1 3 4 9 7 8 11 1
2 6章
第10章多CPU调度，实时调度
第1章作业：习题P251.31.81.9（更正印刷错误106）
1.3操作系统的大神求解答假设有一个32位微处理器，其32位的指令由两个域组成：第一个字节包含操作码，其余部分为一个直接操作数或一个操作数地址。如果微处理器总线具有如下特征，分析
a、最大可直接寻址的存储器能力为多少？以字节为单位
如果微处理器总线具有如下特征，分析对系统速度的影响：
b、（1）一个32位局部地址总线和一个16位局部数据总线，或者
（2）一个16位局部地址总线和一个16位局部数据总线。
C、程序计数器和指令寄存器分别需要多少位
答案：没必要全写捡重点
(定长)指令32位，1字节操作码，则后3字节为立即数或内存地址
(a) 最大可直接寻址
直接寻址是一种基本的寻址方法，其特点是：在指令格式的地址的字段中直接指出操作数在内存的地址。由于操作数的地址直接给出而不需要经过某种变换，所以称这种寻址方式为直接寻址方式。2^24
(b) 总线问题
地址总线32位，数据总线16位
直接寻址存储器24位，bus32位，地址传送一次即可；但指令32位，操作数32位(因为是32位微处理器)，要两次传送
地址总线16位，数据总线16位
传送地址，传送指令/数据全部需要2次。地址可视作：先行地址后列地址
(c) PC和IR 至少：PC24位，IR8位
一般：PC32bit IR 32bit
更现实复杂情形：是否分段，使用段寄存器; 直接寻址中逻辑地址/位移/偏移offset，与有效地址effective address区别
OS中，逻辑地址与物理地址
1.8一个DMA模块从外部设备给内存传送字节，传送速度为9600位每秒（b/s)。处理器可以每秒100万次的速度取指令，由于DMA活动，处理器的速度将会减慢多少？
答案：没必要全写捡重点
看清楚题干：每秒100万次取指令，即1M/s取一次指令，不是100M！
该CPU主频多少不知，是否使用cache不知，执行一条指令多少时钟周期不知，此题中无需知道
还假设，此CPU只取指令要访问内存，执行指令不需要读写数据，不访内存. 还假设DMA 一次访问内存传送1个字节凭什么如此假设？
9600b/s=1200B/s 即1s中要传送1200次，而原本CPU要1M次访存，现在因DMA要减少1200次，所以影响是1200/1M=0.12%
1.9
一台计算机包括一个CPU和一台I/O设备D，通过一条共享总线连接到主存储器M，数据总线的宽度为1个字。CPU每秒最多可执行106条指令，平均每条指令需要5个机器周期，其中3个周期需要使用存储器总线。存储器读/写操作使用1个机器周期。假设CPU正在连续不断地执行后台程序，并且需要保证95%的指令执行速度，但没有任何I/O指令。假设1个处理器周期等于1个总线周期，现在要在M和D之间传送大块数据。
a.若使用程序控制I/O，I/O每传送1个字需要CPU执行两条指令。请估计通过D的I/O数据传送的最大可能速度。
b.如果使用DMA传送，请估计传送速度。
答案：没必要全写捡重点
题干信息：多少位CPU不知，字长多少位不知，以处理器周期为单位，访问内存(读1条指令读1字数据)要1周期，执行1指令需要5周期。CPU每秒最多执行10^6条指令
程序IO：传送1字要2条指令
限制只能有5%的CPU处理用于IO
程序IO：传送1字要2条指令
限制只能有5%的CPU处理用于IO
此限制下，1秒可执行用于IO的指令为5% * 10^6条指令
而2条指令才可传送1字数据，
所以每秒IO最大可传送的字为0.5*5%*10^6=25000字/秒
DMA情形：最大速度：在CPU执行后台程序时，总共能找到多少周期可以利用。1周期传送1字
5%CPU处理能力，全部可用于DMA,可执行指令条数为5%*10^6，而1条有5周期，所以可传送字：5*5%*10^6 个字
DMA情形：最大速度：在CPU执行后台程序时，总共能找到多少周期可以利用。1周期传送1字
最大吗？要见缝插针！
后台程序执行时，执行1条指令共5个周期，但只在3个周期中访存，还有2个没有使用，DMA可用这两个周期
DMA情形：最大速度：在CPU执行后台程序时，总共能找到多少周期可以利用。1周期传送1字
最后，DMA最大速度为：
10^6(0.05 ×5 + 0.95 ×2) = 2.15 ×10^6 即2.15M字/秒
第三章：进程描述与控制P103 3.5，3.14 P104 3.11
1、概念：交换(swapping)：操作系统将内存中进程的内容或部分内容写入硬盘，或反之的操作。
进程：具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。
2. 进程有哪三个基本状态？试说明状态转换的典型原因，图示。
（1）处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程就由就绪状态变为执行状态
（2）正在执行的进程因发生某事件而无法执行，如暂时无法取得所需资源，则由执行状态转变为阻塞状态。
（3）正在执行的进程，如因时间片用完或被高优先级的进程抢占处理机而被暂停执行，该
进程便由执行转变为就绪状态。
（2）状态转换1不会立即引起其他状态转换。状态转换2必然立即引发状态转换1：状态转换2发生后，进程调度程序必然要选出一个新的就绪进程投入运行，该新进程可能是其他进程，也可能是刚从执行状态转换成就绪状态的那个进程。
