2022年操作系统复习题及参考答案- .pdf

第 1 页共 5 页中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案操作系统 1 一、判断题：1. 资源共享是现代操作系统的一个基本特征。（）2. 信号量机制中，P、V操作必须成对出现。（）3. 若进程资源分配图中含有环，则一定有进程处于死锁状态。（）4. 绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。（）5. “分页对换”和“分段对换”是为了支持虚拟存储系统。（）6. 通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的。（）7. 程序的并行执行是现代操作系统的一个基本特征。（）8. 一个进程被唤醒意味着重新占有了CPU 。 （）9. 进程在运行过程中，请问和释放资源顺序不当，同样可以引起死锁。（）10. 分段存储管理的引入是为了满足用户（程序员）在编程和使用上多方面的要求。（）11. 系统中的各个部件，如CPU 、存储设备等的连接都是由总线设备来实现的。（）12. 在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。（）13. 程序在并发执行时会失去封闭性。（）14. 由于用户的响应时间要求，因此要求设置大的时间片长度。（）15. 预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。（）16. 内存的单一连续分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（）17. 虚拟存储器的“虚拟”是指用户可使用的内存容量比实际的内存容量大的多。（）18. 在文件系统支持下，用户也需知道文件存放的物理地址。（）19. 在单 CPU环境下可以实现“多道程序系统”。（）20. 程序与进程最主要的区别在于程序是静态实体，而进程是动态实体。（）21. 死锁与程序的死循环一样。（）22. 内存固定分区分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（）23. 采用 LRU置换算法时，当驻留集增大时，页故障率一定不会增加。（）24. 通道与 CPU共享内存。（）二、填空题：1. 操作系统的基本任务是( )。2. 从资源分配的角度看，P(wait)操作意味着向系统( )一个资源， V(signal)操作意味着 ( )一个资源。3. 一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历下述三级调度（）、（）、（）。4. 产生死锁的四个必要条件是（）、（）、（）和（）。5. （）称之为“页内碎片”。6. 文件按其用途可分为：用户文件、（）和（）。7. 分时系统的四个主要特征是（）、（）、（）、（）。8. 进程调度分为以下两种方式（）、（）。9. 死锁的必要条件之一是“互斥”，该条件是指（）。10. 根据链接时间的不同，可把链接分为（）、（）、（）三种。11.I/O控制方式主要分为（）、（）、（）。12. 直接存储器DMA 方式是专对（）设备进行I/O 控制的。13. 多道批处理系统的优缺点主要有（）、（）、（）。14. 程序的并发执行的特征有（）、（）、（）。15. 调度队列模型分为（）、（）、（）。16. 程序的装入分为（）、（）、（）。17. 缓冲区可工作在（）、（）、（）和提取输出四种工作方式下。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 第 2 页共 5 页18. 存储在磁带上的文件是（）文件。（哪种物理结构的文件）19. 运行过程中，进程可能具有（）、（）、（）三种状态。20. 多道程序系统中设置( )和( )两种指令；相应有( )和( )两种处理机状态。21. 先来先服务 (FCFS)调度算法既可用于( )调度，也可用于( )调度。22. 死锁的四个必要条件是（）、（）、（）和循环等待资源。23. 紧凑是指（）。24.LRU 置换算法是将驻留集中的（）页面换出内存。三、简答题：1. 分时系统形成发展的主要动力和主要特征是什么？2. 简述“死锁防止”和“死锁避免”这两方法的基本思想。3.PCB中主要包括哪些基本信息？4. 试列出三种进程调度算法，并简述其工作原理。5. 推动操作系统发展的主要动力是什么？6. 一般来说，文件系统应具备哪些功能? 7. 请详细说明 P、V操作的物理意义。8. 何为页表和快表？它们各起什么作用。四、综合题：1. 有哪几种 I/O 控制方式，它们的工作原理是什么，分别适用于何种场合。2. 一单处理机多道系统采用动态分区分配的存储管理方法，且不能移动已在主存中的作业, 系统对设备采用静态分配方式。设有五道作业， 他们的提交时间、运行时间及资源需求如下表，若采用 SJF调度策略，供用户使用的主存容量为200KB，磁带机 5台，且忽略外设工作时间与系统调度时间，请回答：1) 指出作业的调度顺序。