2022年西南大学《操作系统》-次网上作业及答案 .pdf

操作系统单选题：1、操作系统发展过程中出现多道程序系统的阶段是批处理操作系统2、进程是 程序的执行实体3、实时系统的主要应用领域不包括：媒体播放4、操作系统是一种（系统软件 ）5、为了执行更多的程序，计算机需要（更大内存 ）6、临界区是（一段程序 ）7、当进程等待的某个事件发生后，该进程会由（等待 ）状态变为（ 就绪）状态8、下列进程状态转换中，哪个是不正确的等待态到执行态9、当信号量的数值为2 时表示（ 有 2 个进程等待该信号量）10、进程间互斥是由（进程间共享资源）引起的？11、 Unix 中用于创建进程的系统调用是（D Fork()）12、段页式存储管理中可以以（页）为单位进行内存代码交换到外存。13、分时系统中没有（JCB）概念14、有 SPOOLING 系统不正确的叙述是（是一种特殊的直接耦合方式）填空题：1、存储保护的方式主要有：地址越界保护和通过页表控制对内在信息的存取操作方式以提供保护。2、早期的批处理可以分为联机处理和 脱机处理两种方法。3、常用的文件物理结构有连续文件、串联文件、索引文件等三种。1、地址重定位可分为静态地址重定位和动态地址重定位两种。2、UNIX 系统核心程序的绝大部分代码是用C 语言编写的，并且UNIX 系统是一个可供多用户同时操作的会话式分时操作系统。3、用户进程总是由系统程序模块下一个创建的。1、进程创建之后，在就绪状态、执行状态、等待状态三种状态之间转换。2、通道技术中可以使用三种类型的通道，它们是数组多路通道、字节多路通道、选择通道。3、中断可分为外中断、内中断、软中断等几种。1、UNIX通道可以分为三类， 它们是数组多路通道、字节多路通道、选择通道。2、 公有信号量用于作来在系统中的停留时间 / 作业等待时间加作业运行时间名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 论述：1、什么是静态页面管理？静态页面也就是HTML （HyperText Mark-up Language）即超文本标记语言或超文本链接标示语言，是目前网络上应用最为广泛的语言，也是构成网页文档的主要语言。HTML文本是由HTML命令组成的描述性文本，HTML命令可以说明文字、图形、动画、声音、表格、链接等。静态页面的结构包括头部（ Head）、主体（ Body）两大部分，其中头部描述浏览器所需的信息，而主体则包含所要说明的具体内容。注意：静态页面并非网站上没有动画的就是静态页面2、有一个飞机订票系统有两个终端，分别运行T1和 T2，请写出售票进程T1和 T2 使用 P,V操作的互斥过程。1、 答：设 sem 为信号量代表临界区，初值为1 T1: T2: P(SEM) P(SEM) 订票过程订票过程V(SEM) V(SEM) 3、使用伪代码或自然语言描述输入设备和CPU 之间如何通过中断完成输入处理过程。答：（1）输入设备向CPU 发出中断（2）硬件完成中断识别，取得中断处理程序地址（3）转中断处理程序（4）关中断（5）保存中断现场（6）检查输入设备状态（7）进行输入设备输入处理（8）恢复中断现场（9）开中断中断返回4、简述操作系统的功能答：操作系统的功能是管理和控制计算机系统中所有的硬件、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接口。从资源管理和用户接口的观点看，操作系统具有五个方面的功能。处理机管理：解决对处理机分配调度策略、 分配实施和资源回收等方面的管理。存储器管理：对内部存储器进行分配、存储保护和内存扩充。设备管理：包括对通道、控制器、输入输出设备的分配管理；设备的独立性。信息（文件系统）管理：对系统软件资源的管理。包括对信息资源的管理、共享、保密和保护。用户接口：即向用户提供一个友好的接口，为用户服务。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 5、试比较进程和程序的区别。答： C、C+ 、Java等语言编写的源程序经相应的编译器编译成可执行文件后，提交给计算机处理器运行。这时，处在可执行状态中的应用程序称为进程。从用户角度来看，进程是应用程序的一个执行过程。从操作系统核心角度来看，进程代表的是操作系统分配的内存、 CPU 时间片等资源的基本单位，是为正在运行的程序提供的运行环境。进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中，而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体。6、进程控制块包含进程的哪几类信息？答：1、描述信息，其主要有3 种。进程名或进程标识名，每个进程都有唯一的进程名或进程标识号； 用户名或用户标识名，每个进程都隶属于某个用户，用户名或用户名标识有利于资源共享与保护；家庭关系在有的系统中，进程之间互成家庭关系。2、控制信息，其主要有5 种。进程当前状态，进程当前状态说明进程当处于何种状态；进程优先级，是指进程占有处理机的重要依据；进程优先级偏移，程序开始地址规定该进程的程序以此地址开始执行；各种计时信息， 给出进程占有和利用资源的有关情况；通信信息，其用来说明改进程在执行过程中与别的进程所发生的住处交换情况。3、资源管理信息。包括有关存储器的住处、使用输入输出设备的信息、有关文件系统的信息等4、CPU 现场保护结构7、简述进程切换的时机。答：(1) 正在执行的进程执行完毕。这时如果不选择新的就绪进程执行，将浪费处理机资源。 (2)执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等待状态。 (3)执行中进程调用了P原语操作， 从而因资源不足而被阻塞：或调用了V原语操作激活了等待资源的进程队列。 (4)执行中进程提出I O请求后被阻塞。 (5)在分时系统中时间片已经用完。 (6)在执行完系统调用等系统程序后返回用户程序时，可看做系统进程执行完毕，从而调度选择一新的用户进程执行。 (7)在 CPU执行方式是可剥夺时，还有：就绪队列中的某进程的优先级变得高于当前执行进程的优先级，从而也将引发进程调度。8、假设有4 道作业，他们的提交时刻及执行时间由下表给出：作业号提交时间（小时）执行时间（小时）1 10.00 2 2 10.20 1 3 10.40 0.5 4 10.50 0.3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 计算在单道程序环境下，采用先来先服务调度算法和最短作业优先调度算法的平均周转时间和带权平均周转时间答：先来先服务算法（单位：小时）作业号提交时间执行时间开始时间完成时间周转时间带权周转1 10.00 2 10.00 12.00 2 2/2=1 2 10.20 1 12.00 13.00 2.8 2.8/1=2.8 3 10.40 0.5 13.00 13.50 3.1 3.1/0.5=6.2 4 10.50 0.3 13.50 13.80 3.3 3.3/0.3=11 所以平均周转时间T=(2+2.8+3.1+3.3)/4=2.8h 带权平均周转时间W= （1+2.8+6.2+12 ）/4=5.25 最短作业优先调度算法：（单位：小时）作业运行顺序： 1432作业号提交时间执行时间开始时间完成时间周转时间带权周转1 10.00 2 10.00 12.00 2 2/2=1 4 10.50 0.3 12.00 12.30 1.8 1.8/0.3=6 3 10.40 0.5 12.30 12.80 2.4 2.4/0.5=4.8 2 10.20 1 12.80 13.80 3.6 3.6/1=3.6 所以平均周转时间T=(2+1.8+2.4+3.6)/4=2.45h 带权平均周转时间=（1+2.8+6.2+12 ）/4=3.85 9、在页式管理中，如果页大小为4k，页表如图所示，求虚拟地址为4399 的实际内存地址为多少？（一个图复印不出）答： 4399 应该在 1 号页，且依稀为4399-4096=303，查页表可知1 号对应于5 号页面，则物理地址为： 5*4096+303=20783 1、 作业“联机输入”与“脱机输入”中的联机和脱机的含义是什么？答：联机指外部数据处理设备与中央处理机相连, 并在中央处理机直接控制下进行的数据处理，用于早期的批处理操作系统。脱机是指增加一台低档的计算机作为外围处理机进行输入输入输出处理，使作业的输入和输出工作与主机（处理机）脱离。这种输入输出方式称为脱机工作方式。2、 试述使用系统调用Fork（）产生的父、子进程之间的关系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 答：可用 fork()调用创建子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程活动，如 while(p1=fork()=-1); if(p1=0) putchar(a); 也可用管道 pipe 如父进程生成一个子进程子进程向管道中写入一字符串，父进程再读出pipe(fd); /创建管道while(x=fork()=-1);/创建子进程失败时，循环if(x=0) sprintf(buf,Im a good boyn); write(fd1,buf,30);/把 buf 中字符写入管道exit(0); else /父进程返回 wait(0); read(fd0,s,30);/父进程读管道中字符printf(%s,s); 1、常用的进程调度算法和作业调度算法有哪些？哪些适用于作业调度？哪些适用于进程调度？答：调度算法有以下几种： 1、先来先服务（ FCFS ）调度算法； 2、轮转法； 3、多级反馈轮转法； 4、优先级法； 5、最短作业优先（ SJF）算法；最短进程优先（ SPF ）算法 6、最高相应比优先法（ HRN)其中适用于作业调度： 先来先服务算法； 优先级法； 最短作业优先（SJF）算法；其中适用于进程调度： 轮转法；多级反馈轮转法； 先来先服务算法；优先级法；最短进程优先算法；2、 为什么说临界区问题不能靠增加硬件解决？答：并发进程可共享系统中各类资源，但在访问临界资源时，必须互斥。系统把不允许多个并发进程交叉执行的一段程序称为临界区。它是由属于不同并发进程的程序段共享公用数据变量而引起的，因此不可能用增加硬件的方法来解决。为防止多个进程同时进入它们的临界区，可以用软件方法， 也可以在系统中设置专门的同步机制来协调这些进程。3、 简述用户进程的创建过程。答：一个进程可以通过调用创建进程原语来创建实现。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 创建原语扫描系统的PCB链表，在找到一定的 PCB 表之后，填入调用者提供的有关参数，最后形成代表进程的PCB 结构。参数包括：进程名， CPU初始状态、进程优先级、进程正文段起始地址、资源清单等。具体过程：首先检查 PCB链表中有无空闲 PCB表项。若有则从 PCB表中取一个空闲 PCB表项，并获得该 PCB的内部标识名。然后， 把调用这提供的参数以及从执行进程中获得的调用者内部标识填入该 PCB ，设置记账信息，置新进程为 就绪”状态。最后，把此 PCB分别插入就绪队列和进程家族树中，调用者继续执行。4、产者消费者算法如下：生产者（ P）：BEGIN 1.P(y) 2.P(x) 3. 将数据放入缓冲区4.V(z) 5.V(x) END 消费者（ C ）：BEGIN1.P(z)2.P(x)3. 将数据从缓冲区中取出4.V(y)5.V(x)END问：(1) 信号量 x,y,z分别表示的意义？答： x：表示可用有界缓冲区 (公用信号量 )个数；y：生产者进程的私用信号量； z：消费者进程的私用信号量。(2) 各信号量的初值应如何设定？答：x：初值为 1；y 初值： 1 z 初值：0(3) 若现在缓冲区中有一个单元有数据，同时存在3 个生产者进程和 2 个消费者进程，其中一个生产者进程正在写缓冲区，各信号量取值为多少？答：公用信号量 x=1 生产者私有信号量y=0 消费者私有信号量 z=12、 什么是分级调度？分时系统中有作业调度的概念吗？答：处理机调度问题实际上也是处理机的分配问题。显然只有那些参与竞争处理及所必需的资源都已得到满足的进程才能享有竞争处理机的资格。这时它们处于内存就绪状态。这些必需的资源包括内存、外设及有关数据结构等。从而，在进程有资格竞争处理机之前， 作业调度程序必须先调用存储管理、外设管理程序，并按一定的选择顺序和策略从输入井中选择出几个处于后备状态的作业，为它们分配资源和创建进程， 使它们获得竞争处理机的资格。另外，由于处于执行状态下的作业一般包括多个进程，而在单机系统中， 每一时刻只能有一个进程占名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 有处理机，这样，在外存中，除了处于后备状态的作业外，还存在处于就绪状态而等待得到内存的作业。 我们需要有一定的方法和策略为这部分作业分配空间。因此处理机调度需要分级。一般来说，处理机调度可分为4 级； (1)作业调度 : 又称宏观调度，或高级调度。 (2)交换调度：又称中级调度。其主要任务是按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。交换调度主要涉及到内存管理与扩充。因此在有些书本中也把它归入内存管理部分。 (3)进程调度：又称微观调度或低级调度。其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机。在确立了占用处理机的进程之后，系统必须进行进程上下文切换以建立与占用处理机进程相适应的执行环境。 (4)线程调度：进程中相关堆栈和控制表等的调度。在分时系统中， 一般不存在作业调度， 而只有线程调度、 进程调度和交换调度。这是因为在分时系统中，为了缩短响应时间，作业不是建立在外存，而是直接建立在内存中。 在分时系统中， 一旦用户和系统的交互开始，用户马上要进行控制。因此，分时系统中没有作业提交状态和后备状态。分时系统的输入信息经过终端缓冲区为系统直接接收，或立即处理，或经交换调度暂存外存中。4、 进程调度的功能有那些？答：进程进程是一个程序关于某个数据集的一次运行。也就是说， 进程是运行中的程序，是程序的一次运行活动。进程具有动态性和并发性。在操作系统中进程是进行系统资源分配、调度和管理的最小单位。进程调度即处理器调度，它的主要功能是确定在什么时候分派处理器，并确定分给哪一个进程。在分时系统中，一般有一个确定的时间单位（称为时间片），当一进程用完一个时间单位时，就发生进程调度（又称上下文转换），即让正在运行的进程改变状态并转入就绪队列尾，再由调度原语将就绪队列的首进程取出，投入运行。具体说进程调度的主要功能有三个：记录系统中所有进程的执行情况。作为进程调度的准备，进程管理模块必须将系统中各进程的执行情况和状态记录在各进程的PCB 表中，并且进程管理模式根据个进程的状态特征和资源需求，将各进程的PCB 表排成相应的队列并进行动态队列转接。进程调度模块通过 PCB 变化来掌握系统中所有进程的执行情况和状态特征，并在适当时机从就绪队列中选择一个进程占据处理机。选择占有处理机的进程。进程调度的主要功能是按照一定的策略选择一个处于就绪状态的进程，使其获得处理机执行。根据不同系统设计的目的，有各种各样的选择策略。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 进行进程上下文切换。一个进程的上下文包括进程的状态、有关变量和数据结构的值、硬件寄存器的值和PCB 以及有关程序等。一个进程的执行是在进程的上下文中执行。当正在执行的进程由于某种原因要让出处理机时，系统要做上下文切换，以使另一个进程得以执行。 当进行上下文切换时系统要首先检查是否允许做上下文切换，然后系统要保留有关被切换进程的足够信息，以便以后切换回该进程时顺利恢复该进程的执行。在系统保留了CPU 现场之后，调度程序选择一个新的处于就绪状态的进程并装配该进程的上下文,使 CPU的控制权转换到被选中的进程。5、什么是作业？作业有哪三个部分组成，其主要内容是什么？答：在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。从系统的角度看，作业由程序、 数据和作业说明书组成。系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作。一个作业可以包含多个程序和多个数据集。作业中包含的程序和数据完成用户所要求的业务处理工作，作业说明书则体现用户的控制意图，作业说明书包含三个基本方面的内容，即作业的基本描述、作业的控制描述和资源要求描述。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -