2022年2022年计算机操作系统复习题 2.pdf

第 1 页 共 9 页计算机操作系统复习题一、填空题1. 用户程序使用（系统调用 ）请求操作系统服务。2. 进程有三种基本状态，分别是（就绪状态 ）、（ 执行状态 ）和（ 阻塞状态态 ）。3操作系统是计算机系统中的一个（系统软件 ），它管理和控制计算机系统中的（软硬件资源 ）。4在操作系统中，原语的执行是（实现进程的通信和控制）。5根据信息交换方式，可把通道分为：（字节多路通道 ）、（ 数组选择通道 ）和（ 数组多路通道 ）。6. 操作系统的特征是（并发）、（ 共享 ）、（ 虚拟 ）、（ 异步 ）。7. 并发进程中涉及到（访问临界资源 ）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（不可再现性 ）的错误。8. 按文件的逻辑组织方式，可将文件分为（流式文件 ）和（ 记录是文件 ）。9. 在页式存储管理中可通过（快表 ）来提高页表信息存取的速度。10进程都有一个生命周期，这个周期从（创建 PCB ）开始，到（ 终止 PCB ）结束。11利用 (SPOOLing ) 技术可将低速的独占设备“变为”可共享的设备。12在内存管理诸模式中，内存利用率最高的是( 页式存储管理 ) 模式，保护和共亭实现得最好的为（段式存储管理 ）模式。13. 分页式存贮管理中，页表是用来指出进程的逻辑页号与（物理块号 ）的对应关系。14. 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 ）和该记录的（ 指针 ）。15. 分时系统必须为用户提供（终端 ）以实现人机交互控制方式。16.SPOOLing 系统中，作业执行时，从磁盘上的（输入 ）井中读取信息，并把作业的执行结果暂时存放在磁盘上的（ 输出 ）井中。17（ 进程图 ）是描述进程家族关系的有向树。18. 同步机制应遵循的准则是（空闲让进 ）、（ 忙则等待 ）、（ 有限等待 ）、（ 让权等待 ）。19. 多处理机系统的类型分为两类，分别是紧密耦合和（松散耦合 ）。20. 通道可分为三种类型，它们是（字节多路通道 ）、（ 数组选择通道 ）和（ 数组多路通道 ）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 2 页 共 9 页21（ 缓冲区 ）主要是为了缓和两种设备速度不匹配的问题而引入的。22一个管程定义了一个（数据结构 ） 和能为（ 并发进程 ） 所执行的一组操作23在 OS的发展过程中，（分时系统 ）和（ 实时系统 ）的出现，标志着操作系统的正式形成24在将一个装入模块装入内存时，可以有绝对装入方式、（可重定位装入方式）、（ 动态运行时装入方式 ）。25目前，实现虚拟存储的方法有（请求分页是存储管理方式）和（ 请求分段式存储管理方式）。26. 进程的特征是（结构特征 ）、（ 动态性 ）、（ 并发性 ）、（ 独立性 ）及异步性。27. 进行紧凑算法的前提是作业必须采用（动态重定位 ）方式装入。28把作业装入中随即进行地址变换的方式称为（可重定位装入方式），而在作业执行期间，当访问指令或数据时才进行地址变换的方式称为（动态运行时装入方式）。29在多道程序设计系统中，一个用户的作业需要经过（作业调度 ）和（ 进程调度 ）才能使之执行。30最常见的缓冲区机制有单缓冲机制、（双缓冲机制 ）和（ 公用缓冲池机制）。31进程是（ 程序的一次 ）的运行过程，是系统进行（资源分配和调度 ）的一个独立单位。32. 设备处理程序通常又称为（设备驱动程序 ）。33. 文件按其物理结构可分为顺序文件、（索引式文件 ）、（ 索引顺序文件 ）。34. 用于描述和控制文件的数据结构称为（文件控制块 ）。35. 操作系统接口分为三类：（命令接口 ）、（ 程序接口 ）和图形用户接口。36文件的逻辑结构可分为（记录是文件 ）和（ 流式文件 ）。37SPOOLing技术必须建立在具有（多道程序功能 ）的操作系统上，而且还应有（高速随即外存 ）的支持38.SPOOLing 系统中，作业执行时，从磁盘上的（输入 ）井中读取信息，并把作业的执行结果暂时存放在磁盘上的（输出）井中。39在将一个装入模块装入内存时，可以有绝对装入方式、（可重定位装入方式）、（ 动态运行时装入方式 ）。40目前，实现虚拟存储的方法有（页式虚拟存储系统）和（ 段是虚拟存储系统）。二、简答题、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 3 页 共 9 页1、引入缓冲的主要原应是什么？