操作系统思考题
〈本练习仅供熟悉期末考试题型用〉
一、单项选择题(本大题共20 小题，每小题1 分，共20 分) 。在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项的字母填在题干中的括号内。
1. ()不是基本的操作系统。
A 、批处理操作系统
C 、实时操作系统
B 、分时操作系统
D 、网络操作系统
2. ()不是分时系统的基本特征:
A 、同时性
C 、实时性
B 、独立性
D 、交互性
3. 处理器执行的指令被分成两类，其中有一类称为特权指令，它只允许( )使用。
A 、操作员
B 、联机用户
C 、操作系统
D 、目标程序
4 . 当用户程序执行访管指令时，中断装置将使中央处理器( ) 工作。
A 、维持在目态
B 、从目态转换到管态
C 、维持在管态
D 、从管态转换到目态
5. 进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从( )
A 、运行态变为就绪态
B 、运行态变为等待态
C 、就绪态变为运行态
D 、等待态变为就绪态
6. 采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许( )将其移动。
A 、用户有条件地
B 、用户无条件地
C 、操作系统有条件地
D 、操作系统无条件地
7 . 分页式存储管理中，地址转换工作是由( )完成的。
A 、硬件
B 、地址转换程序
C、用户程序 D 、装入程序
8 . 如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用( )来保证按名存取的安全。
A 、重名翻译机构
B 、建立索引表
C、建立指针 D 、多级自录结构
9 . 对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是( )。
A 、字符
B 、数据项
C 、记录
D 、文件
10. 为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定( )号。
A 、设备类相对
B 、设备类绝对
C、相对 D 、绝对
11.通常把通道程序的执行情况记录在( )中。
A 、PSW
B 、PCB
C 、CAW
D 、CSW
12. 作业调度是从输入井中处于( )状态的作业中选取作业调入主存运行。
A 、运行
B 、收容C、输入 D 、就绪
13. 一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于( )状态。
A 、运行
B 、等待
C 、就绪
D 、收容
14. 共享变量是指( )访问的变量。
A 、只能被系统进程
C 、只能被用户进程
B 、只能被多个进程互斥
D 、可被多个进程
15. 临界区是指井发进程中访间共享变量的( )段。
A 、管理信息
B 、信息存储C、数据 D 、程序
16. 若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许( )个进程参于竞争，而不会发生死锁。
A 、5
B 、2
C 、3
D 、4
17. 产生系统死锁的原因可能是由于( )。
A 、进程释放资源
B 、一个进程进入死循环
C 、多个进程竞争，资源出现了循环等待
D 、多个进程竞争共享型设备
1 、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、有效地组织多道
程序运行的系统软件, 是用户与计算机之间的接口。
2 、从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为存储器管理、处理机管理、
_设备管理_、_文件管理_和用户界面。
3 、根据服务对象不同，常用的处理机操作系统主要分为如下三种类型:
允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的操作系统称为分时操作系统，它通常采用
时间片轮策略为用户服务;允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的操作系统
称为批处理操作系统，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的吞吐率; 在实时操作系统的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。设计这种系统时，应首先考虑系统的实时性和可靠性。
4 、用于进程控制的原语主要有创建原语、撤消原语、阻塞原语和唤醒原语。
5 、现代操作系统通常为用户提供三种使用界面:命令界面、图形界面和系统调用界面。
6 、计算机中CPU的工作分为系统态和用户态两种。系统态运行操作系统程序，用户态运行用户程序。
7 、操作系统的体系结构主要有单块结构、层次结构和微内核结构。
8 、程序的并发执行是现代操作系统的基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了进程这一概念。
9 、进程至少有三种基本状态:就绪状态、执行状态和阻塞状态。
10 、进程存在的标志是：PCB
11 、进程的静态实体由程序段、数据和进程控制块三部分组成。
12 、进程被创建后，最初处于进入状态，然后经CPU选中后进入运行状态。
13 、进程的同步和互斥反映了进程间直接制约和间接制约的关系。
操作系统试题2
