操作系统考试题综述.docx
- 文档编号:23776438
- 上传时间:2023-05-20
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:74.70KB
操作系统考试题综述.docx
《操作系统考试题综述.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《操作系统考试题综述.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
操作系统考试题综述
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)
进程名
到达
时间
估计运
行时间
优先数
进入内
存时间
完成
时间
周转
时间
带权周
转时间
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
到达时间
估计运
行时间
优先数
进入内
存时间
完成时间
周转时间
带权周
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
时间
估计运
行时间
优先数
进入内
存时间
完成
时间
周转
时间
带权周
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
R1R2R3R1R2R3
P1322100
P2613411
P3314211
P4422002
答:
1.系统资源总数为(9,3,6)。
各种进程对资源需求矩阵为:
222
202
103
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
二、(10分)在银行家算法中,若出现下述资源分配情况:
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
P1559212
P2536402
P34011405
P4425204
P5424314
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和进程推进顺序非法。
A.资源分配不当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,J3B.J3,J2,J1C.J2,J1,J3D.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.D2.B3.B4.D5.C
6.A7.D8.D9.B10.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B、提高速度
C、节省空间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.B2.A3.B4.B5.A
6.C7.D8.D9.D10.A
11.B12.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
D
B
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:
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。
Ø在可获得处理机时,应将它分给哪个就绪进程;
Ø在短期繁重负载下,应将哪个进程暂时挂起。
答:
(1)高级调度:
即作业调度,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。
低级调度:
即进程调度,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。
中级调度:
实际上就是存储器管理中的对换功能。
(2)引起进程调度的时机有:
●正在执行进程执行完毕或因发生某事件而不能再继续执行。
●执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行。
●在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作,如P操作、block原语、wakeup原语等。
●在可剥夺式调度中,有一个比当前进程优先权更高的进程进入就绪队列。
●在时间片轮转法中,时间片用完。
(3)
Ø进程调度;
Ø中级调度
11.动态分区式管理的常用内存分配算法有哪几种?
比较它们各自的优缺点。
答:
(1)首次适应算法:
描述算法(丛空闲分区的组织、如何找两方面描述))
缺点:
增加查找可用空闲分区开销;
地址不断划分,致使留下许多难以利用的、很小的空闲分区。
(2)循环首次适应算法:
描述算法(2分)
特点:
减少查找开销,空闲分区分布的更均匀,但会缺乏大的空闲分区。
(3)最佳适应算法:
描述算法(2分)
缺点:
划分后剩余的空闲区最小。
12.在动态分区存储管理方式中,回收内存时,可能出现哪几种情况?
应怎样处理这些情况?
答:
在动态分区存储管理方式中,回收内存时,系统根据回收区的首址,从空闲区链中找到相应的插入点,此时可能出现以下四种情况之一:
(1)回收区与插入点的前一个分区F1相邻接。
此时应将回收区与插入点的前一分区合并,不再为回收分区分配新表项,而只需修改F1区的大小为两者之和;
(2)回收分区与插入点的后一分区F2相邻接。
此时也将两分区合并形成新的空闲区,但用回收区的首址作为新空闲区的首址,大小为两者之和;
(3)回收区同时与插入点的前、后两个分区邻接。
此时将三个分区合并,使用F1的首址,取消F2的表项;
(4)回收区既不与F1邻接,也不与F2邻接。
这时应为回收区单独建立一新表项,填写回收区的首址和大小,并根据其首址,插入到空闲链中的适当位置。
13.什么是分页?
什么是分段?
在存储管理中,分页与分段的主要区别是什么?
分页与分段两种方法中,哪个更易于实现共享,为什么?
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。
内存划分成与页面大小相等的物理块,进程的任何一页可放入内存的任何一个物理块中。
(2分)
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。
多个段在内存中占有离散的内存单元,对每个段,在内存占有一连续的内存空间,其内存的分配与回收同可变分区的内存分配与回收办法。
(2分)
分页与分段的主要区别是:
(1)页是信息的物理单位。
分页仅仅是由于系统管理的需要,而不是用户的需要;而段是信息的逻辑单位,它含有一组具有相对完整意义的信息,是出于用户的需要。
(2)页的大小固定且由系统确定,把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分的功能,由机器硬件实现;而段的长度却不固定,或由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分。
(3)分页的作业地址空间是一维的,即单一的线性地址空间;而分段的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 操作系统 考试题 综述