答：引入缓冲，主要有以下三点原因：（1）缓和 CPU与 I/O 设备减速的不匹配的矛盾；（2）减少对 CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应的时间限制；（3）提高 CPU和 I/O 设备之间的并行性。2、什么是死锁？处理死锁的基本方法有哪些？答：处理死锁的基本方法有:1 ，预防死锁 ;2 ，避免死锁； 3，检测死锁； 4，解除死锁。3、简述死锁产生的原因和必要条件？答：产生死锁的原因有两点:1 ，竞争资源； 2，进程间推进顺序非法。死锁产生的必要条件有四个：1，互斥条件 ;2 ，请求和保持条件；3，不剥夺条件4，环路等待条件。4、为什么要引入动态重定位？如何实现？答：如果在系统中只有若干个小的分区，即使它们容量的总和大于要装入的程序，但由于这些分区不相邻接，也无法把该程序装入，这时，就需要一个方法，将内存中的所有作业进行移动，这样，可把原来分散的多个小区拼接成一个大区，这时就可以把作业装入该区，这就引入了动态重定位的概念；地址变换过程是在程序执行期间，随着对每条指令或数据的访问自动进行的，当系统对内存进行了“紧凑”而使若干程序从内存的某处移至另一处时，不许对程序做任何修改，只要用改程序在内存中的新起始地址，去置换原来的起始地址即可。5、磁盘调度算法有哪些？答：磁盘调度算法有：1，先来先服务算法；2，最短寻道时间优先算法；3，扫描算法；4，循环扫描算法；5，NStepSCAN 和 FSCAN 调度算法。6、为实现分页式虚拟存储，页表中至少含有哪些内容? 答：在请求分页系统中的每个页表都需含有以下内容：页号，物理块号，状态位P，访问字段A，修改位 M ，外存地址。7、在连接文件中常用的有那些连接方式？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 4 页 共 9 页答：有以下三种连接方式：，静态连接方式；，装入时动态连接方式；，运行时动态连接方式。8、进程控制块中有哪些主要的信息？答：在进程块中，主要含有以下四方面的信息：1，进程标示符； 2，处理机状态；3，进程调度信息；4，进程控制信息。、简述目前常用的目录结构形式？答：目前常用的目录形式有以下三种：单机目录结构，这是最简单的目录结构，在整个文件系统中只建立一张目录表，每一个文件占一个目录项。，两级目录结构，为每一个用户建立一个单独的用户文件目录，此外，在系统中再建立一个主文件目录，在主文件目录中，每一个用户目录文件都占一个目录项；，多级目录结构，多级目录结构又称树形目录结构，主目录配成为根目录，其他的目录均作为树的节点。、是说明系统调用的处理步骤？答：系统调用的处理有以下几个步骤：1，将处理机状态由用户态转为系统态，保护被中断进程的CPU环境，将用户定义的参数传送到指定的地址保存起来；2，分析系统调用类型，转入相应的系统调用处理子程序； 3，在系统调用处理子程序执行完之后，恢复被中断的或设置新的进程现场，然后返回被中断进程或新进程，继续往下执行。1、试画出下面四条语句的前趋图, S1:a:=x+y ；S2:b:=z+1; S3:c:=a-b; S4:w:=c+1; 答：三、综合解答题名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 5 页 共 9 页1. 如果信号量的当前值为-4 ，则表示系统中在该信号量上有多少个等待进程，为什么？答：有四个等待进程，应为若S.value=0 ，则表示该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，还应调用 wakeup原语，将 S.L 链表中的第一个等待进程唤醒，所以，信号量当前值为-4 表示还有四个等待进程。2写出利用记录型信号量机制解决读者写着问题的算法。答：可设置两个信号量：互斥信号量mutex，用于使读者进程互斥地访问共享变量读计数readcount ；互斥信号量wrt ，用于实现一个写者与其他写者和读者互斥地访问共享对象。读者：p(mutex) ；if (readcount=0) p(wrt)；readcount=readcount+1；v(mutex)perform read operation；p(mutex) ；readcount=readcount-1；if (readcount=0 ) v(wrt); v(mutex) ；写者：p(wrt)；perform write operation；v(wrt)；3. 