操作系统复习要点习题.docx
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操作系统复习要点习题
“操作系统原理”复习要点与习题
第一章操作系统引论
1.1操作系统目标和作用
1、下列选择中,()不是操作系统关心的主要问题。
A管理计算机裸机B设计提供用户与计算机硬件系统间的界面
C管理计算机系统资源D高级程序设计语言的编译器
2、说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系。
3、从用户角度看,操作系统是()。
A计算机资源的管理者B计算机工作流程的组织者
C用户与计算机之间的接口D由按层次结构组成的软件模块的集合
1.2操作系统发展过程
1、引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有()。
A多个cpuB多个终端
C中断功能D分时功能
2、判断:
所谓多道程序设计,即指每一时刻有若干个进程在执行。
()
3、判断:
采用多道程序设计的系统中,系统的程序道数越多,系统效率越高。
()
4、判断:
由于采用了分时技术,用户可以独占计算机的资源。
5、分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处体现在哪些方面?
答:
实现各计算机之间的通信;共享网络中的资源;满足较大规模的应用;系统中若干台计算机相互协同完成同一任务
6、若程序A和B单独执行时分别用TA和TB,TA=1h,TB=1.5h,其中处理器工作时间分别为TA=18min,TB=27min。
如果采用多道程序设计方法,让A,B并行工作,假定处理器利用率达到50%,另加15min系统开销,请问系统效率提高百分之几?
7、在操作系统中引入并发可以提高系统效率,若有两个程序A和B,A程序执行时所做的工作按次序需要用cpu:
10s,设备1:
5s,cpu:
5s,设备2:
10s,cpu10s;程序B执行时所做的工作按次序需要用设备1:
10s,cpu:
10s,设备2:
5s,cpu:
5s,设备2:
10s。
如果在顺序环境下执行两个程序,则cpu的利用率为();如果在并发环境下执行两个程序,则cpu的利用率为()。
8、设某计算机系统有一个cpu、一台输入设备、一台打印机。
现有两个进程同时进入就绪状态,且进程A先得到cpu运行,进程B后运行。
进程A的运行轨迹为:
计算50ms,打印信息100ms,再计算50ms,打印信息100ms。
进程B的运行轨迹为:
计算50ms,输入数据80ms,再计算100ms,结束。
试画出它们的时序关系图(可用甘特图)并说明:
(1)运行过程中,cpu有无空闲等待?
计算cpu利用率。
(2)进程A和B运行过程中有无等待现象?
9、判断:
多道程序设计是利用了CPU和通道的并行工作来提高系统利用率的。
()
10、判断:
多道程序设计可以缩短系统中作业的执行时间。
()
11、判断:
在一个兼顾分时操作系统和批处理系统中,通常把终端作业称为前台作业,而把批处理型作业称为后台作业。
()
12、判断:
批处理系统不允许用户随时干预自己程序的运行。
()
13、判断:
Windows操作系统完全继承了分时系统的特点。
()
14、(C)不是Unix系统的特色。
A交互的分时系统B以全局变量为中心的模块结构
C模块之间调用关系简明D可以分成内核和外壳
15、实现多道程序系统的最主要硬件支持是什么?
16、填空:
在一台主机上同时连接多台终端,多个用户可以通过终端同时交互使用计算机资源,这种系统称为()操作系统;允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为();计算机系统能及时处理过程控制数据并作出响应的操作系统称为()。
17、分时系统的一个重要性能是响应时间,下述()因素与改善响应时间有关。
ACPU速度快B时间片C轮转调度法
D优先数+非抢占式调度算法E进程数目增加。
18、衡量整个计算机性能的指标有()。
A用户接口B资源利用率C系统中进程数量;
D吞吐量E周转时间。
19、判断:
单用户系统中,任何时刻,只能有一个用户进程。
()
20、填空:
操作系统的主要性能参数有系统资源利用率、系统吞吐量。
21、下列作业类型中,适合在分时系统中运行的有_____、______;适合在批处理系统中运行的有_____、______。
A学习编程B数据统计
C发生电子邮件D整理硬盘
22、判断:
linux是与Unix兼容的操作系统,它不仅仅是只能运行在PC机上。
()
1.3操作系统的基本特性
1、判断:
并发是并行的不同表述,其原理相同。
()
2、并发性的概念是。
3、在单处理机系统中实现并发技术后,判断:
(1)各进程在某一时刻并行运行,cpu与外设间并行工作;()
(2)各进程在一个时间段内并行运行,cpu与外设间串行工作;()
(3)各进程在一个时间段内并行运行,cpu与外设间并行工作。
()
2、填空:
现代操作系统的两个最基本的特征是、。
1.4操作系统的主要功能
1、在用户程序中要将一个字符送到显示器上显示,使用操作系统提供的()接口。
A系统调用B函数
C原语D子程序
2、系统调用的作用是什么?
请给出实现系统调用的步骤。
3、用户程序向系统提出使用外设的请求方式是()。
A作业申请B原语
C系统调用DI/O指令
4、判断:
系统调用与用户程序之间的调用不同之处是处理机状态的改变。
()
5、判断:
命令解释程序是操作系统的一个程序,它必须在核心态下运行。
()
6、用户进程通过系统调用fork创建一个新进程,在执行系统调用前,用户进程运行在();在执行fork过程中,用户进程运行在()。
A系统态B用户态
C系统态或用户态D内部态
6、判断:
系统调用命令就是访管指令,它的功能是由硬件直接提供的。
()
7、比较一般的过程调用和系统调用。
第二章进程管理
2.1进程的基本概念
1、进程申请打印输出完成向系统发出中断后,进程的状态变化为。
2、判断:
当一个进程从等待态变为就绪态,则一定有一个进程从就绪态变成运行态。
()
3、如果一个单处理机系统中有N个进程,运行进程最多几个,最少几个?
就绪进程最多几个,最少几个?
等待进程最多几个,最少几个?
4、判断:
在一个N个进程的单处理机系统中,有可能出现N个进程都被阻塞的情况。
()
5、关于进程状态,判断:
(1)进程一旦形成,首先进入的是运行状态。
()
(2)一个进程必须经过进程的三个基本状态才能结束。
()
(3)进程可能同时处于某几种基本状态中。
()
(4)分时系统中,一个正在运行的进程的时间片到,该进程将转入就绪状态。
()
6、只能在管态下执行的指令有:
从内存中取数指令;把运算结果写内存指令;算术运算指令;I/O指令;读时钟指令;置时钟指令、寄存器清零指令;屏蔽所有中断;改变存储器映像图;改变磁盘空间分配位图。
7、在一个分时系统中,用户提交了一个作业,作业内容包括:
请求内存缓冲区;计算并将结果存于内存缓冲区;请求打印机;将缓冲区中的内容在打印机上输出;释放打印机;释放内存;结束。
8、判断:
在单CPU的系统中,任何时刻都有一个进程处于运行状态。
()
9、判断:
进程申请CPU得不到满足时,其状态变为阻塞态。
()
10、能从1种状态转变为3种状态的是():
A就绪;B阻塞;C完成;D执行
11、判断:
进程在运行中,可以自行修改自己的PCB。
()
12、判断:
当进程申请CPU得不到满足时,它将处于阻塞状态。
()
13、判断:
当进程由执行状态变为就绪状态时,CPU现场信息必须被保存在PCB中。
()
14、操作系统通过PCB来控制和管理进程,用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息。
15、进程和程序直接可以形成一对一、一对多、多对一、多对多的关系,请分别举例说明在什么情况下会形成这样的关系?
16、在分时系统中,导致进程创建的典型事件是
(2)(选项:
用户注册;用户登录;用户记账);在批处理系统中,导致进程创建的典型事件是
(2)(选项:
作业录入;作业调度;进程调度);由系统专门为允许中的应用进程创建新进程的事件是()(选项:
分配资源;进行通信;共享资源);()(选项:
分配PCB;分配内存;分配CPU;分配外设;插入就绪队列)不是创建进程所必需的步骤。
17、系统有n(n>2)个进程,且当前不再执行进程调度程序,判断下述情况是否可能发生:
(1)有一个运行进程,没有就绪进程,n-1个阻塞进程。
()
(2)有一个运行进程,有一个就绪进程,n-2个阻塞进程。
()
(3)有一个运行进程,n-1个就绪进程,没有阻塞进程。
()
(4)没有运行进程,有2个就绪进程,n-2个阻塞进程。
()
18、判断:
在单处理机上,进程就绪队列和阻塞队列都只能由一个。
()
19、下列内容中属于进程上下文的是()。
A用户打开文件表;BPCB;C中断向量;E核心栈
2.2进程控制
1、下列程序执行时,系统的输出可能是什么?
{
a=55;
pid=fork();
if(pid==0){
sleep(5);
a=99;
sleep(5);
printf(“childleaving\n”);
exit(0);
}
Else
{sleep(7);
Printf(“a=%d\n”,a);
Wait(0);
Printf(“parentchildexited\n”);
}
}
2.3进程同步
1、临界资源:
P1、P2两个进程执行代码相同,共享total变量:
inti;
(fori=1;i<=10;i++)
Total=total+1;
问:
最后total可能的最小值、最大值(2,20)
2、判断:
临界区就是临界资源所在的区域。
()
3、所谓临界区是指一个缓冲区、一段数据区、同步机制、一段程序。
4、判断:
对临界资源应采用互斥的方式来实现共享。
()
5、下面活动分别属于进程的哪种制约关系?
(1)几个同学去图书馆借书;
(2)几个同学在打篮球;
(3)流水生产线上的各道工序;
(4)对一个产品的生产和消费。
6、填空:
若信号量初值为3,当前值为-3,则表示有个进程在该信号量上等待?
7、下面是两个并发执行的进程,他们能正确运行吗?
若不能请修改。
Parbegin
intx;
P1
{inty,z;
X=1;y=0;
Ifx>=1theny=y+1;
Z=y;
}
P2:
{x=0;t=0;
Ifx<=1thent=t+2;
U=t;
}
8、双进程临界区问题的算法,其中布尔型数组blicked[2]初始值为{false,false},整型turn初始值为0,id代表进程编号(0,1),请说明正确否?
(违反忙则等待原则)
do{
blocked[id]=true;
While(turn!
=id)
{
While(blocked[1-id]);
Turn=id;
}
编号为id的进程的临界区
Blocked[id]=false;
编号为id的进程的非临界区
}while(true);
9、在具有N个进程的系统中,允许M个进程(N≥M≥1)同时进入它们的临界区,其信号量S的值的变化范围是(),处于等待状态的进程数最多是个。
10、判断以下解决双进程临界区问题的算法是否正确:
ProcessPi(i=0,1):
Do{
Flag[i]=true;
While(flag[1-i]);
criticalsection
flag[i]=false;
remaindersection
}while
(1);
11、用V操作唤醒一个等待进程时,被唤醒进程的状态变为()。
A运行;B等待;C就绪;E完成
12、若有3个进程共享一个互斥段,每次最多允许两个进程进入互斥段,则信号量的变化范围是。
13、关于进程同步与互斥的说法,判断:
(1)进程的同步与互斥都涉及到并发进程访问共享资源的问题。
()
(2)进程的同步是进程互斥的一种特殊情况。
()
(3)进程的互斥是进程同步的特例,互斥进程是竞争共享资源的使用,而同步进程之间必然存在依赖关系。
()
(4)进程互斥和进程同步有时候也称为进程同步。
()
14、判断:
临界区是不可中断的程序。
()
15、判断:
如果在加锁法实现互斥时,将未进入临界区的进程排队等待,从而让其有被再调度的机会,加锁法和P、V原语实现互斥时其效果是相同的。
()
16、由于并发进程执行的随机性,一个进程对另一个进程的影响是不可预测的,甚至造成结果的不正确,下面对造成不正确的因素的描述正确的是()。
A与时间有关;B与进程占用的处理机有关;
C只与执行速度有关;D只与外界的影响有关
17、有两个优先级相同的进程A、B如下,令信号量S1和S2的初值均为0,已知Z=3,则A、B并发运行结束后X、Y、Z的值分别是:
A
B
Y=2;
Y=Y+3;
V(S1);
Z=Y+0;
P(S2);
Z=Y+Z;
X=2;
X=X+3;
P(S1);
X=X+Y;
V(S2);
Y=Y+Z;
18、信号量是一个整型变量,可在其上做加1或减1的操作。
2.4经典进程同步问题
1、一个供应商用汽车给某超市送货,并把汽车上的货物用超市的三轮车运到仓库中,超市的工作人员也用三轮车从仓库中取货去出售。
假设共有3辆三轮车,仓库中只能容纳10辆三轮车的货物,且每次从汽车上取货只能共给一辆三轮车,仓库也只能容纳一辆三轮车进入。
用信号量实现向仓库中送货及从仓库中取货的同步算法。
2、有一个仓库,可以存放A、B两种产品,但要求:
1每次只能存入一种产品(A或B);
2A产品数量-B产品数量 3B产品数量-A产品数量 其中M、N是正整数,使用P、V操作描述产品A与产品B的入库过程。 3、一组生产者进程和一组消费者进程共享10个缓冲区,每个缓冲区可以存放一个整数;生产者进程每次一次性向3个缓冲区写入3个整数,消费者进程每次从缓冲区取出一个整数。 用信号量实现进程的同步关系。 4、写者优先的读者写者问题: 5、有座可双向通行的单车道桥,最大载重负荷为4辆汽车。 请给出任一辆车通过该桥的管理算法。 6、设公共汽车上,司机和售票员的活动分别是: 司机的活动 售票员的活动 启动车辆; 正常行车; 到站停车; 关车门; 售票; 开车门; 在汽车不断地到站、停车、行驶过程中,这两个活动有什么同步关系? 用P、V操作实现它们的同步。 7、桌子上有一个空盘子,允许存放一只水果,爸爸可以向盘中放苹果,妈妈向盘子中放橘子,女儿专门吃盘子中的苹果,儿子专门吃盘子中的橘子。 规定当盘子空的时候一次只能放一只水果,请用信号量实现他们之间的同步与互斥。 8、进程A1、A2、……An1通过m个缓冲区向进程B1、B2……Bn2不断地发送消息。 发送和接收工作遵循如下规则: (1)每个发送进程一次发送一个消息,写入一个缓冲区,缓冲区大小等于消息长度; (2)对每一个消息,B1,B2,…,Bn都必须接收一次,读入各自的数据区内; (3)m个缓冲区都满时,发送进程等待;没有可读的消息时,接收进程等待。 9、进程A、B、C坐在圆桌旁讨论问题(面朝圆桌),每个人都从其右边那个人的信箱里取得讨论的问题,回答完一个问题后提出一个新问题放在左边的信箱中。 假设A右边的信箱可放3个问题,B右边的信箱可以放2个问题,C右边的信箱可以放3个问题,初始时A右边的信箱中有2个问题。 用信号量写出三个人讨论问题的同步算法。 10、战地指挥官通过无线电不断向他的三个士兵下达作战指令,但是他必须在得到所有士兵对前一条指令的“确认”之后才能下达新的指令。 请用信号量或管程进行指挥官和士兵之间的协同管理。 11、有三个并发进程R,M,P,它们共享了一个可循环使用的缓冲区B,该缓冲区共有N个单元。 进程R负责从输入设备读信息,每读一个字符后,把它存入缓冲区B的一个单元中;进程M负责处理读入的字符,若发现读入的字符中有空格符是,则把它改成“,”;进程P负责吧处理后的字符取出并打印输出。 当缓冲区单元中的字符被进程P取出后,则又可用来存放下一次读入的字符。 用P,V操作写出能正确并发执行的程序。 12、有4个进程A,B,C,D共享一个缓冲区,进程A负责循环地从文件读一个整数放入缓冲区,进程B从缓冲区取出MOD3为0的整数并累计求和;进程C从缓冲区取出MOD3为1的整数并累计求和;进程D从缓冲区取出MOD3为2的整数并累计求和.请用PV操作写出能够正确执行的程序。 2.5进程通信 1、在UNIX中,()用于把一个进程的输出连接到另一个进程的输入。 A普通文件;B索引文件;C目录文件;D管道文件 2、关于进程通信的说法,判断: (1)进程通信有两种方式,直接通信和间接通信。 () (2)直接通信固定在一对进程之间。 () (3)间接通信是通过第三个进程转发信件的,不必在两个进程间直接相互通信。 () (4)间接通信方式以信箱为媒介实现通信,信箱由接收信件的进程设置。 () 2.6线程 1、以下描述中,()并不是多线程系统的特长。 A利用线程并行地执行矩阵乘法运算; BWeb服务器利用线程响应HTTP请求; C键盘驱动程序为每一个正在运行的应用配备一个行程,用来响应该应用的键盘输入; D基于GUI的debugger用不同的线程分别处理用户输入、计算、跟踪等操作。 2、若一个进程拥有100个线程,这些线程属于用户级线程,则该进程在系统调度执行时间上占用()个时间片。 A1;B100;C1/100;D0 3、判断: 属于同一个进程的线程可以共享进程的程序段和数据段。 () 4、关于进程和线程的说法,判断: (1)线程是进程中可独立执行的子任务,一个进程可以包含一个多多个线程,一个线程可以属于一个或多个进程。 () (2)线程又称为轻型进程,因为线程都比进程小。 () (3)多线程技术具有明显的优越性,如速度快、通信简便、并行性高等。 () (4)由于线程不作为资源分配单位,线程之间可以无约束地并行执行。 () 第三章处理机调度与死锁 3.1调度算法 1、既考虑作业的执行时间又考虑作业的等待时间的调度算法是()。 (选项: 短作业优先;先来先服务;响应比高者优先;优先级调度) 2、给定一组作业J1,J2,…Jn,它们的运行时间分别为T1,T2,…Tn,假定这些作业是同时到达,并且将在一台cpu上按单道方式运行。 证明: 若按最短作业优先调度算法运行这些作业,则平均周转时间最短。 3、判断: 在剥夺优先级调度方式下,现运行进程的优先级不低于系统中所有进程的优先级。 4、设某计算机系统有一个cpu,一台输入设备,一台打印机。 现有两个进程同时进入就绪状态,且进程A先得到cpu运行,进程B后运行。 进程A的运动轨迹为: 计算50ms,打印信息100ms,再计算50ms,打印信息100ms结束。 进程B的运行轨迹为: 计算50ms,输入数据80ms,再计算100ms,结束。 试画出它们的时序关系图,并说明开始运行后,cpu有无空闲等待? 计算cpu的利用率。 5、一个操作系统具有分时兼批处理的功能,设个一个合理的调度策略,使得分时作业响应快,批作业也能及时得到处理。 6、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? 7、现有两道作业同时执行,一道以计算为主,另一道以输出为主,应该如何为两作业设置处理器的优先级? 8、有5个待运行的作业为A,B,C,D,E,各自运行时间为9,6,3,5,x,试问采用哪种运行次序使得平均响应时间最短? 提示: 假设x<3,x在3和5间,在5和6间,在6和9间分别讨论。 9、某个操作系统的设计目标是同时支持实时任务和交互式任务,它的实现采用混合式多线程策略,处理器调度策略采用多队列策略,在系统资源不足时,可采用中级调度来平衡系统负载。 (1)问该系统中存在着哪些与处理器调度有关的实体? (进程、内核级线程、用户级线程) (2)设计一个合理的多队列进程调度策略,它既能满足实时任务调度的需要,又能从外设访问角度来满足交互式任务调度的需要。 10、假设一个计算机系统具有如下特征: 处理一次中断,平均耗时1ms;一次进程调度,平均耗时2ms;将CPU分配给选中的进程,又平均需要1ms。 再假设其定时器芯片每秒产生100次中断,问: (1)系统将百分之几的CPU时间用于时钟中断处理? (提示: 每秒处理中断的时间是100ms,100ms/1s=10% (2)如果采用轮转法调度,10个时钟中断为一个时间片,那么,系统将百分之几的CPU时间用于进程调度(包括调度、分配CPU和引起调度的时钟中断处理时间)? 11、有一个多道批处理系统,作业调度采用“短作业优先”调度算法;进程调度采用“优先数抢占式”调度算法,且优先数越小优先级越高。 如系统拥有打印机一台,采用静态方法分配,忽略系统的调度开销。 现有如下作业序列到达系统: 作业名 到达系统时间 Cpu运行时间 打印机需求 优先数 J1 14: 00 40min 1 4 J2 14: 20 30min 0 2 J3 14: 30 50min 1 3 J4 14: 50 20min 0 5 J5 15: 00 10min 1 1 回答: (1)按作业运行结束的次序排序; (2)作业的平均周转时间和平均带权周转时间是多少? 提示: 作业调度与内存大小有关,本题没有给条件,所以只需考虑进程调度,得出结束次序为: J2,J1,J5,J3,J4. 12、设在某多道程序系统中有用户使用的内存100KB,打印机1台。 系统采用可变分区动态分配算法管理内存,而对打印机采用静态分配。 假设输入输出操作时间忽略不计,采用最短剩余时间优先的进程调度算法,进程剩余时间相同时采用先来先服务的算法,进程调度时间选择在进程执行结束或新进程创建时。 现有进程如下: 进程 创建时间 要求执行时间 要求内存 申请打印机 0 0 8 15KB 1 1 4 4 30KB 1 2 10 1 60KB 0 3 11 20 20KB 1 4 16 14 10KB 1 假设系统优先分配内存低地址区域,且不允许移动,那么: (1)给出进程调度算法选中进程的次数。 (2)全部进程执行结束所用的时间是多少? 13、就绪队列中有n个就绪进程等待cpu调度,如果采用不同的调度算法,总共可能有()种调度顺序。 14、一个实时系统使用了4个周期事件,其周期分别为50ms,100ms,200ms,250ms。 假设这4个周期事件分别需要35ms,20ms,10ms和xms的CPU时间。 保持系统可调度的最大x值是多少? 3.2死锁的基本概念 1、判断: 死锁是指系统中的全部进程都处于阻塞状态。 (北京理工01) 2、判断: PV操作不仅可以用来实现进程同步,还可以用来防止进程的死锁。 (南京理工01) 3、有3个进程P1,P2和P3并发工作,进程P1需要资源S3和S1,进程P2需要资源S1和S2,进程P3需要资源S2和S3.那么: (1)若对资源分配不加限制,可能发生什么情况? (2)为保证进程正确地工作,应采用怎样的资源分配策略? 4、设系统有一类数量为M的独占性资源,系统中N个进程竞争该类资源,个进程对资源的最大需求为W。 当M,N,W分别取下列个值时,系统可能发生死锁? (上海交大) (1)M=2;N=2;W=2; (2)M=3;N=2;W=2; (3)M=3;N=2;W=3;(4)M=5;N=3;W=2; (1)M=6;N=3;W=3; 5、在有m个进程的系统中出现死锁时,死锁进程的个数范围是()(北大97) 6、死锁现象并不是计算机系统所独有的,判断下列哪些现象是死锁的体现: (浙大06) (1)杭州西泠桥塞车,因为大修,桥上只有一个车道供双方通行; (2)高速公路大堵车,因
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