操作系统习题

操作系统习题

From陈向群编著,北京⼤学出版社

第1章操作系统引论1、什么是计算机系统？计算机系统是怎样构成的？

2、什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作⽤和地位。

3、操作系统管理计算机系统的那些资源？

4、请从资源管理的⾓度说明操作系统的主要功能。

5、操作系统有哪些基本特征？

6、请叙述各类操作系统的⼯作⽅式及特点。

7、请⽐较批处理系统、分时系统及实时系统之间的相同点和不同点。

8、请描述分时系统下相应时间的含义。

9、在什么情况下应该采⽤批处理⽅式？在什么情况下应该考虑分时策略？

10、现代的通⽤操作系统把批处理⽅式和粉饰⽅式⽽这结合起来，为什么要这样做？这样的结合有什么特点？

11、实时操作系统有什么主要特征？

12、在如下的应⽤场合中，应该选⽤什么类型的操作系统呢？并请说明为什么？

（1）导弹控制；

（2）国际统计局软件；

（3）汽车发动机点⽕控制；

（4）⽕车订票系统；

（5）互联⽹电⼦游戏。13、请说明什么是SPOOLing技术？在现代操作系统中有没有使⽤SPOOLing技术？

14、⽹络操作系统和分布式操作系统都是配置在计算机⽹络上的操作刺痛，它们之间有什么本质上的不同？

15、操作系统设计的过程包括哪些⽅⾯，在每个⽅⾯都要考虑什么问题？

16、操作系统开发过程中⾯临的主要问题是什么？

17、操作系统的设计⽬标是什么？

18、影响操作系统正确性的因素有哪些？

19、在进⾏操作系统结构设计时应考虑哪些问题？

20、请说明模块组合法、层次式结构和客户/服务器结构的基本思想以及优缺点。

第2章硬件基础1、请简述处理器的组成和⼯作原理。你认为哪些部分和操作系统密切相关，为什么？

2、为了⽀持操作系统，现代处理器⼀般都提供哪两种⼯作状态，以隔离操作系统和普通程序？两种状态各有什么特点？

3、计算机系统中既有操作系统程序，⼜有⽤户程序，在什么情况下操作系统程序才能占⽤中央处理器？

4、为什么要把“启动I/O”等指令定义为特权指令？

5、怎样限制⽤户程序中使⽤特权指令？

6、神恶魔是分级的存储体系结构？它主要解决了什么问题？7、请简述程序局部性原理。

8、什么是存储保护？有哪些⽅法实现存储保护？

9、操作系统与硬件如何配合来实现存储保护的？

10、什么是中断？为什么说中断对现代计算机很重要？

11、中断的作⽤是什么？

12、中断向量是什么？其昨夜那个是什么？

13、中断响应主要做哪些⼯作？

14、中断处理的主要步骤是什么？

15、为什么要对终端进⾏屏蔽？

16、多个终端同时发⽣时，系统是怎样处理的？

17、阐述硬件的终端装置的作⽤。

18、常⽤那个的I/O控制技术有哪些？各有什么特点？

19、缓冲技术在库算计系统中起着什么样的作⽤？它是如何⼯作的？

20、始终对操作系统有什么重要作⽤？

21、硬件时钟怎样实现？其作⽤是什么？

22、软件始终怎样实现？其作⽤是什么？

第3章进程管理1什么是多道程序设计？

2、多道程序设计怎样提⾼系统效率？多道程序设计⼀定能提⾼系统效率吗？

3、操作系统中为什么要引⼊“进程”？进程和程序有什么区别？

4、程序的并发执⾏有什么特点？并⾮和并⾏有什么区别？

5、可再⼊程序有什么特性？

6、进程有哪些基本状态？它们的变化关系式怎样的？

7、系统中有n(n>1)个进程，在任意时刻，处于运⾏、就绪和等待状态的进程最多、最少各有⼏个？

8、进程控制块的作⽤是什么？其主要内容有哪些？

9、进程能否修改访问⾃⼰的进程控制块内容？

10、何谓与时间有关的错误？举例说明之。并发进程执⾏时⼀定会产⽣与时间有关的错误吗？为什么？

11、什么是临界区？什么是相关临界区？对相对临界区的管理有哪些要求？

12、若⽤P、V错做管理某⼀组相关临界区，其信号量S的值在[-1,1]之间变化，当S= -1，S=0，S=1时，它们各⾃的物理含义是什么？13、两个并发执⾏的进程A和B的程序如下：

进程ARepeat

N：=N+5；

Until flase;

进程BRepeat

打印N的值；N：=0；

Until false;

其中，N为整数，初值为4.若进程A先执⾏了三个循环后，进程A和进程B⼜并发执⾏了⼀个循环，写出可能出现的打印值。正确的打印值应该是多少？请⽤P、V操作进⾏管理，使进程A和B并发执⾏时不会出现与时间有关的错误。14、a、b两点之间有⼀段单⾏车道，现在设计⼀个⾃动管理系统，管理规则如下：允许同⽅向的车同时驶⼊ab段，但另⼀⽅向的车必须在ab段外等待；当ab之间⽆车辆在⾏驶时，到达a 点（或b点）的车辆可以进⼊ab段，但不能从a点和b点同时驶⼊；当某⽅向在ab段⾏驶的车辆驶出了ab段且暂⽆同⽅向车辆进⼊ab段时，应让另⼀⽅向等待的车辆进⼊ab段⾏驶。请编写程序，⽤P、V操作实现对ab段的正确管理以保证⾏驶安全。15、有3各并发进程R、M、P，它们共享⼀个缓冲器B。进程R负责从输⼊设备读信息，没读出⼀个记录后把它存放在缓冲器B中，进程M在缓冲器B中加⼯进程R存⼊的记录，进程P把加⼯后的记录打印输出。缓冲器B找那个每次只能存放⼀个记录，当记录被加⼯输出后，缓冲器B 中⼜可存放⼀个新纪录。请⽤P、V操作为同步机制写出它们并发执⾏时能正确⼯作的程序。16、在公共汽车上，司机和售票员的⼯作流程如下所⽰。为保证乘客的安全，司机和售票

员应密切配合协调⼯作，请编写程序，⽤P、V操作来实现司机和售票员之间的同步。

司机售票员

启动车辆；关门；

正常⾏驶；售票；

到站停车；开门；17、某银⾏有⼈民币储蓄业务，由n个柜员负责。每个顾客进⼊银⾏后线去⼀个号，并且等着叫号。当⼀个柜台⼈员空闲下来，就叫下⼀个号。试⽤P、V操作正确编写柜台⼈员和顾客进程的程序。18、设有A、B、C三个进程共享⼀个存储资源F。A对F只读不写，B对F只写不读，C对F先读后写。（当⼀个进程写F是，其他进程既不能读F，也不能写F，但多个进程同时读F是允许的）。试利⽤管程⽅法或P、V操作，写出A、B、C三个进程的框图，要求：（1）执⾏正确；(2)正常运⾏时不产⽣死锁；（3）使⽤F的并发度要⾼。19、进程间有哪⼏种通信⽅式？各有什么特点？各种⽅式分别使⽤与那些情况？

20、进程调度的作⽤是什么？引起进程调度的因素有哪些？

21、在⼀个单处理器的多道程序程序系统中，现有两道作业同时执⾏，其中⼀道以计算为主，另⼀道以输⼊输出为主，你将怎样赋予作业进程占有处理器的优先数？解释为什么？22、假定就绪队列中地进程按优先数⾃⼤到⼩顺序排列，当有今晨更要加⼊就绪队列时，应按它的优先数排⼊相应的位置，试就单向链接的⽅式写出实现进程如对的程序。23、当进程调度选中⼀个进程后，怎样才能让它占⽤处理器？

24、在分级调度算法中，为什么对不同就绪队列中地进程规定使⽤不同长度的时间⽚？

25、有5各进程P1、P2、P3、P4、P5，它们同时⼀次进⼊就绪队列，它们的优先数和需要的处理器时间如表3-1所⽰。

表3-1

进程处理器时间优先数P1 10 3

P2 1 1

P3 2 3

P4 1 4

P5 5 2忽略进⾏调度等所花费的时间，请回答下列问题：(1)写出分别采⽤“先来先服务”和“⾮抢占式的优先数”调度算法选中进程执⾏的次序.

