《操作系统》综合复习资料
一、填空题
1.并发是指两个或两个以上的事件在（ 1 ）发生。
2.在DMA控制器上，与实现DMA控制关系密切的两个特殊的寄存器是（ 2 ）和
（ 3 ）。
3.进程调度的任务是（ 4 ），进程调度由（ 5 ）完成。
4.进程主要由（ 6 ）、（7 ）、（8 ）三部分内容组成。
5.实时操作系统通常采用基于优先权的抢占式进程调度算法，抢占的方式按抢占时机的
不同可分为（9 ）和（10 ）两种方式。
6.临界资源是必须以（11 ）方式访问的共享资源，并发执行的进程通过执行
（12 ）代码来访问临界资源。
7.操作系统内核通常包含支撑功能和（13 ）功能。
8.请求分页系统中的页表是进行地址映射所需要的主要数据结构，每个页表项包括了页
号、物理块号、状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址等字段，其中状态位P 用来表示（14 ），访问字段A用来表示（15 ）。
9.进程的三个基本状态分别是（ 1 ）态、（ 2 ）态和( 3 )态。
10.操作系统的基本功能包括( 4 )管理、( 5 )管理、( 6 )管理、( 7 )管理。
除此之外还为用户使用操作系统提供了用户接口。
11.死锁的产生有四个必要条件，分别是（8 ）、请求和保持条件、不剥夺条件和
（9 ）。
12.将（10 ）地址转化为（11 ）地址的工作称为地址映射。
13.进程调度负责（12 ）的分配工作。
14.快表中存放的是（13 ）
15.I/O设备按信息交换的单位可分为（14 ）和（15 ）两种类型。
二、选择题
1、一个进程被唤醒意味着（）。
A.该进程重新占有了CPU
B.它的优先权变为最大
C.其PCB移至等待队列队首
D.进程变为就绪状态
2、支持虚拟内存管理的对换区通常在（）
A.内存
B.外存
C.外存的文件区
D.既可在内存也可在外存
3、进程在执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行( )指令。
A.被中断的前一条
B.被中断的
C.被中断的后一条
D.启动时的第一条
4、分区管理中采用“首次适应”分配算法时，宜把空闲区按（）次序登记在空闲区表
中。
A.长度递增
B.长度递减
C.地址递增
D.地址递减
5、某系统中有4个并发进程，都需要同类资源5个，试问该系统不会发生死锁的最少资源
数是（）。
A．16 B．17 C．20 D．18
6、在使用记录型信号量解决生产者和消费者问题时（）。
A.wait操作的顺序不能颠倒
B.signal操作的顺序不能颠倒
C. wait和signal操作的顺序都不能颠倒
D. wait和signal操作可以是任意顺序
7、如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是（）。
A．程序查询B．中断方式
C．DMA方式D．无条件存取方式
8、下面对进程的描述中，错误的是（）。
A．进程是动态的概念B．进程执行需要处理机
C．进程是有生命期的D．进程是指令的集合
9、在（）的情况下，系统出现死锁。
A. 计算机发生了大故障
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他方释放已占有的资源
A. 资源数远小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数
10、文件系统用（）组织文件
A.堆栈
B.指针
C.目录
D.路径
11、下面对进程的描述中，错误的是＿＿＿。
A．进程是动态的概念B．进程执行需要处理机
C．进程是有生命期的D．进程是指令的集合
12、进程在执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行＿＿＿指令。
A.被中断的前一条
B.被中断的
C.被中断的后一条
D.启动时的第一条
13、UNIX是＿＿＿操作系统；
A.多用户；
B.多任务；
C.单用户单任务；
D.多用户多任务；
14、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．优先级
C．最高响应比优先D．短作业优先
15、在固定分区分配中，每个分区的大小是＿＿。
A．相同B．随作业长度变化
C．可以不同但预先固定D．可以不同但根据作业长度固定
16、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
17、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
18、文件系统与＿＿＿。密切相关，它们共同为用户使用文件提供方便。
A.处理器管理
B.存储管理
C.设备管理
D.作业管理
19、在多道程序环境下，操作系统分配资源以＿＿＿为基本单位。
A.程序
B.指令
C.进程
D.作业
20、为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程之间交换
数据的方式进行，这种方式称为＿＿＿。
A.进程互斥
B.进程同步
C.进程制约
D.进程通信
三、简答题
1.什么是进程？请写出至少三种进程调度算法
2.什么是死锁?造成死锁的原因是什么?
3.画出具有三个基本状态的进程转换图
4.什么是进程？请说明进程创建的过程。
5.什么是虚拟存储系统？有哪些存储管理技术支持虚拟存储系统的实现？
6.请说明什么是多级队列调度算法和时间片轮转调度算法。
7.什么是操作系统？操作系统具有什么作用？
8.请说明进程创建的过程。
9.进程控制块的作用是什么？
10.什么是死锁?造成死锁的原因是什么?
11.引起进程调度的因素有哪些？请说明什么是多级队列调度算法。
12.什么是虚拟存储系统？有哪些存储管理技术支持虚拟存储系统的实现
13.什么是进程？进程和程序之间有什么区别和联系？
14.单重中断的处理过程是什么？
15.简述操作系统的层次结构
16.在进行页面置换的时候，为什么通常选择最近既没有被访问过又没有被修改过的页面
做为换出页面？
17.引起进程调度的因素有哪些？
四、分析题
1、假设一个进程被分成大小相等的4个段，并且系统为每个段建立了一个有8个页表项的页表，假设页的大小为2k
（1）每个段的最大尺寸为多少？为什么？
（2）该进程的最大逻辑地址空间为多少？为什么？
2、举例说明文件系统是如何实现文件的“按名存取”的？举例说明文件系统所能访问的分区
大小是由什么决定的？
3、在一个页式存储管理系统中，页表内容如下所示：
若页的大小为2K，则地址转换机构将逻辑地址0转换成的物理地址是什么。（请写明计算过程）。
4、写出记录型信号量机制wait和signal操作的实现。写出使用记录型信号量机制实现生产者-消费者问题的同步算法。
参考答案
第一题填空题
1、并发是指两个或两个以上的事件在（同一时间间隔）发生。
2、在DMA控制器上，与实现DMA控制关系密切的两个特殊的寄存器是（MAR（内存地
址寄存器））和（DC（字节计数器））。
3、进程调度的任务是（从就绪队列中选择一个进程，将CPU分配给该进程（或为进程分
配CPU）），进程调度由（进程调度程序）完成。
4、进程主要由（正文段）、（用户数据段）、（系统数据段）三部分内容组成。
5、实时操作系统通常采用基于优先权的抢占式进程调度算法，抢占的方式按抢占时机的不
同可分为（立即抢占）和（基于时钟中断的抢占）两种方式。
6、临界资源是必须以（互斥）方式访问的共享资源，并发执行的进程通过执行（临界区）
代码来访问临界资源。
7、操作系统内核通常包含支撑功能和（资源管理）功能。
8、请求分页系统中的页表是进行地址映射所需要的主要数据结构，每个页表项包括了页号、物理块号、状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址等字段，其中状态位P用来表示（该页是否在内存中），访问字段A用来表示（该页最近是否被访问过）。
9、进程的三个基本状态分别是（就绪）态、（运行）态和( 阻塞)态。
10、操作系统的基本功能包括( 处理机)管理、(存储器)管理、( 设备)管理、( 文件)管理。除此之外还为用户使用操作系统提供了用户接口。
11、死锁的产生有四个必要条件，分别是（互斥条件）、请求和保持条件、不剥夺条件和（环路等待条件）。
12、将（逻辑）地址转化为（物理）地址的工作称为地址映射。
13、进程调度负责（处理机）的分配工作。
14、快表中存放的是（最近访问过的页表项）
15、I/O设备按信息交换的单位可分为（字符设备）和（块设备）两种类型。
第二题选择题
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
D B D D C A B B C D 第三题简答题
1、答：进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的运行过程。进程调度算法有：时间片轮转调度、多级队列调度、多级反馈队列调度。
2、答：所谓死锁，是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵持状态，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。
产生死锁的原因：（1）竞争资源；（2）进程推进顺序非法
3、答：
4、答：进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的执行过程。
进程创建的过程如下：
申请，空白PCB。
为新进程分配资源。
初如化进程控制块。
将新进程插入就绪队列。
5、答：虚拟存储系统是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。在虚拟存储器系统中，作业无需全部装入，只要装入一部分就可运行。
请求分页和分段请求的存储管理技术都可以实现虚拟存储管理系统。
6、答：多级队列调度是根据作业的性质或类型的不同将就绪进程队列再分为若干个独立子队列，各个作业固定地分属于一个队列，每个队列采用一种算法，不同的队列可采用不同的调度算法。
在早期的时间片轮转算法中，系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则，排成一个队列，每次调度时把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片，当时间片用完时，调度程序终止当前进程的执行，并将它送到就绪队列的队尾。
7、答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度，
以及方便用户的程序的集合。
作用：用户与计算机硬件系统之间的接口；计算机系统资源的管理者。
8、答：OS调用创建新进程的原语，来创建进程，一般步骤：
1）申请，空白PCB。
2）为新进程分配资源。
3）初始化进程控制块。
4）将新进程插入就绪队列。
9、答：进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。PCB的作用就是使一个能在多道程序环境下运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。
10、答：所谓死锁，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。
产生死锁的原因：（1）竞争资源；（2）进程推进顺序非法
11、答：引起进程调度的因素有：
正在运行的时间片用完；进程被阻塞；进程运行结束；有高优先权的进程到来；
多级队列调度是根据作业的性质或类型的不同将就绪进程队列再分为若干个独立子队列，各个作业固定地分属于一个队列，每个队列采用一种算法，不同的队列可采用不同的调度算法。
12、答：所谓虚拟存储器，是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。
具体地说，所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。
请求分页和分段请求的存储管理技术都可以实现虚拟存储管理系统。
13、答：定义1：可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。
或定义2：进程是由正文段、用户数据段以及系统数据段共同组成的一个执行环境。（正文段存放被执行的机器指令，用户数据段存放进程在执行时直接进行操作的所有数据，包括进程所使用的全部变量，系统数据段存放程序的运行环境，是进程实体最重要的一部份。）
1、区别
（1）程序是静态的，进程是动态的程序是永久的，进程是暂时存在的
（2）程序与进程的存在实体不同
2、联系
（1）、进程是程序的一次执行，进程总是对应一个特定的程序，执行程序的代码，一
个进程必然对应一个程序。
（2）、一个程序可以对应多个进程。同一个程序段可以在不同的数据集合上运行，因而构成若干个不同的进程。
14、答：
15、答：操作系统的层次结构如下图所示：转中断服务子程序
16、答：由于程序的局部性原理，当前使用过的页面，通常认为后面也会使用到；在将一个页面换出时，如果该页已被修改过，便须将它重新写到磁盘上，但如果该页未被修改过，则不必将它考回磁盘。换言之，对于修改过的页面在换出时所付出的开销将比未修改过的页面开销大。因此，通常选择最近既没有被访问过又没有被修改过的页面做为换出页面
17、答：引起进程调度的因素有：
1）进程正常终止或异常终止；
2）正在执行的进程因某种原因被阻塞；
3）在引入时间片的系统中，时间片用完；
在抢占式中，就绪队列中某进程的优先权变得比当前正在执行的进程高，或有优先权更高的进程进入就绪队列。
第四题分析题
1、答：
（1）因为页大小为2k，一个段最多有8个页面，所以2k*8=16k
（2）该进程的最大逻辑地址空间又段的数量和每个段的大小决定，16k*4=64k
2、答：MS—DOS中的目录文件的每个目录项占32个字节，包含文件名、文件属性、和第一个磁盘块号，根据第一个磁盘块的块号，可以找到所有的文件块。MS—DOS是树型目录(层次型目录)。
若用16位存簇号（块号），块号从0~216最多有64K个块，若每块0.5K，则可支持32K 的磁盘空间，每块1K，可支持64M磁盘空间。
3、答：
页号p=INT(0/2048)=0…
页内偏移w=mod(0/2048) 0
以页号为索引搜索页表得到0号页面所在的物理块号为2
物理地址=物理块号*块大小+页内偏移=2*（2*1024）+0=4096
4、记录型信号量的wait(s)和signal(s)的实现算法
procedure wait(s)
var s:semaphore
begin
s.value:=s.value-1;
if s.value<0 then
block(s.L)
end.
procedure signal(s)
var s:semaphore
begin
s.value:=s.value+1;
if s.value<=0 then
wakeup(s.L)
end.
记录型信号量解决生产者-消费者同步问题的算法：
设置一个互斥信号量，mutex用于实现对公共缓冲池的互斥访问，初值为1。设置两个同步信号量，分别表示可用资源数。
empty：表示空缓冲区数,初值为n
full：表示装有产品的缓冲区数，初值为0，(一个缓冲区中放一个产品) Producer:
begin
repeat
…
produce an item in nextp;
wait(empty);
wait(mutex);
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1)mod n
signal(mutex);
signal(full)；
until false（3分）
Consumer:
begin
repeat
…
wait(full);
. . .. . .
wait(mutex);
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1)mod n;
signal(mutex);
signal(empty)；
consume item in nextc;
until false;
. 专业专注.
