操作系统试题及答案.pdf

操作系统试题一操作系统试题一一、单选题（每小题一、单选题（每小题 1 1 分，共分，共 2020 分）分）1、操作系统中采用多道程序设计技术提高 CPU 和外部设备的【A】。A、利用率B、可靠性C、稳定性D、兼容性2、如果分时操作系统的时间片一定，那么【C】，则响应时间越短。A、内存越少B、内存越多C、用户数越少D、用户数越多3、若把操作系统看作资源管理者，下列的【C】不属于操作系统所管理的资源。A、CPUB、内存C、中断D、程序4、操作系统是通过【D】感知进程存在的。A、程序名B、进程的状态C、中断D、进程控制块5、当【B】时，进程从执行状态变为就绪状态。A、进程被进程调度程序选中B、时间片用完C、等待某一事件D、等待的事件发生6、以下的进程状态变化中，不可能发生的变化是【D】。A、执行状态到就绪状态B、等待状态到就绪状态C、执行状态到等待状态D、等待状态到执行状态7、若 P、V 操作的信号量 S 初值为 2，当前值为-3，则表示有【D】个等待进程。A、0 个B、1 个C、2 个D、3 个8、P、V 操作是【A】A、两条低级进程通信原语B、两条高级进程通信原语C、两条系统调用命令D、两组不同的机器指令9、用 V 操作唤醒一个等待进程时，被唤醒的进程状态变为【B】。A、等待B、就绪C、执行D、完成10、资源的有序分配策略破坏【D】条件，是一种死锁预防策略。A、互斥条件B、保持和请求条件C、不剥夺条件D、环路等待条件11、银行家算法是一种【B】算法。A、死锁预防B、死锁避免C、死锁检测D、死锁解除12、某系统中有同类资源 10 个，每个进程的资源需求量为 3 个，则不会发生死锁的最大并发进程数为【C】A、2B、3C、4D、513、分区管理中采用首次适应分配算法时，应把空闲区按【C】次序进行管理。A、大小递增B、大小递减C、地址递增D、地址递减14、很好地解决了内存碎片问题的存储管理方案是【C】。A、固定分区管理B、可变分区管理C、页式存储管理D、段式存储管理15、虚拟存储管理系统的基础是程序的【C】理论。第 1 页 共 16 页A、虚拟性B、动态性C、局部性D、全局性16、在请求分页存储管理系统中，若采用 FIFO 页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数【D】。A、减少B、增加C、无影响D、可能增加也可能减少17、设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的【B】不属于设备管理数据结构。A、DCTB、JCBC、COCTD、CHCT18、【B】是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。A、通道技术B、SPOOLING 技术C、虚拟存储技术D、覆盖与交换技术19、引入缓冲的主要目的是【A】。A、改善 CPU 和 I/O 设备速度不匹配的情况B、节省内存C、提高 CPU 的利用率D、提高 I/O 设备的利用率20、以下 LINUX 系统的键盘命令中，显示当前工作目录的命令是【C】。A、ls 命令B、cd 命令C、pwd 命令D、cat 命令二、判断题（每小题二、判断题（每小题 1 1 分，共分，共 1515 分）分）1、在多道程序环境下，任意两个进程都是可以并发执行的。F2、随着进程的撤消，程序也随之消亡。F3、临界区是进程中访问临界资源的那段代码。T4、进程的同步是指进程间的相互合作关系。F5、在消息通信机制中，发送进程和接收进程都必须互斥地访问消息队列。T6、作业的调度有抢占式调度和非抢占式调度两种方式。F7、若系统的 RAG 不可完全化简，则可判定系统发生了死锁。T8、破坏“互斥条件”是预防死锁的手段之一。F9、可变分区管理方式不支持虚拟存储管理方案。T10、分段存储管理的目的是提高内存利用率，而分页存储管理的目的是满足用户的编程要求。F11、缺页中断处理后从产生缺页中断的指令的下一条指令继续执行。F12、最佳置换算法的性能最好，所以现代操作系统中多采用该算法。F13、磁盘是典型的独占型设备，分配不当有可能引起进程死锁。