操作系统第二章复习题
一、选择最合适的答案
1. 用P、V 操作管理临界区时，信号量的初值一般应定义为（ C ）。
A.–1
B.0
C.1
D.任意值
2. 有m 个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是（ A ）。
A.1 至–(m-1)
B.1 至m-1
C.1 至–m
D.1 至m
3. 在下面的叙述中，正确的是（ C ）。
A.临界资源是非共享资源
B.临界资源是任意共享资源
C.临界资源是互斥共享资源
D.临界资源是同时共享资源
4. 对进程间互斥地使用临界资源，进程可以（ D ）
A.互斥地进入临界区
B.互斥地进入各自的临界区
C.互斥地进入同一临界区
D.互斥地进入各自的同类资源的临界区
5. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝1 时表示（ B ）。
A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待
B.没有一个进程进入临界区
C.两个进程都进入了临界区
D.两个进程都在等待
6. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝-1 时表示（ A ）。
A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待
B.没有一个进程进入临界区
C.两个进程都进入了临界区
D.两个进程都在等待
7．当一进程因在记录型信号量S 上执行P(S)操作而被阻塞后，S 的值为（ B ）。
A.>0
B.<0
C.≥0
D.≤0
8．当一进程因在记录型信号量S 上执行V(S)操作而导致唤醒另一进程后，S 的值为（ D ）。
A.>0
B.<0
C.≥0
D.≤0
9．如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有（ A ）个进程等待。
A.4
B.3
C.5
D.0
10．若有 4 个进程共享同一程序段，而且每次最多允许 3 个进程进入该程序段，则信号量的变化范围是
A. 3，2，1，0
B. 3，2，1，0，-1
C. 4，3，2，1，0
D. 2，1，0，-1，-2
11．若信号S 的初值为2，当前值为-1，则表示有( B )个等待进程？
A.0
B.1
C.2
D.3
12．如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（ C ）。
A. 3
B. 1
C. 2
D. 0
13．并发进程之间（ D ）
A.彼此无关
B.必须同步
C.必须互斥
D.可能需要同步或互斥
14．在操作系统中，有一组进程，进程之间具有直接相互制约性。这组并发进程之间（ B ）。
A.必定无关
B.必定相关
C.可能相关
D.相关程度相同
15. （ A ）操作不是P 操作可完成的。
A.为进程分配处理机
B.使信号量的值变小
C.可用于进程的同步
D.使进程进入阻塞状态
16.下列步骤中，（ C ）不是创建进程所必须的。
A 建立一个进程控制块
B 为进程分配内存
C 为进程分配CPU
D 将其控制块放入就绪队列
17.在进程管理中，当（ B ）时，进程从运行状态变为就绪状态。
A 进程被调度程序选中
B 时间片用完
C 等待某一个事件发生
D 等待的事件发生
18. 进程和程序的最根本区别在于（ B ）。
A 对资源的占有类型和数量。
B 进程是动态的，而程序是静态的。
C 看它们是否能够并发地在处理机上运行
D 进程规模较小，程序规模较大
19. 一个进程被唤醒意味着（ C ）。
A 该进程的优先数变大
B 该进程获得了CPU
D 该进程排在了就绪队列的队首
20. 进程的3 种状态之间，下列（ C ）转换是不能进行的。
A 就绪状态到运行状态
B 运行状态到阻塞状态
C 阻塞状态到运行状态
D 阻塞状态到就绪状态
21. 下列情况下，在（ A ）时，进程从阻塞状态转换到就绪状态。
A 等待的某事件已经发生了。
B 时间片用完了
C 分配到必要的资源并获得了处理机
D 等待某事件
22. 下面对父进程和子进程的叙述中，正确的是（ BD ）。
A 父进程创建子进程，因此父进程执行完了，子进程才能运行。
B 父进程和子进程之间可以并发执行
C 撤消子进程时，应同时撤消其父进程
D 撤消父进程时，应同时撤消其子进程
23. 某进程所申请一次打印事件结束，则该进程的状态可能发生改变是（ D ）
A 运行状态转变到就绪状态
B 阻塞状态转变到运行状态
C 就绪状态转变到运行状态
D 阻塞状态转变到就绪状态
24. 下列哪一个体现了原语的主要特点?( D )
A 并发性
B 异步性
C 共享性
D 不可分割性
25. 在具有挂起状态的系统中，若当前内存空间高度吃紧，系统将使请求I/O 的一个执行状态的进程进入（ D ）状态。
A 活动就绪
B 静止就绪
C 活动阻塞
D 静止阻塞
26. 如果单CPU 系统中有n 个进程，则就绪队列中进程的个数最多可达到（ C ）个。
A n+1
B n
C n-1
D 1
27. 在分时系统中，下列描述中，（ C ）不属于响应时间的一部分。
A 处理机对请求信息进行处理的时间
B 从键盘输入的请求信息传送到处理机的时间
C 请求信息在外存队列上排队等待的时间
28. 信箱通信是一种（ B ）通信方式。
A 直接
B 间接
C 低级
D 信号量
29. 操作系统通过（ B ）对进程进行管理。
A JC
B B PCB
C DCT
D CHCT
30. 临界区是（ C ）。
A 一个缓冲区
B 一段共享数据区
C 一段程序
D 一个互斥资源
二、选择所有正确的答案
1. 有关进程的描述中，（ AC ）是正确的。
A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制
B.利用信号量的P. V 操作可以交换大量信息
C.同步是指并发进程之间存在的一种制约关系
D.并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误
2. 下列资源中，( ACD ) 是临界资源。
A.打印机
B.非共享的资源
C.共享变量
D.共享缓冲区
3. 进程从执行状态转换到阻塞状态的可能原因是( BD ).
A.时间片完
B.需要等待其它进程的执行结果
C.执行了V 操作
D.执行了P 操作
4. 进程从阻塞状态转换到就绪状态的可能原因是( BC ).
A. 时间片完
B. 其它进程执行了唤醒原语
C. 执行了V 操作
D. 执行了P 操作
5.在单处理机系统中，设系统中有n 个进程（n>2）,且当前处理机没有执行进程调度程序，下述情况哪些可能发生（ BCD ）。
A.没有运行的进程，有2 个进程处于就绪状态，n 个进程处于等待状态。
B.一个进程处于运行状态，n-1 个进程处于等待状态。
C. 一个进程处于运行状态，1 个进程处于就绪状态，n-2 个进程处于等待状态。
D. 一个进程处于运行状态，n-1 个进程处于就绪状态，没有进程处于等待状态
三、判断正误，错误的简要说明理由
1．一个临界资源可以对应多个临界区。(√)
表达不确切，应该是互斥的进入同类临界区。
3．同步信号量的初值一般为1。(X)
互斥信号量的初值一般为1；而同步信号量的初值应视具体情况而定。
4．生产者－消费者问题是一个既有同步又有互斥的问题。(√)
5．进程A、B 共享变量x，需要互斥执行；进程B、C 共享变量y，B、C 也需要互斥执行，因此，进程A、
C 必须互斥执行。(X)不具有传递性。
6.单道程序系统中程序的执行也需要同步和互斥。(X)
单道程序系统不具有并发性，因此不需要同步和互斥。
7. P、V 操作都是原语操作。（√）
8. 进程执行的相对速度不能由进程自己来控制。（√）
9. 利用信号量的P、V 操作可以交换大量信息。（ X ）
10.同步是指并发进程之间存在的一种制约关系。（√）
11.一般来说，用户进程的PCB 存放在用户区，系统进程的PCB 存放在操作系统系统区。（ X ）
12.进程可以由程序、数据和进程控制块描述。（√）
13.进程是程序在一个数据集合上的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。（√）。
四、填空题
1、在操作系统中引入线程概念的主要目的是(缩短系统切换的时空开销，提高程序执行并发度)。
2、引入了线程的操作系统中，资源分配的基本单位是（进程），CPU 分配的基本单位是（线程）。
3、进程的基本状态由执行、（就绪）、（阻塞）。
4、进程的基本特征是（动态性）、（并发性）、（独立性）、（异步性）、（结构特征）。
5、信号量的物理意义是当信号量值大于0 时表示（系统当前可用资源数目）；当信号量值小于0 时，其绝对值为（因请求该资源而被阻塞的进程数目）。
6、进程由（程序段）、（数据段）、(PCB)三部分组成。
7、进程是一个程序对某个数据集的（一次执行过程）。
8、若一个进程已进入临界区，其他欲进入临界区的进程必须（等待）。
9、程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是（间断性）、（失去封闭性）、（不可再性）。
10、采用用户级线程的系统中，处理器调度的对象是（进程）；采用内核支持的线程系统中，处理器调度的对象是（线程）。
11、高级通信方式分为三大类：（共享存储器系统）、（消息传递系统）、（管道通信系统）。
12、在一个多道程序系统中，进程之间存在着不同关系可以划分为两大类：其中（同步）指进程间存在一
问题的一种常用的方法是（信号量机制）。
五、简答题
1、在操作系统中为什么要引入进程概念？P37
答：因为在多道程序环境下，程序的执行属于并发执行。可是与此同时，他们将失去其封闭性，并具有间断性及不可再现性的特征。这决定了通常的程序是不能参与并发执行。为了使程序能并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了"进程"的概念。
2、试说明PCB 的作用。P41
答： OS 调度进程的主要数据，依据记录进程的有关信息，供系统对进程进行控制，标志进程的存在
3、试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销4 个方面对进程和线程进行比较。P73
答：A.在引进线程的OS 中，把线程作为独立跳读和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位。
B.在引进线程的OS 中，不仅进程间可并发执行，而且同一进程的多个线程亦可并发执行，因而使OS 具有更好的并发性。
C.进程始终是资源的一个独立单位，而线程自己不拥有系统资源，但是它可以访问其隶属进程的资源。
D.在创建、撤销和切换进程方面，进程开销远大于线程。
4、同步机构应遵循哪些基本准则？P50
答：A.空闲让进B.忙着等待C.有限等待D.让权等待
5、线程具有哪些属性？P73-74
答：A.轻型实体B.独立调度和分派的基本单位C 可并发执行D 共享进程资源
六、解答题
1．某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20 名购票者进入，当售票厅中少于20 购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：
(1) 用P、V 操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量？写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。
(2) 根据所定义的信号量，把应执行的P、V 操作填入下述程序中，以保证进程能够正确地并发执行。COBEGIN PROCESS Pi(i=1,2,…)
Begin
;
进入售票厅；
购票；
退出；
End；
COEND
（3）若欲购票者最多为n 个人，写出信号量可能的变化范围（最大值和最小值）。
解：售票厅问题：
(1)定义一信号量S，初始值为20。
S>0 S的值表示可继续进入售票厅的人数
S=0 表示售票厅中已有20名顾客
S<0 |S|的值为等待进入售票厅中的人数
(2)上线为P(S) 下线为V(S)
(3)S的最大值为20，S的最小值为20-N，N为某一时刻需要进入售票厅的最大人数。
2．进程之间存在哪几种相互制约关系？各是什么原因引起的？下列活动分别属于哪种制约关系？
（1）若干同学去图书馆借书；
（2）两队举行篮球比赛；
（3）流水线生产的各道工序；
（4）商品生产和社会消费。
解：进程间存在着2种相互制约的关系：直接制约关系（即同步问题）和间接制约关系（即互斥问题）。同步问题是存在逻辑关系的进程之间相互等待所产生的制约关系，互斥问题是相互无逻辑关系的进程间竞争使用相同资源所发生的制约关系。
(1)属于互斥关系，因为书的个数是有限的，一本书只能借给一个同学；
(2)属于互斥关系，篮球只有一个，两队都要争夺；
(3)属于同步关系，各道工序的开始都依赖前道工序的完成；
(4)属于同步关系，商品没生产出来，消费无法进行，商品未消费完，生产也无须进行。
3．设有两个优先级相同的进程P1 和P2 如下。信号量S1 和S2 的初值均为0，试问P1、P2并发执行结束后，x=?，y=?，z=?
〈进程P1〉〈进程P2〉
y:=1; x:=1;
y:=y+2; x:=x+1;
V(S1); P(S1);
z:=y+1; x:=x+y;
y:=z+y; z:=x+z;
解：因为P1和P2是两个并发进程，所以进程调度程序调度P1和P2的顺序是不确定的。
这里不妨假设P1先执行。进程P1执行到语句P(S2)时，S2＝-1，进程P1阻塞。此时，y=3，z=4。当进程调度程序调度到进程P2时，由于进程P1已执行了V(S1)，进程P2在执行P(S1)时并未阻塞而继续执行，当执行到V(S2)时，将P1唤醒，分成两种情况：
（1）然后执行P2最后一个语句z:=x+z，此时x=5，z=9。当进程P1再次被调度时，继续执行P1的最后一个语句，此时y=12,最终结果是：x=5，y=12，z=9。
（2）如果当P2进程执行到V(S2)时，将P1唤醒，然后P2进程被中断，此时x=5，y=3,z=4。P1进程开始执行然后执行最后一个语句y:=z+y，此时x=5，y=7,z=4。然后P2进程被调度，执行z:=x+z，此时x=5，y=7，z=9。
如果P2先执行，则执行结果与上面相同。
4.桌上有一空盘，只允许存放一个水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子。儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘中空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V 原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
分析在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果。当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待；若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待。本题实际上是生产者-消费者问题的一种变形。这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。
解在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S 表示盘子是否为空，其初值为1；信号量So 表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa 表示盘中是否有苹果，其初值为0。
同步描述如下：
int S=1; 盘子是为空
int Sa=0; 盘中无苹果
int So=0; 盘中无桔子
main( )
{
cobegin
father();
son();
daughter();
coend
}
father()
{
while(1)
{
P(S );
将水果放入盘中；
if （放入的是桔子） V(So);
else V(Sa);
} }
son( )
{
while(1)
{
P(So);
从盘中取出桔子；
V(S);
吃桔子；
}
}
daughter( )
{
while(1)
{
P(Sa);
从盘中取出苹果；
V(S);
吃苹果；
}
}
操作系统第三章总复习题
一、单选题
1、进程调度又称低级调度，其主要功能是（ D ）。A．选择一个作业调入内存
B．选择一个主存中的进程调出到外存
C．选择一个外存中的进程调入到主存
D．将一个就绪的进程投入到运行
2、若进程P 一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能为（ D ）。
A．分时系统，进程P 的优先级最高
B．抢占调度方式，就绪队列上的所有进程的优先级皆比P 的低
C．就绪队列为空队列
D．抢占调度方式，P 的优先级高于当期运行的进程。
3、一个进程P 被唤醒后,（ D ）。
A．P 就占有了CPU。
B．P 的PCB 被移到就绪队列的队首。
C．P 的优先级肯定最高
D．P 的状态变成就绪
4、若当期运行进程（ C ）后，系统将会执行进程调度原语。
A 执行了一个转移指令
B 要求增加主存空间，经系统调用银行家算法进行测算认为是安全的。
C 执行了一条I/O 指令要求输入数据。
D 执行程序期间发生了I/O 完成中断。
5、当系统中（ C ）时，系统将不会执行进程调度原语。
A．一个新进程被创建
B．当前进程执行了P 操作。
C．在非抢占调度中，进程A 正在运行而进程B 恰好被唤醒。
D．分时系统中时间片用完。
6、在分时系统中，若当期运行的进程连续获得了两个时间片，原因可能是（ B ）。
A 该进程的优先级最高
B 就绪队列为空
C 该进程最早进入就绪队列
D 该进程是一个短进程
7、实时系统中采用的调度算法可以有如下几种：
1、非抢占优先权调度算法
2、立即抢占优先权调度算法
3、时间片轮转调度算法
4、基于时钟中断抢占的优先权调度算法
按实时要求的严格程度由低到高的顺序（ B ）。
A 1-3-2-4
B 3-1-4-2
C 3-1-2-4
D 1-3-4-2
8、三种主要类型的OS 中都必须配置的调度（ C ）。
A 作业调度
B 中级调度
C 低级调度
D I/O 调度
9、设系统中n 个进程并发，共同竞争资源X，且每个进程都需要m 个X 资源，为使该系统不会发生死锁，资源X 最少要有（ C ）个。
A m*n+1
B n*m+n
C n*m+1-n
D 无法预计
注：可以这样理解N个进程，都需要M个资源，最坏的一种情况是：
每个进程都占有M-1个资源，都得不到M个资源，总共资源数(m-1)*n。
(m-1)*n加上一个资源后，就至少有一个进程拥有M个资源，不会发生死锁。
10、死锁的预防方法中，不太可能的一种方法使（ A ）。
A 摈弃互斥条件
B 摈弃请求和保持条件
C 摈弃不剥夺条件
D 摈弃环路等待条件
11、某系统采用了银行家算法，则下列叙述正确的使（ B ）
A 系统处于不安全状态时一定会发生死锁
B 系统处于不安全状态时可能会发生死锁
C 系统处于安全状态时可能会发生死锁
D 系统处于安全状态时一定会发生死锁
12、下列进程调度算法中，（ A ）可能会出现进程长期得不到调度的情况。A．静态优先权法
B 抢占式调度中采用动态优先权调度
C 分时处理中的时间片轮转调度算法
D 非抢占调度中采用FIFO 算法
13、采用动态优先权的调度算法中，如果所有的进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和（ A ）相同。
A 先来先服务调度算法
B 短作业优先调度算法
C 时间片轮转调度算法
D 长作业优先调度算法
14、为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的（ C ）也可能产生死锁。
A．进程优先权B 资源的线性分配
C．进程推进顺序D 分配队列优先权
15、在分时操作系统中，进程调度经常采用（ C ）算法。
A 先来先服务
B 最高优先权
C 时间片轮转
D 随机
16、资源的按序分配策略可以破坏（ D ）条件。
A 互斥使用资源
B 占有且等待资源
C 不可剥夺资源
D 环路等待资源
17、银行家算法在解决死锁问题中是用于（ B ）的。
A 预防死锁
B 避免死锁
C 检测死锁
D 解除死锁
18、（ B ）优先权是在创建了进程时确定的，确定之后在整个运行期间不再改变。
A 先来先服务
B 静态
C 动态
D 短作业
19、在下列解决死锁的方法中，属于预防策略的是（ B ）。
A 银行家算法
B 有序资源分配法
C 死锁检测法
D 安全性算法
20、（ D ）算法不适合作业调度。
A 先来先服务
B 短作业优先
C 最高优先权优先
D 时间片轮转
二、判断题
1、进程调度算法各种各样，但是如果选择不当，就会造成死锁。（ X ）
2、优先权调度算法中，在考虑静态优先权时，一般计算进程的优先权高于磁盘I/O 进程的优先权.( X )
3、安全状态使没有死锁的状态，非安全状态是有死锁的状态。（ X ）
4、安全状态是可能有死锁的状态，非安全状态也是可能有死锁的状态。（ X ）
5、安全状态是可能没有死锁的状态，非安全状态是有死锁的状态。（ X ）
6、安全状态是没有死锁的状态，非安全状态是可能有死锁的状态。（√）
三、填空题
1、在时间片轮转算法中，时间片的大小对系统性能有很大影响，如果时间片太大，并大到一定程度时，时间片轮转调度算法遍退化为( 先来先服务)。
2、进程的调度方式有两种，一种是（非抢占式），令一种是（抢占式）。
3、死锁产生的4 个必要条件是（互斥）、（不剥夺）、（请求和保持）、（环路等待）。
4、银行家算法中，当一个进程提出的资源请求将导致系统从（安全状态）进入（不安全状态）时，系统就会拒绝它的资源请求。
5、产生死锁的根本原因是（可共享资源不足），另一个基本原因是（进程的推进顺序不当）。
6、在面向用户的调度准则中，（截止时间的保证）是实时调度算法的重要准则，（响
应时间快）是分时系统中进程调度算法的重要准则，(平均周转时间短)是批处理系统中选择作业调度算法的重要准则。
7、我们如果为每一作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（短作业优先调度算法）；为了照顾紧急作业的用户，应采用（基于优先权的可抢占式调度算法）；为能实现人机交互作用应采用（时间片轮转法调度算法）；为了兼顾短作业和长时等待的作业，应采用（高响应比优先调度算法）；为了使短作业、长作业及交互作业用户都比较满意，应采用（多级反馈队列调度算法）；为了使作业的平均周转时间最短，应采用（短作业优先调度算法）。
四、简答题
1、在选择调度方式和调度算法时，应遵循的原则时什么？P90-91
答：A.在面向用户的调度准则中，截止时间的保证是实时调度算法的重要准则，响应时间快是分时系统中进程调度算法的重要准则，平均周转时间短是批处理系统中选择作业调度算法的重要准则。
B.在面向用户的调度准则中，有以下几个准则:
a. 系统吞吐量提高
b.处理机利用率好
c. 各类资源的平衡利用
2、为什说多级反馈调度算法能较好地满足各方面用户的需要？P97
答：A.终端型作业用户。由于终端型作业用户说提交的作业大多属于交互性作业，作业较小，系统只要能使这些作业在第一队列所规定的时间片内完成，便可以终端型作业用户感到满意。
B.短批处理作业用户。对于很短的批处理型作业，开始时像终端型作业一样，如果仅在第一队列中执行一个时间片即可完成，便可以获得与终端型作业一样的响
应时间。对于稍长的作业，通常也只需要在第二队列和第三队列各执行一个时间片即可完成，其周转时间仍然较短。
C.长批处理作业用户。对于长作业，它将依次在第1，2，...，n 个队列中运行，然后再按轮转方式运行，用户不必担心其作业长期得不到处理。
3、何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？P103-105
答：所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因为争夺资源而造成的一种僵局，在这种僵局中，若没有外力作用，它们都将无法再往前推进。
产生死锁的原因：
A.竞争资源引起进程死锁
B.进程推进顺序不当引起死锁产生死锁的必要条件：
A.互斥条件
B.请求和保持
C.不剥夺条件
D. 环路等待条件
4、高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度?P84-86 答：高级调度的主要任务是根据某种算法，把外存上那些处于后备队类中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源。
低级调度的主要任务是决定就绪队列的进程中哪个获得处理机，然后再有分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。
引入中级调度是为了提高内存利用率和系统吞吐量。
五、应用题
1、有 5 个任务A,B,C,D,E，它们几乎同时先后达到，预计它们运行的时间为10,6,2,4,8min。其优先级分别为3,5,2,1,4,这里5 为最高优先级。对下列每一种调度算法，计算其平均进程周转时间（进程切换开销可不考虑）。
1）先来先服务算法。
2）优先级调度算法。（非抢占式）
3）时间片轮转调度算法。（时间片2min）
4）短进程优先调度算法
解答：
先来先服务算法。调度序列：A ->B-> C-> D-> E
T=（10+16+18+22+30）/5=19.2
I/O 以及其他开销时间，若分别按先来先服务，短进程优先，高响应比优先调度算法进行CPU 调度，请给出各进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。
解答：
操作系统第四章复习题
一、选择题
1、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，为此修改空闲区表，造成空闲区数减一的情况是（ D ）。
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
2、分区式存储器管理方式，每个程序（ B）。
A 一定在分区中连续，部分存放
B 一定在分区中连续，整体存放
C 可以在分区中不连续，整体存放
D 可以在分区中连续，部分存放
3、下列选项中对分段存储管理叙述正确的是（ B）
A 分段存储管理中每个段必须是大小相等的。
B 每一段必须是连续的存储区
C 每一段不必是连续的存储区
D 段间的存储区必须是连续的
4、下列对重定位的叙述中，正确的选项是（ B）。
A 经过静态重定位后，指令代码并不发生变化。
B 经过静态重定位后，数据地址和指令地址发生了变化
C 经过动态重定位后，指令代码中的操作码和操作数地址都要发生变化。
D 经过动态重定位后，数据地址发生了变化而指令地址没有发生变化。
5、虚拟存储器功能的管理方法包括（ C）。
A 可变分区存储管理
B 基本分页存储管理
C 请求分段存储管理
D 段页式存储管理
6、虚拟存储器的最大容量（ CD？）。
A 由作业的地址空间决定
B 是任意的
C 由计算机的地址结构决定的
D 为内、外容量之和
解释：虚存容量不是无限的，最大容量受内存和外存可利用的总容量限制，虚存搜索实际容量受计算机总线地址结构限制。
7、操作系统为（ C ）分配内存空间。
Ａ线程Ｂ高速缓冲存储器（Cache） C 进程D 块表
8、下面的页面置换算法中会产生所谓Belady 异常现象的是（ B）。
A 最佳页面置换算法（OPT）
B 先进先出页面置换算法(FIFO)
C 最近最久未使用页面置换算法(LRU)
D 最少使用页面置换算法（LFU）
9、采用（ B ）不会产生内部碎片。
A 分页式存储管理
B 分段式存储管理
C 固定分区式存储管理
D 段页式存储管理
10、最佳适应算法的空闲区是（ B）。
A 按大小递减顺序连在一起
B 按大小递增顺序连在一起
C 按地址由小到大排列
D 按地址由大到小排列
11、在可变式分区存储管理中的拼接技术可以（ A）。
A 集中空闲区
B 增加内存容量
C 缩短访问周期
D 加速地址转换
12、在固定分区分配中，每个分区的大小是（ C）。
A 相同
B 随作业长度变化
C 可以不同但预先固定
D 可以不同但根据作业长度固定
13、实现虚拟存储器的目的是（ D）。
A 实现存储保护
B 实现程序浮动
C 扩充辅存容量
D 扩充内存容量
14、把作业地址空间使用的逻辑地址变成内存物理地址为（ B）。
A 加载
B 重定位
C 物理化
D 逻辑化
15、在段页式存储管理系统中，内存等分成（ A ），程序按逻辑模块划分成若干（ D ）。
A 块
B 基址
C 分区
D 段
E 页号
F 段长
16、虚拟存储管理系统的基础是程序的（ A）理论。
A 局部性
B 全局性
C 动态性
D 虚拟性
17、在以下存储管理方案中，不适合于多道程序设计系统的是（ A）。
A 单用户连续分配
B 固定分区分配
C 可变分区分配
D 页式存储管理
18、某系统段表的内容如下所示
逻辑地址为（2，154），它对应的物理地址为（ B）。
A 120K+2
B 480K+154
C 30K+154
D 2+480K
19、在一个分页存储管理系统中，页表内容如下所示。若页的大小为4K，则地址转换机构将逻辑地址0 转换成的物理地址为（ A ）。
A 8192
B 4096 Ｃ 2048 D 1024
20、在首次适应算法中，要求空闲分区按（ A ）的顺序形成空闲分区链；在最佳适应算法中是按（ C ）顺序形成空闲分区链；最坏适应算法中是按（ D）的顺序形成空闲链。
A 空闲区起始地址递增
B 空闲区起始地址递减
C 空闲区大小递增
D 空闲区大小
递减
21、在下列存储管理方式中，会产生内部碎片的是（ B ），会产生外部碎片的是（ C ）。
A 页式和段式
B 页式和段页式
C 动态分区方式和段式
D 动态分区方式和段页式
22、从下列关于非虚拟存储器的论叙中，选出一条正确的论叙。（ A ）
A 要求作业在运行前，必须全部装入内存，且在运行过程中也必须一直驻留内存。
B 要求作业在运行前，不必全部装入内存，且在运行过程中不必一直驻留内存。
C 要求作业在运行前，不必全部装入内存，但在运行过程中必须一直驻留内存。
D 要求作业在运行前，必须全部装入内存，且在运行过程中不必一直驻留内存。
二、判断题
1、虚拟存储器时物理上扩充内存容量。（错）
2、地址映射是指将程序空间中的逻辑地址变为内存空间的物理地址（对）
3、为了提高内存保护的灵活性，内存保护通常由软件实现（错）
4、内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间，其所追求的主要目标是提高存储空间的利用率。（对）
5、为提高请求分页系统中内存的利用率，允许用户使用不同大小的页面。（错）
6、在请求分页式系统中，以页为单位管理用户的虚空间，以段为单位管理内存空间。(错)
