操作系统题库共题.docx
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操作系统题库共题.docx
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操作系统题库共题
操作系统,第题,共题
一、绪论(填空题,中,分)
.操作系统是合理地组织计算机工作流程、有效地管理系统资源、方便用户使用的程序集合。
( 对 )
.面对一般用户,通过( 操作命令 )方式控制操作系统;面对编程人员,通过( 系统调用 )控制。
.下列四个操作系统中,是分时系统的为。
、/ 、-
、 、
.用户要在程序一级获得系统帮助,必须通过。
、进程调度 、作业调度
、键盘命令 、系统调用
.什么是多道程序设计技术?
多道程序设计技术的特点是什么?
[参考答案]
多道程序设计是指把多个程序同时存放在内存中,使它们同时处于运行状态。
这些作业共享处理机时间和外部设备以及其他资源。
多道程序设计技术的主要特点是:
多道、宏观上并行、微观上串行。
多道是指计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
宏观上并行是指同时进入系统中的多道程序都处于运行过程中。
微观上串行是指在单处理机环境中,内存中的多道程序轮流占有,交替执行。
.什么叫多道程序?
试述多道程序涉及技术的基本思想及特征,为什么对作业进行多道批处理可以提高系统效率?
[参考答案]
多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序控制下,相互穿插还差运行。
当某道程序因某种原因不能继续运行下去时候,管理程序就将另一道程序投入运行,这样使几道程序在系统内并行工作,可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态,从而大大提高计算机使用效率。
在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统,多个作业成批送入计算机,由作业调度程序自动选择作业运行,这样提高了系统效率。
.一个分层结构操作系统由裸机,用户,调度和、操作,文件管理,作业管理,内存管理,设备管理,命令管理等部分组成。
试按层次结构的原则从内到外将各部分重新排列。
[参考答案]
采用分层结构方法可以将操作系统的各种功能分成不同的层次.即将整个操作系统看成是由若干层组成,每一层都提供一组功能,这些功能只依赖于该层以内的各层次,最内层部分是机器硬件本身提供的各种功能。
操作系统的这种层次结构如图所示。
图中,同机器硬件紧挨着的是操作系统内核,它是操作系统的最里一层。
内核包括中断处理、设备驱动、处理机调度以及进程控制和通信等功能,其目的是提供一种进程可以存在和活动的环境。
内核以外各层依次是存储管理层、管理层、文件管理层、作业管理层、命令管理层。
它们提供各种资源管理功能并为用户提供各种服务。
命令管理是操作系统提供给用户的接口层,因而在操作系统的最外层。
从上述分析可以看出,按层次结构的原则从内到外依次为:
裸机,调度,内存管理,设备管理,文件管理,作业管理,命令管理,用户。
.关于操作系统的叙述( )是正确的。
、操作系统是管理资源的程序
、操作系统是管理用户程序执行的程序
、操作系统是能使系统资源提高效率的程序
、操作系统是能方便用户编程的程序
、操作系统是能方便用户使用计算机的程序
.以下( )不属于实时系统的特征。
A、及时性 、可靠性
、专用系统 、通用系统
、交互性
二、进程及处理机管理(填空题,中,分)
.进程调度的方式通常有( 可剥夺 )和( 非剥夺 )方式两种。
.多道程序系统中,( )的作用是从就绪状态中挑选一个进程投入运行。
、作业调度 、交换调度
、进程调度 、调度
.时间片的大小对轮转法()的性能有很大的影响,时间片太短,会导致系统开销大大增加。
( 对 )
属于同一个进程的用户级线程阻塞了,那么同一个进程的其他用户级线程还可以占有运行,直到时间片用完。
( 对 )
[参考答案]
对
[题目]
某系统中进程有如下的状态变化图:
请回答下列问题:
()该系统采用了怎样的进程调度算法?
说明理由。
()把图中发生①④的状态变化原因填入下表中。
变化
变化原因
①
②
③
④
[参考答案]
()该系统采用的是“时间片轮转调度算法”。
该调度算法让就绪进程按就绪的先后次序排成队列,每次总是选择就绪队列中的第一个进程占用处理器,但规定只能使用一个“时间片”。
如果一个时间片用完,进程工作尚未结束,则它也必须让出处理器而被重新排到就绪队列的末尾,等待再次运行,当再次轮到运行时,重新开始使用一个新的时间片。
这样,就绪队列中的进程就依次轮流地占用处理器运行。
()
变化
变化原因
①
进程到达就绪队列头,从就绪状态变为运行状态。
②
运行的时间片到,从运行状态变为就绪状态,进入就绪队列末尾排队,等待调度。
③
运行过程中,进程申请,从运行状态变为等待状态,进入等待队列等待完成。
④
进程所申请的完成,进入就绪队列末尾排队,等待调度。
[题目]
( )可能会引起处理机从一个进程转到另一个进程。
、一个进程从运行状态变为等待状态
、一个进程从运行状态变为就绪状态
、一个就绪状态进程的优先级降低
、一个进程运行完成而撤离系统
、一个就绪状态进程的优先级升高
[题目]
每执行一次原语,信号量的数值减。
如果>,该进程( 继续执行);若<,则(阻塞(等待))该进程,并把它插入该( 信号量 )对应的(阻塞(等待))队列中。
预防死锁的基本思想要求进程申请资源时遵循某种协议,打破产生死锁的( 四个必要条件中的一个或多个,保证系统不进入死锁状态 )。
当对信号量进行原操作之后。
、当<,进程继续执行
、当>,要唤醒一个就绪进程
、当<,要唤醒一个等待进程
、当<,要唤醒一个就绪进程
有两个程序,程序按顺序使用秒,使用设备甲秒,使用秒,使用设备乙秒,最后使用秒。
程序按顺序使用设备甲秒,使用秒,使用设备乙秒,使用秒,使用设备乙秒。
在顺序环境下先执行程序再执行程序,的利用率是多少?
[参考答案]
由题目所给条件可知,两个程序顺序执行,先执行程序,再执行程序。
程序的执行时间为
秒
其中使用时间为
秒
程序的执行时间为
秒
其中使用时间为
秒
两个程序的总执行时间为
秒
其中使用时间为
秒
故利用率为/
用操作如何解决个进程的互斥问题。
设信号量的初值为,则个进程的互斥问题可以采用以下方法解决:
进程 进程 … 进程
()
()
()
临界区
临界区
临界区
()
()
()
阐述按序分配资源法是如何进行死锁预防的。
提出的第二个策略是有序资源使用法,这是针对循环等待条件的,即系统设计者把系统中所有资源类都分给一个唯一的序号,如输入机,打印机,穿孔输出机,磁带机,等等。
并且要求每个过程均应严格按递增的次序请求资源。
亦即,只要进程提出请求资源,那么以后它只能请求排列在其后面的那些资源,而不能再要求序号低的那些资源。
不难看出,由于对资源的请求作出了这种限制,在系统中就不可能形成几个进程对资源的环形请求链,破坏了循环等待条件。
这种方法由于不是采用预先静态分配方法,而是基本上基于动态分配方法,所以资源利用率较前一方法提高了,特别是小心地安排资源序号,把一些各作业经常用到的、比较普通的资源安排成低序号,把一些比较贵重或稀少的资源安排成高序号,便可能使最有价值的资源的利用率大为提高。
因为高序号的资源往往等到进程真正需要时,才提出请求分配给进程。
而低序号的资源,在进程即使暂不需要的情况下,但是进程需要使用高序号资源,所以在进程请求分配高序号资源时,不得不提前同时请求以后需要的低序号资源,从而造成资源空闲等待的浪费现象。
进程的基本状态有执行、( 阻塞 )和( 就绪 )。
在利用信号量实现进程互斥时,应将( 临界区 )置于(操作 )和( 操作 )之间。
多道程序环境下,操作系统分配资源以( )为基本单位。
、程序
、指令
、进程
、作业
在操作系统中,、操作是一种
、机器指令
、系统调用命令
、作业控制命令
、低级进程通信原语
某寺庙,有小、老和尚若干,有一水缸,有小和尚提水入缸供老和尚饮用。
水缸可容桶水,水取自同一井中。
水井径窄,每次只能容一个桶取水。
水桶总数为个。
每次入、取缸水仅为桶,且不可同时进行。
试给出取水、入水的算法描述。
[参考答案]
在本题中,资源水缸和水井需要互斥使用,即水井每次只能容纳一个水桶进出,水缸每次也只能允许个水桶倒水或取水;无论从井中取水、倒水入缸或取水出缸,每次用水桶个;水缸中可以装水桶。
在本题中,应设置个信号量:
