死锁的基本原因是
A．资源分配不当
和进程推进顺序非法。
B．系统资源不足
C．作业调度不当
D．进程调度不当
3．在操作系统中，是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。
A．程序B．进程C．作业D．用户
4．动态重定位是在作业的
中进行的。
A．编译过程
B．装入过程
C．连接过程
D．执行过程
5．实时系统中的进程调度，通常采用算法。
A．先来先服务B．时间片轮转
C．抢占式的优先级调度D．短作业优先
6．若信号量的初值为3，当前值为-2，则表示有个等待进程。
A．2B．3C．4D．5
7．死锁的避免是根据采取措施实现的。
A．配置足够的系统资源
B．使进程的推进顺序合理
C．破环死锁的四个必要条件之一
D．防止系统进入不安全状态
8．设有3个作业，其运行时间分别为2小时，5小时，3小时，假定它们同时到达，并
在同一台处理机上以单道方式运行，则平均周转时间最小的执行顺序是。
A．J1,J2,J3
B．J3,J2,J1
C．J2,J1,J3
D．J1,J3,J2
9．最佳适应算法的空白区是
。
A．按大小递减顺序排列
B．按大小递增顺序排列
C．按地址由小到大排列
D．按地址由大到小排列
10．分页式虚拟存储管理系统中，页面的大小与可能产生的缺页中断次数。
A．成正比
B．成反比
C．无关
D．成固定比值
选择题一答案：
1．D
2．B
3．B
4．D
5．C
6．A
7．D
8．D
9．B
10．C
选择题二：
1．操作系统核心部分的主要特点是。
A、一个程序模块B、常驻内存
C、有头有尾的程序D、串行执行
2．可重定位内存的分区分配目的为。
A、解决碎片问题B、便于多作业共享内存
C、回收空白区方便D、便于用户干预
3．逻辑地址就是
。
A、用户地址
B、相对地址
C、物理地址
D、绝对地址
4．原语是
。
A、一条机器指令B、若干条机器指令组成
C、一条特定指令D、中途能打断的指令
5．进程和程序的一个本质区别是。
A．前者为动态的，后者为静态的；
B．前者存储在内存，后者存储在外存；
C．前者在一个文件中，后者在多个文件中；
D．前者分时使用CPU,后者独占CPU。
6．某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据，此时该进程的状态将。
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
7．进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程。
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。
8．在一般操作系统中必不可少的调度是。
A．高级调度；B．中级调度；C．作业调度；D．进程调度。
9．把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作。
A．编译；
B．连接；
C．运行；
D．重定位。
10．文件目录的主要作用是
。
A、按名存取
C、节省空间
B、提高速度
D、提高外存利用率
11．UNIX
操作系统是著名的
。
A．多道批处理系统；
B．分时系统；
C．实时系统；
D．分布式系统
12．在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据，此时该进程的状态将。
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
选择题二答案：
1．B
2．A
3．B
4．B
5．A
6．C
7．D
8．D
9．D
10．A
11.B
12．C
选择题三：
1．下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（）。
A.就绪
运行
B.运行
就绪
C.就绪
阻塞
D.阻塞
就绪
2．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（）。
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
3．若
P、V
操作的信号量
S初值为
2，当前值为
-1，则表示有（
）个等待进程。
A．0个
B．1个
C．2个
D．3个
4．把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作（）。
A．编译B．连接C．运行D．重定位
5．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（）实现的。
A．段表B．页表C．PCBD．JCB
6．在以下存贮管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是（）。
A.单用户连续分配B.固定式分区分配
C.可变式分区分配D.页式存贮管理
7．在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲
区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（）。
A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区
B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区
C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区
D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区
8．在分段管理中,（）。
A以段为单位分配,每段是一个连续存储区
B段与段之间必定不连续
C段与段之间必定连续
D每段是等长的
9．消息缓冲通信是利用（）为基础来实现进程间的数据交换。
A．文件系统B．内存缓冲区C．高速缓冲存储器D．硬件
10．采用最佳适应分配算法时，应将空闲区按（）顺序进行连接。
A．地址递增B．由小到大C．地址递减D．由大到小
选择题三答案：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
B
DB
A
D
A
B
B
一、解答题：
1．什么是操作系统？
它有什么基本特征？
答：
操作系统是为了达到方便用户和提高资源利用率的目的而设计的，控制和管理计算
机硬件和软件资源，合理的组织计算机工作流程的程序的集合，它具有并发、共享、虚
拟、异步性四个基本特征。
2．
（1）描述进程的三种基本状态，尽可能清楚地解释处于不同状态的进程在性质上的区别。