三、填空题
1、某页式存储管理系统中，地址寄存器长度为24 位，其中页号占14 位，则主存的分块大小应该是（210）字节，程序最多占有（214）页。
2、采用交换技术获得的好处是以牺牲（CPU 时间）为代价的。
3、把作业装入内存中随即进行地址变换的方式称为（静态）重定位，而在作业执行期
间，当访问到指令或数据时才进行地址变换的方式称为（动态）重定位。
4、设有8 页的逻辑空间，每页有1024 字节，它们被映射到32 块的物理存储区中。那么，逻辑地址的有效位是（13）位，物理地址至少是（15）位。
5、在动态分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中的（低地址）部分的空闲分区，从而保留了(高地址)部分的大空闲区。
6、考虑如下所示的段表。
那么，逻辑地址（2，88）对应的物理地址是（178）；逻辑地址（4，100）对应的物理地址是（超过段长产生越界中断）。
7、在页式存储器管理系统中，常用的页面淘汰算法有：（最佳置换算法），选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；（先进先出置换算法），选择淘汰在内存驻留时间最长的页；
8、在没有块表的情况下，分页系统每访问一次数据，要访问（2）次内存；分段系统每访问一次数据，要访问（2）次内存；段页式系统每访问一次数据，要访问（3）次内存。
9、虚拟存储器最基本的特征是（多次性）
10、在请求分页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（越界中断）；否则，若所需的页不在内存中，则会引起（缺页中断）。
四、简答题
1、可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？
答：
2、为什要引入动态重定位？如何实现？、
答：在连续分配方式中，必须把一个系统或用户程序装入一连续的内存空间。如果在系统中只有若干个小的分区，即使它们容量的总和大于要装入的程序，但由于这些分区不相邻，也无法把该程序装入内存。为了解决这一问题，引入了动态重定位，通过拼接或紧凑，把多个分散的小分区连成一个大分区。
实现方法：
操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是【】。 A 系统调用 B 中断 C 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1
中南大学信息科学与工程学院实验报告 姓名：安磊 班级：计科0901 学号： 0909090310
指导老师：宋虹
目录 课程设计内容 ----------------------------------- 3 uC/OS操作系统简介 ------------------------------------ 3 uC/OS操作系统的组成 ------------------------------ 3 uC/OS操作系统功能作用 ---------------------------- 4 uC/OS文件系统的建立 ---------------------------- 6 文件系统设计的原则 ------------------------------6 文件系统的层次结构和功能模块 ---------------------6 文件系统的详细设计 -------------------------------- 8 文件系统核心代码 --------------------------------- 9 课程设计感想 ------------------------------------- 11 附录-------------------------------------------------- 12
课程设计内容 在uC/OS操作系统中增加一个简单的文件系统。 要求如下： (1)熟悉并分析uc/os操作系统 (2)设计并实现一个简单的文件系统 (3)可以是存放在内存的虚拟文件系统，也可以是存放在磁盘的实际文件系统 (4)编写测试代码，测试对文件的相关操作：建立，读写等 课程设计目的 操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。 本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。 I．uC/OS操作系统简介 μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。 μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。 严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全 可以由用户自己根据需要分别实现。 uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。 uC/OS操作系统的组成 μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。如下图：
1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。
习题一操作系统概论 选择题 1. 计算机的操作系统是一种（） ■ A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D 字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（ ). A. CPU 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3. 计算机操作系统的功能是（ ). A. 把源程序代码转换为标准代码 B. 实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时， （），响应时间越长. A. 内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D 用户数 越少 5. 操作系统的（ ）管理部分负责对进程进行调度 . A?主存储器 B.控制器 C.运算器 D 处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（ ）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、 （）管理、设备管理及信息管理 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是 为了提咼计算机的（ 户使用计算机而配备的一种系统软件 . 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D?并行执行 11. （）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 A. CPU 的利用率不高 C.不具备并行性 B.资源利用率 D.以上都不是 A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8.操作系统中采用多道程序设计技术提高 CPU 和外部设备的（） A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 ）和方便用 理机的时间
应用题参考答案 第二章 1、下列指令中哪些只能在核心态运行? (1)读时钟日期；（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载PSW；（5）置特殊 寄存器；(6) 改变存储器映象图；(7) 启动I/O指令。 答：(3)，(4)，(5)，(6)，(7)。 2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。 答：因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。同样原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。 6、若有一组作业J1，…，Jn，其执行时间依次为S1，…，Sn。如果这些作业同时到达系统，并在一台单CPU处理器上按单道方式执行。试找出一种作业调度算法，使得平均作业周转时间最短。 答：首先，对n个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n个作业：J1’，…，J n’，它们的运行时间满足：S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’。那么有： T=[S1’+( S1’+S2’)+ (S1’ + S2’+ S3’)+…+(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)]/n =[n×S1’+( n-1)×S2’+ (n-3)×S3’]+…+ S n’]]/n =(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)-[0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’]/n 由于任何调度方式下，S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’为一个确定的数，而当S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’时才有：0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’的值最大，也就是说，此时T值最小。所以，按短作业优先调度算法调度时，使得平均作业周转时间最短。 10、有5个待运行的作业，预计其运行时间分别是：9、6、3、5和x，采用哪种运行次序可以使得平均响应时间最短？ 答：按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。X取值不定，按照以下情况讨论： 1）x≤3 次序为：x，3，5，6，9 2）3 实时操作系统课程实验报告 专业：通信1001 学号：3100601025 姓名：陈治州 完成时间：2013年6月11日 实验简易电饭煲的模拟 一．实验目的： 掌握在基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II的应用中，基于多任务的模式的编程方法。锻炼综合应用多任务机制，任务间的通信机制，内存管理等的能力。 二．实验要求： 1.按“S”开机，系统进入待机状态，时间区域显示当前北京时间，默认模式“煮饭”; 2.按“C”选择模式，即在“煮饭”、“煮粥”和“煮面”模式中循环选择； 3.按“B”开始执行模式命令，“开始”状态选中，时间区域开始倒计时，倒计时完成后进入“保温”状态，同时该状态显示选中，时间区域显示保温时间； 4.按“Q”取消当前工作状态，系统进入待机状态，时间区域显示北京时间，模式为当前模式； 5.按“X”退出系统，时间区域不显示。 6.煮饭时长为30，煮粥时长为50，煮面时长为40. 三．实验设计： 1.设计思路： 以老师所给的五个程序为基础，看懂每个实验之后，对borlandc的操作有了大概的认识，重点以第五个实验Task_EX为框架，利用其中界面显示与按键扫描以及做出相应的响应，对应实现此次实验所需要的功能。 本次实验分为界面显示、按键查询与响应、切换功能、时钟显示与倒计时模块，综合在一起实验所需功能。 2.模块划分图： （1）界面显示： Main（） Taskstart（） Taskstartdispinit（） 在TaskStartDispInit()函数中，使用PC_DispStr()函数画出界面。 （2）按键查询与响应： Main（） Taskstart（） 在TaskStart()函数中，用if (PC_GetKey(&key) == TRUE)判断是否有按键输入。然后根据key 的值，判断输入的按键是哪一个；在响应中用switch语句来执行对应按键的响应。 （3）切换功能： l计数“C”按 键的次数 M=l%3 Switch(m) M=0，1，2对应于煮饭，煮粥，煮面，然后使用PC_DispStr()函数在选择的选项前画上“@”指示，同时，在其余两项钱画上“”以“擦出”之前画下的“@”，注意l自增。 四.主要代码： #include "stdio.h" #include "includes.h" #include "time.h" #include "dos.h" #include "sys/types.h" #include "stdlib.h" #define TASK_STK_SIZE 512 #define N_TASKS 2 OS_STK TaskStk[N_TASKS][TASK_STK_SIZE]; OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE]; INT8U TaskData[N_TASKS]; 操作系统例题讲解 一、调度算法 对如下表所示的5个进程： 采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。 问 题： ⑴ 画出对上述5个进程调度结果的Gantt 图； ⑵ 计算5个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。 解： ⑴ 调度结果的Gantt 图如下： 0 2 4 5 7 9 10 12 14 (2) 时间计算： 二、存储管理 某系统采用虚拟页式存储管理方式，页面大小为2KB ，每个进程分配的页框数固定为4页。采用局部置换策略，置换算法采用改进的时钟算法，当有页面新装入内存时，页表的时钟指针指向新装入页面的下一个在内存的表项。设当前进程P 的页表如下（“时钟”指针指向逻辑页面3的表项）： 逻辑页号 0 1 2 3 4 5 问 题： ⑴ 当进程P 依次对逻辑地址执行下述操作： ① 引用 4C7H ； ② 修改 19B4H ； ③ 修改 0C9AH ； 写出进程P 的页表内容； ⑵ 在 ⑴ 的基础上，当P 对逻辑地址27A8H 进行访问， 该逻辑地址对应的物理地址是多少？ 解：页面大小为2KB，2KB=2×210=211， 即逻辑地址和物理地址的地址编码的低11位为页内偏移； ⑴①逻辑地址4C7H=0100 1100 0111B，高于11位为0，所以该地址访问逻辑页面0； 引用4C7H，页表表项0：r=1； ②逻辑地址19B4H=0001 1001 1011 0100B，高于11位为3，所以该地址访问逻辑页面3； 修改19B4H，页表表项3：r=1, m=1; ③逻辑地址0C9AH=0000 1100 1001 1010B，高于11位为1，所以该地址访问逻辑页面1； 逻辑页1不在内存，发生缺页中断； ①、②两操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 按改进的时钟算法，且时钟指针指向表项3，应淘汰0页面， 即把P的逻辑页面1读到内存页框101H，页表时钟指针指向表项2。 并执行操作：修改0C9AH。 经上述3个操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 ⑵逻辑地址27A8H=0010 0111 1010 1000B，高于11位为4，所以该地址访问逻辑页面4； 页面4不在内存，发生缺页中断；按改进的时钟算法，淘汰页面2，页面4读到110H页框， 所以，逻辑地址27A8H对应的物理地址为： 0001 0001 0000 111 1010 1000B=887A8H。 三、设备与I/O管理 设系统磁盘只有一个移动磁头，磁道由外向内编号为：0、1、2、……、199；磁头移动一个磁道所需时间为1毫秒；每个磁道有32 个扇区；磁盘转速R=7500r/min. 系统对磁盘设备的I/O请求采用N-Step Look （即N-Step Scan，但不必移动到磁道尽头），N=5。设当前磁头在60号磁道，向内移动；每个I/O请求访问磁道上的1个扇区。现系统依次接收到对磁道的I/O请求序列如下： 50, 20, 60, 30, 75, 30, 10, 65, 20, 80,15, 70 问题： ⑴写出对上述I/O请求序列的调度序列，并计算磁头引臂的移动量； ⑵计算：总寻道时间（启动时间忽略）、总旋转延迟时间、总传输时间和总访问处理时间。 解：⑴考虑序列中有重复磁道的I/O请求，调度序列为： 60→75→50→30→20→15→10→65→70→80 磁头移动量=(75-60)+(75-50)+(50-30)+(30-20)+ (20-15)+(15-10)+(65-10)+(70-65)+(80-70) =15+25+20+10+5+5+55+5+10=155（磁道） 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 1．2例题精选 例如何理解虚拟机的概念？ 解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。操作系统为用户使用计算机提供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序，好像每个程序都独享一个CPU，这就是虚拟。在构造操作系统时，把操作系统分成若干层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样逐次扩充以完成操作系统的功能。 讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如，虚拟存储器，使一台只有4MB内存的计算机可以运行总容量远远超过4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。 例什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？ 解: 所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是： （1）CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I／O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待 I／O操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高了CPU的利用率。 （2）设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存和外设的利用率。 （3）系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。 讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。多遭批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。多道程序处理系统要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。 例1.3 A， B两个程序，程序 A按顺序使用CPU 10 S，使用设备甲 5 S，使用 CPU 5 S，使用设备乙 10 S，最后使用 CPU 10 S。程序 B按顺序使用设备甲 10 S，使用 CPU 10 S，使用设备乙5S，使用CPU 5S，使用设备乙 10S。（忽略调度程序执行时间）试问： （1）在顺序环境下执行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？ （2）在多道程序环境下， CPU的利用率是多少？ 解（1）程序A和程序B顺序执行时，程序A执行完毕，程序B才开始执行。两个程序共耗时80S，其中占用CPU时间为40S，顺序执行时CPU的利用率为50％。 （2）在多道程序环境下，两个程序并发执行，其执行情况如图所示。可以看出，两个程序共耗时45S，其中占用CPU时间为40S，故此时CPU的利用率为40/45=％。 讨论 (1)在单道程序环境下，程序顺序执行，CPU被一道程序独占，即使CPU空闲，其他程序也不能使用，所以 CPU的利用率低。 （2）在多道程序环境下，若干个程序宏观上同时执行，微观上交替执行。当其中一个程序由于某种原因（例如进行1／O操作）而不能占用CPU时，其他程序就可以占用CPU，提高了CPU的利用率。 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m ???VxWorks 偠 ? Laboratory Tutorial for Embedded Real ˉtime Operating System VxWorks ?? ? ? ? ? ? ? 2003 10 ???VxWorks 偠 ? ? 1 ???? (1) 1.1 ?? (1) 1.2 ??? (7) 2 ? MPC860 (16) 3 ???VxWorks ? ? Tornado (25) 3.1 ???VxWorks (25) 3.2 Tornado? ? (43) 4 VxWorks?BootRom (48) 5 偠 (55) 5.1 偠??Tornado??? (55) 5.2 偠?? ??? ? ? (74) 5.3 偠?? ? ? ?? (78) 5.4 偠 ?? ??? (101) 5.5 偠?? ?????? ?? (110) 5.6 偠 ? ?????? ?? (116) ? A hwa-xpc860 偠 (120) 1 ???? ?? ?? 催? ?? ??? ?? ? ? ?? ??Ё?????? ? ?? ?? ? ? ?? ?? (Embebdded computer) Ё??? ?? ? ??? ⑤?20??60 ?? ????? ? ????? ? 1.1.1 ???? ??? ?? ? Н? ??? ????? ?? ?? ???? ???? ?? ?? ?? ?? ???? ??? ????? ? ?????BIOS? ? ? ???? ?催 ? ? ? ㄝ???? ? ??? ? ? ? ?????????? ???? ?? ? ? ? ? ???? ?? ? ? ???? ?ㄝ???? ???? ??? ? ? ??? ? ???? ? ? ?? ㄝ ?? ? ??? ? ?? ? (control)???Mointer) ??(Managemet)ㄝ ?? 1.1.2 ? ?????? ? ? 1.1. 2.1 ? ?? ? ?? ??4?? ? 1? ? ? ? ?? ? ? ???Ё ????? ???? ?? ? ? ?? ?2? ? ??? ?? ?????? ? ????? ??? 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Windows XP的“开始”菜单包括了Windows XP系统的（）。 A. 主要功能 B. 全部功能 C. 部分功能 D. 初始化功能 2. 下列不可能出现在Windows XP中的“资源管理器”窗口左侧窗格中的选项是（）。 A. 我的电脑 B. 桌面 C. use（登录的账户名）的文档 D. 资源管理器 3. 在Windows XP中，能更改文件名的操作是（）。 A. 右键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 B. 左键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 C. 右键双击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 D. 左键双击文件名，选择“重命名”命令，键人新文件名后按Enter键 4. 在Windows XP中，全角方式下输入的数字应占的字节数是（）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5. Windows XP中将信息传送到剪贴板不正确的方法是（）。 A. 用“复制”命令把选定的对象送到剪贴板 B. 用“剪切”命令把选定的对象送到剪贴板 C. 用Ctrl+V组合键把选定的对象送到剪贴板 D. Alt+PrintScreen把当前窗口送到剪贴板 6. 在windows XP中，欲选定当前文件夹中的全部文件和文件夹对象，可使用的组合键是（）。 A. Ctrl+V B. Ctrl+A C. Ctrl+X D. Ctrl+D 7. 下列文件名，（）是非法的Windows XP文件名。 A. ThiS is my file B. 关于改进服务的报告 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 操作系统实验心得 每一次课程设计度让我学到了在平时课堂不可能学到的东西。所以我对每一次课程设计的机会都非常珍惜。不一定我的课程设计能够完成得有多么完美，但是我总是很投入的去研究去学习。所以在这两周的课设中，熬了2个通宵，生物钟也严重错乱了。但是每完成一个任务我都兴奋不已。一开始任务是任务，到后面任务就成了自己的作品了。总体而言我的课设算是达到了老师的基本要求。总结一下有以下体会。 1、网络真的很强大，用在学习上将是一个非常高效的助手。几乎所有的资料都能够在网上找到。从linux虚拟机的安装，到linux的各种基本命令操作，再到gtk的图形函数，最后到文件系统的详细解析。这些都能在网上找到。也因为这样，整个课程设计下来，我浏览的相关网页已经超过了100个（不完全统计）。当然网上的东西很乱很杂，自己要能够学会筛选。不能决定对或错的，有个很简单的方法就是去尝试。就拿第二个实验来说，编译内核有很多项小操作，这些小操作错了一项就可能会导致编译的失败，而这又是非常要花时间的，我用的虚拟机，编译一次接近3小时。所以要非常的谨慎，尽量少出差错，节省时间。多找个几个参照资料，相互比较，慢慢研究，最后才能事半功倍。 2、同学间的讨论，这是很重要的。老师毕竟比较忙。对于课程设计最大的讨论伴侣应该是同学了。能和学长学姐讨论当然再好不过了，没有这个机会的话，和自己班上同学讨论也是能够受益匪浅的。 大家都在研究同样的问题，讨论起来，更能够把思路理清楚，相互帮助，可以大大提高效率。 3、敢于攻坚，越是难的问题，越是要有挑战的心理。这样就能够达到废寝忘食的境界。当然这也是不提倡熬夜的，毕竟有了精力才能够打持久战。但是做课设一定要有状态，能够在吃饭，睡觉，上厕所都想着要解决的问题，这样你不成功都难。 4、最好在做课设的过程中能够有记录的习惯，这样在写实验报告时能够比较完整的回忆起中间遇到的各种问题。比如当时我遇到我以前从未遇到的段错误的问题，让我都不知道从何下手。在经过大量的资料查阅之后，我对段错误有了一定的了解，并且能够用相应的办法来解决。 在编程中以下几类做法容易导致段错误,基本是是错误地使用指针引起的 1)访问系统数据区，尤其是往系统保护的内存地址写数据，最常见就是给一个指针以0地址 2)内存越界(数组越界，变量类型不一致等) 访问到不属于你的内存区域 3）其他 例如： <1>定义了指针后记得初始化，在使用的时候记得判断是否为 null <2>在使用数组的时候是否被初始化，数组下标是否越界，数组元素是否存在等 <3>在变量处理的时候变量的格式控制是否合理等 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU 的利用率不高 B .失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A. 把源程序代码转换为标准代码 B .实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少D用户数越少 5．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度. A?主存储器 B.控制器 C.运算器D处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU 和外部设备的（）. A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理D?并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 时交互地使用计算机. A. 网络 B. 分布式 C.分时 D.实时 12.分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. A. 可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C .时间片加权分配 D. 短作业优先 13.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）. A.直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用 习题一 1、举例说明为什么对并发执行的程序不加控制会产生与执行时间有关的错误？ 解：程序在并发执行时由于资源是共享的，而且常常资源数少于程序对这些资源的需求数，致使这些并发执行的程序之间因为竞争资源导致存在间接制约关系，这种间接制约使得并发执行的程序具有随机性（异步性），即“执行—暂停—执行”，它们何时启动、何时停止是未知的。例如：飞机售票系统、堆栈的存数与取数过程等（示例说明略）。 2、程序并发执行为什么会失去顺序执行时的封闭性和可再现性？ 解：所谓“封闭性”是指程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在程序并发执行时由于资源共享，导致这些资源的状态将由多个程序来改变，又由于存在程序执行的随机性，所以程序的运行失去封闭性。由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。即虽然它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却可能各不相同。 习题二 1、试用加锁的方法解决飞机售票系统的问题。 例：民航售票系统，n个售票处 2、用机器指令（testAndset）解决飞机售票系统中任一进程的算法。 习题三 1、进程在做P、V操作时对自己和其他进程有何影响？ 进程在信号量上执行P操作后，若信号量的值为正，当前进程继续执行；若信号量的值为负，当前进程变为等待状态、放弃处理机，其它进程则有机会获得CPU。 进程在信号量上执行V操作后，不会对自己有任何影响，但当信号量的值不大于0时，需要唤醒在该信号量上所对应的等待队列中的进程。 2、设课程的前驱、后继关系如下，若每修一门课程看作进程Px（x∈1..6）试用P、V操作算法描述这种前驱与后继关系。 答： Semaphore：S1：=S2：=S3：=S4：=S5：=S6：=0； Begin Cobegin P1、P2、P3、P4、P5、P6 coend; end. P1（）P2（）P3（） Begin begin begin 修计算机导论；P（S1）；P（S2）； V（S1）；修高级语言程序设计修计算机组成原理； V（S2）；V（S3）V（S4）； End; End; End; P4（）P5（）P6（） Begin begin begin P（S3）；P（S4）；P（S5）； 修数据结构；修86汇编语言；P（S6）； V（S5）；V（S6）；修操作系统； End; End; End; 习题四 1、有三个进程R、W1、W2，进程R 从输入设备上读数据送缓冲区B，若是奇数由W1 进程从B 取数输出；若 1．2例题精选 例1.1如何理解虚拟机的概念？ 解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。操作系统为用户使用计算机提供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序，好像每个程序都独享一个CPU，这就是虚拟。在构造操作系统时，把操作系统分成若干层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样逐次扩充以完成操作系统的功能。 讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如，虚拟存储器，使一台只有4MB内存的计算机可以运行总容量远远超过4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。 例1.2什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？ 解: 所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是： （1）CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I／O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待 I／O操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高了CPU的利用率。 （2）设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存和外设的利用率。 （3）系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。 讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。多遭批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。多道程序处理系统要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。 例1.3 A， B两个程序，程序 A按顺序使用CPU 10 S，使用设备甲 5 S，使用 CPU 5 S，使用设备乙 10 S，最后使用 CPU 10 S。程序 B按顺序使用设备甲 10 S，使用 CPU 10 S，使用设备乙5S，使用CPU 5S，使用设备乙 10S。（忽略调度程序执行时间）试问： （1）在顺序环境下执行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？ （2）在多道程序环境下， CPU的利用率是多少？ 解（1）程序A和程序B顺序执行时，程序A执行完毕，程序B才开始执行。两个程序共耗时80S，其中占用CPU时间为40S，顺序执行时CPU的利用率为50％。 （2）在多道程序环境下，两个程序并发执行，其执行情况如图所示。可以看出，两个程序共耗时45S，其中占用CPU时间为40S，故此时CPU的利用率为40/45=88.89％。 讨论 (1)在单道程序环境下，程序顺序执行，CPU被一道程序独占，即使CPU空闲，其他程序也不能使用，所以 CPU的利用率低。 （2）在多道程序环境下，若干个程序宏观上同时执行，微观上交替执行。当其中一个程序由于某种原因（例如进行1／O操作）而不能占用CPU时，其他程序就可以占用CPU，提高了CPU的利用率。实时操作系统报告
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