(2)分别计算出上述两种算法使各进程在就绪队列中地等待以及两种算法下的平均等待时

间。26、为什么要引⼊线程？线程和今晨个之间的区别和联系时什么？

27、系统核⼼应包含哪些功能？核⼼的特点是什么？

第4章存储管理1、存储管理的主要管理有哪些？

2、解释下列术语：逻辑地址、绝对地址、地址重定位。

3、在可变分区管理⽅式下，什么是“碎⽚”？如何解决“碎⽚”问题？

4、采⽤⼀定技术有什么优点？⼀定⼀道程序时操作系统要做哪些⼯作？

5、设在内存中按地址递增次序有三个不连续的空闲区F1、F2、F3，他们的容量分别时60K、130K、20K。请给出⼀个后备作业序列，使得实施存储分配时

（1）采⽤最佳适应算法将取得好的效果，⽽采⽤最差适应算法和⾸先适应算法效果都不好；

（2）采⽤最佳适应算法效果不好，⽽采⽤最差适应算法和⾸先适应算法效果都可取得好的效果；

（3）采⽤最差适应算法将取得好的效果，⽽采⽤⾸先适应算法和最佳适应算法效果都不好；

（4）采⽤这三种算法都可取得好效果；

（5）采⽤这三种算法效果都不好。6、⽤可变分区⽅式管理内存时，假定主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的⼤⼩依次为32K、10K、5K、228K、100K。现有五个程序J1、J2、J3、J4和J5。它们各需主存1K、10K、108K、28K和115K。若采⽤最先适应分配算法能把这五个程序按J1～J5的次序全部装如主存吗？你认为按怎样的次序装⼊这五个程序可使主存空间利⽤率最⾼。7、解释页式（段式）存储管理中为什么要设置页（段）表和快表。

8、设计⼀个页表应考虑哪些因素？

9、请叙述页式（段式）存储管理中地址转换的过程。

10、某采⽤页式存储管理的系统结构长度为16位，页⾯⼤⼩为210。当前进程的页表如下：

0 6

1 8

2 10

3 12

4 14

5 19

假设逻辑地址为0000110010101100，试画出地址转换图并计算相应的物理地址。11、某采⽤段式存储管理的系统为装⼊内存的⼀个程序建⽴了如表4-1所⽰的段表。

表4-1

段号段长主存起始地址0 660 2219

1 140 33002 100 90

3 580 1237

4 960 1959

试计算出该程序访问[0,432]、[1,10]、[2,500]、[3,400]时（⽅括号中第⼀个元素为段号，第⼆个元素为段内地址）的绝对地址。12、由⼀个操作系统采⽤段式存储管理⽅案，⽤户区内存为512K，分配时截取空闲块的前半部分（⼩地址部分）。初始时内存全部空闲。系统执⾏如下申请、释放操作序列。

申请300K，申请100K，释放300K，申请150K，申请50K，释放100K

（1）若采⽤⾸先适应算法，空闲块表中有哪些空块（指出⼤⼩，地址）；

（2）若采⽤最佳适应算法，空闲块表中有哪些空块（指出⼤⼩，地址）；

（3）若随后⼜申请80K，针对上述两种情况说明结果。其结果说明了什么问题？13、段式存储管理系统中时如何实现存储保护的？

14、页式存储管理系统中程序的地址空间是⼀维还是⼆维的？请说明理由。

15、为什么说段页式管理时的虚拟地址仍然是⼆维的？

16、操作系统的存储管理⽬标是什么？段页式管理是如何实现这些⽬标的？

17、简述什么是覆盖技术，什么是交换技术？它们之间的区别是什么？

18、何谓程序局部性原理，请举出三个例⼦。

19、虚拟存储器是什么？为什么要引⼊虚拟存储器？

20、叙述虚拟页式存储管理⽅案的基本思想。为了实现虚拟页式存储管理，系统必须提供的

硬件⽀持有哪些？21、某采⽤页式虚拟存储管理的系统，接受了⼀个共7页的程序，程序执⾏时依次访问的页为1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、2、1、2、3、6。若采⽤最近最少⽤（LRU）调度算法，程序在得到两块主存空间和四块主存空间时各会产⽣多少次缺页中断？如果采⽤先进先出（FI-FO)调度算法⼜会有怎样的结果？22、有⼀个虚拟存储系统。分配给某进程3页内存，开始时内存为空，页⾯访问程序如下:

6、5、4、3、2、1、5、4、3、6、5、4、3、2、1、6、5

（1）若采⽤先进先出页⾯置换算法（FIFO），缺页次数为多少？

（2）若采⽤最近最少使⽤页⾯置换算法（LRU），缺页次数为多少？