互斥信号量,用于实现对水井的互斥使用,其初值为;互斥信号量,用于实现对水缸的互斥使用,其初值为;信号量,用于记录水缸中还可以装入水的桶数,其初值为;信号量,用于记录水缸中己装入水的桶数,其初值为;信号量,用于记录可用水桶数目,其初值为取水、入水算法描述如下:
;
;
;
;
;
()
{
();/*从井中取水入缸*/
();/*从水缸中取水饮用*/
}
()
{
()
{
();
();
();
从井中取水;
();
();
将水倒入水缸;
();
();
();
}
}
()
{
()
{
();
();
();
从缸中取水;
();
();
();
}
}
有桥如下图所示。
车流如箭头所示。
桥上不允许两车交会,但允许同方向多辆车依次通行(即桥上可以有多个同方向的车)。
用、操作实现交通管理以防止桥上堵塞。
[参考答案]
在本题中,同一方向上的车辆控制类似于读者写者问题中的读者。
当车辆过桥时,首先提出过桥申请,若桥上无对方车辆则过桥;若该车是本方向上的第一辆过桥车,则还应阻塞对方车辆过桥:
当本方向上无车辆过桥时,允许对方车辆过桥。
即桥上允许同一方向上的多辆车依次过桥,如果此时对方提出过桥申请,则阻塞本方向后继车辆上桥,待桥上的车过完后,对方车辆开始过桥。
其算法类似于的第③问。
为了解决双方车辆过桥问题,应设置个信号量和个共享变量:
北方车辆互斥信号量,用于使北方车辆互斥地访问共享变量,其初值为;南方车辆互斥信号量,用于使南方车辆互斥地访问共享变量,其初值为;互斥信号量,用于实现双方申请过桥车辆的排队,其初值为;共享变量,用于记录当前北方正在过桥及已申请过桥的车辆数,初值为;共享变量,用于记录当前南方正在过桥及已申请过桥的车辆数,初值为。
车辆过桥算法描述如下:
;
;
;
;
;
()
{
(),
();
}
()
{
();
();
() ();/*若是本方第一辆车,阻止对方车辆过桥*/
;
();
()
车辆过桥;
();
;
()();/*当最后一辆车过桥后,允许对方车辆过桥*/
();
}
()
{
();
();
()();/*若是本方第一辆车,阻止对方车辆过桥*/
;
();
();
车辆过桥;
();
;
()();/*当最后一辆车过桥后,允许对方车辆过桥*/
();
}
[题目]
当前进程若因时间片用完而被暂停执行时,该进程应转变为( 就绪 )状态;若因发生某事件而不被继续运行时,该进程应转变为( 阻塞 )状态。
处于就绪状态的进程被调度应转变为(执行 )状态。
[参考答案]
就绪 阻塞 执行
[题目]
在多用户环境下,由多个程序共享一台计算机,机内资源的状态将由多个程序来改变,因此使程序失去了在顺序执行时具有的( 封闭性 )和(可再现性 )特性。
[题目]
在直接通信方式中,系统通常提供的两条通信原语如下,请选择适当的参数填入
( , );
( , );
,,:
(); (); ();
(); ()。
[参考答案]
()()()
当被阻塞进程所等待的事件出现时,如所需数据到达或者等待的操作已完成,则由( )调用唤醒原语,将等待该事件的进程唤醒。
、父进程 、子进程 、进程本身
、另外的、与被阻塞进程相关的进程
当进程间需要交换大量数据时,,操作也能满足进程通信的要求。
( 对 )
计算机中所有的共享资源都是临界资源。
( 对 )
[题目]
简述信号量的定义和作用。
,操作原语是如何定义?
[参考答案]
信号量一般是由两个成员<>组成的数据结构,其中一个成员是整型变量,表示该信号量的值,它是与相应资源的使用情况有关的;另一个是指向的指针。
当多个进程都等待同一信号量时,它们就排成一个队列,由信号量的指针指出该队列的头。
信号量通常可以简单反映出相应资源的使用情况,它与,操作原语一起使用可实现进程的同步与互斥。
,操作原语的定义:
():
顺序执行下述两个动作:
①信号量的值减,即;
②如果≥,则该进程继续执行,如果<,则把该进程的状态置为阻塞态,把相应的连入该信号队列的末尾,并放弃处理机,进行等待。
(直到有其它进程在上执行操作,把它释放出来为止。
)
():
顺序执行下述两个动作:
①信号量的值加,即;
②如果>,则该进程继续执行,如果≤,则释放信号量队列上的第一个(即信号量指针所指向的)所对应的进程(把阻塞态改为就绪态),执行操作态的进程继续执行。
[题目]
进程之间有哪些基本的通信方式?