2) 将各道作业的开始执行时间、周转时间填入表中，并计算它们的平均周转时间。3) 若允许“紧凑”，作业的调度顺序又如何？3. 磁盘访问时间包括哪几部分？怎样减少磁盘访问延时？4. 为什么说 PCB 是进程存在的唯一标志？进程和程序有何区别？5. 设某分时系统采用时间片轮转发实施进程调度，进程有三种基本状态：执行、就绪和等待。试说明：（ 1）进程进行下列状态变化的典型原因：执行等待就绪执行就绪（ 2）该系统中引起进程调度的三种主要原因。6. 设某作业占有7个页面，如果在主存中只允许装入4个工作页面 ( 即工作集为 4)，作业运行时，实际访问页面的顺序是1，2，3，6，4，7， 3，2，1，4，7，5，6， 5，2，1。试用 FIFO与LRU 页面调度算法，列出各自的页面淘汰顺序和缺页中断次数，以及最后留驻主存4页的顺序。 ( 假设开始的 4个页面已装入主存 ) 7. 设有一个包含1000个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块，一个物理块可以存放10个索引表目。建立索引时，一个物理块应有一个索引表目：问该文件至少应该建立几级索引（设一级索引占用一个物理块）？索引及文件本身共占多少物理块？8. 设有一缓冲池P，其中含有 20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出，若进程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用P 、V操作表示它们的制约关系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 第 3 页共 5 页参考答案一、判断题：1. 7. 13. 19.2. 8. 14. 20.3. 9. 15. 21.4. 10. 16. 22.5. 11. 17. 23.6. 12. 18. 24.二、填空题 :1. 对计算机系统资源进行管理，给用户使用计算机提供一个友好接口2. 申请，释放3. 低级调度、中级调度、高级调度4. 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件，环路等待条件5. 进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片6. 系统文件，库文件7. 多路性，独立性，及时性，交互性8. 非抢占方式、抢占方式9. 对所分配的资源进行排它性的使用，即在一段时间内资源只有一个进程占用10. 静态链接、装入时动态链接、行时动态链接11. 程序 I/O 方式、中断驱动I/O 控制方式、直接存储器访问DMAI/O控制方式12.37 块13. 资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力14. 间断性、失去封闭性、不可再现性15. 仅有进程调度的调度队列模型、具有高级和低级调度的调度队列模型、具有高级和低级调度的调度队列模型16. 绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式17. 收容输入、提取输入、收容输出18.35. 顺序19. 就绪 (Ready) 状态、执行状态、阻塞状态20. 特权非特权管态 /系统态目态/用户态21. 作业进程22. 互斥使用资源占用并等待资源不可抢夺资源放23. 把多个分散的内存小分区拼接成大分区的方法24. 最近最久未使用的三、简答题：1. 推动分时系统形成和发展的主要动力，则是用户的需求。具体表现在以下几个方面：人机交互；共享主机；便于用户上机。分时系统的特征如下：多路性；独立性；及时性；交互性。2. 死锁防止：通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，来防止死锁发生。死锁避免：不需事先采用各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方式去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。3. 在 PCB 中，主要包括四方面用于描述和控制进程运行的信息：进程标识符信息、处理机状态信息、进程调度信息、进程控制信息。4. 答：先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务最短作业优先调度算法：在就绪队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 第 4 页共 5 页5.(1)不断提高计算机资源利用率(2) 方便用户(3) 器件不断更新换代(4) 计算机体系结构的不断发展6. 答：一般说来，文件系统应具备以下功能：(1) 文件管理能够按照用户要求创建新文件、删除旧文件，对指定的文件读、写等操作。(2) 目录管理根据用户要求创建或删除目录文件，对用户指定的文件进行检索和权限验证、更改工作目录等。(3) 文件存储空间的管理由文件系统对文件存储空间进行统一管理。