操作系统课后题 课后作业 第二次作业-推荐下载

操作系统课后作业参考答案第⼀章1、设计现代OS的主要⽬标是什么？答：设计现代操作系统的主要⽬标有⽅便性：帮助⽤户更简单的完成预定⼯作有效性：更有效的利⽤各类软硬件资源，同时提⾼系统吞吐量可扩充性：OS应采⽤层次化结构，便于未来根据功能对各层次和模块进⾏增删、修改开放性：不同的OS具有统⼀的开放环境，便于其移植和互操作其中，⽅便性和可靠性是设计OS时最重要的⽬标。

8、试在交互性、及时性及可靠性⽅⾯，将分时系统与实时系统进⾏⽐较。

答：交互性：实时系统的交互性仅限于允许⽤户访问系统中某些特定的专⽤服务程序，分时系统可以向⽤户提供全⾯的服务；及时性：实时信息系统和分时系统以⼈能忍受的等待时间来确定，⽽实时控制系统则以被控制对象所要求的截⾄时间来确定；可靠性：分时系统对可靠性的要求⽐实时系统低，要求⾼度可靠的实时系统需要有多级容错措施保障系统和数据安全性。

9、OS有哪⼏⼤特征？其最基本的特征是什么？答：OS具有以下四个特征并发：OS中的两个或多个程序要能够在同⼀时间间隔内发⽣，以提⾼系统资源利⽤率和系统吞吐量，改善系统性能共享：系统中的资源可供内存中多个并发执⾏的进程（线程）共同使⽤虚拟：通过某种技术把⼀个物理实体变为若⼲个逻辑上的对应物异步：进程以不可预知的速度向前推进其中并发性是OS最重要的特征。

14、是什么原因使操作系统具有异步性特征？答：由于操作系统具有并发性特征，即多个进程并发执⾏，⽽各进程在共享资源时获取和释放资源的顺序与时间都是不确定的，因此其推进速度和总完成时间不能唯⼀确定，即OS系统具有异步性，但在相同运⾏环境下，作业多次运⾏结果应是⼀致的。

第⼆章6、试从动态性、并发性和独⽴性上⽐较进程和程序。

答：见课本P30。

7、试说明PCB的作⽤，为什么说PCB是进程存在的唯⼀标识？答：见课本p32进程控制块的作⽤。

8、试说明进程在三个基本状态间转换的典型原因。

答：见课本P31 图2-518、同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？答：见课本P4122、试写出相应的程序来描述图2-15所⽰的前趋图。

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 30050 100 50 10050 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();coendprocess 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。

