第三章处理机调度与死锁
1.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?
（1）高级调度又称为作业调度。它是批处理系统中使用的一种调度。其主要任务是按照某种算法从外存的后备队列上选择一个或多个作业调入内存，并为其创建进程、分配必要的资源，然后再将所创建的进程控制块插入就绪队列中。（2）低级调度又称进程调度。它是距离硬件最近的一级调度。其主要任务是按照某种算法从就绪队列上选择一个（或多个）进程，使其获得CPU。
（3）引入中级调度的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。其功能是，让那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而是调其到外存上等候。此时的进程状态为挂起状态。当这些进程重新具备运行条件且内存空闲时，由中级调度选择一部分挂起状态的进程调入内存并将其状态变为就绪状态。
2. 处理机调度算法的共同目标是什么? 批处理系统的调度目标又是什么?
共同目标：资源利用率，公平性，平衡性，策略强制执行。
批处理系统的调度目标：平均周转时间短，系统吞吐量高，处理机利用率高。
6.为什么要引入高响应比优先调度算法？它有何优点？
在批处理系统中，FCFS算法所考虑的只是作业的等待时间，而忽视了作业的运行时间。而SJF算法正好与之相反，只考虑作业的运行时间，而忽视了作业的等待时间。高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间，又考虑作业运行时间的调度算法，因此既照顾了短作业，又不致使长作业的等待时间过长，从而改善了处理机调度的性能。
7.试说明低级调度的主要功能。
保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理机分配给进程。
12.试比较FCFS和SJF两种进程调度算法。
相同点：两种调度算法都可用于作业调度与进程调度
不同点：FCFS调度算法每次都从后备队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存、分配资源、创建进程、插入到就绪队列。该算法有利于长作业/进程，不利于短作业/进程。
SJF算法每次调度都从后备队列中选择一个或若干个运行时间最短的作业，调入内存中运行。该算法有利于短作业/进程，不利于长作业/进程。
13.在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小？
时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。一般因考虑三个因素：系统对相应时间的要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。
20.按调度方式可将实时调度算法分为哪几种？
非抢占式和抢占式。非抢占式又分为非抢占式轮转调度算法和非抢占式优先调度算法，抢占式又分为基于时钟中断的抢占式优先级调度算法和立即抢占的优先级调度算法。
27.何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？
死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
产生死锁的原因为竞争资源和进程间推进顺序非法。
其必要条件是：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。29.请详细说明可通过哪些途径预防死锁。
(1)摈弃“请求和保持”条件，就是如果系统有足够资源，便一次性把进程需要的
第一章绪论 1．什么是操作系统的基本功能? 答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算 机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的基本功能包括： 处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。 2．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征? 答：批处理系统(batchprocessingsystem)：操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。 分时系统(timesharingoperationsystem)：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。 实时系统(realtimesystem)：在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。 3．多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别? 答；多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 4．讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来? 答：讨论操作系统可以从以下角度出发： (1)操作系统是计算机资源的管理者； (2)操作系统为用户提供使用计算机的界面； (3)用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。
死锁练习题 (一)单项选择题 l系统出现死锁的根本原因是( )。A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。A．互斥使用资源B循环等待资源c．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。A．打印机B．磁带机c．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法c．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量c．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量D进程已占用的资源数与本次申请的资源数 之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。A死锁的防止B．死锁的避免c．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合(二)填空题 l若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。2．如果操作系统对 ______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。3．系统出现死锁的四
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、单选题 1、(D)不就是基本的操作系统。 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 2、(A)不就是分时系统的基本特征: A.同时性 B.独立性 C.实时性 D.交互性 3、实时操作系统追求的目标就是(C )。 A.高吞吐率 B.充分利用内存 C.快速响应 D.减少系统开销 4、操作系统就是为了提高计算机的[1 B]与方便用户使用计算机而配置的基本软件。它负责管理计算机系统中的[2 C],其中包括[3 F],[4 A],外部设备与系统中的数据。操作系统中的[3 F]管理部分负责对进程进行管理。操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做[5 B]。 供选择的答案: [1] A.速度 B.利用率 C.灵活性 D.兼容性 [2] A.程序 B.功能 C.资源 D.进程 [3] [4] A.主存储器 B.虚拟存储器 C.运算器 D.控制器 E.微处理器 F.处理机 [5] A.数据库系统 B.文件系统 C.检索系统 D.数据库 E.数据存储系统 F.数据结构 G.数据库管理系统 5、批处理系统的主要缺点就是(B )。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不就是 6、操作系统就是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同,可把操作系统分为[1 B]、[2 E]、[3 C]、网络操作系统与分布式操作系统基本类型。其中[1 B]的主要目标就是提高系统的吞吐率与效率,而[2 E]就是一旦有处理请求与要求处理的数据时,CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回,例如[4 D]等。 供选择的答案: [1][2][3] A.单用户系统 B.批处理系统 C.分时系统 D.微机操作系统 E.实时系统 [4] A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.计算机辅助设计系统 D.航空订票系统
一、选择题 1 BCBCA 6 C BAAA 二、判断题TFTFT 三、填空题 1外部设备联机并行操作 2安全性和简明性 3内存、缺页 4作业 5执行和完成 6段、系统 7多用户、多任务 8就绪、执行 9虚拟 四、简答题 1．什么是系统调用？ 答：系统调用是用户在程序中能以“函数调用”形式调用的、由操作系统提供的子功能的集合。每一个子功能称作一条系统调用命令。它是操作系统对外的接口，是用户级程序取得操作系统服务的唯一途径。 2．什么是临界资源？ 一次仅允许一个进程使用的资源。 3．什么是抖动（或称颠簸）？ 页面抖动是系统中频繁进行页面置换的现象。即如果一个进程没有一定数量的内存 块，它很快就发生缺页。此时，它必须淘汰某页。由于所有这些页面都正在使用，所以刚被淘汰出去的页很快又被访问，因而要把它重新调入。可是调入不久又再被 淘汰出去，这样再访问，再调入，如此反复，使得整个系统的页面替换非常频繁，以致大部分机器时间都用在来回进行的页面调度上，只有一小部分时间用于进程的 实际运算方面。 4.影响缺页中断率的因素有哪些？ 影响缺页中断率的因素有四个： ①分配给作业的主存块数多则缺页率低，反之缺页中断率就高。 ②页面大，缺页中断率低；页面小缺页中断率高。 ③程序编制方法。以数组运算为例，如果每一行元素存放在一页中，则按行处理各 元素缺页中断率低；反之，按列处理各元素，则缺页中断率高。 ④页面调度算法对缺页中断率影响很大，但不可能找到一种最佳算法。 五、应用题（每题10分，共20分）
1.在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号为多少，缺页中断率为多少。（2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号为多少，缺页中断率为多少。答： 页面走向为：1，2，1，0，4，1，3，4，2，1 （1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；依次淘汰的页号为：0，1，2；缺页中断率为：5/10=50% (3’) 1 2 1 0 4 1 3 4 2 1 0 0 0 0 0 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 1 ×××××(2’) （2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断；依次淘汰的页号为：2，0，1，3；缺页中断率为：6/10=60% (3’) 1 2 1 0 4 1 3 4 2 1 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 1 ××××××(2’) 2.有一个具有如下作业流的批处理处理系统，作业调度采用短作业优先，进程调度采用基于优先数的抢先式调度算法。下表给出的是作业序列和相应进程的优先数，优先数越小优先级越高。 作业名到达时间估计运行时间/min 优先数 1 8:00 40 4 2 8:20 30 2 3 8:30 50 3 4 8:50 20 5 (1)列出所有作业进入内存时间及完成时间 (2)计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间 解答： (1)作业进入内存时间与结束时间如下所示：(`4’=1’*4) 作业名进入内存时间结束时间 1 8:00 9:10 2 8:20 8:50 3 9:10 10:00 4 8:50 10:20 (2)各作业的周转时间为：(`4’=1’*4) 作业A：9:10 – 8:00 = 70 min 作业B：8:50 – 8:20 = 30 min 作业C：10:00 – 8:30 = 90 min
