操作系统作业及部分资料汇总.docx

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操作系统作业及部分资料汇总

第一章操作系统引论作业

P259.OS有几大特征？

其最基本的特征是什么？

答：

OS有四个基本特征：

并发、共享、虚拟和异步。

其中最基本的特征是并发。

第二章进程管理作业

18、同步机构应遵循哪些基本原则？

答：

（1）空闲让进。

（2）忙则等待。

（3）有限等待。

（4）让权等待。

22、试写出相应的程序来描述图2－15所示的前趋图。

Vara,b,c,d,e,f,g,h:

semaphore:

=0,0,0,0,0,0,0,0;

Begin

Parbegin

BeginS1;signal（a）;signal（b）;end;

Beginwait（a）;S2;signal（c）;signal（d）;end;

Beginwait（b）;S3;signal（e）;end;

Beginwait（c）;S4;signal（f）;end;

Beginwait（d）;S5;signal（g）;end;

Beginwait（e）;S6;signal（h）;end;

Beginwait（f）;wait（g）;wait（h）;S7;end;

Parend;

end

Vara,b,c,d,e,f,g,h,i,j:

semaphore:

=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;

Begin

Parbegin

BeginS1;signal（a）;signal（b）;end;

Beginwait（a）;S2;signal（c）;signal（d）;end;

Beginwait（b）;S3;signal（e）;signal（f）;end;

Beginwait（c）;S4;signal（g）;end;

Beginwait（d）;S5;signal（h）;end;

Beginwait（e）;S6;signal（i）;end;

Beginwait（f）;S7;signal（j）;end;

Beginwait（g）;wait（h）;wait（i）;wait（j）;S8;end;

Parend;

end

26、试修改下面生产者－消费者问题解法中的错误

producer:

consumer:

beginbegin

repeatrepeat

……wait（mutex）；

produceaniteminnextp;wait（empty）;

wait（mutex）;nextc:

=buffer（out）;

wait（full）;out:

=out+1;out:

=（out+1）modn;

buffer（in）:

=nextp;signal（mutex）;

signal（mutex）;consumeiteminnextc;

untilfalse;untifalse;

endend

36、为什么要在OS中引入线程？

答：

由于进程是资源的拥有者，所以在创建、撤销、切换操作中需要较大的时空开销，限制了并发程度的进一步提高。

为减少进程切换的开销，把进程作为资源分配单位和调度单位这两个属性分开处理，即进程还是作为资源分配的基本单位，但是不作为调度的基本单位（很少调度或切换），把调度执行与切换的责任交给“线程”。

这样做的好处不但可以提高系统的并发度，还能适应新的对称多处理机（SMP）环境的运行，充分发挥其性能。

第三章处理机调度与死锁作业

P686试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。

答：

先来先服务（FCFS）调度算法,适用于作业调度，进程调度（非抢占方式）。

其调度方法是后备作业队列、就绪队列按FIFO排列，调度时选择处于队首的作业或进程。

优点是简单、易于实现。

缺点有：

1）有利于长的作业或进程，不利于短的。

2）有利于CPU繁忙型的作业或进程，不利于I/O繁忙型的作业或进程。

短作业（进程）优先调度算法,既适用于作业调度，又适用于进程调度。

调度方法是从后备作业队列、就绪队列中选择估计运行时间最短的作业或进程。

既可用于非抢占方式，也可用于抢占方式。

优点是调度性能较好，系统吞吐量高。

缺点有：

1）不利于长的作业或进程。

2）不考虑作业或进程的紧迫程度。

3）估计运行时间很难准确获得。

16何谓死锁?

产生死锁的原因和必要条件是什么?

答：

死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

产生死锁的原因：

（1）竞争资源。

（2）进程间推进顺序非法。

产生死锁的必要条件：

（1）互斥条件；

（2）请求和保持条件；（3）不剥夺条件；（4）环路等待条件。

20在银行家算法中,若出现下述资源分配情况:

Process

Allocation

Need

Available

P0

0032

0012

1622

P1

1000

1750

P2

1354

2356

P3

0332

0652

P4

0014

0656

试问:

（1）该状态是否安全?

（2）若进程P2提出请求Request（1,2,2,2）后,系统能否将资源分配给它?

（本题答案参考《学习指导与题解》P69，

其余两道例题的批改参考《学习指导与题解》P63，P66）

一、单项选择题（本大题共30小题,每选择1分,共30分）

（在每小题列的四个选项中只有一个选项符合题目要求，请将正确选项的字母填在题后的空括号内，错选、不选不得分。

）

1.文件系统中路径名由（Ｃ）组成。

Ａ）磁盘符和目录名

Ｂ）目录名和文件名

Ｃ）磁盘符、目录结构和各个目录名、文件名

Ｄ）磁盘符、根目录、文件名

2.下面关于计算机系统和操作系统的叙述中，错误的是（A）。

A）操作系统是独立于计算机系统的，它不属于计算机系统。

B）计算机系统是一个资源集合体，包括软件资源和硬件资源。

C）操作系统是一个软件。

D）计算机硬件是操作系统赖以工作的实体，操作系统的运行离不开计算机硬件的支持

3.进程具有三种基本状态：

阻塞态、运行态、就绪态，进程在执行过程中，其状态总是不停地发生变化的，下面关于进程状态变化的说法中正确的是（Ｄ）

Ａ）一个进程必须经过进程的三个基本状态才能结束

Ｂ）进程一旦形成，首先进入的是运行状态

Ｃ）三种进程状态是进程运行过程中的基本状态，进程可能同时处于某几种状态中

Ｄ）在分时系统中，一个正在运行进程的时间片如果终结，该进程将转入就绪状态

4.SPOOLing系统中，负责将数据从输入井读到正在执行的作业中的是（Ｄ）

Ａ）预输入程序Ｂ）缓输出程序

Ｃ）输入井写程序Ｄ）输入井读程序

5.下述作业调度算法中，与作业的估计运行时间有关的调度算法是（B）。

A）先来先服务B）短作业优先C）时间片轮转法D）均衡

6.作业的周转时间为（A）。

A）作业完成时间–作业提交时间

B）作业开始时间+作业执行时间

C）作业等待时间

D）作业执行时间

7.用户程序向系统提出使用外设的请求方式是（C）。

A）作业申请B）原语C）系统调用D）I/O指令

8.当CPU执行操作系统代码时，则处理机处于（C）。

A）执行态B）目态C）管态D）就绪态

9.程序的顺序执行通常是在（A）的工作环境中，它具有（D）特征。

程序的并发执行是在（B）的工作环境中，它具有（C）特征。

A）单道程序B）多道程序C）资源共享D）程序的可再现性

10.下面关于处理器及进程执行的描述中错误的是（B）。

A）目前计算机系统是冯·诺依曼式结构，具有处理器顺序执行指令的特点

B）进程是并发执行的，因此并不具有顺序性

C）程序在处理器上顺序执行时，具有封闭性特性

D）程序在处理器上顺序执行时，具有可再现性特性

11.进程的并发执行是指若干个进程（B）。

A）共享系统资源B）在执行的时间上是重叠的

C）同时执行D）在执行的时间上是不可重叠的

12.进程分配到必要的资源并获得处理机时的状态是（B）。

A）就绪状态B）执行状态C）阻塞状态D）中断状态

13.对于两个并发进程，设互斥斥信号量为mutex，若mutex=0，则（B）。

A）表示没有进程进入临界区

B）表示有一个进程进入临界区

C）表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入

D）表示有两个进程进入临界区

14.（C）是表示资源实体，是一个与队列有关的整型变量，是一种只能进行P操作和V操作的特殊变量。

A）同步B）互斥C）信号量D）管程

15.若有C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，则信号量的变换范围是（B）。

A）3，2，1，0B）2，1，0，-1

C）2，1，0，-1，-2D）1，0，-1，-2

16.当（B）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

17.设有如下三个作业，它们的到达时间和计算时间如表所示。

作业

到达时刻/h

计算时间/h

J1

8：

00

2

J2

9：

00

1

J3

9：

30

0．5

它们在一台处理机上按单道方式动作，如按响应比高者优先算法，则作业执行的次序是（B）。

A）J1，J2，J3B）J1，J3，J2

C）J2，J3，J1D）J3，J2，J1

18.在为多道程序所提供的或共享的系统资源不足时，可能出现死锁。

但是，不适当的（A）也可以产生死锁。

A）进程推进顺序B）进程优先权

C）资源的顺序分配D）程序并发

19.在下列存储管理方案中，不适用于多道程序的是（A）。

A）单一连续分配B）固定式分区分配

C）可变式分区分配D）段页式存储管理

20.在下列存储管理方案，不能实现虚存的有（A）。

A）分区管理B）段页式存储管理

C）请求分页存储管理D）分段存储管理

21.在可变式分区分配方案中，最佳适用算法是将空白区在空白区表中按（A）次序排列。

A）容量递增B）容量递减C）地址递增D）地址递减

22.设主存容量为1MB，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是（C）。

A）1MBB）401MBC）1MB+224BD）224B

23.下列算法中会产生Beladdy异常现象的是（A）。

A）FIFO页面置换算法B）LRU页面置换算法

C）LFU页面置换算法D）OPT页面置换算法

24.操作系统中，（C）指的是一种硬件机制。

A）缓冲池B）Spooling技术C）通道技术D）内存覆盖技术

25.（A）是操作系统中采用的以空间换时间的技术。

A）缓冲技术B）并行技术C）通道技术D）虚拟存储技术

26.通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为（C）。

A）存储设备B）系统设备C）虚拟设备D）用户设备

27.碎片的长度（C）

A）在页式存储管理中，可能大于页；B）在段页式存储管理中可能大于页；

C）可能比某作业要求的主存空间大；D）不可能比某作业要求的主存空间大。

二、填空题（三大题共20小题，每空1分，共20分）

1.死锁的必要条件是（互斥条件），（请求和保持条件），（不剥夺条件），（环路等待条件）。

2.文件的物理组织含义是（指逻辑文件在文件存储器上的存储结构）其在外存上的存取方式有（顺序、索引、链接（串联）、Hash）。

3.一个作业由（顺序相连的作业步）组成。

4.进程具有（动态性）和（并发性）两个重要属性。

5.存储器分页管理的主要任务是实现（页）的虚拟地址到（帧）的内存地址的映射。

6.用信号量同步机构解决生产者与消费者问题时，（V）操作的次序无关紧要。

7.文件的存取方式有（顺序存取）和（随机存取）两种。

8.虚拟内存的容量只受计算机的（地址的位数）限制。

9.（操作系统）是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件。

10.从资源管理的观点看，操作系统的功能可分成五大部分，即（处理器管理）、（存储管理）、（文件管理）、（设备管理）和（作业管理）。

操作系统的这五大部分相互配合，协调工作，实现计算机系统的资源管理、控制程序的执行、扩充系统的功能、为用户提供方便的使用接口和良好的运行环境。

三、名词解释题（每小题3分，共6分）

1.调用系统

——是操作系统提供给编程人员的唯一接口。

编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。

2.进程

——一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程和分配资源的基本单位。

（这里程序是指一组相关的操作序列，数据集则是接受程序规定操作的一组存储单元的内容。

）

四、问答题（每小题5分，共10分）

1.多道程序系统和多重处理系统有何区别？

答：

（1）多道程序系统指的是系统利用cpu和外设的速度的不同的特点，使得cpu尽可能充分利用，宏观上看象同时执行多个程序一样，但实际上微观上还是串行的，某一时刻，只能执行一个程序。

（2）多重处理系统指的的具有多个cpu的系统，因而它能真正的同时执行多个程序。

当然要充分发挥多重处理系统必须采用多道程序设计技术。

反之不然，多道程序设计不一定要求有多重处理系统的支持。

2.何谓临界资源和临界区？

答：

一次仅允许一个进程使用的资源成为临界资源，在进程中对于临界资源访问的程序段成为临界区或临界段。

五、应用解答题（共26分）

1.（8分）有一虚拟存储系统，采用先进先出（FIFO）的页面淘汰算法。

在内存中为每一作业进程开辟3页。

某作业运行中使用的操作数所在的页号依次为：

4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5

（1）该作业运行中总共出现多少次缺页？

（2）若每个作业进程在内存拥有4页，又将产生多少次缺页？

（3）如何解释所出现的现象？

解：

（1）缺页9次。

4

3

2

1

4

3

5

4

3

2

1

5

3

4

3

2

1

4

3

5

5

5

2

1

5

4

3

2

1

4

3

3

3

5

2

1

4

3

2

1

4

4

4

3

4

2

√

√

√

√

√

√

√

√

√

（2）缺页10次。

4

3

2

1

4

3

5

4

3

2

1

5

4

4

3

2

1

1

1

5

4

3

2

1

5

4

3

2

2

2

1

5

4

3

2

1

4

3

3

3

2

1

5

4

3

2

4

4

4

3

2

1

5

4

3

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

（3）由于FIFO算法不考虑页面调用的局部性特征，因此会出现分配页面数增加缺页次数不减少反而也增加的抖动现象。

2.（10分）设系统中有3种类型的资源（A，B，C）和5个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。

在T0时刻系统状态如表所示，若系统采用银行家算法实施死锁避免策略，请问：

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

A

B

C

剩余资源数

2

3

3

（1）T0时刻是否为安全状态？

若是在安全状态，请给出安全序列。

（2）在T0时刻若进程P2请求职资源（0，3，4），是否能实施资源分配？

为什么？

（3）在表的基础上，若进程P4请求资源（2，0，1），是否能实现资源分配？

为什么？

解：

（1）T0是安全状态。

可能序列：

『P4，P5』，『P1，P2，P3』

（2）不能实施资源分配，否则或造成阻塞死锁

（3）可以实现资源分配，因为分配后可以执行以下安全序列：

『P4，P5』，『P1，P2，P3』

3.（8分）假设对磁盘的请求趾为95，180，120，10，122，64，68，且磁头初始位置为30，试分别画出先来先服务和电梯算法调度的磁头移动轨迹及磁头移动的磁道数（磁头号为0~199）。