F14、SPOOLING 技术是一种假脱机技术，利用它可以提高独占设备的利用率。T15、在 LINUX 系统中，使用系统调用 fork（）创建进程，返回值为-1 表示创建 T失败。三、填空题（每小题三、填空题（每小题 1 1 分，共分，共 1515 分）分）1、采用多道程序技术能充分发挥 CPU 与外设并行工作的能力。2、如果希望用户和自己的进程之间可以随时交互，应使用分时操作系统。第 2 页 共 16 页3、在批处理系统中，资源分配以进程为基本单位。4、在单处理机系统中，若有 5 个用户进程且处理机的当前状态为用户态，则处于就绪状态的进程最多为4个。5、若有 6 个进程互斥共享某一临界资源，则当 6 个进程均发出资源请求后，资源信号量的值为-5。6、如果系统的 RAG 中出现环路，则可能发生死锁。7、分段存储管理中，必须提供二维的逻辑地址。8、把逻辑地址转换为物理地址的过程称为地址变换。9、在请求分页管理方式中，当请求的页面不在内存时发生 缺页中断。10、在请求分段管理方式中，当逻辑地址的段内地址大于段表中该段的长度时，发生（段内）地址越界。11、在虚拟存储系统中，若选用的置换算法不合适，则可能会出现抖动现象。12、实现 SPOOLING 系统时，必须在磁盘上开辟出称为输入井和输出井的专门区域用以存放作业信息和作业执行结果。13、根据共享属性的不同，设备可以分为独占设备、共享设备和虚拟设备。14、在 LINUX 中，为实现父进程和子进程的同步，在父进程中使用系统调用 wait（）等待子进程完成，而在子进程中使用系统调用 exit（）自我终止并唤醒父进程。15、在 LINUX 中，系统调用 PIPE（fd）的功能是创建管道。四、简答题（每小题四、简答题（每小题 5 5 分，共分，共 2020 分）分）1、简述操作系统的基本特征。答：（1）并发。在单处理机、多道程序环境下并发是指一段时间内，宏观上多个程序同时运行、微观上交替运行的情形。OS 中引入进程的概念就是为了实现并发；（2）共享。是指系统中并发执行的多个进程共享系统资源。根据资源属性可以有互斥共享和同时访问两种方式；（3）虚拟。OS 会通过虚拟技术实现系统功能的扩充。（4）异步性。并发执行的多个进程由于资源的限制会出现“走走停停”的运行模式。2、试分析引起进程阻塞和唤醒的事件主要有哪些。答：（1）请求系统服务。当正在执行的进程请求系统提供服务而系统无法满足其请求时，进程阻塞等待；由释放服务的进程唤醒阻塞进程。（2）启动某种操作。当进程启动某种 I/O 操作后阻塞以等待操作完成；由中断处理程序唤醒阻塞进程。（3）新数据尚未到达。相互合作的进程中，消费者进程阻塞等待数据到达；生产者进程在数据到达后唤醒阻塞进程。（4）无新工作可做。系统进程没有新工作可做时阻塞等待；当有进程发出请求时唤醒阻塞进程。第 3 页 共 16 页3、简述在操作系统中引入缓冲的主要原因。答：（1）缓和 CPU 与 I/O 设备间速度不匹配的矛盾。（2）减少对 CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。（3）提高 CPU 和 I/O 设备之间的并行性。4、以独占设备为例简述设备分配的过程。答：（1）设备的分配。根据物理设备名，查找 SDT；找出该设备的 DCT，得该设备的状态：忙则将进程的 PCB 排入设备队列中等待；闲则分配设备给进程。（2）控制器的分配。根据设备的 DCT 找到与之相连的控制器的 COCT，从中得到控制器的状态：忙则将进程的 PCB 排入控制器的等待队列中；闲则分配控制器给进程。（3）通道的分配。如果系统有通道，则根据控制器的COCT 找到与之相连的通道的 CHCT，从中得到通道的状态：忙则将进程的 PCB 挂入通道的等待队列中；否则分配通道给进程。只有在三者都分配成功时，设备分配才算成功。五、综合分析题（每小题五、综合分析题（每小题 5 5 分，共分，共 3030 分）分）1、假定一个阅览室最多可容纳 100 人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上标志（进入时登记，离开时去掉登记项），而且每次只允许一人登记或去掉登记，问：（1）用 P、V 操作管理并发进程时，应如何定义信号量？