操作系统重点
Operating System
---------By WCC，ZYC 第一章
2.计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。
答：软件和硬件。
软件：系统软件和应用软件；
硬件：CPU、内存条、外部I/O设备，以及系统总线。
3.什么是操作系统？计算机系统配置操作系统的主要目标是什么？
答：操作系统：管理系统资源，控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。
主要目标：
（1）方便用户使用
（2）扩充机器功能
（3）管理各类资源
（4）提高系统效率
（5）构筑开放环境
5.操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？
答：基本服务：创建程序和执行程序；数据I/O和信息存取；通信服务；差错检测和处理；资源分配；统计；保护；
共性服务：系统调用（程序接口）和命令管理（操作接口）；
15.什么是多道程序设计？多道程序设计技术有什么特点？
答：多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统的主存并启动交替计算的方法。也就是，主存中的相互独立的程序均处于开始和结束之间，从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行过程中，但未结束；从微观上是串行的，各程序轮流占用CPU交替执行。
优点：1.提高CPU，主存和设备的利用率；2.提高系统的吞吐率，是单位时间内完成的作业数增加；3.充分发挥系统的并行性，设备与设备之间，cpu与设备之间均可并行工作。
20.试比较批处理操作系统和分时操作系统的不同点。
答：分时与批处理区别：
1.追求目标不同：批处理OS以提高系统资源利用率和作业吞吐能力为目标；分时OS强调公平性对于联机用户的立即执行命令需要快速响应。
2.适应作业不同：批处理操作系统适应已调试好的大型作业；分时系统适应正在调试的小型作业。
3.资源利用率不同：批处理操作系统可合理安排不同负载的作业，使资源利用率达到最佳。在分时系统中，多个终端的作业使用同类型的系统、运行系统和共同子程序使系统的调度开销小，能公平的调配CPU和主存资源。
4.作业控制方式不同：批处理操作系统由用户通过JCL书写作业控制流，预先提交脱机作业。分时系统交互性作业由用户从键盘输入控制命令以交互方式联机工作。
21.试比较实时操作系统和分时操作系统的不同点。
答：实时OS：当外部事件或数据产生时，能够对其予以接受并以足够快的速度进行处理，所得结果能够在规定的时间内控制生产过程或对控制对象做出快速反应，并控制所有实时任务协调运行的OS。
特点：及时的响应和高可靠性；多用于单片机（导弹制导，飞机自动驾驶）
22.试比较单道和多道批处理系统。
答：单道：作业进入系统之后排定次序，逐道依次进入主存处理，并自动进行作业的转接。
多道：从后备作业中选取多个作业进入主存，并启动其运行。
26.现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。
答：1.处理器管理；
2.存储管理：主存分配；地址转换与存储保护；主存共享；存储扩充
3.设备管理
4.文件管理
5.网络与通信管理：网络资源管理；数据通信管理；网络管理
6.用户接口
27．试述现代操作系统的基本特性及其所要解决的主要问题。
答：1.并发性：对有效的物理资源进行强行复用，供多用户共享以提高效率。
2.共享性：使计算机系统中的资源可以被多个并发执行的程序共同使用；
（1）透明资源共享：资源隔离；授权访问
（2）显式资源共享
3.异步性（随机性）：允许多个程序并发执行，并发活动会导致随机事件的发生。
第二章
32.什么是进程？计算机操作系统为什么要进入进程？
答：进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。
目的：1.刻画系统的动态性，发挥系统的并发性；
2.解决共享性，正确地描述程序的执行状态。
33.进程有哪些属性？试解释之。
答：结构性；共享性；动态性；独立性；制约性；并发性；
34.进程最基本的状态有哪些？哪些事件可能引起不同状态之间的转换？
答：运行态；就绪态；等待态；
（1）运行态-等待态：运行进程等待使用某种资源或者某事件发生
（2）等待态-就绪态：所需资源得到满足或某事件已经完成
（3）运行态-就绪态：运行时间片到时或出现更高优先级的进程，当前进程被迫让出处理器。
（4）就绪态-运行态：当CPU空闲时，调度程序选中一个就绪进程执行。
35.五态模型的进行中，新建态和终止态的主要作用是什么？
答：新建态：对应于进程被创建时的状态，进程尚未进入就绪队列，对于进程管理非常有用。
终止态：进程完成任务到达正常结束点或者因错误而异常终止，或被操作系统及有终止权的进程所终止时所处的状态。进入终止态程序不再执行，等待操作系统进行善后处理。
36.试说明引发创建一个进程的主要事件。
答：1.提交批处理作业2.有交互式作业登录终端3.Os创建服务进程4.已存在的进程创建新进程。
37.多数时间片轮转调度使用固定大小的时间片，
（1）选择小时间片的理由。
增大时间片，随着就绪队列中进程/线程的增加，轮转一次所耗费的时间加长，即对每个线程/进程的响应速度均放慢。
（2）选择大时间片的理由。
时间片取值太小，导致大多数进程/线程都不可能在一个时间片内运行完毕，就会频繁切换，开销显著增大，效率低下。
38.什么是进程的挂起状态？列出挂起进程的主要特征。
答：系统资源特别是主存资源不能满足进程运行的要求，此时必须把某些进程挂起，置于磁盘对换区，释放其所占用的某些资源，暂时不参与低级调度，起到平滑系统负载的目的。
特征：此进程不能立即执行；此进程可能会等待某事件发生，所等待的时间独立于挂起条件，时间结束并不能导致进程具备可执行条件；此进程进入挂起状态是由于操作系统，父进程或进程自身阻止其运行；进程挂起状态的结束命令只能通过操作系统或父进程发出。
39.什么情况下会产生挂起等待态和挂起就绪态？试举例说明。
答：挂起等待态：进程正在等待某一时间发生且进程在辅助存储器中。
等待态—挂起等待态：如果当前不存在就绪进行，系统根据资源分配状况和性能要求，选择等待态进程对换出去，使之处于挂起等待态。
挂起就绪态：进程具备运行条件，但目前在辅助存储器中，只有当进程被对换到主存时才能调度执行。
挂起等待态——>导致进程等待的事件完成后，响应的处于挂起等待态的进程转化为挂起就绪态。
就绪态——>系统根据当前资源分配状况和性能要求，决定把就绪态进程换出去，使之处于挂起就绪态。
运行态——>当一个具有较高优先级的挂起等待态进程所等待的时间完成后，需要抢占CPU但是主存不够，导致正在运行的进程转换为挂起就绪态。
新建态——>考虑系统当前资源分配状况和性能要求，决定将新建进程对换出去，使之处于挂起就绪态。
40.试述组成进程的基本要素，并说明其作用。
答：控制块：存储进程的标志信息，现场信息和控制信息。
程序块：规定进程的一次运行所应完成的功能。
核心块：用来保护中断/异常现场，保存函数调用的参数和返回地址。
数据块：存放各种私有数据
41.何谓进程控制块（PCB）？包含哪些基本信息？
答：PCB：进程存在的唯一标识，是操作系统用来记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构，是进程动态特征的一种汇集，也是操作系统掌握进程的唯一资料结构和管理进程的主要依据。
包含：标识信息；现场信息；控制信息。
42.何谓进程队列，入队和出队操作？
答：把同一状态的所有进程的PCB链接在一起的数据结构称为进程队列。
进程从所在队列退出时间称为出队；
相反的，进程排入指定队列的事件称为入队。
43.请列举组织进程队列的各种方法。
答：线性方式，链接方式，索引方式
44.试述创建进程系统所要做的主要工作。
答：1.在进程列表增加一项，从PCB池申请一个空闲PCB，为新进程分配唯一地进程标识符
2.为新进程的进程映像分配地址空间，以便容纳进程实体。由进程管理程序确定加载至进程地址空间中的程序。
3.为新进程分配除主存以外的其他资源。
4.初始化PCB，如进程标识符，处理器初始状态，进程优先级。
5.把新进程的状态设置为就绪态，并将其移入就绪队列。
6.通知操作系统的某些模块，如记账程序，性能监控程序
73.处理器调度分为哪几种类型？简述各类调度的主要任务。
答：高级，中级，低级调度，任务略。
74.试述衡量一个处理器调度算法优劣的主要标准。
答：资源利用率，吞吐率，公平性，响应时间，周转时间。
75.试述作业调度和低级调度之间的关系。
答：进入计算机的批处理作业至少经过两级调度才能占用处理器，第一级为作业调度，作业通过竞争进入主存，同时生成响应的进程；第二级为低级调度，进程竞争处理器资源。具体见p124图2.26
76.试述中级调度的主要作用。
答：当主存资源短缺时，把暂时不用的进程换出主存，此时进程处于挂起状态，不参与低级调度；当进程具备运行条件且主存资源有空闲时，再将进程重新调回主存工作，起到短期均衡系统负载的作用，充分提高主存的利用率和系统吞吐率。
77.解释：
（1）作业周转时间
批处理用户从系统提交作业开始，到作业完成为止的时间间隔。
（2）作业带权周转时间
在操作系统中,带权周转时间反映作业(或进程)长短问题.带权周转时间越大,作业(或进程)越短;带权周转时间越小,作业(或进程)越长。
（3）响应时间
从交互式进程提交一个请求至得到响应之间的时间间隔称为响应时间。
（4）吞吐率
单位时间CPU处理作业的个数。
以下by——ZYC
第三章
1.试述顺序程序设计的特点以及采用顺序程序设计的优缺点。
特点：（1）执行的顺序性（2）环境的封闭性（3）结果的正确性（4）过程的可再现性(详细见P163)
优点：程序及其执行（计算）是一一对应的，为程序的编制和调试带领很大的方便
缺点：计算机系统效率不高
2.试述并发程序设计的特点以及采用并发程序设计的优缺点。
特性：并发程序可能是无关的，也可能是交互的
优点：（1）若为单处理器系统，可以有效利用资源，让处理器和设备，设备和设备同时工作，充分发挥硬部件的并行工作能力（2）若为多处理器系统，可以让进程在不同处理器上物理地并行工作，加快计算速度（3）简化程序设计任务，一般来说，编制并发的小程序进度快，容易保证正确性
缺点：可能出现各种与时间有关的错误（结果唯一或者永远等待）
4.解释并发性并行性。
并发性：一组进程的执行在时间上的重叠的，所谓时间重叠是指一个进程执行第一天指令是在另一个进程执行完最后一条指令之前开始的
并行性
6.解释并发进程的无关性和交互性。
无关性：无关的并发进程是指它们分别在不同的变量集合上操作，一个进程的执行与其他并发进程的进展无关，即一个进程不会改变另一个与其并发执行的进程的变量
交互性：交互的并发进程共享某些变量，一个进程的执行可能会影响其它进程的执行结果，交互的并发进程之间具有制约关系
8.解释进程的竞争关系和协作关系。
竞争关系：批处理系统中建立多个批处理进程，分时系统中建立多个交互式进程，它们共享一套计算机系统资源，使得原本不存在逻辑关系的诸进程因共享资源而产生交互和制约关系，这是间接制约关系，又称互斥关系
协作关系：一个用户作业可能涉及一组并发进程，它们为了完成共同的任务需要分工协作
课程设计报告 2015～2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月
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一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下： 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 -
read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录：可有多级子目录； 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化（建文件卷、提供登录模块） 5) 文件的创建：create (用命令行来实现)6) 文件的打开：open 7) 文件的读：read8) 文件的写：write 9) 文件关闭：close10) 删除文件：delete 11) 创建目录（建立子目录）：mkdir12) 改变当前目录：cd 13) 列出文件目录：dir14) 退出：logout 新增加的功能： 15) 删除目录树：rd 16) 格式化文件系统：format 2.3算法的总体思想 - 4 -
计算机专业计算机操作系统试题 2003年7月 一、选择题(选择一个正确的答案的代号填入括号中，共38分) 1．操作系统核心部分的主要特点是( )。 A．一个程序模块B．主机不断电时常驻内存 C．有头有尾的程序D．串行顺序执行 2．操作系统中用得最多的数据结构是( )。 A．堆栈B．队列 C．表格D．树 3. 索引式(随机)文件组织的一个主要优点是( )o A．不需要链接指针B．能实现物理块的动态分配 C．回收实现比较简单D．用户存取方便 4．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 5．在操作系统管理中，面向用户的管理组织机构称为( )。 A．用户结构B．实际结构 C．物理结构D．逻辑结构 6．单机操作系统的共享资源主要是指( )。 A．内存、CPU和基本软件B．键盘、鼠标、显示器 C．打印机、扫描仪D．软盘、硬盘、光盘 7．为方便用户，操作系统负责管理和控制计算机系统的( )。 A．软件资源B．硬件和软件资源 C．用户有用资源D．硬件资源 8．设备I／O方式有如下三种：( )、( )和( )。 A．假脱机B．询问 C．联机D．中断 E．通道F．脱机 9．操作系统五大功能中作业管理包含( )和( )；文件管理又称( )；存储管理主要讲解( )；设备管理是最原始的( )；进程管理实质上是( )。 A．CPU的执行调度管理B．用户任务管理 C. 信息管理D．监控程序管理 E．人机交互界面管理F．内存管理 10．计算机在接受用户请求后处理数据以及在数据处理结束时，将结果送到终端显示器。例如，导弹控制系统应选择安装( )；计算机订票系统应选择安装( )；计算机语言学习系统应选择安装( )。A．批处理操作系统B．分时操作系统 C．实时操作系统D．网络操作系统 E．分布式操作系统 二、是非题(正确的划√，错的划×，其它符号按错论。共20分) ( )1．系统调用是操作系统和用户进程的接口，库函数也是操作系统和用户的接口。 ( )2．UNIX的i节点(内码)是文件系统的主要数据结构(表格)部分。 ( )3．虚地址即程序执行时所要访问的内存地址。
操作系统课程设计报告
东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级： 13软件工程1班 提交时间： 2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。
二、环境条件 系统： WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。
(4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< GDOU-B-11-213 《操作系统》课程教学大纲 课程简介 课程简介: 本课程主要讲述操作系统的原理，使学生不仅能够从系统内部了解操作系统的工作原理，而且可以学到软件设计的思想方法和技术方法。主要内容 包括：操作系统的概论；操作系统的作业管理；操作系统的文件管理原理； 操作系统的进程概念、进程调度和控制、进程互斥和同步等；操作系统的各 种存储管理方式以及存储保护和共享；操作系统的设备管理一般原理。其次 在实验环节介绍实例操作系统的若干实现技术，如：Windows操作系统、Linux 操作系统等。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 本课程计算机学科的软件工程专业中是一门专业方向课，也可以面向计算机类的其它专业。其任务是讲授操作系统的原理，从系统内部了解操作系统的工作原理以级软件设计的思想方法和技术方法；同时介绍实例操作系统的若干实现技术。 二、课程的目的与基本要求： 通过本课程的教学使学生能够从操作系统内部获知操作系统的工作原理，理解操作系统几大管理模块的分工和管理思想，学习设计系统软件的思想方法，通过实验环节掌握操作系统实例的若干实现技术，如：Windows操作系统、Linux操作系统等。 三、面向专业： 软件工程、计算机类 四、先修课程: 计算系统基础，C/C++语言程序设计，计算机组成结构，数据结构。 五、本课程与其它课程的联系： 本课程以计算系统基础，C/C++语言程序设计，计算机组成结构，数据结构等为先修课程，在学习本课程之前要求学生掌握先修课程的知识，在学习本课程的过程中能将数据结构、计算机组成结构等课程的知识融入到本课程之中。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章：操作系统概论（2学时） 第一节：操作系统的地位及作用 操作系统的地位（A）；操作系统的作用（A）。 第二节：操作系统的功能 单道系统与多道系统（B）；操作系统的功能（A）。 第三节：操作系统的分类 批处理操作系统（B）；分时操作系统（B）；实时操作系统（B）。 第二章：作业管理（2学时） 第一节：作业的组织 作业与作业步（B）；作业的分类（B）；作业的状态（B）；作业控制块（B）。 第二节：操作系统的用户接口 程序级接口（A）；作业控制级接口（A）。 第三节：作业调度 作业调度程序的功能（B）；作业调度策略（B）；作业调度算法（B）。 第四节：作业控制 脱机控制方式（A）；联机控制方式（A）。 第三章：文件管理（8学时） 第一节：文件与文件系统（1学时） 文件（B）；文件的种类（B）；文件系统及其功能（A）。 第二节：文件的组织结构（1学时） 文件的逻辑结构（A）；文件的物理结构（A）。 第三节：文件目录结构（1学时） 文件说明（B）；文件目录的结构（A）；当前目录和目录文件（B）。 第四节：文件存取与操作（1学时） 文件的存取方法（A）；文件存储设备（C）；活动文件（B）；文件操作（A）。 第五节：文件存储空间的管理（2学时） 空闲块表（A）；空闲区表（A）；空闲块链（A）；位示图（A）。 第六节：文件的共享和保护（2学时） 上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4) 1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27) 六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N 块内存（N 第1章操作系统引论 本次练习有13题，你已做13题，已提交13题，其中答对13题。 当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题。 1. 实时操作系统必须在（）内处理完来自外部的事件。 A. 响应时间 B.周转时间 C.被控对象规定时 间 D.调度时间 答题：OE A.—B. EE C.国D.（已提交） 参考答案：C 问题解析： 2. 操作系统是对（）进行管理的软件。 A.软件 B.硬件 C.计算机资 源 D.应用程序 答题： A. B. * C. D.（已提交） 参考答案：C 问题解析： 3. 配置了操作系统的计算机是一台比原来的物理计算机功能更强的计算机 ， 这样的一台计算机只是一台逻辑上的计算机，称为（）计算机。 A.并行 B.真实 C.虚 拟 D.共享 答题：匡A. H B.（HL C.WO D.（已提交） 参考答案：C 问题解析： 4. 操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（ ） A.利用率 B.可靠性 C.稳定 性 D.兼容性 答题：* A.圏 B. C. D.（已提交） 参考答案：A 问题解析： 第1章操作系统引论 5. 在操作系统中,并发性是指若干事件—发生（） A.在同一时刻 B.在不同时 刻 C.在某一时间间隔内 D.依次在不同时间间隔内 答题：PT A.占B. PT C. U~|D.（已提交） 参考答案：C 问题解析： 6. （）操作系统允许在一台主机上同时联接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A. 网络操作系统 B.批处理操作系统 C.实时操作系统 D.分时操作系统 答题： A. B. C. * D.（已提交） 参考答案：D 问题解析： 7. 下面关于操作系统的叙述中正确的是（） A. 批处理作业必须提交作业控制信息 B. 分时系统不一定都具有人机交互功能 C. 从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D. 由于采用了分时技术，用户可以独占计算机的资源 答题：* A. B. C. D.（已提交） 参考答案：A 问题解析： 8. 当前三大操作系统类型是批处理系统、分时系统和实时系统（） 答题：，对. 错.（已提交） 参考答案：“ 问题解析： 9. 操作系统是计算机软件和硬件资源的管理者（） 答题：对. 错.（已提交） 参考答案：“ 问题解析： 10. 操作系统对外提供的接口方式有两种：命令接口和图形窗口接口 （） 答题：厂对.袒错.（已提交） 参考答案：x 问题解析： 11. 