一、单项选择题(选择正确答案的代号，填入括号中)
1.一个完整的计算机系统是由( )组成的。
A. 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 用户程序
2. 操作系统的基本职能是( )。
A. 控制和管理系统南各种资源，有效地组织多道程序的运行
B. 提供用户界面，方便用户使用
C. 提供方便的可视化编辑程序
D. 提供功能强大的网络管理工具
3. 下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的( )。
A 就绪→运行
B 运行→就绪
C 就绪→阻塞
D 阻塞→就绪
4 某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。当系统完成了所需的读盘操作后，
此时该进程的状态将( )。
A. 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. 进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由( )完成的。
A. 作业调度
B. 中级调度
C. 进程调度
D. 设备调度
6. 把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作( ) 。
A. 编译
B. 连接
C. 运行
D. 重定位
7. 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
8. 避免死锁的一个著名的算法是( )。
A. 先入先出法
B. 银行家算法
C. 优先级算法
D. 资源按序分配法
9. 使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的( )功能实现的。
A. 设备独立性
B. 设备分配
C. 缓冲管理
D. 虚拟设备
10. 资源预先分配策略可以实现死锁的( ) 。
A. 预防
B. 避免
C. 检测
D. 恢复
1 1.为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是( )。
A. 多道批处理系统 B . 分时系统C . 实时系统D. 网络系统
12. SPOOLing 技术可以实现设备的( )分配。
A . 独占
B . 共享
C . 虚拟 D. 物理
1 3 . 以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是( )。
A. 动态分区法
B. 可重定位分区法 C . 请求分页技术 D . 对换技术
14. 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j主文件 C . 索引文件 D. 多重索引文件
1 5 . 设备的打开、关闭、读、写等操作是由( )完成的。
A . 用户程序
B . 编译程序
C . 设备分配程序
D . 设备驱动程序
1 6 . 在计算机系统中，控制和管理各种资源、有效地组织多道程序运行的系统软件称作( )。
A. 文件系统 B 操作系统 C 网络管理系统 D 数据库管理系统
1 7 . 以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是( )。
A. DOS 系统
B. Windows NT 系统
C. UNIX 系统
D. OSI2系统
1 8 . 多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内部得到运行。这种性质称作进程的
( )。
A 动态性
B 并发性 c 调度性 D 异步性
1 9 . 进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程( )。
A. A. 可以有多个进程控制块
C. 可以没有进程控制块
B. 可以和其他进程共用一个进程控制块
D. 只能有惟一的进程控制块
20. 为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。这项工作是由( )完成的。
A. 作业调度
B. 中级调度
C. 进程调度
D. 内存调度
2 1.通常，用户编写的程序中所使用的地址是( ) 。
A. 逻辑地址
B. 物理地址
C. 绝对地址
D. 内存地址
22. 当前目录是/usrlmer鸣，其下属文件prog/file.c 的绝对路径名是( ) 。
A. /usr/meng/file.c
B. /usr/file.c
C. /prog/file.c
D. /usr/meng/prog/file.c
23. 引入缓忡技术的主要目的是( ) 。
A. 改善用户编程环境
B. 提高CPU 的处理速度
C. 提高CPU 与设备之间的并行程度
D. 降低计算机的硬件成本
24. 计算机系统产生死锁的根本原因是( ) 。
A. 资源有~~
B. 进程推进顺序不当
C. 系统中进程太多
D. A 和B
25. 虚拟存储管理策略可以( )。
A. 扩大物理尚存容量
B. 扩大物理外存容量
C . 扩大逻辑尚存容量 D. 扩大逻辑外存容量
26 . 请求分页存储管理中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会( )。
A. 增加 B . 减少 C . 不变 D. 可能增加也可能减少
二、填空题
1.操作系统的基本特征是并发,共享和异步性_.
2.进程创建工作主要完成的是创建进程控制块(PCB),并把它挂到就绪队列中.
3.进程调度的主要功能是保存现场,挑选进程和恢复选中进程的现场.
4.通常,线程的定义是是进程中执行运算的最小单位(或执行处理机调度的基本单位).在现代操作系统中,资源的分配单位是进程,而处理机的调度单位是线程,一个进程可以有多个_线程.
5.从用户的源程序进入系统到相应程序在机器上运行,所经历的主要处理阶段有编辑阶段,编译阶段,连接阶段,装入阶段,运行阶段
6.虚拟存储器所具有的基本特征是虚拟扩充,部分装入,离散分配,多次对换.
7.基本的文件物理存储组织形式有连续文件,串连文件,索引文件,多重索引文件
8.操作系统的设备管理应具备的主要功能是监视设备状态,进行设备分配,完成I/O操作,缓冲管理与地址转换.
操作系统试题3
一、单项选择题
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. 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. 无土邻空闲区，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
3. 用户程序在日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. 访营中断
4. MS-D OS 中用于软盘整盘复制的命令是( )
A. COMP
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J 1, J2 和J3 ，它们的执行时间分别是T1， T2 和T 3 ，且T1 A. T1 + T2 十T3 B. (T1 十T2+ T3 ) C. T1 十T2 十T3 D. T1 十T2 十T3 9 . 任何两个井发进程之间( 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.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 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 三、填空题(每空1 分) 1.用户程序使用访管指令（系统调用）请求操作系统服务。 2. 存贮管理应实现的功能是:主存空间的分配与保护，主存空间的重定位，主存空间的共享和主存的扩充。 3. 分页式存贮管理中，页表是用来指出作业的逻辑页号与主存块号的对应关系。 4 . 每个索引文件都至少有一张索引表，其中的每一个表项应包括能标识该记录的关键字（记录号）和该记录的存放地址（存放位置）。 5. 分时系统必须为用户提供操作控制命令以实现交互（联机）控制方式。 6. 斯普林系统中，作业执行时，从磁盘上的输入#中读取信息，并把作业的执行结 果暂时存放在磁盘上的输出#中。 7 . 并发进程中涉及到共享变量的程序段称为临界区，两个进程同时进入相关的临界区会造成与时间有关的错误。 四、应用题 1. 用信号量和PV 操作描述读者写者问题: 即允许多个读者同时读一个共享对象，但绝 不允许一个写者和其它进程同时访问共享对象。 var rmutex, wmutex:semaphore:=1,1; readcount: integer:=0; writer : begin repeat wait(wmutex); perform write operation; signal (wmutex); until false; end reader: begin repeat wait(rmutex); if readcount=0 then wait(wmutex); readcount:=readcount+1; signal(rmutex); ┇ Perform read operation; ┇ wait(rmutex); readcount:=readcount-1; if readcount=0 then signal(wmutex); signal(rmutex); until false; end 2 . 已知某程序访问以下页面: 0 、1 、4 、2 、0 、2 、6 、5 、1 、2 、 3 、2 、1 、2 、6 、2 、1 、3 、6 、2 ，如果程序有3个页框可用且使用下列替换算法，求出现缺页的次数。 (1) FIFO替换算法(2) LRU替换算法 3 . 三个进程A 、B 、C ，共享两个缓冲区B1 和B2 0 缓冲区B1 中可存放口件产品，缓冲 区B2 中可存放m 件产品。进程A 每次生产一件产品并将其存入缓冲区B1 中;进程B 每次从 缓冲区B1 中取出一件产品后再把它送到缓冲区B2 中:进程C 每次从缓冲区B2 中取出一件 产品去消费。为防止把产品存入己满的缓忡区，或从空的缓忡区取产品、或重复取产品，试 用PV 操作实现它们之间的制约。 解： A（R）、B（C）、C（P）。 （1）进程间关系为：A→B1→B→B2→C A 受 B 制约：当B 未把B1 信息取走，A不能输入下一信息。 C 受B 制约：当B 未把B1 信息送入B2，C 不能打印B2 信息。 B 同时受A、 C 约束：把A 未把信息写入B1；C 未把B2 信息印出，则B 不能把B1 信息送至 B2。 （2）设四个信号量。它们初值均为零 A 私用信号量S1 空。（为“0”表示B1 空） B 私用信号量S1 满。（为“1”表示B1 满） B 私用信号量S2 空。（为“0”表示B2 空） C 私用信号量S2 满。（为“1”表示B2 满） PV 原语同步算法如下： A ：输入到B1→V（S1 满）→P（S1 空）过程循环往复 B：P（S1 满）→B1 的信息送入B2→V（S1 空）→V（S2 满）→P（S2 空）过程循环往复 C：P（S2 满）→B2 的信息被打印→V（S2空）过程循环往复 （5）状态转换图如下： 示例： Begin full1,full2,empty1,empty2:semaphore; full:=0; full:=0; empty1:=n; empty2:=m; cobegin Process A begin P(empty1); 生产并存入B1; V(full1); end; Process B begin P(full1); 消费B1中的产品; V(empty1); P(empty2); 生产产品到B2中; V(full2)； end; Process C begin P(full2); 消费B2中的产品; V(empty2); end; coend; End; 4. 某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题: (1) 用PV 操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量，写出信号量的初值以及信号量 各种取值的含义。 定义：信号量S，初始值为20。 意义： S〉0 S的值表示可继续进入售票厅的人数 S=0 表示售票厅中已有20名顾客（购票者） S<0 |S|的值为等待进入售票厅的人数 (2) 根据所定义的信号量，把应执行的PV 操作填入下述方框中，以保证进程能够正确地 并发执行。 COBEGIN PROCESS PI(I=l , 2,……) Begin ; 进入售票厅; 购票; 退出; end; COEND 上框为 P(S) 下框为 V(S) (3) 若欲购票者最多为n 个人，写出信号量可能的变化范围(最大值和最小值)。 S的最大值为20 S 的最小值为20-n 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。 操作系统实验报告附思 考题 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 课程设计(综合实验)报告 ( 2015 -- 2016 年度第 1 学期) 名称：操作系统综合实验 题目： oslab综合实验 院系：计算机系 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：分散进行 成绩： 日期： 2015 年 10 月 29 日 实验1 实验环境的使用 一、综合实验的目的与要求 熟悉操作系统集成实验环境OS Lab 的基本使用方法。 练习编译、调试EOS 操作系统内核以及EOS 应用程序。 二、实验正文 1.启动 OS Lab 执行项目 Windows 控制台窗口内容显示 调试项目 使用断点中断执行 单步调试 .3单步调试结果显示： 练习使用“逐语句”功能和“跳出”功能 查看变量的值 快速监视 添加监视 调用堆栈 调用堆栈显示内容 进入Func 函数 双击 main 函数所在的行表示此函数是当前调用堆栈中的活动函数。 3 新建EOS 内核项目 4 EOS 应用程序项目的生成和调试 新建EOS 应用程序项目 调试项目 添加断点后单步调试结果显示 查看软盘镜像文件中的内容 修改EOS 应用程序项目名称 5 退出OS Lab 6 保存EOS 内核项目 三、综合实验总结或结论 思考与练习： 1.在哪些情况下应该使用“逐过程”调试，在哪些情况下应该使用“逐语句”调试。 答：逐语句为每执行一行语句，如果碰到函数调用它就会进入到函数里面。而逐过程碰到函数时不进入函数，把函数调用当成一条语句去执行。 2. 生成EOS SDK 文件夹的目的和作用。明白文件夹的组织结构和各个文件的来源和作用。查看EOS 应用程序包含了SDK 文件夹中的哪些头文件，是如何包含的 （1）EOSSDK为应用程序调用系统API提供服务，可作为用户编程中使用的工具包集合。（2）其主要包括INC头文件LIB文件夹、导入库文件和BIN文件夹、动态链接库、可执行程序、二进制文件。 （3）包含的头文件有:负责导出API函数,声明负责导出函数类型的定义,负责导出错误码。 （4）EOS应用程序在项目的头文件中只是包含了文件，在文件中又包含了和文件。 实验 2 操作系统的启动 一、综合实验的目的与要求 跟踪调试 EOS 在 PC 机上从加电复位到成功启动全过程，了解操作系统的启动过程。 查看 EOS 启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。 二、实验正文 1. 准备实验 新建一个 EOS Kernel 项目。打开和两个汇编文件。生成项目。找到文件，记录下此文件的大小 1566 字节。 2 调试 EOS 操作系统的启动过程 使用 Bochs 做为远程目标机 找到“远程目标机”属性，将此属性值修改为“BochsDebug” 调试 BIOS 程序 在 Console 窗口中输入调试命令 sreg 后按回车，其中 CS 寄存器信息行中的 “ s=0xf000”表示 CS 寄存器的值为 0xf000。 输入调试命令 r 后按回车，显示当前 CPU 中各个通用寄存器的值。其中 “ rip:0x00000000:0000fff0”表示 IP 寄存器的值为 0xfff0。 输入调试命令 xp /1024b 0x0000，查看开始的 1024 个字节的物理内存。在 Console 中输出的这1K 物理内存的值都为 0，说明 BIOS 中断向量表还没有被加载到此处。 输入调试命令 xp /512b 0x7c00，查看软盘引导扇区应该被加载到的内存位置。输出的内存值都为 0，说明软盘引导扇区还没有被加载到此处。 可以验证 BIOS 第一条指令所在逻辑地址中的段地址和 CS 寄存器值是一致的，偏移地址和 IP 寄存器值是一致的。由于内存还没有被使用，所以其中的值都为 0。 调试软盘引导扇区程序 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 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 课程设计(综合实验)报告( 2015 -- 2016 年度第 1 学期) 名称：操作系统综合实验 题目：oslab综合实验 院系：计算机系 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：分散进行 成绩： 日期：2015 年10 月29 日 实验1 实验环境的使用 一、综合实验的目的与要求 熟悉操作系统集成实验环境OS Lab 的基本使用方法。 练习编译、调试EOS 操作系统内核以及EOS 应用程序。 二、实验正文 1.启动 OS Lab 2.1 执行项目 Windows 控制台窗口内容显示 2.2 调试项目 2.2.1 使用断点中断执行 2.2.2 单步调试 2.2.2 .3单步调试结果显示： 练习使用“逐语句”功能和“跳出”功能 2.2.3 查看变量的值 快速监视 添加监视 2.2.4 调用堆栈 调用堆栈显示内容 进入Func 函数 双击 main 函数所在的行表示此函数是当前调用堆栈中的活动函数。 3 新建EOS 内核项目 4 EOS 应用程序项目的生成和调试 4.1 新建EOS 应用程序项目 4.2 调试项目 添加断点后单步调试结果显示 4.3 查看软盘镜像文件中的内容 4.4修改EOS 应用程序项目名称 5 退出OS Lab 6 保存EOS 内核项目 三、综合实验总结或结论 思考与练习： 1.在哪些情况下应该使用“逐过程”调试，在哪些情况下应该使用“逐语句”调试。 答：逐语句为每执行一行语句，如果碰到函数调用它就会进入到函数里面。而逐过程碰到函数时不进入函数，把函数调用当成一条语句去执行。 2. 生成EOS SDK 文件夹的目的和作用。明白文件夹的组织结构和各个文件的来源和作用。查看EOS 应用程序包含了SDK 文件夹中的哪些头文件，是如何包含的？ （1）EOS SDK为应用程序调用系统API提供服务，可作为用户编程中使用的工具包集合。（2）其主要包括INC头文件LIB文件夹、导入库文件和BIN文件夹、动态链接库、可执行程序、二进制文件。 （3）包含的头文件有:eos.h负责导出API函数,eosdef.h声明负责导出函数类型的定 义,error.h负责导出错误码。 （4）EOS应用程序在项目的头文件中只是包含了eos.h文件，在eos.h文件中又包含了eosdef.h和error.h文件。 实验 2 操作系统的启动 一、综合实验的目的与要求 跟踪调试 EOS 在 PC 机上从加电复位到成功启动全过程，了解操作系统的启动过程。 查看 EOS 启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。 二、实验正文 1. 准备实验 新建一个 EOS Kernel 项目。打开boot.asm 和loader.asm 两个汇编文件。生成项目。找到loader.bin 文件，记录下此文件的大小 1566 字节。 2 调试 EOS 操作系统的启动过程 2.1 使用 Bochs 做为远程目标机 找到“远程目标机”属性，将此属性值修改为“BochsDebug” 2.2 调试 BIOS 程序 2.2.1在 Console 窗口中输入调试命令 sreg 后按回车，其中 CS 寄存器信息行中的 “ s=0xf000”表示 CS 寄存器的值为 0xf000。 2.2.2 输入调试命令 r 后按回车，显示当前 CPU 中各个通用寄存器的值。其中 “ rip:0x00000000:0000fff0”表示 IP 寄存器的值为 0xfff0。 2.2.3输入调试命令 xp /1024b 0x0000，查看开始的 1024 个字节的物理内存。在 Console 中输出的这1K 物理内存的值都为 0，说明 BIOS 中断向量表还没有被加载到此处。 2.2.4输入调试命令 xp /512b 0x7c00，查看软盘引导扇区应该被加载到的内存位置。输出的内存值都为 0，说明软盘引导扇区还没有被加载到此处。 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》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 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。 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_______。 1为什么计算机启动最开始的时候执行的是BIOS代码而不是操作系统自身的代码？ 计算机启动的时候，内存未初始化，CPU不能直接从外设运行操作系统，所以必须将操作系统加载至内存中。而这个工作最开始的部分，BIOS需要完成一些检测工作，和设置实模式下的中断向量表和服务程序，并将操作系统的引导扇区加载值0x7C00 处，然后将跳转至0x7C00。这些就是由bios程序来实现的。所以计算机启动最开始执行的是bios代码。 2.为什么BIOS只加载了一个扇区，后续扇区却是由bootsect代码加载？为什么BIOS没有把所有需要加载的扇区都加载？ 对BIOS而言，“约定”在接到启动操作系统的命令后，“定位识别”只从启动扇区把代码加载到0x7c00这个位置。后续扇区则由bootsect代码加载，这些代码由编写系统的用户负责，与BIOS无关。这样构建的好处是站在整个体系的高度，统一设计和统一安排，简单而有效。BIOS和操作系统的开发都可以遵循这一约定，灵活地进行各自的设计。操作系统的开发也可以按照自己的意愿，内存的规划，等等都更为灵活 3.为什么BIOS把bootsect加载到0x07c00，而不是0x00000？加载后又马上挪到0x90000处，是何道理？为什么不一次加载到位？ 1）因为BIOS将从0x00000开始的1KB字节构建了了中断向量表，接着的256KB字节内存空间构建了BIOS数据区，所以不能把bootsect加载到0x00000. 0X07c00是BIOS设置的内存地址，不是bootsect能够决定的。 2）首先，在启动扇区中有一些数据，将会被内核利用到。 其次，依据系统对内存的规划，内核终会占用0x0000其实的空间，因此0x7c00可能会被覆盖。将该扇区挪到0x90000，在setup.s中，获取一些硬件数据保存在0x90000~0x901ff处，可以对一些后面内核将要利用的数据，集中保存和管理。 4.bootsect、setup、head程序之间是怎么衔接的？给出代码证据。 1)bootsect跳转到setup程序：jmpi 0,SETUPSEG; 这条语句跳转到0x90200处，即setup程序加载的位子，CS:IP指向setup程序的第一条指令，意味着setup开始执行。 2)setup跳转到head程序：CPU工作模式首先转变为保护模式然后执行jmpi 0,8 0指的是段内偏移，8是保护模式下的段选择符：01000，其中后两位表示内核特权级，第三位0代表GDT，1则表示GDT表中的第一项，即内核代码段，段基质为0x0000000,而head 程序地址就在这里，意味着head程序开始执行。 5.setup程序里的cli是为了什么？ cli为关中断，以为着程序在接下来的执行过程中，无论是否发生中断，系统都不再对此中断进行响应。 因为在setup中，需要将位于0x10000 的内核程序复制到0x0000 处，bios中断向量表覆盖掉了，若此时如果产生中断，这将破坏原有的中断机制会发生不可预知的错误，所以要禁示中断。 6.setup程序的最后是jmpi 0,8 为什么这个8不能简单的当作阿拉伯数字8看待？ 这里8要看成二进制1000，最后两位00表示内核特权级，第三位0表示GDT表，第四位1表示所选的表（在此就是GDT表）的1项来确定代码段的段基址和段限长等信息。这样，我们可以得到代码是从段基址0x00000000、偏移为0处开始执行的，即head的开始位置。 第一章操作系统引论 一、填空题 1~5 BCABA 6~8BCB 、填空题 处理机管理 计算机硬件 分时系统 单道批处理系统 、简答题 1. 什么叫多道程序？试述多道程序设计技术的基本思想 及特征。为什么对作业 进行多道批处理可以提高系统效率？ 多道程序设计技术是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序， 使它 们在管理程序控制下，相互穿插运行。 基本思想：在计算机的内存中同时存放多道相互独立的程序， 当某道程序因 某种原因不能继续运行下去时候，管理程序就将另一道程序投入运行，这样使几 道程序在系统内并行工作，可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态， 从而大大 提高计算机使用效率。 特征：多道性；无序性；调度性 在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统， 多个作业成批送入 计算机，由作业调度程序自动选择作业运行，这样提高了系统效率。 2. 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点？各适合应用于哪些方面？ 批处 理系统得特征：资源利用率高；系统吞吐量大；平均周转时间长；无交 互能力。适用于那些需要较长时间才能完成的大作业。 分时系统的特征：多路性；独立性；及时性；交互性。适合进行各种事务处 理，并为进行软件开发提供了一个良好的环境。 实时系统的特征：多路性；独立性；实时性；可靠性；交互性。适合对随机发生 的外部事件能做出及时地响应和处理的系统， 如实时控制系统，实时信息处理系 统。1、 2、 存储器管理 设备管理 计算机软件 实时系统 批处理系统 多道批处理系统 文件管理 第二章进程管理 一、填空题 1~6 CBABBB 7 ① A ② C ③ B ④ D 8 ① D ② B 9 ~10 CA 11~15 CBBDB 16~18 DDC 20~21 BB 22 ① B ② D ③ F 25 B 26~30 BDACB 31~32 AD 二、填空题 1、动态性并发性 2、可用资源的数量等待使用资源的进程数 3、一次只允许一个进程使用的共享资源每个进程中访问临界资源的那段代码 4、执行态就绪态等待态 5、程序数据进程控制块进程控制块 &同步关系 7、等待 8、进程控制块 9、P V 11、同步互斥同步互斥 12、P V P V P V 13、封闭性 14、-（m-1）~1 15、② 16、动静 17、4 0 18、s-1<0 19、①③ 三、简答题 1.在操作系统中为什么要引入进程的概念？进程和程序的关系？ 现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要，使得系统的工作情况变得非常复杂，而程序作为机器指令集合，这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性，因此，引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。 进程和程序关系类似生活中的炒菜与菜谱。菜谱相同，而各人炒出来的菜的味道却差别很大。原因是菜谱基本上是一种静态描述，它不可能把所有执行的动态过程中，涉及的时空、环境等因素一一用指令描述清楚。 2.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。 动态性：进程的实质是进程实体的一次执行过程。动态性是进程的基本特征。而程序只是一组有序指令的集合，其本身不具有动态的含义，因而是静态的。 并发性：并发性是进程的重要特征，引入进程的目的也正是为了使其进程实体能和其他进程实体并发执行，而程序是不能并发执行的。 独立性：进程的独立性表现在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。而程序不能做为一个独立的单位参与运行。 3.何谓进程，进程由哪些部分组成？ 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位进程由程序段，数据段，进程控制块三部分组成。 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 习题一 1 ■面述现代计算机系统的组成及其层次结构. 2.计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。 答：软件和硬件。软件包括系统软件和应用软件；硬件CPU 内存条、外部I/O 设备，以及系统总线。 3?什么是操作系统？计算机系统配置操作系统的主要目标是什么？ 答：操作系统是管理系统资源、控制程序执行、发送人机界面、提供各种服务，并合理组织 计算机工作流程和为用户方便而有效地使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。 A.方便用户使用； B.扩充机器功能； C.管理各类资源； D.提高系统效率； E.构筑开放环境。 4. 操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？ 答：大致可以把操作系统分为以下几类：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。其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作 业的执行，实现计算机操作的自动化。 又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。 单道系 统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行， 多个作业可自动、顺序地被装入运行。 批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器， 中央处理器轮流地执行各个作业， 各个 作业可以同时使用各自所需的外围设备， 这样可以充分利用计算机系统的资源， 缩短作业时 间，提高系统吞吐率。 5. 操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？ 答：操作系统为用户提供的基本和共性服务有： 1 ）创建程序和执行程序。2）数据I/O 和信 息存取。3）通信服务。4 ）差错检测和处理。为了保证自身高效率、高质量地工作，使得多 个应用程序能够有效地共享系统资源， 提高系统效率，操作系统还具备其他一些功能： 资源 分配、统计、保护等。 6. 试述操作系统所提供的各种用户接口。 答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。 程序接口由一组系统调 用组成，在应用程序中使用“系统调用” 可获得操作系统的低层服务， 访问或使用系统管理 的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能的手段；操作接口由一组命令和（或） 作业控制语言组成，是操作系统为用户提供的组织和控制作业执行的手段。 计算机系统 答: 软件系统 硬件系统 应用软件 r 操作系统 系统软件； L 其他系统献件 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 第一章 1、设计现代OS的主要目标就是什么？ 方便性,有效性,可扩充性与开放性。 2、OS的作用可表现在哪几个方面？ (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。 4、试说明推动多道批处理系统形成与发展的主要动力就是什么 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。7、实现分时系统的关键问题就是什么？应如何解决 关键问题就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。 12、试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。 (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,都就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,就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与资源共享等服务。(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,甚至就是灾难性后果,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？其最基本的特征就是什么？ 并发性、共享性、虚拟性与异步性四个基本特征。最基本的特征就是并发性。 14、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务就是什么？ 处理机管理的主要功能就是:进程管理、进程同步、进程通信与处理机调度 (1)进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换(2)进程同步:为多个进程(含线程)的运行进行协调(3)进程通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换(4)处理机调度:①作业调度:从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为她们分配运行所需的资源,首选就是分配内存②进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。 15、内存管理有哪些主要功能?她们的主要任务就是什么 内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射与内存扩充。 内存分配:为每道程序分配内存。操作系统第四版-课后习题答案
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