它们分别有什么特点?
适用于哪些场合
[参考答案]
进程通信根据交换信息量的多少分为高级通信和低级通信。
低级通信一般只传送一个或几个字节的信息,以达到控制进程执行速度的作用(如操作);高级通信则要传送大量数据,目的不是为了控制进程的执行速度,而是为了交换信息。
高级进程通信方式有很多种,大致可归并为三类:
共享存储器、管道文件和消息传递。
共享存储器:
在内存种分配一片空间作为共享存储区。
需要进行通信的进程把它附加到自己的地址空间中,不需要时则把它取消。
管道文件:
它是连接两个命令的一个打开文件。
一个命令向该文件中写入数据,为写者;另一个命令从该文件中读出数据,为读者。
消息传递:
它以消息为单位在进程间进行数据交换。
具体说明见教材页的“消息缓冲”。
[题目]
说明进程的结构、特征和基本状态。
结构:
(进程控制块)程序数据集合。
特征:
动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。
基本状态:
就绪态、执行态、等待态。
[题目]
有个进程共享同一临界资源,若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问,则信号量值的变化范围是( )。
[参考答案]
(
)
[题目]
当若干进程需求资源的总数大于系统能提供的资源数时,进程间就会出现竞争资源的现象,如果对进程竞争的资源( 管理或分配不当 )就会引起死锁。
若信号量的初值为,当前值为
,则表示有( )等待进程。
、个 、个 、个 、个
对于两个并发进程,设互斥信号量为(初值为),若
,则( )。
、表示没有进程进入临界区
、表示有一个进程进入临界区
、表示有一个进程进入临界区,另一个进程等待进入
、表示有两个进程进入临界区
.在信号量上除了能执行、操作外,不能执行其他任何操作。
( )
有相同类型的个资源被个进程所共享,且每个进程最多需要个这样的资源就可以运行完毕。
试问该系统是否会由于对这种资源的竞争而产生死锁。
该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。
因为每个进程最多需要个这样的资源,无论系统如何分配资源,个进程中必有一个进程可以获得个资源,该进程将顺利运行完毕,从而可以将它占有的个资源归还给系统,同理其余个进程也能顺利运行完毕。
由此可知,该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。
有个进程、和,它们的工作流程如下图所示,用、操作解决它们的同步问题。
个进程的工作流程
[参考答案]
、和进程之间有个同步问题,设置如下个同步信号量:
·:
控制和的“可以拷贝”同步,初值为。
·:
控制和的“拷贝结束”同步,初值为。
·:
控制和的“可以打印”同步,初值为。
·:
控制和的“打印完毕”同步,初值为。
如下图所示,表示了、和进程之间的协同关系。
、和进程之间的协同关系
对应的进程描述如下:
;
;
;
;
()
{
();();();
}
() 进程
{ ()
{ 从文件取一个记录送至缓冲区中;
();
();
}
}
() 进程
{ ()
{ ();
将缓冲区中的记录拷贝到缓冲区中;
();
();
();
}
}
() 进程
{ ()
{ ();
将缓冲区中的记录打印输出;
();
}
}
[题目]
假设有一座东西向的车辆单行道的桥,如下图所示,每次允许同方向的若干车辆通过(即桥上可以有多个同方向的车辆通过)。
在桥上没有车辆时,任何一端的车辆都允许上桥通过,当有车辆上桥后,同端的车辆可以继续上桥,但另一端的车辆不能上桥。
请用、操作来实现东西两端人过桥的问题。
车辆过桥问题
[参考答案]
本题基于读者一写者问题算法(写进程优先)。
设置两个变量:
记录从东端上桥到西端的车辆数,记录从西端上桥到东端的车辆数,它们的初值均为。
这两个变量都是互斥访问的,为此设置两个互斥访问的信号量和,它们的初值均为。