写出信号量的初值并说明其含义；（2）根据所定义的信号量，把应执行的 P、V 操作填入以下程序中，以保证进程能够正确地并发执行。COBEGINPROCEDUREEnterBegin；登记；进入阅览室；阅读；End；PROCEDURELeaveBegin；去掉登记项；离开；第 4 页 共 16 页End；COEND；【解析】（1）设置资源信号量 Empty：=100，表示阅览室中最初有 100 个空位；设置互斥信号量 Mutex：=1，表示登记表初始是可用的。（2）按顺序填入P（Empty）；P（Mutex）；V（Empty）；2、有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的非抢占式调度算法。下表所列的作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高。作业名ABCD到达时间10:0010:2010:3010:50（1）列出所有作业进入内存时间及结束时间；（2）计算平均周转时间。【解析】（1）（2）答案如下所示：作业名ABCD到达时间10:0010:2010:3010:50运行时间30 分20 分40 分10 分优先数5436进入内存时间10:0010:2010:3011:10结束时间10:3011:3011:1011:40周转时间30 分70 分40 分50 分估计运行时间30 分20 分40 分10 分优先数5436平均周转时间=（30+70+40+50）/4=47.5 分3、假如某个时刻的系统状态如图所示：P2P3P4R1R2P1第 5 页 共 16 页请问：（1）对该 RAG 进行化简并说明是否存在死锁，要求给出化简步骤；（2）如果系统发生了死锁，常用的死锁解除策略有哪些？【解析】（1）P2P3P4R1R2P1P2P3P4R1R2P1P2P3P4R1R2P1第 6 页 共 16 页P2P3P4R1R2P1RAG 可以完全化简，故不存在死锁。（2）如果发生了死锁，常用的死锁解除策略有：剥夺资源；撤消进程。4、给出某系统中的进程请求表和空闲分区表，系统采用可变分区存储管理策略。进程请求表空闲分区表进程名ABC大小96K20K200K请问：（1）若采用首次适应算法和最佳适应算法来处理这些进程序列，哪一种算法可以满足该进程序列的请求？（2）给出按照能满足进程序列请求的算法进行分区分配后的空闲分区表。【解析】（1）最佳适应算法可以满足所有进程的资源请求。（2）分区分配后的空闲分区表如下：分区号12345、在某个请求分页存储系统中，已知页面大小为 1024K。现有一进程，其页表如下：第 7 页 共 16 页大小12K10K5K18K起始地址120K150K200K420K45218K96K220K530K分区号123大小32K10K5K起始地址100K150K200K页号01234块号324状态11100其中，状态位为 1 表示该页在内存，为 0 表示不在内存。请问：（1）若给定一逻辑地址为 2148，其物理地址为多少？（2）若给定一逻辑地址为 5000，给出其物理地址的计算过程。【解析】（1）逻辑地址LA=2148，则逻辑页号P=INT（2148/1024）=2，页内位移W=2148 mod 1024=100。查页表知：该页在内存，块号为 4，由此得物理地址 PA=1024*4+100=4196。（2）逻辑地址 LA=5000，则逻辑页号 P=INT（5000/1024=4，查页表知：该页不在内存，发生缺页中断。6、在一个请求分页存储系统中，一个进程的页面走向为 4，3，2，1，4，3，5，3，2，1，设分配给该进程的内存块数 M=3，采用 FIFO 页面置换算法（每调进一个新页认为发生一次缺页中断）。（1）试完成下表：时刻PM=3F【解析】（1）时刻PM=3F第 8 页 共 16 页123456789104321435321444111555533344442222233331123456789（2）求缺页中断次数 F=；缺页率 f=。123456789104321435321（2）缺页中断次数为 F=9 次，缺页率为 f=90。操作系统试题二操作系统试题二一、单选题（每小题一、单选题（每小题 1 1 分，共分，共 2020 分）分）1、所谓的【】是指将一个以上的作业放入内存并同时处于运行状态，这些作业共享计算机系统的所有资源。A、多重处理B、并行执行C、实时处理D、多道程序设计2、如果分时操作系统的时间片一定，那么【】，则响应时间越长。A、内存越少B、内存越多C、用户数越少D、用户数越多3、在进程管理中，当【】时，进程从执行状态变为就绪状态。A、进程调度B、等待的事件发生C、等待某一事件D、时间片用完4、进程的并发执行是指若干个进程【】。A、同时执行B、在执行时间上是不可重叠的C、在执行时间上是重叠的D、共享系统资源5、一个进程被唤醒意味着【】。A、进程变为就绪状态B、该进程重新占有 CPUC、其 PCB 移至等待队列队首D、它的优先权变为最大6、对于两个并发进程，设互斥信号量为 S，若 S=0，则【】。A、表示没有进程进入临界区B、表示有一个进程进入临界区C、表示有一个进程进入临近区，另一个进程等待D、表示两个进程进入临界区7、下面对进程的描述中，错误的是【】。A、进程是动态的概念B、进程的执行需要处理机C、进程是有生命期的D、进程是指令的集合8、可以通过破坏四个必要条件的一个或多个来预防死锁，但破坏【】是不现实的。A、互斥B、循环等待C、请求和保持D、不剥夺9、当系统中可共享的资源不足时，可能出现死锁；不适当的【】也可能产生死锁。A、进程推进顺序B、进程优先权C、资源有序分配D、分配队列优先权10、某系统中有3 个并发进程，都需要同类资源5 个，请问该系统不会发生死锁的最少资源数是【】。A、10B、12C、13D、1511、以下关于调度的说法中，正确的是【】。A、作业调度存在于所有的操作系统B、所有的进程调度算法都适用于作业调度C、作业调度能够采用抢占式调度方式第 9 页 共 16 页D、时间片轮转本质上是一种抢占式调度方式12、很好地解决了内存“碎片”问题的存储管理方式是【】。A、分页存储管理B、分段存储管理C、可变分区存储管理D、固定分区存储管理13、分区存储管理中的首次适应算法，要求把空闲区按照【】的次序登记在空闲区表中。A、大小递减B、大小递增C、地址递减D、地址递增14、在分段存储管理系统中，若逻辑地址用 24 位表示，其中 8 位表示段号，则允许每段的最大长度为【】。A、28B、216C、224D、23215、实现虚拟存储器的理论基础是程序的【】理论。A、局部性B、全局性C、动态性D、虚拟性16、在请求分页存储管理系统中，若采用 FIFO 页面置换算法，则当物理块数增加时，缺页中断的次数【】。A、减少B、增加C、没有影响D、可能增加也可能减少17、I/O 设备与存储设备进行数据交换不经过 CPU 的 I/O 控制方式【】。A、程序查询B、中断方式C、DMA 方式D、不可能18、设备管理程序借助一些数据结构实现对设备的管理，下面的【】不属于设备管理数据结构。A、DCTB、COCTC、CHCTD、PCB19、SPOOLing 系统提高了【】的利用率。A、独占设备B、共享设备C、主存储器D、磁盘20、【】算法是设备分配常用的一种算法。A、短作业优先B、最佳适应C、首次适应D、先来先服务二、填空题（每空二、填空题（每空 1 1 分，共分，共 2020 分）分）1、操作系统的基本功能有：处理机管理、文件管理以及。2、作业的输入方式有联机输入方式、方式、方式、SPOOLING 系统和网络输入方式。3、是操作系统提供给编程人员的唯一接口。4、程序的顺序执行具有性、性、性的特点。5、进程空间的大小只与的位数有关。6、进程的静态描述由、有关程序段和该程序对其进行操作的数据结构集组成。7、进程在活动期间可分为、就绪状态、三种状态。8、在每个进程中访问临界资源的那段代码称为。9、并发进程之间的制约关系除了互斥，还有。10、产生死锁的必要条件有条件、条件、保持和请求、环路等待条件。11、内存扩充的主要方法有覆盖和技术。12、常用的 I/O 控制方式有程序直接控制方式、通道控制方式。第 10 页 共 16 页三、判断题（每小题三、判断题（每小题 1 1 分，共分，共 1010 分）分）1、死锁避免是一种动态预防方法，比死锁预防效果好，需要占去的系统开销也小。【】2、一个程序在执行时可以包含多个进程，一段程序指令也可以包含在多个进程中。【】3、分时系统中，时间片越小越好。【】4、先来先服务调度算法对长作业和短作业是同样公平的。【】5、CPU 的位数越长，则进程空间的大小越大。【】6、功能级的原语其程序段允许并发执行。【】7、当等待队列中的进程所等待的事件发生时，该事件将会被唤醒至执行状态。【】8、进程的互斥是同步机制的一个方面。【】9、实时调度算法必须要采用抢占式的调度算法，才能保证其实时性。【】10、内存的分配算法中，最佳适应算法最不会产生碎片。【】四、名词解释和简答（每小题四、名词解释和简答（每小题 4 4 分，共分，共 2020 分）分）1、名词解释（1）虚拟存储器；虚拟存储器：由进程中的目标代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间称为虚拟存储器。也可解释为仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统；具体地说是指具有调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。（2）死锁；死锁：指各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，而且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。从而造成大家都想的到资源而又的不到资源，各并发进程不能继续向前推进的状态。2、简答（1）段页式管理这种存储管理方式中为什么要设置高速联想寄存器？因为如果不采用高速联想寄存器，段页式的地址转换需要访问内存的次数将达三次以上，这将使cpu 执行指令的速度大大降低，所以必须要设置高速联想寄存器，存放当前最常用的段号、页号和对应的内存页面与其它控制栏目，达到大大提高地址转换的目的。（2）进程和程序有什么区别和联系？a)进程是一个动态概念，而程序是一个静态概念，程序是指令的有序集合，无执行含义，进程则强调执行的过程。b)进程具有并行特征，程序没有。c)进程是竞争计算机系统资源的基本单位。d)不同的进程可以包含同一个程序，同一程序也可产生多个进程。（3）什么是系统调用？简述系统调用的实现过程。系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及第 11 页 共 16 页控制程序的执行速度等。实现过程：用户在程序中使用系统调用，给出系统调用名和函数后，即产生一条相应的陷入指令，通过陷入处理机制调用服务，引起处理机中断，然后保护处理机现场，取系统调用功能号并寻找子程序入口，通过入口地址表来调用系统子程序，然后返回用户程序继续执行。五、综合题（每小题五、综合题（每小题 6 6 分，共分，共 3030 分）分）1、假设有四个作业的单道系统，它们的提交、运行时间如下表所示（时间单位：小时，以十进制进行计算）。若采用基于优先权的非抢占式调度算法（优先数高者优先权低），试回答：（1）作业应以怎样的顺序调度？给出分析过程。（2）计算平均带权周转时间。作业号作业号ABCD到达时间到达时间8.08.59.09.5运行时间运行时间2.00.50.21.0优先数优先数46252、输入进程不断地从磁盘读入记录存入缓冲区（假设该缓冲区的大小正好等于两条磁盘记录），计算进程不断地从缓冲区取数据进行计算，要求输入进程和计算进程之间的合作必须保持同步：即输入进程不能向满的缓冲区内存记录，计算进程不能从空的缓冲区内取数据。用P、V原语描述输入进程 Input 和计算进程 Calculate 之间的合作，并回答以下问题：（1）设置信号量 empty，用于查看缓冲区是否有空间存储新记录，其初值应为多少？设置信号量 full，用于查看缓冲区内是否放入数据，其初值应为多少？（2）根据定义的信号量，将适当的 P、V 原语填入以下程序使并发进程能够正确执行。COBEGINInput：RepeatBegin读磁盘记录；存入缓冲区；EndUntil False；Calculate：RepeatBegin；第 12 页 共 16 页取出记录；进行计算；EndUntil False；COEND3、设进程 A（30K）、B（70K）和 C（50K）依次请求内存分配，内存采用可变分区管理。现有两个空闲分区 F1（120K）和 F2（80K），如下图所示。若采用首次适应算法，画出内存分配情况示意图。已用1200KF1（120K）已用F2（80K）已用4、在一个分段存储管理系统中，其段表如下：段号段号01245内存始址内存始址2002500300100500段长段长50085906001201500K计算与给定逻辑地址 LA 对应的物理地址 PA，给出计算过程：（1）LA=（1，50）；（2）LA=（5，350）。5、在一个请求分页存储管理系统中，某进程的页面走向为 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2，当分配给该进程的物理块数为 3 时（假设开始执行时内存中没有页面），试回答以下问题：（1）计算采用最近最久未用 LRU 置换算法的缺页率；（2）LRU 置换算法选择什么样的页面淘汰？第 13 页 共 16 页试题二答案试题二答案一、单选题（每小题一、单选题（每小题 1 1 分，共分，共 2020 分）分）1、D2、D3、D4、C5、A6、B7、D8、A9、A10、C11、D12、A13、D14、B15、A16、D17、C18、D19、A20、D二、填空题（每空二、填空题（每空 1 1 分，共分，共 2020 分）分）1、存储管理设备管理用户接口2、脱机输入直接耦合3、系统调用4、顺序 封闭 可再现5、处理机（或 CPU）6、进程控制块（PCB）7、执行等待（或睡眠、阻塞）8、临界区9、同步10、互斥不剥夺11、交换12、中断方式DMA 方式三、判断题（每小题三、判断题（每小题 1 1 分，共分，共 1010 分）分）1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、四、名词解释和简答（每小题四、名词解释和简答（每小题 4 4 分，共分，共 2020 分）分）五、综合题（每小题五、综合题（每小题 6 6 分，共分，共 3030 分）分）1、作业号作业号ABCD到达时间到达时间8.08.59.09.5运行时间运行时间2.00.50.21.0优先数优先数4625开始时间开始时间8.011.210.010.2完成时间完成时间10.011.710.211.2周转时间周转时间2.03.21.21.7带权时间带权时间1.06.46.01.7第 14 页 共 16 页（1）8.0 时，只有 A 到达，调度运行，10.0 完成，此时 B、C、D 均到达；C 具有最高优先权，调度运行，10.2 完成；D 的优先权较 B 高，调度 D 运行，11.2 完成；11.2 时调度 B 运行，11.7 完成；故进程调度顺序为：ACDB。（2）作业 A 的周转时间：10.0-8.0=2.0；带权周转时间：2.0/2.0=1.0；作业 B 的周转时间：11.7-8.5=3.2；带权周转时间：3.2/0.5=6.4；作业 C 的周转时间：10.2-9.0=1.2；带权周转时间：3.2/0.5=6.0；作业 D 的周转时间：11.2-9.5=1.7；带权周转时间：1.7/1.0=1.7；故平均带权周转时间为：5.275。2、（1）资源信号量 empty：=2；同步信号量 full：=0；（2）P（empty）；V（full）P（full）；V（empty）；3、1200K1230K1300KA（30K）B（70K）F1（20K）1500K1550KC（50K）F2（30K）4、（1）LA=（1，50），PA=2500+50=2550；（2）LA=（5，350），因 350120 发生地址越界。5、页面走向LRUn=3缺页232152453222222222333335555551114442（1）缺页率：7/10=70%；第 15 页 共 16 页（2）LRU 置换算法选择离当前时间最近的一段时间内最久没有使用过的页面淘汰。第 16 页 共 16 页