批处理系统具有交互性的优点（） 2012计算机操作系统期末考试试题及答案 操作系统试卷A 一、简答题（每题5分，共30分） 1.什么是虚拟设备？ 2.What’s the differrence between a process and a program？ 3.What’s Hyper-Treading technology？ 4.死锁的必要条件是什么？ 5.为什么将文件控制块分成主部和次部两部分？ 6.若系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m<=n时每个进程最多可以请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？为什么？ 二、填空题（每空1分，共10分） 1.操作系统的两个重要特性是：(1) 和(2) 。 2.只能在管态下执行的指令称为(3) 。处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是(4) ，管态到目态的转换可以通过修改(5) 来实现。 3.进程在其生存期内可以处于如下三种基本状态之一：运行态、就绪态和等待态。当一个就绪进程(6) 时，其状态由就绪变为运行，当一个运行进程被抢占处理机时，其状态由运行变为(7) ，当一个运行进程因某事件受阻时，其状态由运行变为(8) ，当进程所等待的事件已经发生时，该进程状态由(9) 变为就绪。 4.线程是进程内的一个相对独立的(10)。 三、计算题（每题10分，共40分） 1.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，进程的虚拟地址空间为64KB，页面尺寸为4KB。假设当前进程的页表如右图所示（页表以二进制形式表示），请将虚拟地址8196和2050转换为物理地址。 2.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，内存中为该进程分配4个物理页架, 开始时内存页架为空,假设进程在一段时间内的页面访问序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，请画图表示采用以下页面淘汰算法时的缺页中断次数：（1）最佳页面淘汰算法（OPT）；（2）先进先出页面淘汰算法（FIFO）；（3）使用过最久的先淘汰(LRU)。 3.在UNIX系统中，设磁盘物理块大小为1KB，每个索引块可以保存256个索引项，请画出UNIX文件的物理结构。假设某文件大小为1028KB，请计算访问以下逻辑块时需要多少次I/O传输：（1）8；（2）300；（3）16。 4.设有周期性实时任务集如下表所示，用最早截止期优先算法（EDF算法）和速率单调算法（RMS算法）是否可以调度？画出相应的Gantt图。 四、算法设计（每题10分，共20分） 1.设有一个可以装A、B两种物品的仓库，其容量无限大，但要求仓库中A、 东莞理工学院 操作系统课程设计报告学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下： 钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 《操作系统》期末试卷 姓名 一、选择题（15*2分=30分） 1、在操作系统中，JCB是指（A ） A．作业控制块B．进程控制块C．文件控制块D．程序控制块 2、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 3 A 4 ?A 5、（D A 6 A 7 A. 8 A. C. 9、设有。 A．2 10 A. 11 A 12、() A C 13 A 14、(B A.固定分区 B.分段 C.分页 D.可变分区 15、在进程管理中，当（）时，进程从阻塞状态变为就绪状态。 A．进程被进程调度程序选中B．等待某一事件C．等待的事件发生D．时间片用完 二、填空题（20*1分=20分） 1、在单用户环境下，用户独占全机，此时程序的执行具有_封闭性______和_可再现性_。 2、对于信号量，在执行一次P操作时信号量-1_；当其值为__<0__时，进程应阻塞。在执行V操作时信号量的值应当_信号量+1_； 当其值为__<=0__时，应唤醒阻塞队列中的进程。 3、进程的三种基本状态分别是、进程的三种基本状态分别是__运行______，_就绪_和__阻塞（等待）__。 4、多道程序环境下的各道程序，宏观上它们是_并行__运行，微观上是_串行_运行。 5、在单CPU系统中有（n>1）个进程，在任一时刻处于就绪的进程最多是__n-1__个，最少是___0____个。 6、分区管理方案不能实现虚存的原因是_作业地址空间不能大于存储空间_。 7、段页式存储管理中，是将作业分_段__，__段_____内分___页____。分配以__页_____为单位。在不考虑使用联想存储器快表 的情况下，每条访问内存的指令需要____3___访问内存。其中第_2___次是查作业的页表。 三、简答题（4*5分=20分） （2） ????????????进程A???????????????????????????????进程B ???????????...??????????????????????????????????... ????????P(mutex)；????????????????????????????P(mutex)； 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 南通大学计算机科学与技术学院操作系统课程设计报告 专业： 学生姓名： 学号： 时间： 操作系统模拟算法课程设计报告 设计要求 将本学期三次的实验集成实现： A.处理机管理； B.存储器管理； C.虚拟存储器的缺页调度。 设计流程图 主流程图 开始的图形界面 处理机管理存储器管理缺页调度 先来先服务时 间 片 轮 转 首 次 适 应 法 最 佳 适 应 法 先 进 先 出 L R U 算 法 A.处理机调度 1)先来先服务FCFS N Y 先来先服务算法流程 开始 初始化进程控制块，让进程控制块按进程到达先后顺序让进程排队 调度数组中首个进程，并让数组中的下一位移到首位 计算并打印进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间 其中：周转时间 = 完成时间 - 到达时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 更改计时器的当前时间,即下一刻进程的开始时间 当前时间=前一进程的完成时间+其服务时间 数组为空 结束 2)时间片轮转法 开始 输入进程总数 指针所指的进程是 否结束 输入各进程信息 输出为就绪状态的进程的信息 更改正在运行的进程的已运行时间 跳过已结束的程序 结束 N 指向下一个进程 Y 如果存在下一个进程的话 Y N 输出此时为就绪状态的进程的信息 时间片轮转算法流程图 B.存储器管理(可变式分区管理） 1)首次适应法 分配流程图 申请xkb内存 由链头找到第一个空闲区 分区大小≥xkb？ 大于 分区大小=分区大小-xkb，修改下一个空闲区的后向指针内容为（后向指针）+xkb;修改上一个空闲区的前向指针为（前向指针）+xkb 将该空闲区从链中摘除：修改下一个空闲区的后向地址=该空闲区后向地址，修改上一个空闲区的前向指针为该空闲区的前向指针 等于 小于延链查找下 一个空闲区 到链尾 了？ 作业等待 返回是 否 登记已分配表 返回分配给进程的内存首地址 开始 一、单项选择 1、在存储管理方案中，__D_____ 可与覆盖技术配合. A、页式管理 B、段式管理 C、段页式管理 D、可变分区管理 2、在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是___A______。 A、节省主存空间 B、物理上扩充准存容量 C、提高CPU效率 D、实现主存共享 3、动态重定位技术依赖于___B______。 A、重定位装入程序 B、重定位寄存器 C、地址机构 D、目标程序 4、虚拟存储器的最大容量____A______。 A、为内外存容量之和 B、由计算机的地址结构决定 C、是任意的 D、有作业的地址空间决定 5、在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，但执行访问页号序列为1、2、3、4、1、2、5、1、、2、3、4、5、6时，将产生___D___次缺页中断。 A、7 B、8 C、9 D、10 6、设内存的分配情况如下图所示。若要申请一块40K字节的内存空间，若采用最佳适应算法，则所得到的分区首址为____C___。 A、100K B、190K C、330K D、410K 7、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是____A____。 A、页式存储管理 B、段式存储管理 C、多重分区管理 D、可变分区管理 8、系统“抖动”现象的发生是由___A___引起的。 A、置换算法选择不当 B、交换的信息量过大 C、内存容量不足 D、请求页式管理方案 9、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、增加主存容量 C、缩短访问周期 D、加速地址转换 10、分区管理中采用“最佳适应”分配算法时，宜把空闲区按____A__次序等记在空闲区表中。 A、长度递增 B、长度递减 C、地址递增 D、地址递减 11、在固定分区分配中，每个分区的大小是_C__。 A、相同 B、可以不同但根据作业长度固定 C、可以不同但预先固定 D、所作业长度变化 操作系统课程设计实验报告 实验名称：进程控制 姓名/学号： 一、实验目的 学习、理解和掌握Linux与windows的进行控制系统调用的功能，熟悉主要的几个系统调用命令的格式和如何利用系统调用命令进行编程。通过学习，理解如何创建一个进程、改变进程执行的程序、进程和线程终止以及父子进程的同步等，从而提高对进程和线程控制系统调用的编程能力。 二、实验内容 设计并实现Unix的“time”命令。“mytime”命令通过命令行参数接受要运行的程序，创建一个独立的进程来运行该程序，并记录程序运行的时间。 三、实验环境 CPU: Inter ×2 2.10GHz RAM: 3.00GB Windows 7 旗舰版 Linux Ubuntu 10.04 编译: VS2010 四、程序设计与实现 4.1进程控制系统的调用 4.1.1 windows进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 SYSTEMTIME starttime,endtime; //进程开始时间和结束时间 PROCESS_INFORMATION pi //该结构返回有关新进程及 //其主线程的信息 STARTUPINFO si //该结构用于指定新进程的主窗口特性4.1.2 linux进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 struct timeval starttime,endtime //进程开始时间和结束时间 pid_t pid //进程标志符 4.2 程序流程图 图1 windows进程控制调用图2 linux进程控制调用程序运行流程图程序运行流程图 五、实验结果和分析 5.1 windows实验结果和分析 （ 答案在后面） 一、 填空题(每空1分,共10分) 1. 常见的I/O 控制方式有程序I/O 方式、 中断 I/O 控制方式、 DMA I/O 控制方式和 通道 I/O 控制方式四种。 2. 操作系统向用户提供的两个基本接口是 程序 接口和 用户 接口。 3. 若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。已知页面大小为1024字节，逻辑地址 (3082)10转化得到的物理地址是 6154 。 4. 具有多路性、独立性、 及时性和交互性特征的操作系统是 分时 操作系统。 5. 通道用于控制 设备控制器 与内存之间的信息交换。 6. 事务的最基本特性 是 。 7. 若盘块大小为4KB ，每 个盘块号占4字节，在采用两级索引时允许的最大文件长度为 4GB 。 二、 单选题(每题2分,共20分) 1. 用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成( )。 A. 顺序文件 B. 链接文件 C. 索引文件 D. 目录文件 2. 一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，则其响应比是( C )。 A. 2 B. 1 C. 3 D. 0.5 3. 文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名( C )。 A. 应该相同 B. 应该不同 C. 可以相同，也可以不同 D. 受系统约束 4.死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决方法是破坏 产生死锁的四个必要条件之一。下列方法中破坏了“循环等待”条件 的是（ D ）。 A. 银行家算法 B. 一次性分配策略 C. 剥夺资源法 D. 资源有序分配法 5.进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由（ B ）完成的。 A. 作业调度 B. 进程调度 C. 页面调度 D. 设备调度 6.采用缓冲技术的主要目的是（ C ）。 A. 改善用户编程环境 B. 提高CPU的处理速 度 C. 提高CPU和设备间的并行程度 D. 实现与设备无关性 7.目录文件所存放的信息是（ D ）。 A. 该目录中所有数据文件目录 B. 某一文件存放的数 据信息 C. 某一个文件的文件目录 D. 该目录中所有文件 的目录 8.最容易形成很多小碎片的可变分区分配算法是（ D ）。 A. 首次适应算法 B. 循环首次适应算法 C. 最坏适应算法 D. 最佳适应算法 9.用户程序与实际使用的物理设备无关是由（ A ）功能实现的。 A. 设备独立性 B. 设备驱动 C. 虚拟设备 D. 设备分配 10.下面关于顺序文件、链接文件和索引文件的论述中不正确的是 （ A ）。 A. 显示链接文件是在每个盘块中设置一个链接指针，用于将该文件所属的 所有盘块链接起来 《操作系统》课程简介 一、课程简介 操作系统（Operating System）是当代计算机软件系统的核心，是计算机系统的基础和支撑，它管理和控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂。操作系统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程,是进行系统软件开发的理论基础，也是计算机专业的一门理论性和实践性并重的核心主干课程。 二、课程性质 本课程是一门技术性、实践性很强的课程，又是理论与实践紧密结合的课程，既注重操作系统基础理论，又着眼培养学生解决实际问题能力。本课程将学习操作系统的基本原理、基本方法及其实现技术，包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理以及进程的互斥、同步、通信与死锁等内容。使学生了解当今几个主流操作系统，了解操作系统的设计方法和并发程序的设计，具备较强的软件设计能力和较严密的思维能力。 三、教学目的 1、使学生全面地了解和掌握现代计算机操作系统的基本原理，从资源管理的角度领会操作系统的功能和实现技术。 2、使学生建立起以操作系统为中心的对计算机系统整体性和系统级的认识。 3、使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练，提高运用理论知识开发实际操作系统的基本能力。 《操作系统》教学大纲第1章：引论 （一）知识要点 1、计算机硬件结构 2、操作系统介绍 3、操作系统的发展历程 4、操作系统的类型 5、操作系统的特征 6、操作系统结构设计 （二）能力重点 1、操作系统的定义、分类 2、操作系统的主要功能 3、操作系统的基本特征 第2章：进程和线程 （一）知识要点 1、进程的概念 2、进程的状态和组成 3、进程管理 4、线程的概念 5、进程的同步和通信 6、经典进程同步问题 7、进程通信 （二）能力重点 1、进程的定义、进程的状态 2、进程的创建、撤销、阻塞、唤醒等原语 3、线程和进程的区别，线程的特征 4、经典进程同步问题的解决方法 计算机操作系统课程设计 班级：计091-1 姓名： 学号： 使用语言：C++ 指导老师： 学院： 一、系统要求 1、实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。 2、实验内容 为linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （1）可以实现下列几条命令（至少4条）； login 用户登陆 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （3）源文件可以进行读写保护。 二、系统分析 1、设计思想 本文件为二级文件系统，即要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容： 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200 每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。 整个系统的编码构成主要分为： Allstruct.h 定义了每个分区的结构体； Mysys.h 声明了对系统操作的各种方法；Myuserfile.h 声明了对文件操作的各种方法； Mymain.cpp 整个系统的主函数，操作入口； Mysys.cpp 包含了mysys.h，实现了操作系统的各种方法；Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h，实现了操作文件的各种方法； 2、主要数据结构 Allstruct.h文件的内容： struct s_user //用户区结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //用户名 char psd[20]; //密码 long address; //目录地址 }; 操作系统课程考试试题 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1.操作系统的四个最基本的特征是___________、 _________、虚拟和异步。 2.进程在运行过程中有三种基本状态它们是_________、___________和 ___________。 3.信号量的物理含义是当信号量大于零时表示____________________；当信号量小 于零时，其绝对值为_________________。 4.死锁的四个必要条件是__________、__________、不可抢占资源和循环等待资源。 5.将________地址转换为__________地址称为地址映射。 6.在存储器管理中，页面是信息的_________单位，分段是信息的__________单位。 页面大小由__________确定，分段大小由____________确定。 7.虚拟设备是通过__________技术把独享设备变成能为若干用户共享的设备。 8.在文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是_____________。 9.从资源分配的角度可将设备分类为_______、共享设备和_______。 10.作业调度又称__________。其主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取作 业，并为作业做好去、运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。 二、选择题（每小题1分，共10分） 1．以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是( )。 A．DOS系统 B．UNIX系统 C．Windows NT系统 D．OS／2系统 2．在操作系统中，进程的最基本的特征是( )。 A．动态性和并发性 B．顺序性和可再现性 C．与程序的对应性 D．执行过程的封闭性 3．操作系统中利用信号量和P、V操作，( )。 A．只能实现进程的互斥 B．只能实现进程的同步 C．可实现进程的互斥和同步 D．可完成进程调度 4．作业调度的关键在于( )。 中国石油大学（华东）操作系统课程设计报告 姓名： 学号： 成绩： 目录 实验一、螺旋矩阵 (3) 实验二、用Shell程序实现文件的批量管理 (4) 实验三、驱动下的螺旋矩阵程序 (7) 实验四、哲学家进餐问题 (10) 实验五、ＮＣＵＲＳＥ程序框架 (14) 实验一、螺旋矩阵 一、实验任务 用C语言编写一个螺旋矩阵程序，实现输入行数和列数即可形成A~Z的螺旋矩阵，并用Makefile完成编译。 二、实验环境和工具 VMware Workstatioｎ红帽子 Linux-2.4.20-8 三、关键代码 1、螺旋矩阵实现代码（SpiralMatrix.c） #include 操作系统课程教学大纲
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