操作系统例题分析.docx
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操作系统例题分析
一、选择题
1．当（）时，进程从执行状态转变为就绪状态。
A．进程被调度程序选中B。
时间片到
C．等待某一事件D。
等待的事件发生
2．操作系统中，wait、signal操作是一种（）
A．机器指令B．系统调用命令
C．作业控制命令D．低级进程通信原语
3.下面对进程的描述中，错误的是（）。
A.进程是动态的概念B.进程执行需要处理机
C.进程是有生命期的D.进程是指令的集合
4.下列各项工作步骤中，（）不是创建进程所必需的步骤。
A.建立一个PCBB.作业调度程序为进程分配CPU
C.为进程分配内存等资源D.将PCB链入进程就绪队列
5.下列关于进程的叙述中，正确的是（）。
A.进程通过进程调度程序而获得CPU。
B.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。
C.在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。
D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。
6.有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是（）。
A.1至–（m-1）B.1至m-1C.1至–mD.1至m
7.设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝-1时表示（）。
A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待进入
B.没有一个进程进入临界区
C.两个进程都进入了临界区
D.两个进程都在等待
8.如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为（）。
A.n+1B.nC.n-1D.1
9.一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。
A.由就绪变运行B.由运行变就绪
C.由阻塞变运行D.由阻塞变就绪
10.在下面的叙述中，不正确的是（）。
A.一个进程可创建一个或多个线程
B.一个线程可创建一个或多个线程
C.一个线程可创建一个或多个进程
D.一个进程可创建一个或多个进程
11.下述哪一个选项体现了原语的主要特点（）。
A.并发性B.异步性C.共享性D.不可分割性
12.若系统中只有用户级线程，则处理机调度单位是（）。
A.线程B.进程C.程序D.作业
13.下面关于线程的叙述中，正确的是（）。
A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。
B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。
C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。
D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。
14当一进程因在记录型信号量S上执行wait（S）操作而被阻塞后，S的值为（）。
A.>0B.<0C.≥0D.≤0
15.只作用于一个进程一次的原语是（）。
A.创建B.解除挂起C.阻塞D.挂起
16.进程依靠（）从阻塞状态过渡到就绪状态。
A.程序员的命令B.系统服务
C.等待下一个时间片到来D.“合作”进程的唤醒
17.若有4个进程共享同一程序段，而且每次最多允许3个进程进入该程序段，则信号量的变化范围是（）。
A.3，2，1，0B.3，2，1，0，-1
C.4，3，2，1，0D.2，1，0，-1，-2
19.信箱通信是一种（）通信方式。
A.直接B.间接C.低级D.信号量
20.（）操作不是wait操作可完成的。
A.为进程分配处理机B.使信号量的值变小
C.可用于进程的同步D.使进程进入阻塞状态
21.下述哪个选项不是管程的组成部分（）。
A.局部于管程的共享数据结构B.对管程内数据结构进行操作的一组过程
C.管程外过程调用管程内数据结构的说明
D.对局部于管程的数据结构设置初始值的语句
22.如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（）。
A.3B.1C.2D.0
23.资源静态分配法可以预防死锁的发生，它们使死锁四个条件中的（）不成立。
A.互斥条件B.请求和保持条件
C.不可剥夺条件D.环路等待条件
24.某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，问该系统不会发生死锁的最少资源数是（）。
A.9B.11C.10D.12
25.若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（）个进程参于竞争，而不会发生死锁。
A．5B．2C．3D．4
26.在作业调度算法中，（）兼顾了短作业与长作业。
A.先来先服务B.最高响应比优先
C．短作业优先D.优先级调度
27．设文件F1的当前引用计数值位1，先建立F1的符号链接（软连接）文件F2，再建立F1的硬链接文件F3,人后删除F1,此时F2和F3的引用计数值分别是
A.0、1B.1、1C.1、2D.2、1
28．对文件的存取时必须按指针进行,效率较低,采用这种物理结构的是（）.
A．顺序文件 B．链接文件
C．索引文件 D．多重索引文件
29．若用户总是要求用随机存取方式查找文件记录,则采用索引结构比采用链接结构（）.
A．麻烦 B．方便
C．一样 D．有时方便有时麻烦
30．下列文件的物理结构中,不利于文件长度动态增长的文件物理结构是（）.
A．顺序文件B．链接文件C．索引文件D．系统文件
综合题：
信号量问题
1.三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区，P1每次用produce（）生成一个正整数并用put（）送入缓冲区某一空单元中，P2每次用getodd（）从缓冲区中取出一个奇数并用countodd（）统计奇数个数，P3每次用geteven（）从缓冲区中取出一个偶数并用counteven（）统计偶数个数，用信号量实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。
2.一售票厅只能容纳300人，当少于300人时，可以进入；否则，需在外等候。
若将每一个购票者作为一个进程，请用P、V操作编程，并写出信号量的初值。
3.有一个空笼子，一次只能放入一只动物，有农民、猎人、饭店人员、动物园人员，农民负责向笼中放入羊，猎人负责向笼中放老虎，饭店人员取笼中羊，动物园人员取笼中老虎，用waitsignal原语写出这四种人员并发执行的过程。
4.读者-写者问题哲学家问题
5.用信号量描述前驱图
作业（进程）调度算法
1.先来先服务、短作业优先、高响应比优先，时间片轮转
例如：
有三个作业A（到达时间8:
50，执行时间1.5小时）、B（到达时间9:
00，执行时间0.4小时）、C（到达时间9:
30，执行时间1小时）。
当作业全部到达后，单道批处理系统按照先来先服务、短作业优先、响应比高者优先算法进行调度，每种算法作业被选中的次序是什么，平均周转时间和平均带权周转时间是多少。
进程
到达时间
运行时间
A
8:
50
1.5
B
9:
00
0.4
C
9:
30
1
银行家算法问题：
最大需求矩阵，已分配矩阵、还需要矩阵、可用资源向量，资源总数之间关系
例如：
设系统中有三种类型的资源（A、B、C）和五个进程（P1、P2、P3、P4、P5），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时刻系统状态如表1和表2所示。
系统采用银行家算法实施死锁避免策略。
（1）T0时刻是否为安全状态？
若是，请给出安全序列。
（2）在T0时刻若进程P2请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？
为什么？
（3）在②的基础上，若进程P4请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？
为什么？
（4）在③的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），是否能实施资源分配？
为什么？
表4.1T0时刻系统状态
进程
最大资源需求量
已分配资源数量
A
B
C
A
B
C
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
表4.2T0时刻系统状态
ABC
剩余资源数
233
资源分配图的画法及化简问题（判断是否死锁）
如:
系统共有R1类资源3个，R2类资源4个，P1占有R1类2个，P2占有R2类资源3个，P1请求R2类资源2个，P2请求R1类资源2个,画资源分配图，化简
存储管理问题
1、页式管理地址转换
（1）若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。
已知页面大小为1024字节，试将逻辑地址1011（D），2148（D），3000（D），5012（D）,03A6（H）,06B7（H）转化为相应的物理地址（注：
此处块号即为页面号）。
页号
块号
0
1
2
3
2
3
1
6
（2）某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。
试问：
（1）逻辑地址的有效位是多少？
（2）物理地址需要多少位？
（3）假定某时刻系统用户的第0，1，2，3页分别分配的物理块号为5，10，4，7，试将虚地址0A5C和093C变换为物理地址。
2、段式管理地址转换
如：
在某段式存储管理系统中，有一作业的段表如下表所示，求逻辑地址[0，50]，[1，60]，[2，90]，[3，20]对应的主存地址（按十进制）（其中方括号中的第一个元素为段号，第二个元素为段内位移）
段号
段长
主存起始地址
状态
0
150
500
1
1
50
850
1
2
120
900
1
3
100
0
3、页面置换算法
若某进程分得4个内存块（初始时为空），现对1、2、3、4、5、3、4、1、6、7、8、7、8、9、7、8、9、5、4、5、4、2，分别按照最佳置换算法、先进先出、最近最久未使用算法计算缺页次数.
磁盘调度算法
先来先服务、最短寻道时间优先、扫描算法、循环扫描
如:
书上194-197页
文件管理
1.在UNIX中，假定盘块的大小为1KB，每个盘块号占4字节，索引节点中磁盘地址信息如下表所示，将下列文件的字节偏移量转换为物理地址：
（1）9000
（2）14000（3）350000
解答：
计算字节偏移量9000的逻辑块号和块内偏移量：
逻辑块号为：
INT[9000/1024]=8
块内偏移量为：
9000-8*1024=808
逻辑块号小于8，因此该块为直接块，由图知物理块号为367，块内偏移量为808；
计算字节偏移量14000的逻辑块号和块内偏移量：
逻辑块号为：
INT[14000/1024]=13
块内偏移量为：
14000-13*1024=688
因10≤13<266,该块为一次间接块。
其物理块号为952，块内偏移量为688；
计算字节偏移量350000的逻辑块号和块内偏移量：
逻辑块号为：
INT[350000/1024]=341
块内偏移量为：
35000-341*1024=816
因266≤341<65802,该块为二次间接块。
其物理块号为3333，块内偏移量为816；
2.某系统的文件物理结构采用混合索引分配方式，如果每个盘块的大小为1KB，每个盘块号占4个字节，在文件的索引结点中，共设12个地址项，前十个是直接地址，第十一个存放一次间接地址，第十二个存放二次间接地址，计算此系统允许的文件最大长度可达多大？
3.某系统的文件物理结构采用混合索引分配方式，如果每个盘块的大小为1KB，每个盘块号占4个字节，在文件的索引结点中，共设13个地址项，前十个是直接地址，第十一个存放一次间接地址，第十二个存放二次间接地址，第十三个存放三次间接地址，若一个进程要访问偏移量为263168字节处的数据时，需要经过几次间址？
如书上第六章课后练习10、12、24题
解答：
定义三个资源信号量：
empty代表空单元个数，初值为N；
S1代表奇数个数，初值为0；
S2代表偶数个数，初值为0
定义一个互斥信号量：
mutex用于对缓冲区互斥访问，初值为1
Cobegin
{P1;
P2;
P3;
}
Coend
P1（）
While
（1）
{x=produce（）;
Wait（empty）;
Wait（mutex）;
Put（）;
If（x%2==0）
Signal（s2）;
Else
Signal（s1）;
Signal（mutex）
}
P2（）
While
（1）
{
Wait（S1）;
Wait（mutex）;
Getodd（）;
countodd（）;
signal（empty）;
signal（mutex）;
}
P3（）
While
（1）
{
Wait（S2）;
Wait（mutex）;
Getevev（）;
counteven（）;
signal（empty）;
signal（mutex）;
}
6．有5个任务A，B，C，D，E，它们几乎同时到达，预计它们的运行时间为10，6，2，4，8min。
其优先级分别为3，5，2，1和4，这里5为最高优先级。
对于下列每一种调度算法，计算其平均进程周转时间（进程切换开销可不考虑）。
（1）先来先服务（按A，B，C，D，E）算法。
（2）优先级调度算法。
（3）时间片轮转算法。
分析与解答
（1）采用先来先服务（FCFS）调度算法时，5个任务在系统中的执行顺序、完成时间及周转时间如下表所示：
执行次序
运行时间
优先数
等待时间
周转时间
A
10
3
0
10
B
6
5
10
16
C
2
2
16
18
D
4
1
18
22
E
8
4
22
30
根据表中的计算结果，5个进程的平均周转时间T为：
T=（10+16+18+22+30）/5=19.2min
（2）采用最高优先级调度（HPF）算法时，5个任务在系统中的执行顺序、完成时间及周转时间如下表所示：
执行次序
运行时间
优先数
等待时间
周转时间
B
6
5
0
6
E
8
4
6
14
A
10
3
14
24
C
2
2
24
26
D
1
1
26
27
它们的平均周转时间为：
T=（6+14+24+26+27）/5=19.4min
（3）如果系统采用时间片轮转（RR）算法，令时间片为2分钟，5个任务轮流执行的情况为：
第1轮：
（A，B，C，D，E）
第2轮：
（A，B，D，E）
第3轮：
（A，B，E）
第4轮：
（A，E）
第5轮：
（A）
显然，5个进程的周转时间为：
T1=30min、T2=22min、T3=6min、T4=16min、T5=28min。
它们的平均周转时间T为：
T=（30+22+6+16+28）/5=20.4min
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