解：

（1）先来先服务：

磁头移动的总磁道数：

494

被访问的下个个磁道号

95

180

120

10

122

64

68

移动距离（磁道数）

65

85

60

110

112

58

4

（2）电梯算法：

磁头移动的总磁道数：

320

被访问的下个个磁道号

64

68

95

120

122

180

10

移动距离（磁道数）

34

4

27

25

2

58

170

六、算法设计题（共8分）

1.设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：

司机售票员

启动车辆上乘客

正常行车关车门

到站停车售票

开车门

下乘客

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？

并用信号灯的P，V操作实现它的同步。

解：

设两个信号量stop和run，初值为0，并假设汽车的初始状态为停滞不前状态，

司机：

begin售票员：

begin

L1：

P（run）L2：

上乘客

启动车辆关车门

正常行车V（run）

到站停车售票

V（stop）P（stop）

GotoL1开车门

End下乘客

GotoL2

End

一、单项选择题（本大题共30小题,每小题1分,共30分）

（在每小题列的四个选项中只有一个选项符合题目要求，请将正确选项的字母填在题后的空括号内，错选、不选不得分。

）

28.设有如下三个作业，它们的到达时间和计算时间如表所示。

作业

到达时刻/h

计算时间/h

J1

8：

00

2

J2

9：

00

1

J3

9：

30

0．5

它们在一台处理机上按单道方式动作，如按响应比高者优先算法，则作业执行的次序是（B）。

A）J1，J2，J3B）J1，J3，J2

C）J2，J3，J1D）J3，J2，J1

29.在为多道程序所提供的或共享的系统资源不足时，可能出现死锁。

但是，不适当的（A）也可以产生死锁。

A）进程推进顺序B）进程优先权

C）资源的顺序分配D）程序并发

30.在下列存储管理方案中，不适用于多道程序的是（A）。

A）单一连续分配B）固定式分区分配

C）可变式分区分配D）段页式存储管理

31.在可变式分区分配方案中，某作业完成后，要释放所占用的主存，使其变成空白区，当有上邻或下邻空白区则需将空白区全并，合并后空白区数减1的情况是（D）。

A）无上邻或下邻空白区B）无上邻但有下邻空白区

C）有上邻但无下邻空白区D）有上邻也有下邻空白区

32.在下列存储管理方案，不能实现虚存的有（A）。

A）分区管理B）段页式存储管理

C）请求分页存储管理D）分段存储管理

33.请求分页存储管理方案的主要特点是（B）。

A）不要求将作业装入到主存的连续区域

B）不要求将作业全部同时装入主存

C）不要求使用联想存储器

D）不要求缺页中断的处理

34.在下列的算法中，不可能用于页面置换的算法是（D）。

A）先进先出算法B）LRU算法

C）近似LRU算法D）OPT算法

35.在可变式分区分配方案中，最佳适用算法是将空白区在空白区表中按（A）次序排列。

A）容量递增B）容量递减C）地址递增D）地址递减

36.设主存容量为1MB，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是（C）。

A）1MBB）401MBC）1MB+224BD）224B

37.下列算法中会产生Beladdy异常现象的是（A）。

A）FIFO页面置换算法B）LRU页面置换算法

C）LFU页面置换算法D）OPT页面置换算法

38.操作系统中，（C）指的是一种硬件机制。

A）缓冲池B）Spooling技术C）通道技术D）内存覆盖技术

39.通道又称I/O处理机，它用于实现（A）之间的信息传输。

A）主存与外设B）CPU与外设C）主存与外存D）CPU与外存

40.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（C）。

A）并行技术B）通道技术C）缓冲技术D）虚存技术

41.通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为（C）。

A）存储设备B）系统设备C）虚拟设备D）用户设备

42.在磁盘上确定分块所在的位置必须给出的参数依次是（D）。

A）扇区号、磁道号、盘面号

B）盘面号、磁道号、扇区号

C）扇区号、磁头号、柱面号

D）柱面号、磁头号、扇区号

43.有采用Spooling技术的系统中，用户的打印数据首先被送到（B）。

A）打印机B）磁盘的输入井C）磁盘的输出井D）终端

44.在记录式文件中，一个文件由称为（C）的最小单位组成。

A）物理记录B）物理块C）逻辑记录D）数据项

45.在下列文件结构中不便于文件增删的是（B）。

A）索引文件B）连续文件C） Hash文件D）串联文件

46.可以从不同的角度来观察OS的作用，从（A）的观点，则可把OS视为计算机系统资源的管理者。

A）资源管理B）一般用户

C）程序员D）系统分析员

47.用户可以通过（B）两种方式来使用计算机。

A）命令方式和函数方式B）命令方式和系统调用方式

C）命令方式和文件管理方式D）设备管理方式和系统调用方式

48.操作系统在计算机系统中位于（C）之间。

A）CPU和用户B）中央处理器CPU

C）计算机硬件和用户D）计算机硬件和软件

49.从概念上讲，计算机系统的所有资源都是共享的，但共享又