操作系统第二次作业在当今数字化的时代，操作系统作为计算机系统的核心组成部分，发挥着至关重要的作用。

它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个稳定、高效的工作环境。

本次作业让我们更深入地探讨操作系统的一些关键方面。

操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户接口。

进程管理是操作系统的核心任务之一，它负责协调和分配计算机系统中的处理器资源，以确保多个进程能够高效地并发执行。

通过进程调度算法，操作系统决定哪个进程获得处理器时间，从而提高系统的整体性能。

内存管理则关乎着计算机系统内存资源的合理分配和使用。

操作系统需要确保不同的进程能够安全地访问和使用内存，同时避免内存泄漏和内存碎片等问题。

虚拟内存技术的出现，使得计算机能够运行比物理内存更大的程序，极大地提高了系统的灵活性和可扩展性。

文件管理是操作系统用于组织和存储计算机系统中的数据和信息的重要功能。

文件系统不仅要提供高效的文件存储和检索机制，还要保证文件的安全性和完整性。

不同的文件系统具有各自的特点和适用场景，例如 NTFS、FAT32 和 ext4 等。

设备管理负责管理计算机系统中的各种输入输出设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

操作系统需要为设备驱动程序提供统一的接口，以便设备能够与系统进行有效的通信。

同时，还需要处理设备的并发访问和资源共享等问题。

用户接口是操作系统与用户进行交互的桥梁，分为命令行接口和图形用户接口。

命令行接口虽然操作相对复杂，但对于熟练的用户来说，能够提供更高效的操作方式。

图形用户接口则以其直观、易用的特点，受到了广大普通用户的喜爱。

在实际应用中，不同类型的操作系统有着各自的特点和优势。

例如，Windows 操作系统在个人计算机领域占据着主导地位，其图形界面友好，软件生态丰富，适合普通用户进行日常办公、娱乐等操作。

Linux操作系统则以其稳定性、安全性和开源性，在服务器领域得到了广泛的应用。

而 macOS 则在创意设计领域有着出色的表现，其对图形和多媒体处理的优化，深受设计师和开发者的青睐。

第2次作业一、单项选择题（本大题共40分，共20小题，每小题2分）1.设备驱动程序负责接收和分析从设备分配转来的信息以及设备控制块等内容。

（）不是设备驱动程序的功能。

A.根据请求传送的数据量，组织I/O缓冲队列B.利用T/0缓冲，对数据进行加工C.启动设备进行I/O操作D.I/O设备中断处理2.解决死锁的途径是（）A.立即关机排除故障B.立即关机再重新开机C.不要共享资源，增加独占资源D.运行检测程序并恢复系统3.吋间片一般应用于（）。

是A.批处理操作系统B.分时操作系统C.实时操作系统D.以上都不是4.磁带上的文件一般只能（）A・随机存取B•顺序存取C.直接存取D.以字节为单位存取5.下面关于临界区概念论述正确的是：（）A.临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段程序代码氏临界区是指进程中用于实现进程同步的那段程序代码C.临界区是指进程中用于实现进程通信的那段程序代码D.临界区是指进程中用于访问公用数据（临界资源）的那段程序代码6.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7.内存和外存容量之和与虚拟存储器容量相比其大小关系是（）A.前者比后者大B.前者比后者小C.二者相等D.不一定8.把独占性设备改造成能为若干个用户共享的设备，这种设备称为（）A.存储设备B.系统设备C ・用户设备D.虚拟设备9. 为实现对缓冲区buf 访问的同步，下叙述中正确的是A. 读进程从buf 中读出数据前，应用对写进程信号量进行P 操作；B. 读进程从buf 中读出数据前，应用对写进程信号量进行V 操作；C. 读进程从buf 中读岀数据后，应用对写进程信号量进行P 操作；D. 读进程从buf 屮读出数据后，应用对写进程信号量进行V 操作；10.（）大多用于对信息的及时性要求比较严格并且很少会对所有数据进行 处理的应用程序中。

操作系统第二次作业参考解答（第三章）一选择题1．进程从运行态转换成阻塞态的条件是C。

A．进程的时间片用完B．被进程调度程序选中C．等待某一事件D．等待的事件已发生2．进程从运行状态变成就绪状态的原因是：A。

A．该进程的时间片用完B．该进程等待输入输出操作C．该进程输入输出操作完成D．该进程已完成3．用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为C。

A．-1 B．0 C．1 D．n （n>1）4．在引入线程的操作系统中，资源分配的基本单位是D。

A．作业B．程序C．线程D．进程5．进程与线程的根本区别是A。

A．进程是资源分配单位，而线程是调度和执行单位。

B．线程是资源分配单位，而进程是调度和执行单位。

C．进程是并发执行的，而线程是串行执行的。

D．线程是并发执行的，而进程是串行执行的。

6．用信箱实现通信时，使用 B 两条基本原语。

A．打开与关闭B．发送与接收C．P操作与V操作D．同步与互斥7．在应对死锁问题中，银行家算法是用于B的。

A．预防死锁B．避免死锁C．检测死锁D．解除死锁8．某系统中仅有4 个并发进程竞争某类资源，并都需要该类资源3 个，那么该类资源至少有A个，这个系统不会发生死锁。

A．9 B．10 C．11 D．12二判断题（你认为正确的写T，错误的写F）1．（F ）在多道程序环境下，程序和机器执行程序的活动是严格一一对应的。

2．（F）当一进程在运行中需等待某一事件发生时，便调用阻塞原语，将自己从运行态改变为就绪态。

3．（F）一组同步的并发进程均可对自己的私用信号量进行P操作和V操作。

4．（T）消息缓冲通信和信箱通信是进程通信的高级形式。

5．（F）银行家算法可以预防死锁。

6．（T）WindowsNT采用多线程机制。

1．画图表示进程的三个基本状态及其转换条件。

2．什么是原语？属于进程控制方面的原语有哪些？解答：原语是指由若干条机器指令构成的并用以完成特定功能的一段程序，这段程序执行期间不可分割，不可中断。

操作系统第二次作业一、选择题1.虚拟存储器的容量是由计算机的地址结构决定的，若CPU有32位地址，则它的虚拟地址空间为【A】。

A．4G B．2G C．64K D．100K2.在请求分页存储管理方案中，若某用户空间为3个页面，页长1KB，现有页表如下，则逻辑地址1800。

A．1052 B．3124 C．1076 D．58963.【 A】用于管理各种不同的真实文件系统，是真实文件系统与服务之间的接口。

A.VFSB.Ext2C. vfatD.JFS4.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成【 A】A.顺序文件B.链接文件C.索引文件D.目录文件5.按数据组织分类，【 B】是以字节为单位直接读写的设备。

A．块设备B．字符设备C．网络设备 D．虚拟设备6.在现代操作系统中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和设备之间的并行程度 D.实现与设备无关性7.【 D】是将大量计算机通过网络连接在一起，以获得极高的运算能力和数据共享的系统。

A. 实时系统B.分时系统C. 网络系统D.分布系统式8.若一个文件的访问控制权限值为0754，请问同组用户对该文件具有【 C】权限。

A. 可读B.可读可写C. 可读可执行D.没有权限9.操作系统的安全问题中【 D】是绕过安全性控制、获取对程序或系统访问权的程序方法。

A．木马B．病毒C．蠕虫D．后门10.虚拟存储器的最大容量是由【B】决定的。

A．页表长度B．计算机系统的地址结构和外存空间C．内存空间D．逻辑空间11.在请求分页存储管理方案中，若某用户空间为3个页面，页长1KB，现有页表如下，则逻辑地址2100。

A．1052 B．3124 C．1076 D．529612.下面的【 B】不是文件的物理存储结构。

A. 索引文件B.记录式文件C. 顺序文件D.链接文件13.从用户的角度看，引入文件系统的主要目的是【C】。

A. 实现虚拟存储B.保存文件系统C. 实现对文件的按名存取D.保存用户和系统的文档14.使用SPOOLing系统的目的是为了提高【D】的使用效率。

第二章作业第一次作业：1.进程有哪三种基本状态？进程在三种基本状态之间转换的典型原因是什么？答：三种基本状态：就绪状态、执行状态、阻塞状态。

（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（进程调度）；（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2.在Linux系统中运行下面程序，最多可产生多少个进程？画出进程家族树。

main(){fork();fork();fork();}答：最多可以产生7个进程。

其家族树为：3.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。

答：1)动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，并存放于某种介质上，其本身并不具有运动的含义，因而是静态的；2)并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。

引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身（没有建立PCB）是不能并发执行的；3)独立性是指进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。

凡未建立PCB的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。

4.分析下列代码的功能：答：sleep_on实现进程的睡眠过程；wake_up实现进程的唤醒过程。

第二次作业：1.同步机制应该遵循哪些基本准则？你认为整型信号量机制遵循了同步机制的哪些基本准则？答：同步机制应遵循四个基本准则：a. 空闲让进：当无进程处于临界区时，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。

b. 忙则等待：当已有进程进入临界区时，其它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。

c. 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。

d. 让权等待：当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入“忙等”状态。

操作系统第二次作业一、单项选择题1.死锁产生的原因之一是______。

A.系统中没有采用SPOOLing技术B.使用的P、V操作过多C.有共享资源存在D.资源分配不当2.某计算机系统中有8台打印机，有K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。

该系统可能会发生死锁的K的最小值是______。

A.2B.3C.4D.53.某时刻进程的资源使用情况如表2.20所示，此时的安全序列是______。

表2.20 某时刻进程的资源使用情况表进程已经分配资源尚需资源可用资源R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3P1 P2 P3 P4 2 0 01 2 00 1 10 0 100 11 3 21 3 12 0 00 2 1A.P1，P2，P3，P4B.P1，P3，P2，P4C. P1，P4，P3，P2D.不存在4.系统采用分区存储管理时，才采用______让多用户进程轮流进入主存储器执行。

A.存储技术B.交换技术（多进程技术）C.覆盖技术（单进程技术）D.虚拟存储技术二、综合应用题1.有5个批处理作业A、B、C、D、E，几乎同时到达计算机系统，其估计运算时间分别为10,、6、2、4、8（单位为分钟），优先级别为3、5、2、1、4,其中5为最高优先级。