请用信号量解决以下过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向上有人过桥时，另一方向上的行人必须等待，当某一方向无人过桥时，另一方向的行人可以过桥。答： 将独木桥的两个方向记为AB ；并用整形变量countAcountB 分别表示两个方向上已在独木桥上的人数，其初值皆是0；再设置三个初值为1 的互斥信号量：SA 用来实现对countA 的互斥访问； SB 用来实现对 countB 的互斥访问； mutex 用来实现两个方向行人对独木桥的互斥使用；对 A 方向行人的动作描述为：P(SA); if(countA=0) then wait(mutex); countA=countA+1; V(SA); 通过独木桥；P(SA);ountA=countA-1; if(countA=0) then wait(mutex); V(SA); 对 B 方向行人的动作描述为：P(SB); if(countB=0) then wait(mutex); countB=countB+1; V(SB); 通过独木桥；P(SB); countB=countB-1; if(countB=0)then wait(mutex); V(SB); 4、有三个进程P1，P2 和 P3 并发工作。进程P1需用资源S3和 S1；进程 P2需用资源 S1和 S2；进程P3 需用资源 S2和 S3 。回答：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 6 页 共 9 页(1) 若对资源分配不加限制，会发生什么情况?为什么 ? (2) 为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略?为什么？答：（ 1）若对资源分配不加以限制，则有可能发生死锁。应为，当P1拥有资源 S1，P2 拥有资源S2，P3拥有资源 S3时，三个进程都进入等待状态。（2）使用记录型信号量机制解决，让三个进程中的其中一个在某一时间没有任何一个资源，这样，其他两个总有一个可以同时拥有所需要的两种资源，是该进程执行，执行完成之后释放资源，使其他的进程的到资源而进入就绪队列。5、假如一个作业的页面走向为：4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5 当分配给作业的内存数量为4 块时，试问LRU 、FIFO这两种置换算法的缺页中断次数及缺页率各是多少？答：（ 1）FIFO 置换算法： 4（4） 3（4,3 ） 2（4,3,2 ） 1（4,3,2,1） 43 5（5,3,2,1 ） 4（5,4,2,1） 3（5,4,3,1） 2（5,4,3,2） 1（1,4,3,2） 5（ 1,5,3,2 ）缺页次数为10 次，缺页率为5/6 。（2）LRU置换算法： 4（4） 3（4,3 ） 2（4,3,2 ） 1（4,3,2,1） 4 3 5（4,3,5,1） 4 3 2（4,3,5,2 ） 1（4,3,1,2 ） 5（5,3,1,2 ）缺页次数为8 次，缺页率为66.7% 6. 假设系统有三个进程：P、Q、R，系统只有一类资源共十个，目前分配情况如下：进程已占有资源还需要申请数P 4 4 Q 2 2 R 2 2 在银行家算法中，若出现上述资源分配情况，请问：（1）该状态是否安全？（2）若进程 P 再请求 2 个资源，系统能否将资源分配给它？为什么？答：（ 1）安全，序列为 Q- R- P 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 7 页 共 9 页（2）可以，序列为Q- R-P，又是个资源，开始时还剩余两个，先满足Q进程，之后有释放出两个，这是，就有四个资源处于空闲，P应为换需要六个资源，还不满足，再执行R进程，之后有释放两个资源，这时，就有六个资源处于空闲状态，可以满足P 进程的要求，执行P进程。7、已知某分页系统，页面大小为1k，对于一个4 页大的作业，其中0、1、2、3 页分别被分配到主存的 2、4、6、7 块中。（ 12 分）（1）将十进制的逻辑地址1023、2500、3500、4500 转换成物理地址（2）以十进制的逻辑地址1023 为例画出地址变换过程图答：（ 1）1023/1024=0 余 1023 物理地址为 2*1024+1023 2500/1024=2 余 452 物理地址为 6*1024+452 3500/1024=3 余 428 物理地址为7*1024+428 （2）由计算得， 1023 在第 0 页，偏移量为1023. 页号块号内存页块2*1024+1023 8写出利用记录型信号量机制解决进程前趋关系问题的算法。答：9. 某程序在内存中分配三个物理块，初始为空，页面走向为1，3，2，1，2，1，5，1，2，3。分别计算采用 LRU页面置换算法和FIFO 页面置换算法时，在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。答：（ 1）LRU置换算法： 1（1） 3（1,3 ） 2(1,3,2) 1 2 1 5（1,5,2 ） 1 2 3（1,3,2 ）缺页次数为5，缺页率为50% 。（2）FIFO 置换算法： 1（1） 3（1,3 ） 2（1,3,2 ） 1 2 1 5（5,3,2 ） 1（5,1,2 ） 2 3（5,1,3 ）缺页次数为6，缺页率为60% 10有一计算机系统利用下图所示的位示图来管理空闲盘块，盘块大小为1KB，现要为某文件分配两个盘块，试计算说明盘块分配及回收的具体过程。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 8 页 共 9 页1 2 3 4 答：（ 1）盘块的分配a：顺序扫描位示图，从中找出两个连续的空闲空间，（4,0 ）（ 4,1 ）b：将所找到的一组二进制位转换成与之相应的盘块号。C：修改位示图，令mapi,j=1. （2）盘块的回收a ：将回收的盘块号转换为位示图中的行号和列号。b ：修改位示图，令mapi,j=0. 11写出利用记录型信号量机制解决生产者消费者问题的算法。答：12设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（ P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C 资源的数量为20。在 T0 时刻系统状态如表1 和表 2 所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。（1） T0 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。（2） 在 T0 时刻若进程P2请求资源（ 0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？表 1 T0时刻系统状态最大资源需求量已分配资源数量A B C A B C P1 5 5 9 2 1 2 P2 5 3 6 4 0 2 P3 4 0 11 4 0 5 P4 4 2 5 2 0 4 P5 4 2 4 3 1 4 表 2 T0时刻系统状态A B C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 第 9 页 共 9 页剩余资源数2 3 3 答：（ 1）安全，序列为：P4 P5 P1 P2 P3 （2）不分配， T0 时刻 P2的请求资源（ 0,3,4 ）大于剩余资源（2,3,3 ），故不与分配。13在一个多道程序系统中，设用户空间为200K，主存空间管理采用最先适应分配算法，并采用先来先服务算法管理作业。今有如下所示的作业序列，请列出各个作业开始执行时间、完成时间和周转时间。注意：忽略系统开销，时间用10 进制。作业名到达时间需计算时间主存需求量开始执行时间完成时间周转时间JOB1 8.0 时1 小时20K 8.0 时9.0 时1 小时JOB2 8.2 时0.6 小时60K 9.0 时9.6 时1.4 小时JOB3 8.4 时0.5 小时25K 9.6 时10.1 时1.7 小时JOB4 8.6 时1 小时20K 10.1 时11.1 时2.5 小时14写出页式、段式及段页式存储管理中的逻辑地址结构。当某虚拟存储器的用户编程空间共64 个页面，每页 1KB ，内存为64KB 。假定某一时刻用户页表中已调入内存的页表为：页号物理块号0 18 1 2 2 12 3 20 4 5 将虚拟地址1500、2500、4500 转换为实际地址。（10 分）答：（ 1）1500/1024=1 余 476 实际地址为 2*1024+476=2524 （2）2500/1024=2 余 452 实际地址为 12*1024+452=12740 （3）4500/1024=4 余 404 实际地址为 5*1024+404=5524 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -