操作系统作业题.docx

1、操作系统作业题操作系统作业题 学习中心： 昆明学习中心 专 业：计算机科学与技术 学 号： 07131010014001 姓 名： 潘吉双 一、是非题：本大题共48个小题，每个小题1分，共24分。下列各题，你认为正确的打在每小题后的括号内打“”，错的打“”。1.操作系统的目的是提供一个让用户能方便地、高效地执行程序的环境。（ ）2.在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。（ ）3.多道程序系统中，因为是多道程序交替占用CPU，因而其CPU的利用率与单道系统相比，不可能提高。（ ）4.对批处理作业，运行时不需提供相应的作业控制信息。（ ）5.资源共享是现代操作系统的一个基本特征。（ ）6.程序

2、的并行执行是现代操作系统的一个基本特征。（ ）7.程序在并发执行时会失去封闭性。（ ）8.程序与进程最主要的区别在于程序是静态实体，而进程是动态实体。（ ）9.进程是程序的一次执行，两个同时存在的进程所对应的程序总是不同的。（ ）10.在单处理机系统中，多个进程并行执行是指它们同时处于进程的“运行状态”。（ ）11.一个进程被唤醒意味着重新占有了CPU。（ ）12.保证“原语”执行时的不被分割，是为了提高其执行速度。（ ）13.保证“原语”执行时的不被分割，是为了数据的完整性和一致性。（ ）14.信号量机制中，P、V操作必须成对出现。（ ）15.由于用户的响应时间要求，因此要求设置大的时间片长

3、度。（ ）16.采用FIFO置换算法时，当驻留集增大时，其页故障率一定不会增大。（ ）17.FCFS调度算法比较有利于长作业，而不利于短作业。（ ）18.若进程资源分配图中含有环，则一定有进程处于死锁状态。（ ）19.进程在运行过程中，请问和释放资源顺序不当，同样可以引起死锁。（ ）20.预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。（ ）21.死锁与程序的死循环一样。（ ）22.死锁避免比死锁预防对系统条件限制更严格，所以使得系统资源利用率不高。（ ）23.在分配共享设备和独占设备时，都可能引起死锁。（ ）24.绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。（）25.内存的单

4、一连续分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（ ）26.内存固定分区分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（ ）27.“对换”可以以整个进程为单位。（ ）28.每次“紧凑”之后，都必须对移动了的程序或数据进行重定位。（）29.分段存储管理的引入是为了满足用户（程序员）在编程和使用上多方面的要求。（ ）30.分段式存储管理比分页式管理更易实现存储保护与共享。（ ）31.分页存储管理是离散分配方式，而分段存储管理是连续分配方式。（ ）32.页式存储管理系统不利于保护，但利于共享。（ ）33.“分页对换”和“分段对换”是为了支持虚拟存储系统。（ ）34.缺页中断是在一条指令执行完成后检测和处理的

5、。（ ）35.在进行页面置换时，被淘汰的页都要回写到辅存。（ ）36.虚拟存储器的“虚拟”是指用户可使用的内存容量比实际的内存容量大的多。（ ）37.采用LRU置换算法时，当驻留集增大时，页故障率一定不会增加。（ ）38.通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的。（ ）39.系统中的各个部件，如CPU、存储设备等的连接都是由总线设备来实现的。（ ）40.通道与CPU共享内存。（ ）41.磁带是可直接存取的设备。（）42.为了解决输入和输出速度相差较远的情况，引入了双缓冲机制。（ ）43.在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。（ ）44.在文件系统支持下，用户

6、也需知道文件存放的物理地址。（ ）45.顺序文件适合于建立在磁带上，而不适合建立在磁盘上。（ ）46.在文件的直接存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。（）47.中断驱动I/O控制方式对程序I/O方式的主要改进在于它可使CPU和I/O设备并行操作。（ ）48.通道是通过执行通道程序来对I/O设备进行控制的。（）二、填空题：本大题共48小题，每小题2分。1.操作系统的基本任务是(对计算机系统资源进行管理，给用户使用计算机提供一个友好接口 )。2.常用的操作系统有( 微操作系统 )、(多处理机操作系统)、(网络操作系统)、(分布式操作系统 )。3.操作系统的主要设计目标是( 方便性 )和(有郊

7、性 )。4.多道批处理系统的优缺点主要有（ 资源利用率高）、（系统吞吐量大）和（平均周转时间长和无交互能力 ）。5.多道批处理系统具有（ 多道性 ）、（ 无序性）和（调度性 ）特征。6.分时系统的四个主要特征是( 多路性 )、(独立性)、(及时性)、(交互性)。7.操作系统主要是对（并发 ）、（ 共享 ）、（虚拟 ）、（ 异步性 ）四种资源进行管理。8.程序的并发执行的特征有( 间断性 )、(失去封闭性)、(不可再现性 )。9.运行过程中，进程可能具有(就绪状态 )、( 执行状态 )、(阻塞状态 )三种状态。10.原语在操作其间是（ 不可以被中断 ）。11.从资源分配的角度看，P(wait)操

8、作意味着向系统( 申请 )一个资源，V(signal)操作意味着( 释放 )一个资源。12.临界区是指（ 对临界资源访问的代码 ）。13.进程同步机制应遵循的原则有（空闲让进 ）、（忙则等待 ）、（有限等待 ）、（ 让权等待 ）。14.在进程的轮转调度算法中，如果时间片为无穷大，则轮转调度就变为( 先来先服务算法 )调度。15.设某进程的访问串为：1，3，1，2，4，分配给它的页框数为3，按FIFO页面置换算法，当访问4号页面时，应淘汰( 1 )号页面。16.多道程序系统中设置( 特权)和(非特权)两种指令；相应有(管态/系统态 )和(目态/用户态 )两种处理机状态。17.一个批处理型作业，从

9、进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历下述三级调度( 高级调度)、(中级调度)、（低级调度）。18.进程调度分为以下两种方式(面向用户 )、(面向系统 )。19.调度队列模型分为( 仅有进程调度的调度队列模型 )、(具有高级和中级调度的调度队列模型)、（同时具有三级调度的调度队列模型 ）。20.先来先服务(FCFS)调度算法既可用于( 高级 )调度，也可用于(低级 )调度。21.确定进程优先权的依据有( 进程类型 )、(进程对资源的需求 )、（根据用户要求 ）三个方面。 22.处于执行状态的进程，若其“时间片结束”，则该进程在三种基本状态中应从（ 执行）状态变为（

10、就绪 ）状态。23.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 ）和（环路等待条件 ）。24.死锁的必要条件之一是“互斥”，该条件是指（ 对资源所分配到的资源进行排它性使用，在一段时间内某种资源只由一个进程占有 ）。 25.死锁的四个必要条件是_互斥资源_、_请求和保持资源、不剥夺资源 和循环等待资源。26.死锁的必要条件是（互斥条件）、（ 请求和保持条件 ）、（ 不剥夺条件 ）和（环路等待条件 ）。27.对于交互式系统，应选择（ 抢占 ）（填抢占或非抢占）调度算法。28.根据链接时间的不同，可把链接分为（ 静态链接 ）、（ 装入时动态链接 ）、（ 运动时动态

11、链接 ）三种。29.程序的装入分为（绝对装入方式 ）、（ 可重定位方式）、（动态运行时装入方式 ）。30.紧凑是指（ 多个分散的小分区拼接成大分区的方法）。31.动态重定位分区分配算法与动态分配算法相比增加了（ 紧凑 ）功能。32.可变分区分配技术会造成（ 碎片/零头 ）问题。33.（ 进程的最后一页经常装不满一块，而形成不可利用的碎片 ）称之为“页内碎片”。34.对于段页式系统，当要访问主存中的一个数据时，若联想存储器匹配失败，则需要访问（ 三 ）次主存。35.LRU置换算法是将驻留集中的（最近最少使用的）页面换出内存。36.虚拟存储器是指( 具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量

12、进行扩充的一种存储器系统 )。37.局部性原理包括（ 时间局部性 ）、（空间局部性 ）。38.所谓通道是（ 用于控制外围设备的（包括字符设备和块设备）处理机）。39.I/O控制方式主要分为（程序I/O方式 ）、（中断驱动I/O控制方式）、（ 直接存储访问DMA控制方式 ）。40.缓冲区可工作在（收容输入工作方式）、（ 提取输入工作方式 ）、（收容输出工作方式）和提取输出四种工作方式下。41.中断向量表中存的是（ 中断服务程序的入口地址）。42.SPOOLING技术是通过（ 模拟脱机输入输出程序 ）实现对外设输入输出控制的。43.实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为（输入缓冲区）和（输出缓冲

13、区 ）的专门区域，以存放作业信息和作业执行结果。44.读写一次磁盘信息所需的时间可分解为（寻道时间 ）、（旋转延迟时间 ）和（ 传输时间 ）三类。45.文件按其用途可分为：用户文件、（系统文件）和（库文件）。46.文件控制块中的“文件说明”信息是当用户执行（ open ）操作时，才从辅存调入主存。47.存储在磁带上的文件是（顺序）文件。（哪种物理结构的文件）48.直接存储器DMA方式是专对（ 块 ）设备进行I/O控制的。三、简答题：本大题共16个小题，每个小题6分。1.操作系统的设置目标有哪些？答：操作系统的设置目标有方便性、有郊性、可扩充性、开放性. 2.分时系统形成发展的主要动力和主要特征

14、是什么？答：分时系统形成发展的主要动力用户的需要，表现在人机交互、共享主机、便于用户上机；主要特征是多路性、独立性、及时性、交互性。3.PCB中主要包括哪些基本信息？答：PCB中主要的基本信息是进程标识符信息、处理机状态信息、进程调度信息、进程控制信息。4.试列出三种进程调度算法，并简述其工作原理。答：先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务；最短作业优先调度算法：在就绪队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务；时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务5.请详细说明P、V操作的物理意义。答：P（S）:while S0时的信号量数值表

15、示该类资源的可用资源数；S=0表示已无该类资源可供分配，申请进程入等待队列，此时s的绝对值表示等待队列的进程数。V(S): S:=S+1; 表示进程释放一个资源给系统。如果此时s的值小于、等于0，表示有进程在该信号量队列中等待，唤醒其中之一。S:=S+1表示进程释放一个单位的该类可用资源。6.判断下列进程状态是否可以转换，如可以请说明典型原因。 运行状态 就绪状态 运行状态 阻塞状态 阻塞状态 运行状态 运行状态 终止状态。答：（1）可以，当时间片用完时，或者就绪队列来了更高优先权进程（2）可以，当进程所需要的资源得不到满足时（3）不可以（4）可以，当进程执行完成终止时7.简述“死锁防止”和“

16、死锁避免”这两方法的基本思想。答：死锁防止：通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，来防止死锁发生。死锁避免：不需事先采用各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方式去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。8. 何为页表和快表？它们各起什么作用。答：页表是系统为每个进程建立的一张页面映射表； 快表是为了提高地址变换速度，在地址变换机构中，增设一个具有并行查寻能力的特殊高缓冲存储器。页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射；快表的作用是提高地址变换速度。9.分段保护的方法通常有哪些？答：分段保护的方法通常有物理分段保护、逻辑分段

17、保护的方法。10. 在段页式存储管理方式中，为什么段表的每一栏都要给出页表的长度？答：因为在在段页式存储管理方式中，为了便于实现地址变换，须配置一段表寄存器，在其中存放段表始址和段长Tl，地址变换时，首先利用段号S，将它与段长TL进行比较。若STL表示越界，于是利用段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段中的位置，从中得到该段的页表始址。11.推动操作系统发展的主要动力是什么？答：推动操作系统发展的主要动力是 1、不断提高计算机资源利用率的需要 2、方便用户 3、器件的不断更新换代 4、计算机体系结构的不断发展12.一般来说，文件系统应具备哪些功能? 答：文件系统应具备文件的操作和管理。13.

18、试列出三种进程调度算法，并简述其工作原理。答：先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务；最短作业优先调度算法：在就绪队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务；时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务.14.操作系统的主要功能是什么？答：操作系统的主要功能是存储器管理功能、处理机管理功能、设备管理功能、文件管理功能。15.简述虚拟存储器实现思想。答：虚拟存储器实现思想是在分页/分段系统的基础上，增加请求调页/段功能及页面/分段置换功能所形成的页式/段式虚拟存储系统。16.目前广泛采用的目录结构形式是哪种?它有什么优点? 答：采用的目录

19、结构形式是单级目录结构、两级目录结构、树型目录结构。单级目录结构的优点是简单且能实现目录管理的基本功能（按名存取）；两级目录结构的优点是提高了检索目录的速度、在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名，只要在用户自己的UFD中其文件名都是唯一的、不同用户还可以使用不同的文件名，来访问系统中的同一个共享文件；树型目录结构的优点是检索效率高、允许重名、便于实现文件共享。四、综合题：本大题共16个小题，每题10-12分。1.设某分时系统采用时间片轮转发实施进程调度，进程有三种基本状态：执行、就绪和等待。试说明：（1）进程进行下列状态变化的典型原因：执行等待就绪执行就绪（2）该系统中引起进程调度的三种主

20、要原因。答：1、当进程完成任务所申请的资源不能都满足时由执行状态到等待状态；当进程所等待的资源都得到满足由等待状态到就绪状态；当进程被新一轮的调度选中进入CPU中执行由就绪状态到执行状态；当正在执行的进程所分配的时间片耗完由执行状态到就绪状态； 2、进程阻塞，进程完成，进程时间片用完2.设有一缓冲池P，其中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出，若进程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用P、V操作表示它们的制约关系。VAR mutex,empty,full:semaphore:=1,20,0; begin parbegin input_proce

21、ss:beginrepeatwait(empty);wait(mutex);put in a data;signal(mutex);signal(full);until falseend output_process:beignrepeatwait(full);wait(mutex);draw out a data;signal(mutex);signal(empty);until false;end parendend3.汽车司机与售票员之间必须协同工作，一方面只有售票员把车门关好了司机才能开车，因此，售票员关好车门应通知司机开车。另一方面，只有当汽车已经停下，售票员才能开门上下客，故司机停

22、车后应通知售票员，汽车当前正在始发站停车上客，试设必要的信号灯及赋初值，写出他们的同步过程。（用管程或信号灯机制均可）答： Var mutex, chauffeur, busman:semaphore:=1,1,1;Begin Parbegin Process 1:begin Repeat Wait(chauffeur); Wait(mutex); Put down/up man; Signal(mutex);until falseend Process 2:begin Repeat Wait(busman); Wait(mutex); Put down/up man; Signal(mute

23、x);until falseendParendEnd 4.说明信号量S的物理含义。答：信号量是能由同步原语进行操作的整型变量。5.一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业?答：1)优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时，可以调度批处理作业。 2)允许终端作业和批处理作业混合同时执行。 3)把终端作业的就绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中。 4)有终端作业进程就绪时，优先让其按“时间片轮转”法先运行。没有终端作业时再按确定算法选批处理作业就绪进程运行。6.假定待处理的三个作业的到达时间和运行时间如下：作业 到达时间/s 执

24、行时间/s1 0.0 82 0.4 43 1.0 1若采用FCFS、SJF调度算法，则作业的平均周转时间各是多少？假定要改善SJF的性能，如果让CPU在第一个时间单位空闲，然后采用SJF策略，那么，这些作业的平均周转时间是多少？均需给出计算步骤。（3小问各4分）作业情况调度算法进程名123平均到达时间/s000410执行时间/s841FCFS完成时间81213周转时间84445467带权周转时间804444267SJF完成时间862周转时间85614867带权周转时间118670511027.在某段页式系统中，虚地址空间包含了8个段，段长为229字节。硬件把每个段分成大小为256字节的页。问虚

25、地址中有多少位可以用于指定：（10分）（1）段号（2）页号（3）页内偏移量（4）整个虚地址答：（1）3 ，由于8=23，要有3位指定段号（2）21 ，页大小为256=28字节，一个大小为229字节的段由229/28=221页。因此，要有21位指定页号（3）8，要指定大小为28字节的页的偏移量，需要8位（4）32，3+21+8=328.请说出可变分区分配的实现思想。需哪些数据结构支持？有哪些方法可解决其存在的碎片(外碎片)问题？答：可变分区分配技术是相对于固定分区分配技术而言的，即根据进程的实际需要，动态地为之分配连续的与其程序空间相适合的内存空间，在该技术中分区个数是可变的，同时分区大小也是不

26、固定的。该技术需要的数据结构主要是对空闲分区和已分配的分区进行描述，每个分区表项应包括分区序号，分区始址和分区大小等。分区表的组织方式可采用数据表和链表。针对可变分区中的碎片问题，可采用“拼接”或“紧凑”方法解决，即将内存中分散的作业进行移动，使他们相邻接，使分散的小分区拼接成大分区。9.某系统使用两级页表，页的大小是212字节，虚地址是32位。地址的前8位用作一级页表的索引。求：（1）有多少位用来指定二级索引？（3分）（2）一级页表中有多少项？（3分）（3）二级页表中有多少项？（3分）（4）虚地址空间中有多少页？（3分）解：（1）12位，因为给定页的大小为212字节，所以要用12位来指定偏移

27、量。这样剩下32-（12+8）=12位 （2）28，8位可以指定28项 （3）212，12位可以指定212项 （4）220，20位可以寻址220页。或者，28个一级页表项的每个页表项都访问有212项的二级页表。28*212=22010.有哪几种I/O控制方式，它们的工作原理是什么，分别适用于何种场合。（8分）答：（1）程序I/O方式：由处理机不断的去检查I/O设备的状况，当设备处于闲状态进行I/O操作，当处于忙状况处理机等待。由于该机制导处理机严重浪费，所以只用于早期的计算机系统中。（2）中断I/O方式：处理机和I/O设备并行操作，当I/O设备需要服务时向处理机发送中断信号，由处理机调用中断响

28、应程序服务。大部分字符设备采用中断I/O方式。（3）DMA方式：增加DMA控制器，当需要对设备进行服务时由CPU将控制信息发给DMA控制器，由DMA控制器完成数据传送过程。主要用于对块设备的控制。（4）I/O通道控制方式：增加I/O通道控制器，由I/O通道控制器完成对外设的控制工作。主要用于I/O设备比较多，服务比较繁忙，且互相之间需要并行处理的场合。11.磁盘访问时间包括哪几部分？怎样减少磁盘访问延时？答：磁盘访问时间包括寻道时间、旋转延迟时间、传输时间； 可nal(utes) wait(l(_在访问时间中，寻道时间、旋转延迟时间基本上与所读/写数据的多少无关，而适当的集中数据传输，将有利于

29、提高传输效率。12.设有一个包含1000个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块，一个物理块可以存放10个索引表目。建立索引时，一个物理块应有一个索引表目：问该文件至少应该建立几级索引（设一级索引占用一个物理块）？索引及文件本身共占多少物理块？解：索引级数=log10(1000)=3第一级1个物理块，第二级10个物理块，第三级100个物理块共占物理块数=1+10+100+1000=111113.为什么说PCB是进程存在的唯一标志？进程和程序有何区别？答： 进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。进程控制