(4) 文件的共享和保护在系统控制下使一个用户可共享其他用户的文件。另外，文件系统应提供可靠的保护和保密措施。(5) 提供方便的接口为用户提供统一的文件方式，从而实现“按名存取”。7.P （S）:while S0时的信号量数值表示该类资源的可用资源数； S=0表示已无该类资源可供分配，申请进程入等待队列，此时s的绝对值表示等待队列的进程数。V(S): S:=S+1; 表示进程释放一个资源给系统。如果此时S的值小于、等于0，表示有进程在该信号量队列中等待，唤醒其中之一。S:=S+1表示进程释放一个单位的该类可用资源。8. 页表指出逻辑地址中的页号与所占主存块号的对应关系。作用：页式存储管理在用动态重定位方式装入作业时，要利用页表做地址转换工作。快表就是存放在高速缓冲存储器的部分页表。它起页表相同的作用。由于采用页表做地址转换，读写内存数据时CPU 要访问两次主存。有了快表，有时只要访问一次高速缓冲存储器，一次主存，这样可加速查找并提高指令执行速度。四、综合题：1. 答： (1) 程序 I/O 方式：由处理机不断的去检查I/O 设备的状况，当设备处于闲状态进行I/O 操作，当处于忙状况处理机等待。由于该机制导处理机严重浪费，所以只用于早期的计算机系统中。(2) 中断 I/O 方式：处理机和I/O 设备并行操作，当I/O 设备需要服务时向处理机发送中断信号，由处理机调用中断响应程序服务。大部分字符设备采用中断I/O 方式。(3)DMA方式：增加 DMA 控制器，当需要对设备进行服务时由CPU 将控制信息发给DMA 控制器，由 DMA 控制器完成数据传送过程。主要用于对块设备的控制。(4)I/O通道控制方式：增加I/O 通道控制器，由I/O 通道控制器完成对外设的控制工作。主要用于I/O 设备比较多，服务比较繁忙，且互相之间需要并行处理的场合。2.1 ）调度顺序为J1J2J4J5J 。2）作业名进入后备队列时间( 时：分 ) 要求执行时间（分）需求主存量(KB) 申请磁带机数（台）开始执行时间（时：分）周转时间（分）J1 9:30 40 30 3 9:30 40 J2 9:50 25 120 1 9:50 25 J3 10:00 35 100 2 10:25 60 J4 10:05 20 20 3 10:10 25 J5 10:10 10 60 1 10:15 15 平均周转时间为： （4025602515） /5=33 3）若允许“紧凑” ，作业的调度顺序为：J1J2J5J4J3 3. 磁盘访问时间包括: 寻道时间 , 旋转延迟时间和传输时间( 每个要点 1分共 3分). 减少磁盘访问时间可以从缩短这三部分时间着手。4. 进程控制块 PCB 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。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的进程。在进程的整个生命期中，系统总是通过其名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 第 5 页共 5 页PCB 对进程进行控制的。所以说，PCB 是进程存在的唯一标志。进程与程序的区别：进程是进程实体的执行过程，具有动态性；程序是静态实体，不具有动态性；进程可以并发执行，而程序不可以并发执行；进程实体是一个能独立运行的基本单位，可独立获得资源和独立调度；而进程不能作为独立的单位参加运行；进程可按异步方式运行，程序不是运行实体，所以不可以异步执行；进程实体由程序段、数据段及进程控制块组成，程序只有自己的数据和程序。5. （ 1）当进程完成任务所申请的资源不能都满足时由执行状态到等待状态；当进程所等待的资源都得到满足由等待状态到就绪状态；当进程被新一轮的调度选中进入CPU 中执行由就绪状态到执行状态；当正在执行的进程所分配的时间片耗完由执行状态到就绪状态；（ 2）进程阻塞，进程完成，进程时间片用完。6.FIFO ： 1 2 3 6 4 7 6次 2 1 5 6 LRU： 1 2 6 4 7 3 2 1 4 7 10次 6 5 2 1 注：假定前面四页1 2 3 6 已在主存7. 解：索引级数=log10(1000)=3 第一级 1个物理块，第二级10个物理块，第三级100个物理块共占物理块数=1+10+100+1000=1111 8.VAR mutex,empty,full:semaphore:=1,20,0; Begin Parbegin input_process:begin repeat wait(empty); wait(mutex); put in a data; signal(mutex); signal(full); until false end output_process:begin repeat wait(full); wait(mutex); draw out a data; signal(mutex); signal(empty); until false; end parend end 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -