操作系统第1阶段练
习题
江南大学现代远程教育第一阶段练习题
考试科目:《操作系统》第1章至第4章（总分100分）
______________学习中心（教学点）批次：层次：业余
专业：学号：身份证号：
姓名：得分：
一、名词解释（15分）
1、程序状态字
2、线程
3、系统生成
4、系统调用
5、进程控制块
二、什么是操作系统？从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什
么？（6分）
三、处理应用程序分哪几个作业步？（5分）
四、什么是管态？什么是用户态？两者有何区别？（6分）
五、什么是中断响应？其实质是什么？（6分）
六、软件的中断处理过程主要分为哪几个阶段？试用图画出软件的中断处理过
程。（6分）
七、进程有哪几种基本状态？在一个系统中为什么必须区分出这几种状态？（6
分）
八、n个并发进程共用一个公共变量Q，写出用信号灯实现n个进程互斥时的程
序描述，给出信号灯值的取值范围，并说明每个取值的物理意义。（7分）
九、用于进程控制的原语主要有哪几个？（5分）
十、对操作系统的服务请求与一般的子程序调用有什么区别？（6分）
十一、设一计算机系统有输入机一台、打印机两台，现有A、B两道程序同时投入运行，且程序A先运行，程序B后运行。程序A的运行轨迹为：计算
50ms，打印信息100ms，再计算50ms，打印信息100ms，结束。程序B运行轨迹为：计算50ms，输入数据80ms，再计算100ms，结束。要求：（14
分）
（1）用图画出这两道程序并发执行时的工作情况。
（2）在两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会空闲等待？
（3）程序A、B运行时有无等待现象？在什么时候会发生等待现象？为什么会发生？
十二、如图（a）、（b）分别给出了两个进程流程图。试用信号灯的P、V操作分别实现如图所示的两组进程之间的同步，并写出程序描述。（8分）
十三、选择、填空（10分）
1、若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( )状态。
A、就绪
B、等待
C、运行
D、完成
2、原语是一种特殊的系统调用命令，它的特点是（）
A、功能强
B、自己调用自己
C、可被外层调用
D、执行时不可中断
3、下述（）不属于多道程序运行的特征
A、多道
B、运行速度快
C、宏观上并行
D、实际上多道程序是穿插运行的
4、操作系统的主要功能是、、、。
参考答案
一、名词解释
1、程序状态字：任何程序运行时都有反映其运行状态的一组信息。有的机器将这一组信息集中在一起称为程序状态字，存放这些信息的寄存器称为程序状态字寄存器。
程序状态字是反映程序执行时机器所处的现行状态的代码。
2、线程：线程是比进程更小的活动单位，它是进程中的一个执行路经。一个进程可以有多条执行路径，即线程。
3、系统生成：系统生成就是操作系统的生成过程。是指为了满足物理设备的约束和需要的系统功能，通过组装一批模块来产生一个清晰的、使用方便的操作系统的过程。
4、系统调用：系统调用是用户在程序一级请求操作系统服务的一种手段，它不是一条简单的硬件指令，而是带有一定功能号的访管指令。它的功能并非由硬件直接提供，而是由操作系统中的一段程序完成的，即由软件方法实现的。
5、进程控制块：为了描述一个进程和其它进程以及系统资源的关系，为了刻画一个进程在各个不同时期所处的状态，人们采用了一个与进程相联系的数据块，称为进程控制块或称为进程描述器。系统根据进程控制块而感知进程的存在，故进程控制块是标识进程存在的实体。
二、什么是操作系统？从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什么？
操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。
操作系统具有如下资源管理功能：处理机分配；存储管理；设备管理；软件资源管理。
三、处理应用程序分哪几个作业步？
分为四个作业步：
编辑（修改）；编译；连接；运行。
四、什么是管态？什么是用户态？两者有何区别？
管态又称为系统态，是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。
用户态又称目态，是用户程序执行时机器所处的状态。
在管态下允许中央处理机使用全部系统资源和全部指令，其中包括一组特权指令，允许访问整个存储区。在用户态下禁止使用特权指令，不能直接取用系统资源与改变机器状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。
五、什么是中断响应？其实质是什么？
中断响应是当中央处理机发现已有中断请求时，中止现行程序执行，并自动引出中断处理程序的过程。其实质是交换指令执行地址和处理机状态。
六、软件的中断处理过程主要分为哪几个阶段？试用图画出软件的中断处理过
程。
1、保护现场和传递参数；
2、执行相应的中断服务例程；
3、恢复和退出中断。
见书42页，图2.12
七、进程有哪几种基本状态？在一个系统中为什么必须区分出这几种状态？
三种基本状态：就绪状态，运行状态，等待状态。
如果系统能为每一个进程提供一台处理机，则系统所有进程都可以同时执行，但实际上处理机的数目总是少于进程数，因此往往只有少数几个进程（在单处理机系统中，则只有一个进程）可真正获得处理机控制权。通常把那些获得处理机控制权的进程所处的状态称为运行状态；把那些希望获得处理机控制权，但因为处理机数目太少而暂时分配不到处理机的进程所处的状态称为就绪状态。虽然所有进程并发执行，但它们之间并不完全独立，而是相互制约的，有的进程因某种原因暂时不能运行而处于等待状态。因此在任何系统中，必须有这三种基本状态。
八、n个并发进程共用一个公共变量Q，写出用信号灯实现n个进程互斥时的程
序描述，给出信号灯值的取值范围，并说明每个取值的物理意义。
设置互斥信号灯mutex，初值是1，表示公共变量Q未被使用。
程序task
Main( )
{
Int mutex=1；
Cobegin
P1( )；
P2( )；
：
：
Pn( )；
Coend
}
P1( )
1.设某进程所需要的服务时间t=k ?q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为: T rr (t)=()λμμ-?t T fc (t)=()λμ-1 T sr (t)= ()()() '11 λμμλμ-?-- -t 其中' λ=( )λ?-a b 1=r λ? 取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算 T rr (t), T fc (t)和 T sr (t),并画出其时间变化 图. 2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为 T i (i=1,2,3),其相应任务的执行时间为 C i (i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比 之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266). 3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间. 解答： 1.对(,λμ)=(50，100) T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t) 0r →时，T sr (t)→1/100+t 1r →时, T sr (t)→2t 图象如下： 只有T sr (t)受r 值影响，且r 值增大，T sr (t)的斜率增大，y 截距由1/100趋向0，服务时间也增加。 题目： 4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4,K K ,15,设某作业有4
《操作系统》第1次作业 一、（20分每题2分）单项选择题（答案写在题号前） ( A )1、系统“抖动”现象的发生是由_____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 ( D )2、在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是______。 A. 先来先服务 B．优先数 C. 最高响应比优先 D．短作业优先 ( B )3、虚拟存储器的最大容量_______。 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．由作业的地址空间决定 ( B )4、位示图可用于______。 A. 文件目录的查找 B．磁盘空间的管理 C．主存空间的共享 D. 实现文件的保护和保密 ( D )5、如果文件采用直接存取方式且文件大小不固定，则宜选择_____文件结构。 A．顺序 B．链接 C. 随机 D．索引 ( B )6、为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用______。 A. 约定的方法 B．多级目录 C．路径 D．索引 ( A )7、为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用______结构的缓冲技术。 A. 缓冲池 B．闭缓冲区环 C. 单缓冲区 D．双缓冲区 ( A )8、中断向量是指_____。 A. 中断处理程序入口地址 B．中断向量表起始地址 C．中断处理程序入口地址在中断向量表中的存放地址 D．中断断点的地址
( A )9、在一个页式存储管理系统中，页表内容如下所示： 2048转换成的物理地址为_____。 A．8192 B．4096 C．2048 D．1024 ( D )10、以下叙述中正确的是______。 A. 操作系统的作业管理是一种微观的低级管理。 B．作业的提交方式有两种，但对应的作业控制方式只有一种。 C. 一个作业从进入系统到运行结束，一般要经历的状态是：后备状态、就绪状态 和完成状态。 D．多道批处理与单道批处理的主要区别在于它必须有作业调度功能和进程调度功能，内存中可以存放多道作业。 二、（80分每题10分）问答题 1.简述设备分配的过程。 答：设备分配程序要用到系统设备表、设备控制表、控制器控制表和通道控制表。设备分配时要考虑到设备的固有特性、分配的算法、防止死锁以及用户程序与实际使用的物理设备无关等特性。 2.试述缺页中断与一般中断的主要区别。 答：缺页中断作为中断面同样需要经历保护 CPU 现场、分析中断原因、转换页中断处理程序进行处理、恢复CPU 现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是： A ．在指令执行期间产生和处理中断信号。 B ．一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。 3.覆盖技术与虚拟存储技术有何本质不同?
习题二处理器管理 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种（）。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、进程和程序的本质区别是（）． A.存储在内存和外存 B.顺序和非顺序执行机器指今 C.分时使用和独占使用计算机资源 D.动态和静态特征 3、处于后备状态的作业存放在（）中。 A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中，作业处于（）时，已处于进程的管理之下。 A.后备 B.阻塞 C.执行 D.完成 5、在操作系统中，JCB是指（）。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 6、作业调度的关键在于（）。 A.选择恰当的进程管理程序 B.选择恰当的作业调度算法 C.用户作业准备充分 D.有一个较好的操作环境 7、下列作业调度算法中，最短的作业平均周转时间是（）。 A．先来先服务法 B. 短作业优先法 C. 优先数法 D. 时间片轮转法 8、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（） 调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 9、在批处理系统中，周转时间是（）。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 10、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（）。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 11、操作系统中，（）负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理 12、一个进程被唤醒意味着（）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首 13、当作业进入完成状态，操作系统（）． A.将删除该作业并收回其所占资源，同时输出结果 B.将该作业的控制块从当前作业队列中删除，收回其所占资源，并输出结果
您的本次作业分数为：100分单选题 1.为了实现多道程序设计，计算机需要有（） A 更大的内存 B 更快的外部设备 C 更快的CPU D 更先进的终端 正确答案:A 单选题 2.下列选择中，（）不是操作系统关心的主要问题 A 管理计算机裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面 C 管理计算机系统资源 D 高级程序设计语言的编译器 正确答案:D 单选题 3.实现进程互斥时，用（）对应，对同一个信号量调用PV操作实现互斥。 A 一个信号量与一个临界区 B 一个信号量与一个相关临界区 C 一个信号量与一组相关临界区 D 一个信号量与一个消息 正确答案:C 单选题 4.在采用抢占式优先权进程调度算法的系统中，正在运行进程的优先权是（）。 A 系统中优先权最高的进程 B 比就绪队列中进程优先权高的进程 C 比就绪队列中进程优先权不一定高的进程 正确答案:B 单选题 5.分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是（）。
A 计算机具有足够的运行速度 B 内存容量应足够大 C 系统能及时地接收多个用户输入 D 能在一短的时间内，使所有用户程序都能运行 E 能快速进行内外存对换 正确答案:D 单选题 6.支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程运行来实现CPU的共享，但其中（）不是引起操作系统选择新进程的直接原因。 A 运行进程的时间片用完 B 运行进程出错 C 运行进程要等待某一时间发生 D 有新进程进入就绪状态 正确答案:D 单选题 7.进程从阻塞状态进入就绪状态可能是由于（）. A 现运行进程运行结束 B 现运行进程执行了P操作 C 现运行进程执行了V操作 D 现运行进程时间片用完 正确答案:C 单选题 8.在操作系统中进程是一个具有一定独立功能程序在某个数据集合上的一次（）。 A 并发活动 B 运行活动 C 单独操作 D 关联操作
《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 《第一次上机实验指导》 1、开始--》运行--》cmd （进入命令窗口） 2、在命令行（命令窗口中命令指示符>后）键入 help|more 会分屏列出DOS系统所有命令（按<空格键>显示下一屏） DOS系统的基本命令有： DIR—列出当前目录（文件夹）下的内容（文件和子目录）MD--建目录、RD--删目录、CD—进入目录（改变当前目录）TYPE—显示（文本）文件的内容 COPY—文件拷贝命令 Ctrl+C—终止命令的运行 HELP—帮助命令 HELP <命令名>--列出<命令名>所指示的命令的使用方法 例如：HELP COPY --列出COPY命令的使用方法（如下所示） 3、标准输入输出转向（标准输入转向、标准输出转向） 标准输入为从（终端）键盘（0号打开文件）输入。 标准输出为向（终端）显示器（1号打开文件）输出。 标准输入转向就是把标准输入改为从文件输入。 标准输出转向就是把标准输出改为向文件输出。 （特殊文件名代表设备，例如PRN代表打印机） 例如： C>abcd 窗体顶端 您的本次作业分数为：100分单选题 1.【第01~04章】以下描述中，（）并不是多线程系统的特长。 A 利用线程并行地执行矩阵乘法运算。 B web服务器利用线程请求http服务 C 键盘驱动程序为每一个正在运行的应用配备一个线程，用来响应相应的键盘输入。 D 基于GUI的debugger用不同线程处理用户的输入、计算、跟踪等操作。 正确答案:C 单选题 2.【第01~04章】现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和异步性。 A 多道程序设计 B 中断处理 C 实现分时与实时处理 D 程序的并发执行 正确答案:D 单选题 3.【第01~04章】操作系统的进程管理模块并不负责（）。 A 进程的创建和删除 B 提供进程通信机制 C 实现I/O设备的调度 D 通过共享内存实现进程间调度。 正确答案:C 单选题 4.【第01~04章】下列选择中，（）不是操作系统必须要解决的问题。 A 提供保护和安全机制 B 管理目录和文件 C 提供应用程序接口 D 提供C++语言编译器 正确答案:D 单选题 5.【第01~04章】用户在程序中试图读存放在硬盘中某文件的第10逻辑块，使用操作系统提供的接口是（）。 A 进程 B 系统调用 C 库函数 D 图形用户接口 正确答案:B 单选题 6.【第01~04章】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 正确答案:D 单选题 7.【第01~04章】下面关于进程的叙述不正确的是（）。 A 进程申请CPU得不到满足时，其状态变为就绪状态。 B 在单CPU系统中，任一时刻有一个进程处于运行状态。 C 优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。 D 进程获得处理机而运行是通过调度而实现的。 正确答案:C 单选题 8.【第01~04章】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 库函数 操作系统解答题练习Revised on November 25, 2020 问答题练习 1、（3分）请列出操作系统所具有的功能中的三个功能。 参考答案：处理机管理，内存管理，设备管理，文件管理，用户界面 2、（3分）请列出用户界面的三个形式。 参考答案：命令界面，程序界面和图形界面 1、设进程的到达时间和完成进程所需的运行时间（服务时间）如上表所示。请用短进程非抢占式调度算法计算各进程的开始运行时间、结束运行时间，周转时间、和等待时间，并计算平均周转时间。 参考答案： 2、（3分）处理机调度算法的效果可以用周转时间和带权周转时间来度量。请说明这两者有什么异同 参考答案：两者都是从作业提交到完成的时间来度量算法的优劣。但后者考虑作业的等待时间对于作业本身的服务时间的相对影响因素，因此当作业的差异性很大时，评价更客观些。 3.在单道批处理系统中，下列三个作业采用先来先服务的调度算法和最高响应比优先算法进行调度，哪一种调度算法的性能较好请完成下表。 参考答案： 先来先服务调度算法： 最高响应比优先调度算法： 综上所述，最高响应比调度算法性能较好。 4. 如果限制为两道的多道程序系统中，有4个作业进入系统，其进入系统时刻、估计运行时间为下图所示。系统采用SJF作业调度算法，采用SRTF进程调度算法，请填充下面表格。 参考答案： 5. 有一个4道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，其提交时刻和估计运行时间为下表所示： 系统采用剩余SJF调度算法，作业被调度进入系统后中途不会退出，但作业运行时可被剩余时间更短的作业所抢占。 （1）分别给出6个作业的执行时间序列，即开始执行时间、作业完成时间、作业周转时间。 （2）计算平均作业周转时间。 参考答案： 操作系统练习题 第一章引言 (一单项选择题 1操作系统是计算机系统的一种( 。A.应用软件 B.系统软件c.通用软件D.工具软件 2.操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( A.使用方便 B.高效工作 C.合理使用资源 D.使用方便并高效工作 3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( 。A.分时操作系统 B.批处理单道系统 C.实时操作系统 D.批处理多道系统 4.下列系统中( 是实时系统。A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D.计算机辅助设计系统 5.操作系统是一种系统软件,它( 。A.控制程序的执行 B.管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行 6.计算机系统把进行( 和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统 A.CPU管理 B.作业管理 C.资源管理 D.设备管理 7.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( 。 A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源分配 c.不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 8.分时操作系统适用于( 。A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享 9.在混合型操作系统中,“前台”作业往往是指( 。A.由批量单道系统控制的作业 B.由批量多道系统控制的作业 c.由分时系统控制的作业D.由实时系统控制的作业 10.在批处理兼分时的系统中,对( 应该及时响应,使用户满意。