对于从东端过桥和从西端过桥的车辆而言,桥上没有车辆时,谁先请求谁先过桥,所以再设置一个互斥访问信号量,其初值为。
用、操作来实现东西两端车辆过桥问题的描述如下:
; 记录从东端上桥到西端的车辆数
; 记录从西端上桥到东端的车辆数
; 保护变量的信号量
; 保护变量的信号量
; 确定东、西两端过桥请求过桥顺序互斥信号量
()
{
{ 进程(,,…) 东端车辆过桥进程
{ ()
{ (); 东端车辆先请求,则先过桥
(); 互斥访问变量
() 若东端第一辆车过桥,则禁止西端车辆过桥
();
; 东端过桥车辆数增
():
恢复访问变量
(); 恢复车辆过桥
从东端向西端过桥;
(); 互斥访问变量
--; 东端过桥车辆数减
() 若东端没车辆过桥,则允许西端车辆过桥
();
(); 恢复访问变量
}
}
进程(,,…) 西端车辆过桥进程
{ ()
{ (); 西端车辆先请求,则先过桥
(); 互斥访问变量
() 若西端第一辆车过桥,则禁止东端车辆过桥
();
; 西端过桥车辆数增
(); 恢复访问变量
(); 恢复车辆过桥
从西端向东端过桥;
(); 互斥访问变量
--; 西端过桥车辆减
() 若西端没车辆过桥,则允许东端车辆过桥
();
(); 恢复访问变量
}
}
}
}
三、作业管理与接口(填空题,中,分)
作业方式有( 联机输入 )、(脱机输入 )、(假脱机() )三种。
作业活动过程的四种状态分别是提交、( 后备 )、执行和完成。
系统下出现$提示符,用户键入命令并执行,实际上是在与( 命令解释器外壳)的对话,并不是在与系统内核对话。
计算机操作命令可分为( 联机命令 )、( 程序语言命令 )和( 脱机作业控制语言命令)。
系统调用是:
、一条机器指令;、中断子程序;、用户子程序;、提供编程人员的接口。
选择作业调度算法时常考虑的因素之一是使系统有最高的吞吐量,为此应
、不让处理机空闲
、处理尽可能多的作业
、使各类用户都满意
、不使系统过于复杂
算法调度的原则是
、先到先服务
、急事先办
、时间片轮转
、最短剩余时间优先
在非剥夺调度方式下,运行进程执行原语后,其状态
、不变
、要变
、可能要变
、可能不变
操作系统作业管理的主要功能是。
、作业调度与控制
、作业提交
、作业准备
、编制程序
调度算法对短作业有利。
( 错)
在中,引起进程调度的因素有哪些?
、完成任务;正在运行的进程完成任务,释放
、等待资源;等待资源或事件,放弃
、运行时刻;规定时间片已用完,时钟中断,让出
发现标志;核心处理完中断或陷入事件后,发现“重新调度标志”被置上,执行进程调度。
用最高响应比优先调度算法完成下表:
作业
提交时刻(时)
运行时间(小时)
开始时刻
完成时刻
周转时间
:
.
:
:
.
:
.
:
.
[参考答案]
作业
提交时刻(时)
运行时间(小时)
开始时刻
完成时刻
周转时间
:
.
:
:
分钟
:
.
:
:
分钟
:
.
:
:
分钟
:
.
:
:
分钟
有哪些基本的作业调度算法?
在什么情况下调用作业调度程序。
先来先服务、最短作业优先法、最高响应比优先法、定时轮转法、优先数法等。
当完成作业从后备状态到运行状态和从运行状态到完成状态的转变时要使用作业调度算法。
四、存储器管理(填空题,易,分)
[题目]使每道程序能在内存中“各得其所”是通过(内存分配 )功能实现的;保证每道程序在不受干扰的环境下运行,是通过( 内存保护 )功能实现的;为缓和内存紧张的情况而将内存中暂时不能运行的进程调至外存,这是通过( 对换 )功能实现的;能让较大的用户程序在较小的内存空间中运行,是通过(内存扩充 )功能实现的。
采用对换方式在将进程换出时,应首先选择处于(阻塞 )且(优先级最低 )的进程换出内存;在进行换入时,应选择处于( 就绪且换出)状态且(在外存中驻留最久 )的进程换入。
为实现存储器的虚拟,除了需
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