第三章处理机调度与死锁 1. 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 高级调度的主要任务：用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它 们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程插入就 绪队列上，准备执行。 低级调度的主要任务：用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程 序执行将处理机分配给该进程的具体操作。 引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。 10. 试比较FCFS和SPF两种进程调度算法 相同点：两种调度算法都是既可用于作业调度，也可用于进程调度； 不同点：FCFS调度算法每次调度都是从后备队列中选择一个或是多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源，创建进程，然后插入到就绪队 列中。该算法有利于长作业/进程，不利于短作业/进程。 SPF调度算法每次调度都是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最 短的作业，将它们调入内存中运行。该算法有利于短作业/进程，不利于长作 业/进程。 15. 按调度方式可将实时调度算法分为哪几种 】 按调度方式不同，可分为非抢占调度算法和抢占调度算法两种。 18. 何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么 a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不 能再向前推进； b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法； c.必要条件是: 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。 19．在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易于实现哪种方法是资源利用率最高解决/处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁、检测和解除死锁，其中预防死锁方法最容易实现，但由于所施加的限制条件过于严格，会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低；而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和系统吞吐量。 20. 请详细说明可通过哪些途径预防死锁 a.摒弃"请求和保持"条件：系统规定所有进程开始运行之前，都必须一次性地申请其在整 个运行过程所需的全部资源，但在分配资源时，只要有一种资源不能满足某进程的要求，即使其它所需的各资源都空闲，也不分配给该进程，而让该进程等待； b.摒弃"不剥夺"条件：系统规定，进程是逐个地提出对资源的要求的。当一个已经保持了 某些资源的进程，再提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持了的所有资源，待以后需要时再重新申请； , c.摒弃"环路等待"条件：系统将所有资源按类型进行线性排序，并赋予不同的序号，且所 有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出，这样，在所形成的资源分配图中，不可能再出现环路，因而摒弃了"环路等待"条件。 22. 在银行家算法中，若出现下述资源分配情：
第五章死锁练习题 (一)单项选择题 1．系统出现死锁的根本原因是( )。 A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。 A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理 C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。 A．互斥使用资源B循环等待资源C．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。 A．打印机B．磁带机C．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。 A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法C．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。 A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量 B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量 C．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量 D进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。 A死锁的防止B．死锁的避免C．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合 (二)填空题 1．若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。 2．如果操作系统对______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。 3．系统出现死锁的四个必要条件是：互斥使用资源，______，不可抢夺资源和______。 4．如果进程申请一个某类资源时，可以把该类资源中的任意一个空闲资源分配给进程，则说该类资源中的所有资源是______。 5．如果资源分配图中无环路，则系统中______发生。 6．为了防止死锁的发生，只要采用分配策略使四个必要条件中的______。 7．使占有并等待资源的条件不成立而防止死锁常用两种方法：______和______. 8静态分配资源也称______，要求每—个进程在______就申请它需要的全部资源。 9．释放已占资源的分配策略是仅当进程______时才允许它去申请资源。 10．抢夺式分配资源约定，如果一个进程已经占有了某些资源又要申请新资源，而新资源不能满足必须等待时、系统可以______该进程已占有的资源。 11．目前抢夺式的分配策略只适用于______和______。 12．对资源采用______的策略可以使循环等待资源的条件不成立。 13．如果操作系统能保证所有的进程在有限的时间内得到需要的全部资源，则称系统处于______。14．只要能保持系统处于安全状态就可______的发生。 15．______是一种古典的安全状态测试方法。 16．要实现______，只要当进程提出资源申请时，系统动态测试资源分配情况，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程。