A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信 11.实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( 。A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度 c.不强求系统资源的利用率 D.不必向用户反馈信息 12.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于( 。A.实现各台计算机之间的通信B.共享网络个的资源 c.满足较大规模的应用 D.系统中若干台计算机相互协作完成同一任务 13.SPOOL技术用于( 。A.存储管理B.设备管理C.文件管理 D.作业管理 14.( 为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。 A处理器管理 B.存储管理 c.文件管理 D.作业管理 (二填空题 1. 计算机系统是按用户要求接收和存储信息,自动进行_______并输出结果信息的系统。 2.计算机是由硬件系统和_______系统组成。 3.软件系统由各种_______和数据组成。 4.计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 5.操作系统使用户合理_______,防止各用户间相互干扰。 6.使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 7.批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 8.用户要求计算机系统中进行处理的一个计算机问题称为_______。 第1次作业?一、单项选择题（本大题共50分，共 20 小题，每小题2、５分）?１、在下列文件得物理结构中，（）不利于文件长度动态增长 A、顺序结构? B、链接结构? C、索引结构? D、Ｈash结构?2、访管指令所引起得中断属于( ）中断.?Ａ、外中断 Ｂ、Ｉ/O中断 C、访管中断? D、程序中断?3、单级目录结构得不足不包括（ ) A、限制了用户对文件得命名 Ｂ、文件平均检索时间长。?C、限制了对文件得共享。 Ｄ、文件名复杂，实现难?4、（）就是一种动态存储分配方式。?A、固定分区 B、可变式分区 C、静态页式管理 D、动态页式管理 5、文件得绝对路径就是指从（）开始,逐级沿着每一级子目录向下,最后到指定文件得整个通路上所有子目录名，通过分隔符而组成得一个字符串. A、根目录?B、当前目录 C、二级目录 D、多级目录?6、 ( )不就是索引文件得优点。 A、能够通过索引项重新在逻辑上组织原文件中记录得顺序.?Ｂ、能够通过索引项提高查询速度 C、适合于对查询速度要求高且只对部分记录进行处理得文件。 D、不需要额外得存储空间。 7、如果文件采用直接存取方式且文件大小不固定,则宜选择（ )文件结构。 Ａ、直接?Ｂ、顺序?C、随机?D、索引?8、操作系统组成中不包括 （）。 ?A、驱动程序?B、内核程序 Ｃ、用户界面?D、外围程序?９、（）组织就是唯一可以很容易地存储在磁盘与磁带中得文件组织。?A、顺序文件?B、索引顺序文件?C、堆?D、 10、设备管理得功能不包括（） 逻辑文件? A、监视系统中所有设备得状态?Ｂ、设备分配?C、设备控制 D、设备维护 11、文件存储连续结构得优点不包括( )?Ａ、存储与管理都简单?B、支持顺序存取与随机存取。 C、顺序存取速度快。? D、方便记录得文件插入与删除 12、银行家算法就是一种（）算法。?A、死锁解除?B、死锁避免 13、用户程序通过（ )向操作系统指出使用 C、死锁预防?Ｄ、死锁检测? 外部设备得要求. A、作业申请 Ｂ、原语 C、广义指令? D、 I／O 指令 14、设备驱动程序负责接收与分析从设备分配转来得信息以及设备控制块等内容。下列（ )不就是设备驱动程序得功能？ A、根据请求传送得数据量,组织Ｉ／Ｏ缓冲队列 第3章处理机调度与死锁 典型例题解析 【例1】（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问系统是否会因为竞争该资源而死锁？（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该类资源而阻塞。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？（西北工业大学2000年考题） 答：（1）该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占用的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。 （2）用Max(i)表示第i个进程的最大资源需求量，need（i）表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知： need（i）>0(对所有的i) max(1)+…max(i)+…+max(n) 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 习题与参考答案 ? 1.1总结目前计算环境的特点 答：1、多样化：计算设备种类、速度、容量差异极大，价格日益便宜，人均拥有计算设备数量越来越多。 2、分布式计算：大部分计算和服务都依赖通过网络连接的大量计算设备分布式完成。 3、摩尔定律接近极限，多核化成为未来发展方向。 4、移动计算设备超过台式机，成为主流。 5、触控成为人机交互的重要方式。 ? 1.2 举例说明操作系统的设计目标？ 答：1有效性（1）提高系统资源利用率（2）提高系统吞吐量，例如：有效管理和分配资源，合理组织计算机工作流程 2方便性，使计算机系统更方便用户的使用，例如：图形化接口、文件方式提供用户数据管理等 3可扩充性，计算机硬件和体系结构的迅猛发展及其所对应的更高的功能和性能要求，例如：微内核结构和客户服务器模式，以便于方便地增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块 4开放性，不同厂家与不同类型的计算机及其设备的网络化集成和协同工作，实现应用程序可移植性和互操作性 ? 1.3 作为资源的管理者，操作系统与政府具有类似的作用，请进行具体的类比。答：政府是国家资源的管理者和协调者、社会秩序的维护者以及公共服务的提供者。与政府的职能类似，操作系统也具有资源管理者、仲裁以及公共服务的作用 政府是社会资源的管理者，负责对社会资源的分配、处理以及协调等工作，类似的，操作系统是计算机系统的资源管理者，它负责处管理分配计算机资源，比如说负责分配和控制处理机；负责内存的分配与回收内存；协调不同程序对外设的访问等等。 政府中负责秩序机构包括公检法的机构，同样操作系统也需要防止用户对操作系统本身或者其他用户数据的破坏，保护共享文件资源等。 政府提供道路、水电等公共服务，类似的，操作系统为用户和应用程序提供文件管理、I/O操作等公共服务。 ? 1.4 硬件系统发展变化极快，种类复杂，操作系统是采用什么方法来应对这两个问题的？ 答：现代OS采用虚拟化的技术来实现对硬件变化隔离，即OS通过分层的体系结构，实现对物理机的虚拟化，形成一个逻辑上具有相同计算能力等更方便的虚拟计算机。通过将与硬件密切相关的部分放入OS的底层，而OS的高层为用户提供统一、稳定的 15春学期《操作系统原理》在线作业 试卷总分：100 测试时间：-- 试卷得分100 一、单选题（共20 道试题，共40 分。）V 1. 文件系统采用多级目录结构可以() A. 节省存储空间 B. 解决命名冲突 C. 缩短文件传送时间 D. 减少系统开销 B 满分：2 分 2. 在下述存储管理技术中，只有()可提供虚拟存储基础 A. 动态分区法 B. 交换技术 C. 静态分页法 D. 动态分页 D 满分：2 分 3. 下列对于进程的描述哪项是错误的 A. 各进程之间的地址是相互独立的 B. 进程控制块PCB是在系统调用进程时随机生成的 C. 进程是静态的 D. 进程同程序相比具备并发和异步执行特征 C 满分：2 分 4. 程序执行时下一条执行指令的地址放在（）寄存器中 A. IR B. PSW C. PC C 满分：2 分 5. 一个进程从内存中换出到外存时，该进程被称作为（） A. 被阻塞 B. 被终止 C. 唤醒 D. 被挂起 D 满分：2 分 6. 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. PCB D. JCB B 满分：2 分 7. 在UNIX系统进程调度中，当计算的进程优先数越大时其优先级将（） A. 越大 B. 越小 B B 满分：2 分 8. 在文件管理中，使用链式结构可以实现() A. 磁盘驱动控制 B. 磁盘空间分配与回收 C. 文件目录查找 D. 页面置换 B 满分：2 分 9. 在时间片轮转（RR）法中，如果时间片过长，该算法会退化为()算法。 A. 短进程优先（SPN） B. 时间片轮转（RR） C. 先来先服务（FCFS） D. 优先级法（PS） C 满分：2 分 10. 当为一个新创建的进程分配资源和建立了PCB后，进程将进入（） A. 运行态 B. 阻塞态 C. 就绪态 D. 退出态 C 满分：2 分 11. 在系统中增加cache可以缓解（）之间的速度不匹配性。 A. 硬盘与内存 B. 内存与处理器 C. 内存与I/O设备 D. 硬盘与I/O设备 B 满分：2 分 12. 中断管理程序不包括下列哪项功能 A. 确定发生中断的特性 B. 将控制权切换到处理程序 C. 执行具体的处理过程 D. 将控制权切换到原执行程序 C 满分：2 分 13. 在时间片轮转（RR）法中，如果时间片过长，该算法会退化为()算法。 A. 短进程优先（SPN） B. 时间片轮转（RR） C. 先来先服务（FCFS） D. 优先级法（PS） C 满分：2 分 14. 下列分区管理的分配算法中，分配与释放时间性能最好的是() A. 最先匹配法 B. 最佳匹配法 C. 下次匹配法 D. 最坏匹配法 A 满分：2 分 15. 在下列的文件物理存储结构中最不便于进行文件扩充的结构是() A. 散列文件 B. 链接文件 四、计算题 1．有以下三个作业，分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法。试问它们的平均周转时间各是什么？是否还可以给出一种更好的调度算法，使其平均周转时间优于这两种调度算法？ 解：（1）采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下。 这时，作业的调度顺序是1→2→3。其平均周转时间为：（8 + 11.6 + 12）/ 3 = 10.53 （2）采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下。 这里要注意，在作业1运行完毕进行作业调度时，作业2和3都已经到达。由于是实行短作业优先作业调度算法，因此先调度作业3运行，最后调度作业2运行。所以，这时的作业调度顺序是1→3→2。其平均周转时间为：（8 + 8 + 12.6）/ 3 = 9.53 （3）还可以有更好的作业调度算法，使其平均周转时间优于这两种调度算法。例如，如果知道在作业1后面会来两个短作业，那么作业1到达后，先不投入运行。而是等所有作业到齐后，再按照短作业优先作业调度算法进行调度，具体实施过程如下。 