《操作系统》习题答案.doc

第一章一、选择题1. D 2. C3,B4.B5.B6. A 7. B8,D9.A10.C11. A 12. A13,D14.B15.A二、填空题1. 硬件、软件2. 交互性、多路性和独占性3.雨提高系统的工作效率4.处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理和接口管理。5. 程序级和用户组（程序接口和命令接口）。三、简答题1.计算机系统由哪些部分组成?处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理和接口管理2. 什么是操作系统？（1）管理和控制计算机的硬件和软件资源。（2）合理组织计算机工作流程。（3）提供方便用户操作的接口的软件。3. 实时操作系统的主要特点是什么?及时性、可靠性。4. 从资源管理的角度来看，操作系统的基本功能可分成哪些部分?管理和控制计算机的硬件和软件资源。5. 操作系统的分类？（1）批处理操作系统。（2）实时操作系统。（3）分时操作系统。（4）网络操作系统。（5）分布式操作系统。（6）嵌入式操作系统。（7）微型计算机操作系统。第二章一、选择题1. D 2. B3,D4.B5.B6. A 7. B8,D9.A10.C11. B 12. B13,B14.B15.D16. A 17. D18,A19.C20.D21. B 22. D23,D24.D二、填空题1. 动态和静态。2. 程序、数据和PCB（进程控制块）3. 程序、数据和PCB（进程控制块、PCB、程序段。4. 动态、静态5. 4,06. 高级调度(高级)。按照某调度算法从后备队列中选取作业7.平均吞吐量、所能忍受的响应时间、系统资源的利用率。8.操作系统9.收容、运行、完成 三、简答题1. 什么叫多道程序设计?为什么要采用多道程序设计?答：多道程序设计是指在主存中同时存放多个程序，它们都处于执行的开始点和结束点之间，这些程序轮渡或以其他方式共享CPU。多道程序设计的根本目的是提高CPU利用率和资源利用率，其体现的结果是并发。2. 进程有哪些基本状态?画出进程基本状态变化图。时间片完进程创建等待某个事件发生进程调度运行就绪等待等待事件结束图2.4 进程状态的相互转换 每个进程在执行过程中的任一时刻当且仅当处于上述三种基本状态之一。运行态等待态。一个进程运行中启动了外围设备，等待外围设备传输；进程在运行中申请资源(内存空间、外围设备)得不到满足变成等待资源状态；进程在运行中出现了故障(程序错、内存错等)变成等待人工干预状态。等待态就绪态。外围设备工作结束，使等待外围设备传输者结束等待；等待的资源得到满足(另一进程归还)；故障排除后等待干预的进程结束等待。一个结束等待的进程必须先转换成就绪状态，当分到处理器后才能运行。运行态就绪态。分配给进程占用处理器的时间到而强迫进程让出处理器；有更高优先权的进程要运行，迫使正在运行的进程让出处理器。就绪态运行态。有多个进程等待分配处理器时，系统按一种规定的策略从多个处于就绪状态的进程中选择一个进程，让它占有处理器，被选中进程的状态就变成运行态。3. 什么叫进程调度?其调度算法有哪些？答案：（1）从进程的就绪队列中选择一个进程让其占用CPU运行的中过程叫进程调度。（2）进程调度算法1）先来先服务2）优先数3）时间片轮转法*4）多级反馈4. 在一个单处理器的多道程序设计系统中，现有两道作业在同时执行，一道以计算为主，另一道以输入输出为主，你将怎样赋于作业进程占有处理器的优先级?为什么?答：赋予计算为主的进程的高优先级数，I/O进程较低优先级数。因为I/O设备处理速度较慢。5. 作业调度的状态有哪些？作业设计的状态有：提交、后备、运行和完成。6. (1)先来先服务作业提交时间运行时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间1141541229514121.3331141512124481519151.9T=(4+12+12+15)/4=10.7W=(1+1.3+12+.9)/4=5.8（2）短作业优先权作业提交时间运行时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间11449822291726242.73313411448917131.6T=(8+24+1+13)/4=11.5W=(2+2.7+1+1.6)/4=1.6第三章一、选择题1. B 2. A3,A4.A5.A6. A 7. A8,A9.C10.B11. C 12.B13,B14.D15.D16. B 17. A18,D19.C20.A21.D 22. B23,A24.B21. 下列（ D ）存储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率提高。A. 固定分区B. 可变分区C. 页式存储管理D. 段页式存储管理22. 以下解决内存碎片问题较好的存储管理方式是（ B ）。A. 可变分区B. 页式存储管理C. 段式存储管理D. 单一用户连续存储管理23. 操作系统采用页式存储管理方式，要求（ ）。A. 每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中B. 每个进程拥有一张页表，但只有执行进程的页表驻留在内存中C. 所有进程拥有一张页表，以节约有限的内存空间，但页表必须驻留在内存中D. 所有进程拥有一张页表，只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中，以最大限地节省有限的内存空间24. 在一个页式存储管理系统中，程序地址空间是连续的，分页是由（ B ）完成的。A. 程序员B. 硬件C. 编译软件D. 软硬件结合二、填空题1.地址映射2. FIFO，LRU3. 静态和动态重定位。4. 页地址递增5. 页号和块号6. 程序装入内存，程序执行7. 段页式存储管理8. 段式存储管理9.段,段三、思考题1. 存储管理的功能是什么？（1）内存分配和回收（2）地址重定位（3）共享与保护（4）主存的扩充2. 什么是抖动？在页式存储管理系统中，如果某一个或某些页面不停地从内存调入外存，又众个存调入内存，则称为抖动。3. 在分区存储管理中，可以利用哪些分区算法？（1）最先适应（2）最优适应（3）最坏适应4. 页式和请求页式存储管理的区别？页式管理将一个作业的全部地址空间同时装入主存，请求页式管理则根据需要将页面按需调入主存中，当所需要的页面不在主存时，将发生缺页中断。缺页中断处理程序高尔夫球所需的页面调入主存，当主存无空闲块时，按一定的页面 调度算法将某页淘汰而腾出空间。5. 什么是虚拟存储器？它有什么特点？虚拟存储器是指通过硬件和软件措施为用户提供一个容量比实际主存大得多，速度比主存慢的并实际存在的存储器。或者说是指仅把作业的一部分兰州主存但可以运行的作业的存储器系统。离散性、虚拟性、多次性、对换性。6. 在一个分页存储管理中，某作业的页表如表3-3所示。已知页面大小为1024B，试将逻辑地址1011、2148、3000、4000、5012转化为相应的物理地址。表3-3 页表页号块号02132136解：(1)1011页号=1011/1024=0,页内地址=1011/1024=1011物理地址=2*1024+1011=2048+1011=3059（2）2148页号=2140/1024=2,页内地址2148%1024=100物理地址=1*1024+100=1124（3）3000页号=3000/1024=2,页内地址=3000/1024=952物理地址=1*1024+952=1976（4）7072（5）5012页号=5012/1024=4,页内地址=5012/1024=916无法计算物理地址7. 采用可变分区存储管理内存空间时，若内存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小分别为18K，30K，12K，185K，120K。现有5个作业J1，J2，J3，J4和J5，它们所需的内存依次为11K，16K，105K，28K，165K，如果采用最先适应分配算法能把这五个作业按J1J5和次序全部装入内存吗？用什么分配算法装入这五个作业可使内存的利用率最高？（0）条件作业大小作业名11KJ116KJ2105KJ328KJ4165KJ5分区大小18K30K12K185K120K（1）按最先适应算法，作业J5无法装入分区大小18K（J1，11K）30K（J2，16K）12K185K（J3，105K）120K（J4，28K）（2）最优适应算法分区大小18K（J2，16K）30K（J4，28K）12K（J1，11K）185K（J5，165K）120K（J3，105K）使用最优适应算法，分区利用率最高，把分区按分区长度大小，由小到大排序。8. 某页式存储管理的内存为64KB，被分成16块，块号为015，设某作业有4页，被分别装入内存的2、4、1、5块中。（1）写出作业的页面的映像表（页表）；（2）写出作业的每一页在内存中起始地址。答案：块长=64KB/16=4KB页号块号起始地址022*4096144096*4211*4096355*40969. 分页存储管理方式中，假如系统分配给一个作业的物理块数为3，并且此作业访问页面的顺序为2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2，试用FIFO和LRU淘汰算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页情况。答案：采用FIFO页面淘汰算法，该作业运行时缺页情况如表所示。采用FIFO算法时刻123456789101112访问页面232152453252内存页面2331554442222231155544423311155522333111缺页+ + + + 从表中可以看出，缺页中断次数为5；缺页率为f=5/12采用LRU页面淘汰算法，该作业运行时缺页情况如表所示。采用LRU算法时刻123456789101112访问页面232152453252内存页面23222222222223155453333311545555 33114444缺页+ + 从表中可以看出，缺页中断次数为5；缺页率为f=5/12注：要替换的页带下划线，访问次数小的在内存页面的下方，访问次数多的在上面，如：LRU中的第4列，2在上，3在下，2访问两次，2访问一次。10. 在一个请求分页管理中，采种LRU页面调度算法，假如一个作业的页面访问顺序为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。答案：（1）M=3时刻123456789101112访问页面432143543215内存页面432143543215432143543214321435432缺页+缺页10，缺页率f=10/12（2）M=4时刻123456789101112访问页面432143543215内存页面432143543215432143543214321435432432111543缺页+缺页10，缺页率f=8/12第四章一、选择题1. B 2. D3,A4.D5.C6. A 7. B8,A9.A10.B11. A 12.A13,D14.A15.B16. A 17. A二、填空题1. 文件的物理结构有顺序、链接、和索引。2. 在文件系统中，若按逻辑结构划分，可将文件划分成_、_文件两大类。（流式文件和记录式文件）3. 从文件管理角度看，文件由_和文件体两部分组成。（FCB）4. 磁盘与主机间传递数据是以_为单位进行的。数据块（簇）5. 在文件系统中，要求物理块必须连续的文件是_。顺序文件6. 文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是_。（索引文件）7. 文件的结构就是文件的组织形式，从用户角度出发所看到的文件组织形式称为文件的_；从实现观点出发，文件在外存上的存放组织形式称为文件的_。（逻辑结构，物理结构）三、简答题1什么叫文件? 文件是具有符号名的一段程序或数据的集合，通常存储在计算机系统的外存上。2文件系统应具有哪些功能? （1）文件存储空间的管理（2）文件目录管理（3）实现从文件到存储空间的映射（4）实现文件的共享、保护和保密（5）文件的读/写管理（6）提供用户接口。 3. 文件的逻辑结构和存储结构? （1）用户按自己对信息的处理要求确定文件的逻辑结构，由用户确定的文件结构称逻辑文件。 （2）文件在存储介质（用来记录信息的磁带、磁盘、光盘、卡片等）上的组织方式称文件的存储结构或称为物理文件。4. 解释顺序文件、链接文件和索引文件。 （1）一个文件在逻辑上连续的信息存放到磁盘上依次相邻的块上，便形成顺序结构。对应之文件为顺序文件（2）链接结构是把每个物理块的最后一个单元用作指针，指向下一物理块的地址，通过指针链接形成物理文件结构。对应之文件为链接文件（3）索引结构是实现非连续存储的另一种方法，索引结构为每个文件建立一张索引表，用以指示逻辑记录与物理块之间的映射关系，也称索引文件。5. 为了实现按名存取，文件目录应包含哪些内容?答案：包括的内容有：有关文件存取控制信息。例如用户名、文件名、文件类型、文件属性（可读写、只读、只执行等） 。有关文件结构的信息。例如文件的逻辑结构、物理结构、记录个数和在存储介质上的位置等。有关文件管理的信息。例如文件建立的日期、修改日期、保留期限等。6有一个文件可供两个用户共享，但这两个用户却对这个文件定义了不同的名字，为保证两个用户都能存取该文件，应怎样设置文件目录?简单画出目录结构关系且解释之。采用二级目录结构，如图所示。用户张三和李四分别对应两个文件file1和file2，只要在它们各自的目录表项中把相应文件的存放地址填上共享文件在介质中的物理起始位置，当用户张三存取file1文件，文件系统会按照目录查找文件位置时找到的是相同的文件内容，于是各用户使用不同的文件名却读取相同的文件内容。用户文件名文件磁盘起始位置张三File1A李四Filew2A用户张三目录主目录张三李四文件file1A文件EFG用户李四目录文件file2A文件x. xEFG7文件系统提供的主要文件操作有哪些?（1）建立（2）打开（3）读（4）写（5）删除（6）关闭8、区分文件的保护和保密。 答案：文件的保护是防止文件被破坏。文件的保密是防止不经文件拥有者授权而窃取文件。引起文件被破坏的原因有:硬件故障、软件失误和用户共享文件时的错误等。第五章一、选择题1. C 2. D3,C4.B5.C6. A 7. A8,B9.C10.D二、填空题1. 输入输出操作2. 设备类、相对号3. 逻辑设备设备独立性4. 独占，共享，虚拟5. 用户设备6. 中断源7. 通道程序8. 程序控制方式，中断控制方式，DMA方式，通道控制方式二、简答题1. 设备管理的功能？（1）设备的分配（2）设备的控制（3）实现磁盘驱动调度（4）实现虚拟设备2. 设备分为哪几种类型？从资源分配的角度（1）独占设备（2）共享设备（3）虚拟设备3. I/O设备驱动程序的功能？（1）实现逻辑设备到物理设备的转换（2）接收由I/O进程发来的命令和参数，将接收到的抽象要求转换为具体要求（3）检查I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递相关参数并设置设备的工作方式（4）发出I/O命令，启动相应的I/O设备，完成相应的I/O操作（5）及时响应中断请求，并根据中断类型调用相应的中断处理程序进行处理（6）对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序4. 若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。(1)先来先服务算法：(2)最短寻找时间优先算法。先来先服务算法：(20+24+4+36+76+68+64)*3=292*3=876 ms最短寻找时间算法：（0+4+24+8+8+72+4)*3=120*3=360 ms（注：各算法使移动臂的移动次序和移动的柱面数如下：（1）40 20 44 40 4 80 12 76（20） （24） （4） （36） （76） （68） （64）共移动292柱面（2）40 44 20 12 4 76 80（4） （24） （8） （8） （72） （4） 共移动120柱面5. I/O控制方式有哪几种？（1）程序控制方式（2）中断控制方式（3）DMA控制方式（4）通道控制方式*（5）外围处理机控制方式第六章1. 操作系统的接口有哪几种类型？命令接口和程序员接口2. 脱机用户接口和联机命令接口有什么不同？脱机命令接口源于早期批处理系统，在批处理系统中，系统不具备交互性，用户既不能控制作业的执行过程，也不能用自然语言描述控制意图。（用作业控制语言书写作业控制说明书）联机用户接口由一组命令及命令解释程序组成，所以以称命令接口，它为联机用户提供了调用操作系统功能，也是请求操作系统为用户服务的手段。（如：windows XP系统中的command方式。3. 简述系统调用的过程？（1）提供系统调用号和必要的参数。（2）执行系统调用指令。（3）调用相应的系统调用处理子程序（4）返回执行结果第七章一、选择题1. B 2. B3.B4.B5.B6. D 7. BCE8,B9.B10.B11. B 12.A13,B14.B15.C16. B 17.D18,C19.B20.B21. B 22. D23.D24.D25.A26.D26. 下面的叙述中正确的是（ ）。A. 操作系统中的一个重要概念是进程，因此不同的进程所执行的代码也一定不同B. 为了避免发生进程的死锁，各进程只能逐个申请资源C. 操作系统的PCB管理进程，用户进程可以从PCB中与本身运行情况有关的信息D. 进程同步是指某些进程之间在逻辑上相互制约关系二、填空题1. 在具有n个进程的系统中，允许m个进程（nm1）同时进入它们的临界区，其信号量S的值的变化范围是n-mSm _，处于等待状态的进程数最多n-m个。2. 线程与进程的根本区别是把进程作为申请资源单位，而线程是调度和执行单位。3. 临界资源的概念是 一次仅允许一个进程访问的资源 ，而临界区是指进程中访问临界资源的那段程序代码。4. 用PV操作管理临界区时，任何一个进程进入临界区之间必须应用P操作，退出临界区必须调用V操作。5. 对于信号量可以做P操作和V操作，P操作用于阻塞进程，V操作用于释放进程，程序中的P操作和V操作应谨慎使用，以保证其使用的正确性，否则执行时可能发生死锁。6. 在一个单处理机系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少有0个。7. 操作系统中，对信号量S的P操作原语作定义中，使进程进入相应等待队列等待的条件是S<0。8. 信息分信箱头和信箱体，信箱头中存放有关信箱的描述，信箱体由若干格子组成，每格存放一封信件，格子的数目和大小在创建信箱时确定。9. 死锁的四个条件是互斥条件、非抢占式条件、占有并等待条件、循环等待条件。三、简单题1. 解释进程的并行性和并发性。 并行性：多个进程同时在不同的CPU上执行。并发性：多个进程在同一时间段内在一个CPU上执行。2. 什么是临界区？什么叫临界资源？ 多个进程共享的程序段叫临界区。一次仅允许一个进程访问的资源。3. 对相关临界区的管理有哪些要求？ （1）互斥访问临界区（2）不能允许一个进程长久访问临界区（3）也不能强迫一个进程永久等待进入临界区4. 若用PV操作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？ （1）S=-1，一个进程处于等待状态（2）没有一个进程牌等待状态（3）可允许一个进程进入临界区5. 有一个小超市，可容纳30人同时购物。如果超市内不足30人，则允许购物者进入超市购物，超过30人时则需要在外等候。出口处只有一位收银员，购物者结账后就离开超市，用信号量和P、V操作描述购物者的购物过程。答案：设信号量s初值为30，表示最多允许有30人同时进入超市，调互斥信号m的初始值为1，表示同时只能有一个购物都结账。描述如下：semaphore s=30;semaphore m=1;void mar()while(1)p(s);进入超市购物；P（m）;到出口结账；V(m);离开超市；V(S);6. 在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图7.6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。请用PV操作来实现司机与售票员之间的同步。 答案：S1：是否允许司机启动汽车的变量 S2：是否允许售票员开门的变量 driver()/司机进程 while (1)/不停地循环 P(S1);/请求启动汽车 启动汽车; 正常行车； 到站停车； V(S2); /释放开门变量，相当于通知售票员可以开门 busman()/售票员进程 while(1) 关车门; V(S1)；/释放开车变量，相当于通知司机可以开车 售票 P(S2)；/请求开门 开车门； 上下乘客； 注意：busman() driver() 两个不停循环的函数7. 在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如下图所示。为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。请用PV操作来实现司机与售票员之间的同步。8. 什么叫银行家算法？银行家把一定数量的资金供多个用户周转使用。为保证资金的安全，银行家规定：（1）当顾客对资金的最大申请量不超过银行家现金时就可接纳一个新顾客；（2）顾客可以分期借款，但借款的总数不能超过最大申请量；（3）银行家对顾客的借款可以推迟支付，但使顾客总能在有限的时间里得到借款；（4）当顾客得到需要的全部资金后，他一定能在有限时间里归还所有的资金。9. 简述死锁的防止和避免的异同点？ （1）防止是多个进程并发执行前采用的策略让死锁不出现；（2）避免是多个进程并发执行过程中采用策略让死锁不出现。