假设它都是纯计算型作业，系统开销时间忽略不计。

若系统采用非剥夺式使用CPU，对于以下调度算法，计算平均周转时间：（1）优先级调度。

（2）先来先服务（按A、B、C、D、E顺序）。

（3）短作业优先。

（1）采用优先级调度算法的结果如表2.11所示，根据优先级得到作业的执行顺序为B、E、A、C、D。

表2.11 优先级调度算法的结果（运行+等待）作业运行时间（分钟）等待时间（分钟）周转时间（分钟）带权周转时间B 6 0 6 6/6=1E 8 6 14 14/8=1.75A 10 14 24 24/10=2.4C 2 24 26 26/2=13D 4 26 30 30/4=7.5作业平均周转时间T=（6+14+24+26+30）/5=20（分钟）作业平均带权周转时间W=（1+1.75+2.4+13+7.5）/5=5.13（2）采用先来先服务（按A、B、C、D、E顺序）调度算法的结果如表2.12所示。

操作系统第2次作业一、选择题（选择与各正确答案的代码填入括号中，每小题2分，共30分)1．按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于( )。

A．用户软件 B．应用软件 C．支撑软件 D．系统软件2．以下功能中不属于操作系统主要功能的是( )。

A．内存管理 B．用户接口 C．文档编辑 D．CPU调度3．实时操作系统追求的目标是( )。

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．某进程由于需要从磁盘上读人数据而处于阻塞状态。

当系统完成了所需的读盘操作，此时该进程的状态将( )。

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．从阻塞变为就绪5．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6．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由( )来决定。

A．设备管理 B．作业控制 C．进程调度 D．驱动调度7．现有3个作业同时到达，每个作业的计算时间都是1小时，它们在一台CPU上按单道方式运行，则平均周转时间为( )。

A．1小时 B．2小时 C．3小时D．6小时8．外存(如磁盘)上存放的程序和数据( )。

A．可由CPU直接访问 B．必须在CPU访问之前移人内存C．必须由文件系统管理的 D．必须由进程调度程序管理9．虚拟存储管理策略可以( )。

A．扩大物理内存容量 B。

扩大物理外存容量 C．扩大逻辑内存容量 D．扩大逻辑外存容量 10．在以下的文件物理存储组织形式中，( )常用于存放大型的系统文件。

A．连续文件 B。

串连文件 C．索引文件 D．多重索引文件11．在UNIX／Linux系统中，目录结构采用( )。

A．单级目录 B．二级目录 C．单纯树形目录 D．带链接树形目录12．用1s命令以长格式列目录信息时，若某一文件的特征在文件列表中按如下顺序显示在屏幕上：drwxrw—r一 2 user gk 3564 Jun 28 10：30／user／asD．h则同组用户的访问权限是( )。

257<10+256
故需要一次间接寻址，就可读出该数据
如果要求读入从文件首到263168Byte处的数据（包括这个数据），读岀过程：首先根据直接寻
址读出前10块；读出一次间接索引指示的索引块1块；将索引下标从0〜247对应的数据块全部 读入。即可。共读盘块数10+1+248=259块
3.某文件系统采用索引文件结构，设文件索引表的每个表目占用3Byte，存放盘块的块号，盘块 的大小为512Byte。此文件系统采用直接、一次间接、二次间接、三次间接索引所能管理的最大
(1)|100-8|+|18-8|+|27-18|+|129-27|+|110-129|+|186-110|+|78-186|+|147-78|+|41-147|+ |10-47|+|64-10|+|12-64|=728
8:00
10:00
120mi n
1
2
8:50
50min
10:00
10:50
120mi n
3
9:00
10mi n
10:50
11:00
120mi n
12
4
9:50
20mi n
11:00
11:20
90mi n
平均周转时间T=，平均带权周转时间W=
②SJF短作业优先法）
作业
到达时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
页面长度为4KB,虚地址空间共有土）个页面
3.某计算机系统提供24位虚存空间，主存空间为218Byte，采用请求分页虚拟存储管理，页面尺
寸为1KB。假定应用程序产生虚拟地址（八进制），而此页面分得的块号为100（八进制），说明

4.7. 一个多处理系统有 8 个处理器和 20 个附加磁带设备。 现在有大量的作业提交给该系统， 假设每个作业开始运行时只 需要 3 个磁带设备， 完成每个作业最多需要 4 个磁带设备。 并且在很长时间内都只需要这 3 个设备，而只是在最后很短 的一段时间内需要第 4 个 设备以完成操作。同时还假设这类作业源源不断。 a. 假设操作系统中的调度器只有当 4 个磁带设备都可用时才开始一个作 业。 当作业开 始时，4 个设备立即被分配给它，并且直到作业完成时才被释放。请问一次最多 可以同时执行几个作业？采 用这种策略，最多有几个磁带设备可能是空闲的？最 少有几个？ b. 给出另外一种策略， 要求其可以提高磁带设备的利用率， 并且同时可以避免系统死 锁。分析最多可以有几个作业同时执行，可能出现的空闲设备的范围是多少。 答： a. 采用一个保守的策略，一次最多同时执行 20/4=5 个作业。由于分配各一个任务的 磁带设备最多同时只有一个空闲，所以 在同一时刻最多有 5 个磁带设备可能是空 闲的。在最好的情况下没有磁带设备空闲。 b. 为了更好的利用磁设备， 每个作 业在最初只分配三个磁带设备。 第四个只有的需要 的时候才分配。在这种策略中，最多可以有 20/3=6 个作业同时执行。最 少的空闲 设备数量为 0， 最多有 2 个。 参考： Advanced Computer Architectrue,K.Hwang,1993
2.4 系统调用的目的是什么?如何实现与操作系统相关的系统调用以及与双重模式(内核模式和用 户模式)操作相关的系统调用? 答：系统调用被应用程序用来调用一个由操作系统提供的函数。通常情况下，系统调用最终转换成在内核模式下的系统程序。
3.3. 对于图 3.9（b）中给出的 7 状态进程模型，请仿照图 3.8（b）画出它的排队图。 答：图 9.3 给出了单个阻塞队列的结果。该图可以很容易的推广到多个阻塞队列的情形。

操作系统第二次作业操作系统第二次作业一、简介本次作业主要涉及操作系统的进程管理和调度算法。

我们将介绍进程的定义、进程控制块(PCB)的结构以及进程的状态转换。

同时，我们还会详细介绍常见的进程调度算法，如先来先服务调度算法、短作业优先调度算法和轮转调度算法等。

二、进程与进程控制块1.进程的定义进程是指正在运行的程序的实例。

它包含了程序的代码、数据和运行时的上下文。

2.进程控制块(PCB)PCB是操作系统管理进程的数据结构，包含了进程的相关信息，如进程状态、程序计数器、寄存器等。

3.进程的状态转换进程在运行过程中会根据不同的事件发生进行状态转换，包括就绪、运行和阻塞等状态。

三、进程调度算法1.先来先服务调度算法先来先服务调度算法是一种非抢占式调度算法，按照进程到达的先后顺序进行调度。

2.短作业优先调度算法短作业优先调度算法根据进程的执行时间进行调度，优先选择执行时间短的进程。

3.轮转调度算法轮转调度算法将进程按照一定的时间片轮流执行，每个进程只执行一个时间片后，切换到下一个进程。

四、附件本文档涉及的附件包括进程控制块的示例代码和简单的进程调度算法的实现代码。

五、法律名词及注释1.进程：正在运行的程序的实例，包含代码、数据和运行时的上下文。

2.进程控制块(PCB)：操作系统管理进程的数据结构，包含了进程的相关信息。

3.先来先服务调度算法：一种非抢占式调度算法，按照进程到达的先后顺序进行调度。

4.短作业优先调度算法：根据进程的执行时间进行调度，优先选择执行时间短的进程。

5.轮转调度算法：将进程按照一定的时间片轮流执行，每个进程只执行一个时间片后，切换到下一个进程。

《计算机操作系统》第二次作业计算机操作系统，就像是一个庞大机器的总指挥，负责管理和协调计算机的各种资源，让计算机能够高效、稳定地运行。

在这次的第二次作业中，我们更深入地探索了它的一些关键方面。

首先，让我们来谈谈进程管理。

进程是计算机系统中程序的一次执行过程，它就像是一个个正在进行的任务。

操作系统要负责创建、调度和终止进程，以确保各个任务能够有条不紊地进行。

进程调度算法就是决定哪个进程先运行、哪个进程后运行的规则。

常见的调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等等。

先来先服务很直观，谁先来就先服务谁，但它可能会导致短作业等待时间过长；短作业优先能让短作业快速完成，但可能对长作业不公平；时间片轮转则给每个进程分配相等的时间片，轮流执行，这样能保证每个进程都有机会运行，但频繁的切换也会带来一定的开销。