答：
进程的三个基本状态有：
①、就绪状态：
是指进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源，只要能再获得处
理机，便可立即执行。
②、执行状态：
指进程已获得处理机，其程序正在执行。
③、阻塞状态：
进程因发生某事件（如请求I/O、申请缓冲空间等）而暂停执行时的
状态。
（2）画出进程状态变化图，说明进程怎样从一个状态转换到下一个状态。
答：
进程基本状态转换图如下：
执行
等待事件发生
时
进程调度间
片
完
就绪阻塞
事件发生
就绪→执行状态：
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变为执行状态。
执行→阻塞状态：
正在执行的进程因发生某事件而无法执行。
例如，进程请求访问临界资源，而该资源正被其它进程访问，则请求该资源的进程将由执行状态转变为阻塞状态。
执行→就绪状态：
正在执行的进程，如因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态。
又如，在抢占调度方式中，一个优先权高的进程到来后，可以抢占一个正在执行优先权低的进程的处理机，这时，该低优先权进程也将由执行状态转换为就绪状态。
3．现代操作系统一般都提供多进程（或称多任务）运行环境，回答以下问题：
（1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？
（2）为支持进程状态的变迁，系统至少应提供哪些进程控制原语？
（3）执行每一个进程控制原语时，进程状态发生什么变化？
相应的数据结构发生什么变化？
答：
（1）为支持多进程的并发执行，系统为每个进程建立了一个数据结构——进程控制块（PCB），用于进程的管理和控制。
（2）进程控制的主要职责是对系统中的所有进程实施有效的管理，它具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程的状态转换等功能。
在操作系统的内核中，有一组程序专门用于完成对进程的控制，这些原语至少需要包括创建新进程原语、终止进程原语、阻塞进程原语、唤醒进程原语等操作。
这些系统服务一般对用户是开放的，也就是说用户可以通过相应的接口来使用它们。
（3）进程创建原语：
从PCB集合中申请一个空白PCB，将调用者参数、以及从执行
进程获得的调用者内部标识填入该PCB，设置记账数据。
置新进程为“就绪”状态。
终止进程原语：
用于终止完成任务的进程，收回其所占的资源。
消去该进程的PCB。
阻塞原语：
将进程从运行态变为阻塞状态。
进程被插入等待事件的队列中，同时修改PCB中相应的表项，如进程状态和等待队列指针等。
唤醒原语：
将进程从阻塞态变为就绪状态。
进程被从阻塞队列中移出，插入到就绪队列中，等待调度，同时修改PCB中相应的表项，如进程状态等。
4．何谓临界资源、临界区？
使用临界资源的诸进程间如何实现对临界区的互斥访问？
答：
一次仅允许一个进程访问的资源称为临界资源。
访问临界资源的代码段称为临界区。
对临界区必须互斥的访问。
具体实现时，可让每个进程在进入临界区之前，先提出申请，
经允许后方可进入（进入区），进程进入临界区执行完毕退出时，恢复临界区的使用标
志为未被访问标志（退出区）。
通常可采用专门的硬件指令或信号量机制对临界区进行
管理。
使用信号量机制是，可设置一个初值为1的互斥信号量，对每个进程的临界区进
行如下“改造”：
．
．
．
P（mutex）;
临界区
V（mutex）;
．
．
．
即将进程的临界区放置在P（mutex）和V（mutex）之间，就可以实现进程对其互斥访问。
5．使用信号量的P、V操作可以实现并发进程间的互斥。
请写出P操作原语和V操作原语
的定义？
答：
P操作功能是请求系统分配一个单位的资源，定义如下：
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操作功能是释放一个单位的资源，定义如下：
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。
6．什么是死锁？
产生死锁的四个必要条件是什么？
答：
所谓死锁（Deadlock），是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作
用，这些进程都将永远不能再向前推进。
产生死锁的四个必要条件是：
互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。
7．简述死锁的预防与死锁的避免的区别。
答：
死锁的预防是系统预先确定一些资源分配策略，进程按规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配，从而防止死锁的发生。
而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程，使系统一直处于安全状态之中，从而避免死锁。
8．解决生产者-消费者问题的算法中，若将P（empty）和P（mutex）的次序互换，或将P（full）
和P（mutex）的次序互换,可能会产生死锁。
请问在什么情况下会产生死锁？
答：
解决生产者-消费者问题的算法中，若将P（empty）和P（mutex）的次序互换，在缓冲区满的情况下（empty=0,full=n），若生产者先提出申请，获得对缓冲区的访问权，但申请不到空缓冲块，在empty处阻塞，这个时候若再来消费者进程，申请不到对缓冲区的访问
权，在mutex处阻塞，这时会产生锁死。
将P（full）和P（mutex）的次序互换，在缓冲区空的情况下（empty=n,full=0），若消
费者先提出申请，获得对缓冲区的访问权，但申请不到满缓冲块，在full处阻塞，这个
时候若再来生产者进程，申请不到对缓冲区的访问权，在mutex处阻塞，这时会产生锁死。
9．消息缓冲通信技术是一种高级通信机制。
请给出消息缓冲通信机制（有限缓冲）的基本
工作原理。
答：
操作系统管理一个用于进程通信的缓冲池，其中的每个缓冲区单元可存放一条消息。
欲发送消息时，发送者从中申请一个可用缓冲区,直接将消息送入内存公用消息缓冲池，
并将它挂接在接收者进程的消息缓冲队列上，接收进程从消息缓冲队列中取走消息，并释
放该缓冲区，每个进程均设置一条消息队列，任何发送给该进程的消息均暂存在其消息队
列中。
10．
（1）简述处理机三级调度分别完成什么工作？
（2）列举引起进程调度的时机？
（3）分析下述问题应由哪一级调度程序负责。
在可获得处理机时,应将它分给哪个就绪进程；
在短期繁重负载下,应将哪个进程暂时挂起。
答：
升级会员 