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; } }
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
第五章死锁 一．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）撤销进程 （C）拒绝分配新资源（D）修改信号量 3.产生死锁的四个必要条件是：互斥、 B 循环等待和不剥夺。 （A）请求与阻塞（B）请求与保持 （C）请求与释放（D）释放与阻塞 4.在分时操作系统中，进程调度经常采用算法。 （A）先来先服务（B）最高优先权 （C）时间片轮转（D）随机 5.资源的按序分配策略可以破坏条件。 （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 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）若干进程因竞争而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 （D）资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数量远远超过资源总数 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.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事件发生 （D）有新进程进入就绪队列 9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是 B 。 （A）银行家算法 （B）有序资源分配法 （C）死锁检测法 （D）资源分配图化简法 二、综合题 1.若系统运行中出现如表所示的资源分配情况，改系统是否安全？如果进程P2此时提出资源申请（1，2，2，2），系统能否将资源分配给它？为什么？
作业2 1.若1页大小为4KB，计算机地址总线为32位，则页号共有多少位？逻辑地址 空间最多包含多少页？逻辑地址60000在第几页？页内偏移是多少？若该页被装进物理块1280中，则物理地址是多少？ 解:所以页内偏移即页内地址占 12 位页号占 32-12=20 位逻辑地址空间最大页数为页 60000=(EA60)16=(1110 1010 0110 0000)2 其中低 12 二进制位为页内偏移，即(A60)16=2656。高 4 二进制位为页号，即(E)16=14。物理块号1280=(500)16 物理地址=(500A60)16=5245536. 2.假定当前磁头位于100号磁道，进程对磁道的请求序列依次为57，61，39， 20，88，161，139，38，175。当采用先来先服务和最短寻道时间优先算法时，总的移动的磁道数分别是多少？（请给出寻道次序和每步移动磁道数） 解：先来先服务最短寻道时间优先 43 +4+ 22+ 19+ 68+ 73+ 22+ 101 + 137 = 489 12 + 27 + 4 +18 + 1+ 18 + 119 + 22 + 14 = 235 。 3.设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5）， A资源的数量17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。请回答下列问题： （1）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2）若进程P4请求资源（2，0，1），能否实现资源分配？为什么？ （3）在（2）的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），能否实现资源分配？为什么？ 进程最大资源需求量已分配资源量系统剩余资源数量 A B C A B C A B C P1559212233 P2536402 P3******* P4425204
第三章处理机调度与死锁 1.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 （1）高级调度又称为作业调度。它是批处理系统中使用的一种调度。其主要任务是按照某种算法从外存的后备队列上选择一个或多个作业调入内存，并为其创建进程、分配必要的资源，然后再将所创建的进程控制块插入就绪队列中。（2）低级调度又称进程调度。它是距离硬件最近的一级调度。其主要任务是按照某种算法从就绪队列上选择一个（或多个）进程，使其获得CPU。 （3）引入中级调度的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。其功能是，让那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而是调其到外存上等候。此时的进程状态为挂起状态。当这些进程重新具备运行条件且内存空闲时，由中级调度选择一部分挂起状态的进程调入内存并将其状态变为就绪状态。 2. 处理机调度算法的共同目标是什么批处理系统的调度目标又是什么 共同目标：资源利用率，公平性，平衡性，策略强制执行。 批处理系统的调度目标：平均周转时间短，系统吞吐量高，处理机利用率高。 6.为什么要引入高响应比优先调度算法它有何优点 在批处理系统中，FCFS算法所考虑的只是作业的等待时间，而忽视了作业的运行时间。而SJF算法正好与之相反，只考虑作业的运行时间，而忽视了作业的等待时间。高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间，又考虑作业运行时间的调度算法，因此既照顾了短作业，又不致使长作业的等待时间过长，从而
改善了处理机调度的性能。 7.试说明低级调度的主要功能。 保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理机分配给进程。 12.试比较FCFS和SJF两种进程调度算法。 相同点：两种调度算法都可用于作业调度与进程调度 不同点：FCFS调度算法每次都从后备队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存、分配资源、创建进程、插入到就绪队列。该算法有利于长作业/进程，不利于短作业/进程。 SJF算法每次调度都从后备队列中选择一个或若干个运行时间最短的作业，调入内存中运行。该算法有利于短作业/进程，不利于长作业/进程。 13.在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小 时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。一般因考虑三个因素：系统对相应时间的要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。 20.按调度方式可将实时调度算法分为哪几种 非抢占式和抢占式。非抢占式又分为非抢占式轮转调度算法和非抢占式优先调度算法，抢占式又分为基于时钟中断的抢占式优先级调度算法和立即抢占的优先级调度算法。
1.有三个批处理作业，第一个作业10:00 到达，需要执行2 小时；第二个作业在10:10 到达，需要执行1 小时；第三个作业在10:25 到达，需要执行25 分钟。分别采用先来先服务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？ 解： 先来先服务： （结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间 周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间） 短作业优先： 1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时间是12:00，此时有作业2和3； 2)作业3需要时间短，所以先执行； 最高响应比优先： 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1； 2)12:00时有作业2和3， 作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8； 作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8； 所以先执行作业3 2.在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算一下三种作业调度算法的平均周转时间T 和平均带权周转时间W。 （1）先来先服务；（2）短作业优先（3）高响应比优先
解： 先来先服务： 短作业优先： 作业顺序： 1)8:00只有作业1，所以执行作业1； 2)9:00有作业2和3，作业3短，所以先执行3； 3)9:12有作业2和4，作业4短，所以先执行4； 高响应比优先： 作业顺序： 1)8:00只有作业1，所以执行作业1； 2)9:00有作业2和3 作业2等待时间=9:00-8:30=30m，响应比=1+30/30=2； 作业3等待时间=9:00-9:00=0m，响应比=1+0/12=1； 所以执行作业2； 3)9:30有作业3和4 作业3等待时间=9:30-9:00=30m，响应比=1+30/12=3.5； 作业4等待时间=9:30-9:06=24m，响应比=1+24/6=5；
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。
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。
操作系统的调度与死锁问题的探究和情况分析 14计科一班1410300729 田京京 一. 操作系统引论 操作系统是一组能有效阻止和管理计算机硬件和软件资源，合理地把对各类作用进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。 1. 操作系统的目标与作用 在计算机系统上配置操作系统，其主要目标就是：方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性：一个未配置的计算机系统是极难使用的。配置了操作系统之后，系统便可使用编译命令将用户采用高级语言编写的程序翻译成机器代码，或直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机，极大地方便了用户。 有效性：提高系统资源利用率以及洗脱嫩肉吞吐量。 可扩充性：能方便的添加新的功能和模块，以及对原有的功能进行添加和修改。 开放性：指系统能遵循世界标准规范。 操作系统的作用 作为用户与计算机硬件操作系统之间的接口。用户可以通过OS来使用计算机硬件。 作为计算机系统资源的管理者。这些资源主要分为：处理机、存储器、I/O设备以及文件（数据和程序）。 实现了对计算机资源的抽象。 2. 操作系统的发展过程 人工操作方式：人工的输入输出，用户独占全机。 脱机输入/输出方式：引入了高速的磁带。减少了CPU的空闲时间，提高了I/O速度。 单道批处理系统：实现对作业的连续处理，系统中的资源得不到充分利用。 多道批处理系统：多道作业存放于外存的后备队列，有作业调度选择若干个作业调入内存，资源利用率高，系统吞吐量大，但是平均周转时间长，无交互能力。 分时系统：满足用户对人-机交互的需求。是指在一台主机连接了多个配有显示器和键盘的终端并由此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端，以交互的方式使用计算机，共享主机中的资源。 实时系统：是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。 3. 操作系统的基本特性 上面介绍的多道批处理系统、分时系统和实时系统各自有各自的特点，但同时，他们还共同具有并发、共享、虚拟和异步四个基本特征。 并发：系统中的程序能够并发的执行，使得OS能有效地提高系统的资源利用率，增加系统的吞吐量。 并发性：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 并行性：指两个或多个事件在同一时刻发生。倘若在计算系统中有多个处理机，这些可以并发执行的程序便可分配到多个处理机上实现并行执行。 在未引入进程时，对于同属于一个应用程序中的两个程序只能顺序执行。引入进程，对内存中的多个程序分别建立一个进程，他们就可以并发的执行，极大地提高了系统资源利用率和系统吞吐量。
第三章处理机调度与死锁 1，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？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列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，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入内存，取决于采用的调度算法。最简单的是先来服务调度算法，较常用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。 7．试说明低级调度的主要功能。 【解】（1）保存处理机的现场信息（2）按某种算法选取进程（3）把处理机分配给进程。 8、在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？ 【解】剥夺原则有：（1）时间片原则各进程按时间片运行，当一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数实时系统，以及要求较高的批处理系统。（2）优先权原则通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权。当这种作业到达时，如果其优先权比正在执行进程的优先权高，便停止正在执行的进程，将处理机分配给优先权高的进程，使之执行。（3）短作业（进程）优先原则当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程）明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理机分配给短作业（进程），使之优先执行。 9、选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 【解】应遵循的准则有（1）面向用户的准则：周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，优先权准则。（2）面向系统的准则：系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用。 10、在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几种进程（作业）调度算法？ 【解】 批处理系统：FCFS算法、最小优先数优先算法、抢占式最小优先数优先算法 2 分时系统：可剥夺调度、轮转调度 实时系统：时间片轮转调度算法、非抢占优先权调度算法、基于时钟中断抢占的优先权调度算法、立即抢占的优先权调度。 11、何谓静态和动态优先权？确定静态优先权的依据是什么？ 【解】静态优先权是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。动态优先权是指，在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。确定静态优先权的依据是：（1）进程类型，通常系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。（2）进程对资源的需要。（3）用户要求，用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。 12、试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。 【解】FCFS算法按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派CPU。当前作业或进程占有CPU，直到执行完或阻塞，才让出CPU。在作业或进程唤醒后，并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程让出CPU。FCFS比较有利于长作业，而不利于短作业；有利于CPU繁忙的作业，而不利于I/O繁忙的作业。SPF有利于短进程调度，是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进
一、单项选择题 1．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（ B ）字节。 A 2G B B 4GB C 100KB D 640KB 2．支持程序浮动的地址转换机制是( A ) A 动态重定位 B 段式地址转换 C 页式地址转换 D 静态重定位 3．UNIX中的文件系统采用（ D ）。 A 网状文件 B 记录式文件 C 索引文件 D 流式文件 4．段页式管理每取一数据，要访问（ C ）次内存。 A 1 B 2 C 3 D 4 5．文件系统的主要目的是（ A ）。 A 实现对文件的按名存取 B 实现虚拟存贮器 C 提高外围设备的输入输出速度 D 用于存贮系统文档 6. 某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55mb（初始为空），采用最佳适 配算法，分配和释放的顺序为：分配15mb，分配30mb，释放15mb，分配8mb，分配6mb，此时主存中最大空闲分区的大小是( B ) A 7mb B 9mb C 10mb D 15mb 7．设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( B )。 A 灵活性和可适应性 B 系统效率和吞吐量 C 交互性和响应时间 D 实时性和可靠性 8．进程调度的对象和任务分别是( C )。 A 作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B 进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C 进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D 作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 9．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( C )。 A 先来先服务 B 轮转 C 最高响应比优先 D 均衡调度 10．两个进程合作完成任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系称为进程的（ B ）。 A 互斥 B 同步 C 调度 D 伙伴 11．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（ C ）。 A 有环必死锁 B 死锁必有环 C 有环不一定死锁 D 被锁者一定全在环中12．在现代操作系统中引入了（ D ），从而使并发和共享成为可能。 A 单道程序 B 磁盘 C 对象 D 多道程序 13．设有3个作业，它们同时到达，运行时间分别为T1、T2和T3,且T1≤T2≤T3，若它们在单处理机系统中按单道运行，采用短作业优先调度算法，则平均周转时间为（ D ） A T1+T2+T3 B (T1+T2+T3)/3 C T1+T2/3+2*T3/3 D T3/3+2*T2/3+T1