这时的作业调度顺序是3→2→1。其平均周转时间为：（1 + 5.6 + 14）/ 3 = 6.87 2．有一组作业，它们的到达时间和所需CPU时间如下所示，分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法，给出它们的调度顺序、作业周转时间以及平均周转时间。 解：（1）采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下： 这时，作业的调度顺序是1→2→3→4，其平均周转时间为：（70 + 60 + 60 + 45）/ 4 = 58.75 （2）采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下： 这时，作业的调度顺序是1→4→3→2，其平均周转时间为：（70 + 5 + 35 + 75）/ 4 = 46.25 三、简答题 1.对临界区的管理应遵循哪些基本准则？ 答：为了合理利用临界资源，保证进程互斥地进入临界区，对临界区的管理应遵循以下准则： （1）空闲让进。当无进程处于临界区时，表明临界资源处于空闲状态，应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区，以有效地利用临界资源。 （2）忙则等待。当已有进程进入临界区时，表明临界资源正在被访问，因而其他试图进入临界区的进程必须等待，以保证对临界资源的互斥访问。 （3）有限等待。对要求访问临界资源的进程，应保证在有限时间内能进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。 操作系统原理在线作业 1.对磁盘进行移臂调度时，既考虑了减少寻找时间，又不频繁改变动臂的移动方向的调度算法是（ C ）。 A 先来先服务 B 最短寻找时间优先 C 电梯调度 D 优先级高者优先 2.下列进程调度算法中，综合考虑进程等待时间和执行时间的是（ D ）。 A 时间片轮转调度算法 B 短进程优先调度算法 C 先来先服务调度算法 D 高响应比优先调度算法 3.I/O系统有三种常用方式来与主机交换数据，它们是程序轮询方式、中断方式和ＤＭＡ方式，其中ＤＭＡ方式主要由硬件来实现，此时高速外设和内存之间进行数据交换（ B ）。 A 不通过ＣＰＵ的控制，不利用系统总线 B 不通过ＣＰＵ的控制，利用系统总线 C 通过ＣＰＵ的控制，不利用系统总线 D 通过ＣＰＵ的控制，利用系统总线 4. 某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于等待状态.当系统完成了所需的读盘操作后,此时该进程的状态将（ D ）。 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 从等待变为就绪 5.在段页式存储管理系统中时，每次从主存中取指令或取操作数，至少要访问（ C ）主存。 A 1次 B 2次 C 3次 D 4次 6.设某进程的页访问串为：1、3、1、2、4，工作集为3块，问：按FIFO页面替换算法，当访问4号页面时，应淘汰（ C ）号页面。 A 1 B 2 C 3 D 4 7.假设一个正在运行的进程对信号量S进行了P操作后，信号量S的值变为-1，此时该进程将（ A ）。 A 转为等待状态 B 转为就绪状态 C 继续运行 D 终止 8. 下列选项中，降低进程优先级的合理时机是（ A ）。 A进程的时间片用完 B进程刚完成I/O，进入就绪队列 C进程长期处于就绪队列中 D进程从就绪态转为运行态9.两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的（ A ）关系。 A 同步 B 互斥 C 竞争 D 合作 10. 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I/O操作已完成，则调用唤醒原语操作，将等待该事件的进程唤醒。请问唤醒被阻塞进程的是（ D ）。 A 父进程 B 子进程 C 进程本身 D 另外的或与被阻塞进程相关的进程 11.文件系统接到用户给出的“打开”文件的操作命令后，文件系统要完成的工作之一是（C ） A 根据用户提供的参数在文件的目录项中填入文件名等文件属性 B 确定文件的存储结构 C 把存储介质上的文件有关属性（目录）读入内存 D 按照给定的该文件的记录号查找索引表 12.从使用的角度来分析设备的特性，可以把设备分成（ D ）。 A 物理设备和逻辑设备 B 字符设备和块设备 C 低速设备和高速设备 D 独占设备和共享设备 13.分段系统中信息的逻辑地址到物理地址的变换是通过（ A ）来实现的。 A 段表 B 页表 C 物理结构 D 重定位寄存器 14.在哲学家进餐问题中，若仅提供5把叉子，则同时要求进餐的人数最多不超过（ C ）时，一定不会发生死锁。 A 2 B 3 C 4 D 5 15. 下列选项中,导致创建新进程的操作是（C）。I.用户登录成功 II.设备分配 III.启动程序执行 A 仅I和II B 仅II和III C 仅I和III D I、II和III 16.在请求调页系统中有着多种置换算法，选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（ A ）。 A FIFO算法 B OPT算法 C LRU算法 D NRU算法 E LFU算法 17. 并行技术可使系统的各种硬件资源尽量并行工作，这样的程序执行环境具有独立性、随机性和（ D ）。 A 封闭性 B 多发性 C 顺序性 D 资源共享性 18.当处理机系统中，可并行的是（ D ）。Ⅰ. 进程与进程Ⅱ. 处理机与设备Ⅲ. 处理机与通道Ⅳ. 