状态转换3可能立即引发状态转换1：状态转换3发生后，若就绪队列非空，则进程调度程序将选出一个就绪进程投入执行。状态转换4可能引发状态转换
1：状态转换4发生后，若CPU空闲，并且没有其他进程竞争CPU，则该进程将被立即调度。另外，状态转换4还可能同时引发状态转换1和2：若系统采用抢占调度方式，而新就绪的进程具备抢占CPU的条件（如其优先权很高），则它可立即得到CPU转换成执行状态，而原来正在执行的进程则转换成就绪状态。
3.5什么是交换，目的
是什么：操作系统将内存中进程的内容或部分内容写入硬盘，或反之的操作。
目的：将暂时无法运行的进程（阻塞状态）从内存中移出，空出内存，以便在内存中装入尽可能多的可运行的进程。
3.14模式切换与进程切换是什么有什么区别
是什么：为便于OS实现和管理，处理器一般支持两种（以上的）执行模式：用户态和内核态。OS在内核态下运行，用户进程在用户态下运行。
从用户态到内核态的改变或反之，称之为模式切换。
用户进程运行时，如处理器响应中断，进入中断处理程序，则由用户态进入内核态；而中断返回后，从内核态返回用户态。
区别：模式切换不一定会改变当前运行的进程的状态，而进程切换过程中必然会出现模式切换。
模式切换（对应的中断处理）保存/恢复的状态信息少，而进程切换需要保存/恢复的状态信息多。
3.11 中断
A）中断如何支持多道程序设计：
1.外部设备具备中断能力后，CPU才可能在外部设备开始工作到完成之间执行其它程序；（轮询方式中，外部设备工作完成之前，CPU一直循环测试外部设备的状态，不可能执行其
它程序）
2.利用中断方式，操作系统可以及时获得控制权，在多个程序之间选择调度。
B)中断如何支持错误处理：
在硬件发生异常时，如奇偶校验错，掉电等，以特殊中断形式出现；
程序中出现系统错误时，如除零，地址越界，（无访问权限的）非法访问，以特殊中断形式出现；
程序中应用语义级的错误，也可以中断形式出现；
各种错误统一地用中断方式处理，只要分别编制相应的中断处理程序即可，
简化了硬件设计，也方便了用户程序开发。
C）对于单线程而言，说明一个能够引起中断并且导致进程切换的情景，另外说明能引起中断但没有进程切换的例子
导致切换例：用户进程要求输入，则在启动外部设备工作后，用户进程进入阻塞状态，进行进程切换；
不导致切换例：发生时钟中断，当前运行的用户进程的时间片还未用完，则继续执行。(另，若不限定为外部中断，则用户进程执行系统调用时，发生中断，若系统调用不涉及IO，则不会发生进程切换)
第四章线程对称处理SMP和微内核
概念：线程是进程中一个相对独立的执行流，是CPU调度的单位。
1、为什么要引入线程，多线程有何优点？
操作系统引入线程后，可以简化并发程序的设计，方便在一个进程内实现多个并行处理。多线程的优点包括：实现进程内并行处理；方便数据共享；降低了切换时的系统开销；提高了CPU的利用率；改善了程序的响应性。
2.比较TCB与PCB内容。
TCB：线程标识，线程状态（运行,就绪,阻塞）,处理器状态，（堆栈,私用数据段的）指针PCB: (TCB中没有的)进程的虚拟空间指针，文件等资源，进程的权限，进程间通信等。
3.比较用户级线程与内核级线程的异同
用户级：优点：不需要OS支持，调度方式灵活，开销小；缺点：不能并行，一线程阻塞，其它线程也不能运行。
内核级：优点：可并行，一线程阻塞不会阻塞其它线程，缺点：创建切换开销相对大
第九章：单处理器调度P291 9.1, 9.5, 9.10
9.1简要描述三种类型的处理器调度
长程调度：决定加入到待执行的进程池中；中程调度：决定加入到部分或全部在主存中的进程集合中；短程调度：决定哪一个可用进程将被处理器执行。
9.5抢占式和非抢占式有什么区别
非抢占：在这种情况下，一旦进程处于运行态，他就不断执行直到终止，或者为等待
I/O
或请求某些操作系统服务而阻塞自己。抢占：当前正在运行的进程可能被操作系统中断，并转移到就绪态。关于抢占的决策可能是在一个新进程到达时，或者在一个中断发生后把一个被阻塞的进程置为就绪态时，或者基于周期性的时间中断。
9.10简答定义最高响应比优先调度
调度基于抢占原则并且使用动态优先级机制。当一个进程第一次进入系统时，它被放置在RQ0。当它第一次被抢占后并返回就绪状态时，它被防止在RQ1。在随后的时间里，每当它被抢占时，它被降级到下一个低优先级队列中。一个短进程很快会执行完，不会在就绪队列中降很多级。一个长进程会逐级下降。因此，新到的进程和短进程优先于老进程和长进程。在每个队列中，除了在优先级最低的队列中，都使用简单的FCFS
机制。一旦一个进程处于优先级最低的队列中，它就不可能再降低，但是会重复地返回该队列，直到运行结束。
补充题：分析多级反馈算法(指出其目标，假设，内容及效果)
反馈调度算法分析：目标
系统效率：减少平均等待时间，提高系统呑吐量
公平：减少饥饿现象出现或减轻程度
尽量减少系统开销
反馈调度算法分析:假设,理由
程序由CPU阵发期，IO阵发期交替构成
程序完成一次IO后，紧接着可能是一个短暂的IO阵发期
程序一开始，一般都是一个CPU阵发期
程序运行时间有长有短；长时间运行没有结束的程序可能还需要很长时间才能结束
反馈调度算法分析:内容
设置多个分成优先级不同的就绪队列，高优先级队列的时间片短，低优先级队列的时间片长。(任一优先级的进程被调度运行时，时间片内不会被抢占。)
调度时，某一优先级队列的进程只在所有比其高的队列都为空时，才会调度这一队列中的进程。
进程新创建时，进入优先级最高的队列。
每一进程被调度运行，用完时间片仍未结束重新回到就绪状态时，移入下一优先级队列
而进程从阻塞状态到就绪状态时，提高优先级
反馈调度算法分析：效果
体现了短作业“优先”：因为其所需的时间片少，优先级不会下降很多，会被优先调度，从而很快运行结束。
因此，响应时间短，平均周转时间短
有较好的响应时间：因为新进程优先级最高，被优先调度执行，所以响应时间短；IO结束的进程提高优先级，也会相对优先被调度执行，同样响应时间短(用户在输入完成后，进程很快会有反应)
长作业的系统开销较小：长作业最终会落到优先级最低，时间片最长的就绪队列中。一旦此类作业被调度运行时，(大)时间片用完之前不会有抢占调度，减少了调度次数，所以系统开销小。
公平性和饥饿：由于长作业最终的时间片长，可以减少周转时间；在发生一次IO操作后可提升优先级，可以部分抵消“短作业优先”的不公平，也可减轻长作业的饥饿程序。
选做9.1
第七章：内存
1. 什么是重定位，为什么需要重定位，如何实现重定位？
2. P227，7.12(不做d小题) (删除"用6位表示页号"描述)
1.什么是重定位，为什么需要重定位，如何实现重定位？
什么是：重定位指在执行过程中，程序在内存中的位置发生了移动。（可重定位指代码在内存中移动后仍能正确执行）
为什么需要：为了实现多道程序设计，在内存中存在多个程序，一个程序一旦被换出内存，当它再次换入时可能原来的位置已经被占用，故收到限制，需要找其他空闲的内存存放，这时便需要重定位。
如何实现：代码中只使用相对的逻辑地址，不使用绝对的物理地址，在加载时根据分配的物理内存地址，由加载工具将代码中逻辑地址改写为物理地址；或者在指令执行时由CPU完成逻辑地址到物理地址的转换。
重定位：与页式管理中逻辑地址—物理地址转换无必然关系。
2.P227，7.12(不做d小题) (删除"用6位表示页号"描述)
在一个32位机器上，假设把逻辑地址分为8位，6位，6位，12位四个部分。换句话说，系统使用3级页表，其中第一个8位是第一季，后边的6位是第二季，以此类推。在这个系统中，用6位表示页号，假设内存是按照字节访问的。
A), 页大小2^12=4096字节
B), 一个进程的页面个数为2^20=1M个
C), 逻辑地址空间为2^32=4GB字节
如题干中，改为“用6位表示页框号”，则D)答案：物理内存最大为2^6 *4K=256K
第八章虚拟内存
1.解释下列术语：抖动，TLB，工作集，LRU算法
2. P266 8.4 题目印刷错误
1.解释下列术语：
TLB:存放页表内容的特殊Cache,一般多采用联想寄存器实现。CPU在地址转换时，首先检查该虚拟地址的页号的映射项在TLB中是否存在，TLB命中可大大缩短逻辑地址到物理地址的转换。
抖动/颠簸：CPU将绝大多数时间用在进程的换进换出而不是执行用户程序的现象。出现抖动时，应改进替换算法;增加物理内存的容量;减少并发执行的进程的个数。
页表：是页式内存管理中使用的数据结构，存放逻辑地址到物理地址的映射。工作集(working set)：进程在过去一段时间内所访问页面的集合。工作集随时间变化而变化。如果一个进程的工作集没有在内存中，则会影响进程的执行效率。LRU算法:页式内存管理中的替换算法。选择最近最少使用的页替换,即最后一次
访问时间最早的页，推测该页在不远的将来被访问的可能性最低。理论分析LRU 的准确性很高，但是实现复杂，系统开销大，实际使用时一般采用LRU的简化版本。
2.P266 8.4 题目印刷错误
P266
8.4 一个进程分配给4个页框（下面的所有数字均为十进制数，每一项都是从0开始计数的）。上一次把一页装入到一个页框的时间，上一次访问页框中的页的时间，每个页框中的虚拟页号以及每个页帧的访问位（R）和修改位（M）如下表所示（时间均为从进程开始到该事件之间的时钟时间，而不是从事件发生到当
前的时钟值）
8.4题目印刷错误3-5
当虚拟页4发生错误时，使用下列内存管理策略，哪一个页帧将用于置换？解释原因。
a.FIFO（先进先出）算法
b.LRU（最近最少使用）算法
c.Clock算法
d.最佳（使用下面的访问串）算法
e.在页错误之前给定上述内存状态，考虑下面的虚拟页访问序列：4,0,0,2,4,2,1,0,3,2
如果使用窗口大小为4的工作集策略来代替固定分配，会发生多少页错误？每个页错误何时发生？
P266 8.4题目印刷错误
说明：clock算法按“加载时间”顺序查找
E)算法：LRU,窗口4时间单位
A).替换页框3，因为其内容最早装入(加载时间20)
B).替换页框1，因为最后一次访问时间最早(访问时间160)
C).替换页框0，因为这个页框是扫描时最一个遇到的访问位为0的页框
D).替换页框3，因为其内容(页号3)将来最晚被访问。
4,0,0,0,2,4,2,1,0,3,2
E).P266 8.4 工作集策略可变分配！
E).P266 8.4 工作集策略工作集窗口示意图
第十一章：I/O管理和磁盘管理
P363 11.5,11.7（0,1,5级）,11.8
选做：P364,11.3(a),11.7(多少个扇区，柱面), 11.8, 11.9
11.5磁盘读写延迟因素：
寻道时间:指磁头移动到指定柱面所需要的时间；
旋转延迟:指要访问的指定扇区转动到磁头位置所需要的时间；
传送时间:指完成对指定扇区读写操作所需要的时间。
11.7 简单定义7个RAID级别RAID（0,1,5级）
0级：分条，指逻辑上连续的数据被分散存放在多个可用磁盘中，以后(连续)读写时，可利用多个磁盘并行工作以缩短操作时间;
1级：镜像,指数据重复存放在多个磁盘中，通过这种冗余的方式来提高整体可靠性;
5级：块分布奇偶校验,指逻辑上连续的数据分块，并计算逐位奇偶校验和，然后分散到N 个磁盘构成的磁盘组中。以后如果组中任一个磁盘发生故障，可利用其余N-1个可用磁盘计算出故障磁盘中的所有数据。
(常用：0，1，5及0+1)
0：非冗余
1：被镜像；每个磁盘都有一个包含相同数据的镜像磁盘。
2：通过汉明码实现冗余；对每个数据磁盘中的相应都计算一个错误校正码，并且这个码位保存在多个奇偶校验磁盘中相应的文件。
3：交错位奇偶校验；类似于第二层，不同之处在于RAID3为所有数据磁盘中同一位置的位的集合计算一个简单的奇偶校验位，而不是错误校正码。
4：交错块分布奇偶校验；对每个数据磁盘中相应的条带计算一个逐位奇偶。
5：交错块分布奇偶校验；类似于第四层，但把奇偶校验条带分布在所有磁盘中。
6：交错块双重分布奇偶校验；两种不同的奇偶校验计算保存在不同磁盘的不同块中。11.8 典型磁盘扇区大小：512字节
(在今天超大容量磁盘中，真正的物理扇区的大小是512的2^n,如4096，但OS和应用程序在逻辑上仍然可以认为扇区为512字节。)
512比特，比特？
512KB
11.3a
11.7如果磁盘中扇区大小固定为每扇区512字节，并且每磁道128个扇区，每面130个磁道，一共有12个可用的面，计算存储90000条200比特长的逻辑记录需要多少磁盘空间（扇区，磁道和面）.忽略文件头的记录和磁道索引，并假设记录不能跨越两个扇区。
200比特=25字节，一扇区512字节中，可存放512/25 = 20个记录(因记录不跨扇区存放) 90000记录需要90000/20=4500个扇区。
一个柱面有128*12=1536个扇区
90000记录需要4500/1536=2.93=3个柱面
或2个完整柱面+1428个扇区
11.8考虑11.7中的提到的磁盘系统，假设磁盘转速是1200转/分，磁盘控制器每旋转一圈可以讲一个扇区读入其内部缓冲区，接着操作系统以字节为单位读取这些数据，每读取一个字节，磁盘控制器会产生一个中断
A)如果中断服务列成处理每个中断的时间是1.8微妙，那么系统读入整个扇区需要花多少时间？（不考虑寻道所需要花费的时间）
1200转/分，则每秒20转
一转为1/20秒=50ms
题意：“每旋转一圈可以将一个扇区读入内部缓冲区”
一字节一中断，一扇区512字节，中断512次，共需要时间：
1.8us*512=921.6us=0.92ms
B)在系统读取数据的过程汇总，操作系统可以用于处理其他进程的时间是多少？相对于读取磁盘的总传输时间？所占的百分比是多少？
50ms中0.92ms用于中断，
其余时间CPU处理其它内容，
50-0.92=49.08ms
百分比：( 50-0.92)/50 = 98.16%
(另外一种理解:磁盘控制器先从盘面将数据读入内部缓冲区(50ms),然后再一个字节一个字节中断，共0.92ms，百分比为50/(50+0.92)=98.193%)
11.9再次考虑11.7 11.8中的磁盘系统，假设磁盘控制器和系统内存之间的数据传输采用DMA方式，总线速度为2MB/S，在该条件下，系统读入整个扇区需要花费多少时间？在这段时间内，操作系统可以用于处理其他进程的时间是多少？
总线速度2MB/s，则传输一字节时间为：1/2M = 0.5μs
传512字节时间为0.5*512=256μs=0.256ms
依前例，磁盘控制器准备一扇区数据需要50ms
所以，其它处理时间为
50-0.256=49.744ms
百分比：49.744/50=99.49%
(与11.8同样:若考虑磁盘先读盘面数据，然后再DMA传送，没有任何并行，则百分比计算为：50/(50+.256))
第十二章文件管理概念文件,文件系统,文件目录文件系统功能，P404 12.10
文件(file):(文件系统中)具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的序列。
文件系统：文件与管理文件的方法和程序集合称作文件系统。
文件目录:包含文件信息的一类特殊文件,文件系统利用其完成从文件名到文件号(inode)的映射。
文件系统功能：
建立文件目录;
提供必要的存取方法以适应不同应用的要求;
完成从文件的逻辑组织到物理组织的转换;
有效地管理文件在外存的存放;
实现文件保护和共享;
提供对文件进行操作的系统调用命令.
12.10考虑由一个索引节点表示的UNIX文件的组织见图12.12 假设有12个直接快指针，在每个索引节点中由一个一级，二级，和三级间接指针，此外,假设系统块大小和磁盘扇区大小都是8K。如果磁盘块指针是32位，其中8位用于标识物理磁盘，24位用于标识物理块，那么
A）该系统支持的最大文件大小是多少
A)8K*(12+2K+4M+8G)
=8K*(8594130956)
=70403120791552
B)该系统支持的最大文件系统分区是多少
B)8K*2^24
=8K*16M=128GB
C)假设内存中除了文件索引节点外没有别的信息，访问在位置13 423 956中的字节需要多少次磁盘访问？
C)文件的索引结点已读入
哪一块？13423956 / 8192
=1638.66650390625
块号码1638
前12块：直接块
前12+2048=2060块，一级间接
IO次数：2次，一次读一级索引块，一次读数据块
第六章：并发死锁和饥饿
1. 什么是死锁，什么是饥饿？
2. 解释死锁四个必要条件的含义.
3. P206，6.6，给出过程
4. P207，6.11
饥饿(starvation)：当饥饿到一定程度，导致进程所赋予的任务即使完成也不再具有实际意义时称该进程被饿死(starve to death)。
概念：什么是死锁？：一组进程中的每一个进程，均无限期地等待此组进程中某个被其他进程占有的，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁(deadlock)
死锁四个必要条件的含义
“资源独占”指在一段时间内只能由一个进程使用，不能共享；
“不可抢占”指高优先级进程或说操作系统不能从抢占己分配给其它进程的资源；
“保持申请”指占有资源的进程不释放自己占有的资源，又提出了新的资源申请；
“循环等待”指等待其它进程占有资源的等待关系构成了环路。
6.6请把6.4结中的死锁检测算法应用与下面的数据，并给出结果
答:1. W = (2 1 0 0)
2. Mark P3; W = (2 1 0 0) + (0 1 2 0) = (2 2 2 0)
3. Mark P2; W = (2 2 2 0) + (2 0 0 1) = (4 2 2 1)
4. Mark P1; no deadlock detected
Request是还需要的alloction是已经分配的相加时加已经分配的
6.11
6.11假设在系统中有四个进程和四种类型的资源，系统使用银行家算法来避免死锁。最大资源需求矩阵是：
其中Claim(ij)(1<=i<=4,且1<=j<=4)表示进程i对于资源j的最大需求。系统中每一种类型的资源总量有向量【16,5,2,8】给出。当前的资源分配情况有下面的矩阵给出：
其中，Allocation(i j)表示当前分配给进程i的资源j的数量。
a). 当前状态是否安全？说明这个状态是安全的
回答：安全，因为存在一个安全进程序列：P2,P4,P1,P3
b).说明进程1申请1个单位的资源2是否容许
答案：允许
如分配，则系统状态为：
此时，P4仍可结束，释放P2需要的一个单位的资源2，P2，随后，P1，P3
c).说明进程3申请6个单位资源1是否容许
答案：不允许
如分配，则系统状态为：
此时，没有一个进程可以结束，是不安全状态，不允许
d).说明进程2申请2个单位资源4是否通许
答案：不允许
因为，进程2最初申请的资源4的最大个数为2，现已分配1个单位，再申请2个单位，则超出了最初申明的最大个数。
不允许,不分配。
《操作系统》练习题及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 1.操作系统是一种（） A.系统软件 B.系统硬件 C.应用软件 D.支援软件 2.MS—DOS的存贮管理采用了（） A.段式存贮管理 B.段页式存贮管理 C.单用户连续存贮管理 D.固定式分区存贮管理 3.用户程序在目态下使用特权指令将引起的中断是属于（） A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.访管中断 4.MS—DOS中用于软盘整盘复制的命令是（） https://www.doczj.com/doc/5516661224.html,P B.DISKCOPY C.SYS D.BACKUP 5.位示图方法可用于（） A.盘空间的管理 B.盘的驱动调度 C.文件目录的查找 D.页式虚拟存贮管理中的页面调度 6.下列算法中用于磁盘移臂调度的是（） A.时间片轮转法 B.LRU算法 C.最短寻找时间优先算法 D.优先级高者优先算法 7.在以下存贮管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是（） A.单用户连续分配 B.固定式分区分配 C.可变式分区分配 D.页式存贮管理 8.已知，作业的周转时间=作业完成时间－作业的到达时间。现有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 A.T1＋T2＋T3 B.（T1＋T2＋T3） C.T1＋T2＋T3 D. T1＋T2＋T3 9.任何两个并发进程之间（） A.一定存在互斥关系 B.一定存在同步关系 C.一定彼此独立无关 D.可能存在同步或互斥关系 10.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A.被选中占有处理机 B.等待某一事件 C.等待的事件已发生 D.时间片用完
11.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 12.一作业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，其响应比是（） A.2 B.1 C.3 D.0.5 13.多道程序设计是指（） A.在实时系统中并发运行多个程序 B.在分布系统中同一时刻运行多个程序 C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理机上并发运行多个程序 14.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（） 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 15.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，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（） 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 二、双项选择题（每小题2分，共16分） 1.能影响中断响应次序的技术是（）和（）。 A.时间片 B.中断 C.中断优先级 D.中断屏蔽 E.特权指令 2.文件的二级目录结构由（）和（）组成。 A.根目录 B.子目录 C.主文件目录 D.用户文件目录 E.当前目录 3.驱动调度算法中（）和（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。 A.电梯调度 B.先来先服务 C.扫描 D.单向扫描 E.最短寻找时间优先 4.有关设备管理概念的下列叙述中，（）和（）是不正确的。 A.通道是处理输入、输出的软件 B.所有外围设备的启动工作都由系统统一来做 C.来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理 D.编制好的通道程序是存放在主存贮器中的 E.由用户给出的设备编号是设备的绝对号
计算机操作系统试题 一填空： 1．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式有程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式和通道控制方式。 3．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。 5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地址称为逻辑地址。 6．文件的逻辑结构分流式文件和记录式文件二种。 7．进程由程度、数据和PCB组成。 8．对信号量S的操作只能通过原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。9．操作系统是运行在计算机裸机系统上的最基本的系统软件。 10．虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。 11．文件系统中，用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是文件控制块。 12．段式管理中，以段为单位，每段分配一个连续区。由于各段长度不同，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求连续。 13．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现设备独立性。 14在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为缺页和越界等原因而产生中断。 16. 段的共享是通过共享段表实现的。 17．文件的物理结构分为顺序文件、索引文件和索引顺序文件。 18．所谓设备控制器，是一块能控制一台或多台外围设备与CPU并行工作的硬件。 19. UNIX的文件系统空闲空间的管理是采用成组链接法。 20分页管理储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高，管理开销小。 20.计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件。 21.操作系统目前有五大类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。 22.按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结构文件，又称为记录式文件和无结构文件，又称流式文件。 23.主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。 24、在设备管理中，为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了虚拟分配技术，即用共享设备模拟独占设备。 25、常用的内存管理方法有分区管理、页式管理、段式管理和段页式管理。 26、动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现重定位。 27、在存储管理中常用虚拟存储器方式来摆脱主存容量的限制。 28、在请求页式管理中，当硬件变换机构发现所需的页不在内存时，产生缺页中断信号，中断处理程序作相应的处理。 29、置换算法是在内存中没有空闲页面时被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页面。如果内存中有足够的空闲页面存放所调入的页，则不必使用置换算法。
操作系统第四版-课后习题答案
第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 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。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
第二章：操作系统复习题 单项选择 ．对操作系统的说法中错误的是 ．按运行环境将操作系统分为实时操作系统和分时操作系统和批处理操作系统 ．分时操作系统具有多个终端 ．实时操作系统是对外来信号及时做出反应的操作系统 ．批处理操作系统指利用的空余时间处理成批的作业 ．是基于的操作系统. ．多用户多任务．单用户多任务 ．单用户单任务．多用户单任务 ．以下配置中，不是安装硬件的最低要求。 ．、或的计算机 ．至少16M以上的 ．至少150M的硬盘空间 ．标准（或更高）显示卡 ．通常情况下，用户可以通过，从弹出的菜单中选取相应命令来创建快捷方式。 ．单击鼠标左键．单击鼠标右键 ．双击鼠标左键．双击鼠标右键 ．下列有关在下查找文件或文件夹的说法，不正确的是。 ．可以根据文件的位置进行查找 ．可以根据文件的只读属性进行查找 ．可以根据文件的内容进行查找 ．可以根据文件的修改日期进行查找 ．提供了各种系统工具来帮助用户管理系统，其中的可以检查、诊断和修复各种类型的磁盘损坏的错误。 ．磁盘扫描程序．磁盘空间管理．磁盘碎片整理程序．备份程序 ．在资源管理器中，要查看磁盘的总容量、已用空间和可用空间等磁盘信息，通常可选择菜单下属性功能。．文件．编辑．查看．工具 ．在中，当桌面上有多个窗口时，是当前窗口。 .可以有多个窗口.只有一个固定窗口 .被其它窗口盖住的窗口.一个标题栏的颜色与众不同的窗口 ９．双击扩展名为的文件（音视频文件）后，将打开窗口。 播放器.媒体播放器 .声音－录象机.附件 ．关于文件的含义，比较恰当的说法应该是。
.记录在存储介质上按名存取的一组相关信息的集合 .记录在存储介质上按名存取的一组相关程序的集合 .记录磁盘上按名存取的一组相关信息的集合 .记录磁盘上按名存取的一组相关程序的集合 ．是位操作系统。 ．是一种操作系统。 .单任务字符方式.单任务图形方式 .多任务字符方式.多任务图形方式 ．在下列的汉字编码输入法中，中文自身不支持的是。 .区位输入法.五笔字型输入法 .表形码输入法.郑码输入法 ．多次使用“剪贴板”后，“剪贴板”上的内容是。 .全部内容的总和.不能确定 .最后两次的内容.最近一次的内容 ．剪贴板的基本操作包括。 .删除、复制和剪切.复制、剪切和粘贴 .移动、复制和剪切.编辑、复制和剪切 ．可以支持长文件名的使用，它最长不得超过字符。 个个个 ．鼠标的单击操作是指。 .移动鼠标器使鼠标指针出现在屏幕上的某一位置 .按住鼠标器按钮，移动鼠标器把鼠标指针移到某个位置后再释放按钮 .按下并快速地释放鼠标按钮 .快速连续地二次按下并释放鼠标按钮 ．在中同时运行多个应用程序后，一些窗口会遮住另外一些窗口，这时用户可将鼠标移到空白区域单击鼠标右键启动快捷菜单来重新排列这些窗口。 、标题栏、工具栏、任务栏、菜单栏 ．用户启动"开始"按钮后，会看到"开始"菜单中包含一组命令，其中"程序"项的作用是。 、显示可运行程序的清单、表示要开始编写程序 、表示开始执行程序、显示网络传送来的最新程序的清单 ．在下列有关回收站的说法中，正确的是。 、扔进回收站中的文件，仍可再恢复、无法恢复进入回收站的单个文件
内存 1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。 Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（） 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制 8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，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（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加内存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。 Ⅰ．提高系统吞吐量；Ⅱ．提高存储空间的利用率；Ⅲ．降低存储费用；Ⅳ．提高换入换出速度。 正确答案：Ⅳ；Ⅱ 17 在请求调页系统中，若所需的页不在内存中，则会引起（）。 正确答案：缺页中断 18 虚拟存储器一般都引入关联存储器技术，关联存储器是 正确答案：按内容寻址 19 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中访问位供（）参考。 正确答案：置换算法 20 在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使内存空间中空闲区分布得较均匀的算法是（）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。 Ⅰ．最佳适应算法；Ⅱ．最坏适应算法；Ⅲ．首次适应算法；Ⅳ．循环首次适应算法（即Next fit）。 正确答案：Ⅲ；Ⅳ；Ⅰ
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
第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源 （2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成
一、单项选择题 1.在分时系统中，时间片一定，（B ），响应时间越长。 A.内存越多 B.用户数越多 C.后备队列越短 D.用户数越少 2.（A）内存管理存在缺页中断。 A.请求段页式 B.基本分页 C.基本分段 D.动态分区 3.临界区是指并发进程中访问共享变量的(C )段。 A.管理 B.信息 C.程序 D.数据。 4.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进 程（ D ）。 A.可以有多个进程控制块 B.可和其他进程用一个进程控制块 C.可以没有进程控制块 D.只能有惟一的进程控制
块 5.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它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 6.（B）是特殊文件。 A. 文本文件 B.硬件设备 C. 图像文件 D. 目录文件 7.分时操作系统采用时间片轮转进程调度算法，则该系统 的进程PCB中不包括（B）。 A.处理机状态信息 B.进程优先数
C.占用的资源清单 D.程序和数据的地址 8.在请求分页系统中，LRU算法是指( A )。 A. 近期最长时间以来没被访问的页先淘汰 B. 最早进入内存的页先淘汰 C.近期被访问次数最少的页先淘汰 D.以后再也不用的页先淘汰 9.（D）内存管理方法不需一次将作业全部装入内存。// 请求段页式分类也不需要 A. 固定分区 B. 可变分区 C. 简单分页 D. 请求分页 10.下列选项中，满足短任务优先且不会发生饥饿 现象的调度算法是（A）。 A.高响应比优先 B.先来先服
第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者；(3)OS实现了对计算机资源的抽象。 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：(1)不断提高计算机资源的利用率；(2)方便用户；(3)器件的不断更新换代；(4)计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。
第一章 1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力 是什么？ 答：相对于集中式系统，分布式系统的优点：1）从经济上，微处理机提供了比大型主机更好的性能价格比；2）从速度上，分布式系统总的计算能力比单个大型主机更强；3）从分布上，具有固定的分布性，一些应用涉及到空间上分散的机器；4）从可靠性上，具有极强的可靠性，如果一个极强崩溃，整个系统还可以继续运行；5）从前景上，分布式操作系统的计算能力可以逐渐有所增加。 分布式系统的缺点：1）软件问题，目前分布式操作系统开发的软件太少；2）通信网络问题，一旦一个系统依赖网络，那么网络的信息丢失或饱和将会抵消我们通过建立分布式系统所获得的大部分优势；3）安全问题，数据的易于共享也容易造成对保密数据的访问。 推动分布式系统发展的主要动力：尽管分布式系统存在一些潜在的不足，但是从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是大量个人计算机的存在和人们共同工作于信息共享的需要，这种信息共享必须是以一种方便的形式进行。而不受地理或人员，数据以及机器的物理分布的影响 2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？ 答：共享存储器的计算机系统叫多处理机系统，不共享存储器的计算机系统为多计算机系统。它们之间的本质区别是在多处理机系统中，所有CPU共享统一的虚拟地址空间，在多计算机系统中，每个计算机有它自己的存储器。 多处理机系统分为基于总线的和基于交换的。基于总线的多处理机系统包含多个连接到一条公共总线的CPU以及一个存储器模块。基于交换的多处理机系统是把存储器划分为若干个模块，通过纵横式交换器将这些存储器模块连接到CPU上。 多计算机系统分为基于总线的和基于交换的系统。在基于总线的多计算机系统中，每个CPU都与他自身的存储器直接相连，处理器通过快速以太网这样的共享多重访问网络彼此相连。在基于交换的多计算机系统中，处理器之间消息通过互联网进行路由，而不是想基于总线的系统中那样通过广播来发送。 3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？ 必须有一个单一的、全局的进程间通信机制。进程管理必须处处相同。文件系统相同。使用相同的系统调用接口。 4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。 答：对于分布式系统而言，透明性是指它呈现给用户或应用程序时，就好像是一个单独是计算机系统。 具体说来，就是隐藏了多个计算机的处理过程，资源的物理分布。 具体类型：
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
1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B 同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。试说明：（1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。 0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下： 司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。 在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。 semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin 司机();售票员(); coend process 司机() ｛ while(true) { P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝ process 售票员() { while(true) { 关车门; V(s1);
售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } } 2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() { while(true) { 从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); } } process Q() { while(true) { P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } } process R() { while(true) { P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } }
1、若有如下表所示的4个作业进入系统，分别计算在FCFS，SJF和HRRF算法下的平均 周转时间和平均带权周转时间。 2、有5个批处理作业A~E均已到达计算中心，其运行时间分别为2min,4min,6min,8min和 10min,各自的优先级分别规定为1，2，3，4，5其中5是最高级。对于时间片轮转算法（时间片为2min），优先数法，短作业优先算法，先来先服务调度算法（按照作业到达次序C,D,B,E,A），在忽略进程切换时间的前提下，计算平均作业周转时间。
按次序A B C D E B C D E C D E D E E (4)SJF算法 3、在单道批处理系统中，下列3个作业采用先来先服务调度算法和最高响应比优先算法进 行调度，哪一种算法的性能最好？请完成下表。 解：FCFS 4、一个快餐厅有4类职员：(1)领班：接受顾客点菜；（2）厨师：准备顾客的饭菜；（3）打 包工：将饭菜打包；（4）出纳员：收款并提交食物。每位职员可被看做一个进程，试用一种同步机制写出能让4类职员正确并发工作的程序。
解：可设4个信号量S1,S2,S3,S4来协调进程工作。 Semophore S1,S2,S3,S4; S1=1;S2=S3=S4=0; cobegein process P1(){ while(true){ 有顾客到来； P（S1）； 接受顾客点菜； V（S2）； } } process P2(){ while(true){ P（S2）； 准备顾客的饭菜； V（S3）； } } process P3(){ while(true){ P（S3）； 将饭菜打包； V（S4）； } } process P4(){ while(true){ P（S4）； 收款并提交食品； V（S1）； } } coend 5、系统有A,B,C,D共4种资源，在某时刻进程P0,P1,P2,P3,P4对资源的占有和需求情况如 下表所示。
存 1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使存碎片尽可能少，而且使存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高存利用率主要是通过存分配功能实现的，存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。 Ⅰ．分配存；Ⅱ．存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种存管理方法有利于程序的动态（）？ 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受存空间的限制，但作业总的尺寸不受存空间的限制 8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，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（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。 Ⅰ．提高系统吞吐量；Ⅱ．提高存储空间的利用率；Ⅲ．降低存储费用；Ⅳ．提高换入换出速度。 正确答案：Ⅳ；Ⅱ 17 在请求调页系统中，若所需的页不在存中，则会引起（）。 正确答案：缺页中断 18 虚拟存储器一般都引入关联存储器技术，关联存储器是 正确答案：按容寻址 19 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中访问位供（）参考。 正确答案：置换算法 20 在动态分区式存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使存空间中空闲区分布得较均匀的算法是（）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。 Ⅰ．最佳适应算法；Ⅱ．最坏适应算法；Ⅲ．首次适应算法；Ⅳ．循环首次适应算法（即Next fit）。 正确答案：Ⅲ；Ⅳ；Ⅰ
操作系统复习题及参考 答案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
中南大学网络教育课程 《操作系统》复习题及参考答案 一、判断题： 1.操作系统的目的是提供一个让用户能方便地、高效地执行程序的环境。 [ ] 2.在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。 [ ] 操作系统是多用户多任务操作系统。 [ ] 4.资源共享是现代操作系统的一个基本特征。 [ ] 5.就绪状态、执行状态和挂起状态是进程的三种基本状态。 [ ] 6.程序在并发执行时会失去封闭性。 [ ] 7.进程是程序的一次执行，两个同时存在的进程所对应的程序总是不同的。 [ ] 8.在单处理机系统中，多个进程并行执行是指它们同时处于进程的“运行状态”。 [ ] 9.进程状态可由就绪状态转换到阻塞状态 [ ] 10.进程状态可由阻塞状态转移到运行状态（不考虑挂起状态）。 [ ] 11.独占型设备使用前必须先请求分配。 [ ] 12.一个批处理型作业的调度可能要经历高级调度、低级调度和中级调度三个阶段。 [ ] 13.作业周转时间是指作业需要的运行时间。 [ ] 14.预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。 [ ] 15.死锁与程序的死循环一样。 [ ] 16.绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。 [ ] 17.“对换”是指把内存中暂不能运行的数据调到外存。 [ ] 18.具有快表的存储管理系统中，CPU每次存储数据都只访问一次内存。 [ ]
19.在进行页面置换时，被淘汰的页都要回写到辅存。 [ ] 20.在虚拟存储系统中，操作系统为用户提供了巨大的存储空间。因此，用户地址空间的 大小可以不受任何限制 [ ] 21.磁带是可直接存取的设备。 [ ] 22.在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。 [ ] 23.文件的目录通常存放在外存中。 [ ] 24.在文件的直接存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。 [ ] 二、填空题： 1.操作系统的基本任务是________。 2.常用的操作系统有_______、_______、 _______、________。 3.人工操作方式的缺点主要是________、________。 4.多道批处理系统具有________、_________和_________特征。 5.分时系统的四个主要特征是__________、__________、__________、________。 6.操作系统主要是对_________、_________、_________、_________四种资源进行管理。 7.按设备的共享属性分类可分为_________、_________、_________。 8.程序顺序执行时的特征有_________、_________、_________。 9.程序的并发执行的特征有_________、_________、_________。 10.处于执行状态的进程，若其“时间片结束”，则该进程在三种基本状态中应从________ 状态变为_________状态。 11.运行过程中，进程可能具有_________、_________、_________三种状态。
1.1:存储程序式计算机的主要特点是：集中顺序过程控制（1）过程性：模拟 人们手工操作 （2）集中控制：由CPU集中管理（3）顺序性：程序计数器 1.2: a:批处理系统的特点：早期批处理有个监督程序，作业自动过渡直到全部处理完，而脱机批处理的特点：主机与卫星机并行操作。 b:分时系统的特点：（1 ）：并行性。共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。 （2）：独占性。分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务，每个用户的感觉是自己独占计算机。操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。 （3）：交互性。用户与计算机之间可以进行“交互会话”，用户从终端输入命令，系统通过屏幕（或打印机）将信息反馈给用户，用户与系统这样一问一答，直到全部工作完成。 c:分时系统的响应比较快的原因：因为批量操作系统的作业周转时间较长，而 分时操作系统一般采用时间片轮转的方法，一台计算机与许多终端设备连接，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。 1.3:实时信息处理系统和分时系统的本质区别：实时操作系统要追求的目标是：对 外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。其主要特点是资源的分配和调 度首先要考虑实时性然后才是效率。此外，实时操作系统应有较强的容错能力，分时操作系 统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通
过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据上步结果发出下道命。分时操作系统将CPU 的时间划分成若干个片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服 务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。分时系统具有多 路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。 1- 4 : （1）:嵌入式系统是指计算机作为某个专用系统中的一个部件而存在， 嵌入到更大的，专用的系统中的计算机系统，是一种以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件课裁剪，功能，可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统。 （2）：嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件，过去它主要用于工业控制和国防系统领域。 1.5 :多道程序设计技术是在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序，他们 在操作系统控制之下，相互穿插地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时（如等待外部设备传输）操作系统便将另一道程序投入运行，这样可以是CPU和各外部设备尽可能地并行操作，从而提高计算机的使用效率。 （2）多道程序运行的特征：a:多道：计算机主存中同时存放几道相互独立的程序b :宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们都开始运行，但都未运行完毕。 c:微观上串行：从微观上看，主存中的多道程序轮流或分时的占有处理机，交替执行。 1.6 :分时技术是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮地分配给各
2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。
计算机操作系统习题 原语：由若干多机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序，具有不可分割性；即原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断 死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去 进程：是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位 线程：进程内一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分派CPU的基本单位指运行中的程序的调度单位 管程：管程 (英语：Monitors，也称为监视器) 是一种程序结构，结构内的多个子程序（对象或模块）形成的多个工作线程互斥访问共享资源。这些共享资源一般是硬件设备或一群变数 链接文件：在文件之间创建链接，实际上是给系统中已有的某个文件指定另外一个可用于访问它的名称 文件系统：操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法 快表 虚拟存储器：作业装入的时候只装入一部分，另一部分放在磁盘上，当需要的时候再装入到主存，用户的逻辑地址空间可以比主存的绝对地址空间要大 逻辑地址：是指由程序产生的与段相关的偏移地址部分 物理地址：是指出现在CPU外部地址总线上的寻址物理内存的地址信号，是地址变换的最终结果地址 驱动程序：是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作 临界区：指的是一个访问共用资源的程序片段，而这些共用资源又无法同时被多个线程
访问的特性 程序控制块; 系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构。系统用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。同时，系统可以利用PCB来控制和管理进程 文件控制块: 操作系统为管理文件而设置的一组具有固定格式的数据结构，存放了为管理文件所需的所有有属性信息（文件属性或元数据） 处理机: 处理机包括中央处理器，主存储器，输入-输出接口，加接外围设备就构成完整的计算机系统。处理机是处理计算机系统中存储程序和数据，并按照程序规定的步骤执行指令的部件 操作系统: 是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行 页表: 页表是一种特殊的数据结构，放在系统空间的页表区，存放逻辑页与物理页帧的对应关系 DMA:直接存储器访问 库函数：把函数放到库里，供别人使用的一种方式。.方法是把一些常用到的函数编完放到一个文件里，供不同的人进行调用。调用的时候把它所在的文件名用#include<>加到里面就可以了 简答题 1. OS有哪几大特征其最基本的特征是什么 并发、共享、虚拟、异步，最基本的是并发和共享 2. 什么是时分复用技术举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么 a. 时分复用技术：将资源在不同的时间片内分配给各进程以使该资源被重复利用，从而提高资源的利用率。 b. 如采用时分复用技术的虚拟处理机，能够在不同的时间片内处理多个用户的请求，从而使得用户感觉自己独占主机，而处理机在这期间也被充分的利用。