内存管理也是操作系统的重要职责之一。

计算机的内存是有限的，而多个程序都需要使用内存。

这就需要操作系统来合理地分配和回收内存。

连续分配方式是将内存划分成连续的区域分配给程序，但容易产生碎片；分页存储管理将内存分成固定大小的页，方便管理和分配，但可能会有内部碎片；分段存储管理则是根据程序的逻辑分段，灵活性更高，但也会有外部碎片。

为了解决碎片问题，又出现了虚拟内存技术，它使得程序可以使用比实际物理内存更大的空间，通过将暂时不用的页面交换到外存中，提高了内存的利用率。

文件管理在操作系统中也扮演着不可或缺的角色。

文件是存储在计算机中的一组相关数据的集合。

操作系统需要负责文件的创建、删除、读写和组织。

文件系统的结构有多种，如 FAT 文件系统、NTFS 文件系统等。

文件的目录结构可以是单级目录、两级目录或者树形目录。

树形目录结构层次清晰，便于管理和查找文件。

文件的存储方式也有顺序存储、链式存储和索引存储等。

不同的存储方式各有优缺点，需要根据具体的应用场景进行选择。

设备管理是操作系统与硬件设备交互的桥梁。

计算机中的设备种类繁多，如键盘、鼠标、打印机、磁盘等等。

操作系统第二次任务一、单选题（每题3分，共计13题）题目1答案已保存满分3.00标记题目题干16．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。

选择一项：A. 优先级法B. 先来先服务法C. 时间片轮转法D. 短作业优先法题目2答案已保存满分3.00标记题目题干18．在作业调度中，若采用优先级调度算法，为了尽可能使CPU和外部设备并行工作，有如下三个作业：J1以计算为主，J2以输入输出为主，J3计算和输入输出兼顾，则它们的优先级从高到低的排列顺序是（）。

选择一项：A. J1，J2，J3B. J3，J2，J1C. J2，J1，J3D. J2，J3，J1题目3答案已保存满分3.00标记题目题干4．作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业调入主存运行。

选择一项：A. 后备B. 提交C. 完成D. 执行题目4答案已保存满分3.00标记题目题干6．在操作系统中，JCB是指（）。

选择一项：A. 文件控制块B. 程序控制块C. 作业控制块D. 进程控制块题目5答案已保存满分3.00标记题目题干20．下列中断中，可能要人工介入的中断是（）。

选择一项：A. 输入输出中断B. 程序性中断C. 时钟中断D. 硬件故障中断题目6答案已保存满分3.00标记题目题干12．在批处理系统中，周转时间是（）。

选择一项：A. 作业的相对等待时间B. 作业运行时间C. 作业等待时间和运行时间之和D. 作业被调度进入主存到运行完毕的时间题目7答案已保存满分3.00标记题目题干17. 动态分区分配按照进程的需求量分配内存分区，所以（）。

选择一项：A. 分区的长度不是预先固定的，分区的个数是不确定的B. 分区的长度是固定的C. 分区的个数是确定的D. 分区的长度和个数都是确定的题目8答案已保存满分3.00标记题目题干15. 最先适应分配算法把空闲区（）选择一项：A. 按地址顺序从大到小登记在空闲区表中e � 97@�V �?# indent:-18.0pt;mso-list: l0 level1 lfo1;tab-stops:list 39.75pt'>A．按地址顺序从小到大登记在空闲区表中按地址顺序从大到小登记在空闲区表中B. 按长度以递减顺序登记在空闲区表中C. 按地址顺序从小到大登记在空闲区表中D. 按长度以递增顺序登记在空闲区表中题目9答案已保存满分3.00标记题目题干31. 在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数（）。

操作系统平时作业2一、填空练习1、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，即用共享设备模拟独占设备。

2、常用的内存管理方法有、、和。

3、动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现。

4、在存储管理中常用方式来摆脱主存容量的限制。

5、在页式管理中，页式虚地址与内存物理地址的映射是由和完成的。

6、在请求页式管理中，当发现所需的页不在时，产生中断信号，作相应的处理。

7、置换算法是在内存中没有时被调用的，它的目的是选出一个被的页面。

如果内存中有足够的存放所调入的页，则不必使用。

8、在页式管理中，页表的作用是实现从到的地址映射，存储页表的作用是。

9、段式管理中，以段为单位，每段分配一个区。

由于各段长度，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。

10、在段页式存储管理系统中，面向的地址空间是段式划分，面向的地址空间是页式划分。

11、文件的存储器是分成大小相等的，并以它为单位交换信息。

12、从资源分配的角度看，可以把设备分为独占设备和共享设备。

打印机属于设备，而磁盘属于设备。

13、虚拟设备是通过技术把设备变成能为若干用户的设备。

14、通道是一个独立于的专管的处理机，它控制与内存之间的信息交换。

15、缓冲区的设置可分为、、和。

16、在unix系统中，键盘、终端、打印机等以为单位组织和处理信息的设备称为；而磁盘、磁带等以为单位组织和处理信息的设备称为。

17、在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把相对地址转换为物理地址，这是操作系统的功能。

18、用户编写的程序与实际使用的物理设备无关，而由操作系统负责地址的重定位，我们称之为。

参考答案：1、虚拟分配技术2、分区管理，页式管理，段式管理，段页式管理3、重定位4、虚拟存储器5、页表，硬件地址变换机构6、硬件变换机构，内存，缺页，中断处理程序7、空闲页面，淘汰，空闲页面，置换算法8、页号，物理块号，记录内存页面的分配情况9、分配内存，连续的内存，不等，连续10、用户，物理实现11、物理块12、独占，共享13、spooling，独占，共享14、cpu15、单缓冲，双缓冲，多缓冲，缓冲池16、字符，字符设备，块，块设备17、地址重地位18、设备无关性（设备独立性）二、单项选择练习1、存储管理的目的是（）。

习题与参考答案⏹ 1.10 什么是用户态和核心态？有何作用？答：内核态可以无限制访问系统和资源，包括对系统存储、外部设备进行访问。

操作系统就工作在内核态模式下。

用户态下进程的访问权限受到了限制，可正常执行普通的操作命令外，对关键资源只能通过操作系统接口访问。

例如，不能直接访问外部设备，不能直接访问操作系统的内存代码和数据。

其作用是保护操作系统不受用户程序的破坏，提高系统的可靠性。

⏹ 1.11 什么是微内核结构？与单内核结构相比，各有何优势和缺点？答：微内核结构：1）有足够小的内核2）基于客户/服务器模式微内核结构优势：1）提高了系统的可扩展性2）增强了系统的可靠性；缺点：在完成一次客户对OS提出的系统服务请求时，需要进行消息内容打包和解包，需要进行消息的多次拷贝，进行多次用户/内核模式及上下文的切换，从而使微内核OS的运行效率降低。

单内核结构优势：系统服务只需要进行两次上下文的切换，效率较高。

缺点：可靠性较低，可扩展性较差；⏹ 1.12 什么是并发？举例说明。

答：并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

如：在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行。

可分为三种不同的执行情况，包括顺序执行、交替执行和并行执行。

在多道分时操作系统中，如果只有一个CPU，每一时刻仅能有一道程序执行，微观上这些程序分时地交替执行，但在宏观上（一段时间内）是同时执行；在有多个处理机的系统中，多个程序便可被分配到不同处理机上，实现并行执行，是并发执行的一种特殊情况。

⏹ 1.13 什么是互斥共享？举例说明。

答：互斥访问共享是共享资源的一种形式，要求在一段时间内只允许一个进程可以访问该资源。

例如：当一个进程A要访问某资源时，必须先提出请求。

如果此时该资源空闲，系统便可将之分配给请求进程A使用。

此后若再有其他进程B也要访问该资源时但A未用完时，则必须等待。

仅当A进程访问完并释放该资源后，才允许进程B对该资源进行访问。

2.4 零碎调用的目的是什么?如何实现与操纵零碎相干的零碎调用和与双重模式(内核模式和用之杨若古兰创作户模式)操纵相干的零碎调用?答：零碎调用被利用程序用来调用一个由操纵零碎提供的函数.通常情况下，零碎调用终极转换成在内核模式下的零碎程序. 3.3. 对于图3.9（b）中给出的7形态进程模型，请仿照图3.8（b）画出它的排队图.答：图9.3给出了单个梗阻队列的结果.该图可以很容易的推广到多个梗阻队列的情形.4.7. 一个多处理零碎有 8 个处理器和 20 个附加磁带设备. 此刻有大量的功课提交给该零碎，假设每个功课开始运转时只须要3 个磁带设备，完成每个功课最多须要4 个磁带设备. 而且在很长时间内都只须要这3 个设备，而只是在最初很短的一段时间内须要第 4 个设备以完成操纵.同时还假设这类功课源源不竭. a. 假设操纵零碎中的调度器只要当 4 个磁带设备都可用时才开始一个功课. 当功课开始时，4 个设备立即被分配给它，而且直到功课完成时才被释放.请问一次最多可以同时履行几个功课？采取这类计谋，最多有几个磁带设备可能是空闲的？最少有几个？ b. 给出另外一种计谋，请求其可以提高磁带设备的利用率，而且同时可以防止零碎死锁.分析最多可以有几个功课同时履行，可能出现的空闲设备的范围是多少.答：a. 采取一个守旧的计谋，一次最多同时履行 20/4=5 个功课.因为分配各一个任务的磁带设备最多同时只要一个空闲，所以在同一时刻最多有 5 个磁带设备可能是空闲的.在最好的情况下没有磁带设备空闲.b. 为了更好的利用磁设备，每个功课在最初只分配三个磁带设备. 第四个只要的须要的时候才分配.在这类计谋中，最多可以有20/3=6 个功课同时履行.起码的空闲设备数量为0，最多有 2 个. 参考：Advanced Computer Architectrue,K.Hwang,19935.8考虑上面关于旌旗灯号量的定义：Void semWait(s){If (s.count>0){s.count--;}Else{Place this process in s.queue;Block;}}Void semSignal(s){If (there is at liast one process blocked on semaphore){Remove a process P from s.queue;Place process P on ready list;}Elses.count++;}比较这个定义和图5.3中的定义，留意有如许的一个区别：在前面的定义中，旌旗灯号量永久不会取负值.当在程序平分别使用这两种定义时，其后果有什么分歧？也就是说，是否可以在不改变程序意义的前提下，用一个定义代替另一个？答：这两个定义是等价的，在图5.3的定义中，当旌旗灯号量的值为负值时，它的值代表了有多少个进程在等待；在此题中的定义中，虽然你没有关于这方面的信息，但是这两个版本的函数是一样的.5.12在图5.9和5.3的正文中，有一句话是“仅把花费者临界区（由s控制）中的控制语句移出还是不克不及解决成绩，因为这将导致死锁”，请用类似于表5.3的表说明.答：Producer Consumer s n delay1 1 0 02 SemWaitB(S) 0 0 03 n++ 0 1 04 If(n==1)(semSignalB(delay)) 0 1 15 semSignalB(s) 1 1 16 semWaitB(delay) 1 1 07 semWaitB(s) 0 1 08 n-- 0 09 semWaitB(s) If(n==0) (semWaitB(delay))10生产者和花费者都被梗阻.６.１０考虑一个共有１５０个存储器单元的零碎，其单元如下分配三个进程：进程最大占用1 70 452 60 403 60 15使用银行家算法，以确定同意上面的任何一个请求是否平安.如果平安，说明能包管的终止序列；如果不服安，给出结果分配简表.a．第４个进程到达，最多须要６０个存储单元，最初须要２５个单元.b第４个进程到达，最多须要６０个存储单元，最初须要３５个单元.解： a.若同意第4个进程请求，则储存器单元共用去25＋15＋40＋45=125个单元，还有25个存储单元，则可以平安履行全部进程.平安顺序是1－2－3－4b.若同意第4个进程请求，则还有15个资本可以用，此时处于不服安形态，结果分配见表进程最大据有须要空闲1 70 45 25 152 60 40 203 60 15 454 60 35 257.12. 考虑一个简单分页零碎，其物理存储器大小为232字节，页大小为210字节，逻辑地址空间为216个页.a. 逻辑地址空间包含多少位？b. 一个帧中包含多少字节？c. 在物理地址中指定帧须要多少位？d. 在页表中包含多少个页表项？e. 在每个页表项中包含多少位？（假设每个页表项中包含一个无效/无效位）答：a. 物理地址空间的比特数是216*210=226b. 一个帧包含的字节跟一个页是一样的,210比特.c. 主存中帧的数量是232/210=222,所以每个帧的定位要22个比特d. 在物理地址空间,每个页都有一个页表项,所以有216项e. 加上无效/无效位，每个页表项包含23位.。