设备与设备 A Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ B Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ C Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ D Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 19.总体上说，请求分页是个很好的虚拟内存管理策略。但是，有些程序设计技术并不适合于这种环境。例如：（D ）。 A 堆栈 B 线性搜索 C 矢量运算 D 二分法搜索 20.使用银行家算法来避免死锁的操作系统是（ D ）。 A Windows XP B Linux C FreeBS D UNIX D A、B、C都不是 21. 现代操作系统的基本特征是（ D ）、资源共享和异步性。 一、填空 P15 填空题 1.设计现代OS的主要目的是提高资源利用率和方便用户。 2.单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾中发展起来的。 3.在单处理机环境下的多道程序设计具有多道、宏观上同时运行和微观上交替运行的特点。 4.现在操作系统的两个最基本的特征是并发和资源共享，除此之外，它还具有虚拟性和异步性的特征。 5.从资源管理的角度看，操作系统具有四大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理；为了方便用户，操作系统还 必须提供友好的用户接口。 6.操作系统的基本类型主要有批处理系统、分时系统和实时系统。 7.批处理系统的主要优点是资源利用率高和系统吞吐量大；主要缺点是无交互作用能力和作业平均周转时间长。 8.实现分时系统的关键问题他是人机交互，为此必须引入时间片的概念，并采用时间片轮转调度算法。 9.分时系统的基本特征是多路性、独立性、交互性和及时性。 10.若干事件在同一时间间隔内发生称为并发；若干事件在同一时刻发生称为并行。 11.实时系统可分为实时信息处理系统和实时控制系统两种类型；民航销售系统属于实时信息处理系统；而导弹飞行控制系统则 属于实时控制系统。 12.为了使实时系统高度可靠和安全，通常不强求资源利用率。 13.当前比较流行的微内核的操作系统结构，是建立在层次化结构的基础上的，而且还采用了客户机/服务器模式和面向对象程序 设计技术。 P56 填空题 1.在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行程序的操作加以改变，此时的程序执行具有封闭性 和可再现性特征。 2.并发程序之间的相互制约，是由于它们的共享资源和相互合作而产生的，因而导致程序在并发执行时具有间断性或异步性特征。 3.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、失去封闭性和不可再现性。 4.引入进程的目的是使程序能正确地并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，而引入线程的目的是减少并发执行的开销，提 高程序执行的并发程度。 5.进程是由进程控制块、程序段和数据段组成，其中进程控制块是进程存在的唯一标志 6.进程的最基本特征是动态性和并发性，除此之外，它还有独立特征、异步性和结构特征。 7.由于进程的实现是程序的一次执行，所以进程有动态性的基本特征，该特征还表现在进程由创建而产生，由调度而执行，由撤 销（终止）而消亡，即进程具有一定的生命期。 8.引入进程带来的好处是提高资源利用率和增加系统吞吐量。 9.当前正在执行的进程由于时间片用完而暂停执行时，该进程应转变为就绪状态；若因发生某种事件而不能继续执行时，应转为 阻塞状态；若终端用户的请求而暂停执行时，它应转变为静止就绪状态。 10.用户为阻止进程继续运行，应利用挂起原语；若进程正在执行，应转变为静止就绪状态；以后，若用户要恢复其运行，应利 用激活原语，此时进程应转变为活动就绪状态。 11.系统中共有5个用户进程，且当前CPU在用户态下执行，则最多可有4个用户进程处于就绪状态，最多可有4个用户处于阻 塞状态。 12.同步机制应遵循的准则有空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。 13.在记录型信号量机制中，S.value>0时的值表示可用的临界资源数量；每次wait操作意味着申请一个临界资源，因此应将 S.value减1，当S.value小于0时，进程应阻塞。 14.在记录型信号量机制中，每次signal操作意味着释放一个临界资源，因此应将S.value加1，当S.value≤0时，表示仍有请 求该资源的进程被阻塞，此时应唤醒相应阻塞队列中的首进程。 15.在利用信号量实现进程互斥时，应将临界区置于wait操作和signal操作之间。 16.在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。为实现对它的共享，应保证进程互斥进入自己的临界区，为此，在每个 进程的临界区前应设置进入区，临界区后应设置退出区。 17.进程通信的类型有共享存储器、消息系统、管道通信三类，其中管道通信利用共享文件进行通信。 18.为实现消息缓冲队列通信，应在PCB中增加消息队列首指针mq、消息队列互斥信号量mutex、消息队列资源信号量Sm三 个数据项。 19.在采用用户级线程的系统中，OS进行CPU调度的对象是进程；在采用内核支持线程的系统中，CPU调度的对象是线程。操作系统第一次实验作业
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