操作系统练习题及答案.docx

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1、一、填空P15 填空题1.设计现代OS的主要目的是提高资源利用率和方便用户。2.单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU及I/O设备速度不匹配的矛盾中开展起来的。多道、宏观上同时运行和微观上交替运行的特点。并发和资源共享，除此之外，它还具有虚拟性和异步性的特征。5.从资源管理的角度看，操作系统具有四大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理；为了方便用户，操作系统还必须提供友好的用户接口。批处理系统、分时系统和实时系统。资源利用率高和系统吞吐量大；主要缺点是无交互作用能力和作业平均周转时间长。人机交互，为此必须引入时间片的概念，并采用时间片轮转调度算法。多路性、独立性、交互性和及时性。并

2、发；假设干事件在同一时刻发生称为并行。实时信息处理系统和实时控制系统两种类型；民航销售系统属于实时信息处理系统；而导弹飞行控制系统那么属于实时控制系统。12.为了使实时系统高度可靠和平安，通常不强求资源利用率。13.当前比拟流行的微内核的操作系统构造，是建立在层次化构造的根底上的，而且还采用了客户机/效劳器模式和面向对象程序设计技术。P56 填空题1.在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行程序的操作加以改变，此时的程序执行具有封闭性和可再现性特征。2.并发程序之间的相互制约，是由于它们的共享资源和相互合作而产生的，因而导致程序在并发执行时具有连续性或异步性特征。3.

3、程序并发执行及顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是连续性、失去封闭性和不可再现性。使程序能正确地并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，而引入线程的目的是减少并发执行的开销，提高程序执行的并发程度。由进程控制块、程序段和数据段组成，其中进程控制块是进程存在的唯一标志动态性和并发性，除此之外，它还有独立特征、异步性和构造特征。7.由于进程的实现是程序的一次执行，所以进程有动态性的根本特征，该特征还表现在进程由创立而产生，由调度而执行，由撤销终止而消亡，即进程具有一定的生命期。提高资源利用率和增加系统吞吐量。9.当前正在执行的进程由于时间片用完而暂停执行时，该进程应转变为就绪状态；假设因发生某种

4、事件而不能继续执行时，应转为阻塞状态；假设终端用户的请求而暂停执行时，它应转变为静止就绪状态。10.用户为阻止进程继续运行，应利用挂起原语；假设进程正在执行，应转变为静止就绪状态；以后，假设用户要恢复其运行，应利用激活原语，此时进程应转变为活动就绪状态。11.系统中共有5个用户进程，且当前CPU在用户态下执行，那么最多可有4个用户进程处于就绪状态，最多可有4个用户处于阻塞状态。12.同步机制应遵循的准那么有空闲让进、忙那么等待、有限等待和让权等待。13.在记录型信号量机制中，S.value0时的值表示可用的临界资源数量；每次wait操作意味着申请一个临界资源，因此应将减1，当小于0时，进程应阻

5、塞。14.在记录型信号量机制中，每次signal操作意味着释放一个临界资源，因此应将加1，当0时，表示仍有请求该资源的进程被阻塞，此时应唤醒相应阻塞队列中的首进程。15.在利用信号量实现进程互斥时，应将临界区置于wait操作和signal操作之间。临界资源的那段代码称为临界区。为实现对它的共享，应保证进程互斥进入自己的临界区，为此，在每个进程的临界区前应设置进入区，临界区后应设置退出区。共享存储器、消息系统、管道通信三类，其中管道通信利用共享文件进展通信。18.为实现消息缓冲队列通信，应在PCB中增加消息队列首指针mq、消息队列互斥信号量mutex、消息队列资源信号量Sm三个数据项。19.在采

6、用用户级线程的系统中，OS进展CPU调度的对象是进程；在采用内核支持线程的系统中，CPU调度的对象是线程。线程根本不拥有资源。P76 填空题称作作业调度，其主要功能是按照一定的算法从外存的后备队列中选假设干作业进入内存；低级调度又称作进程调度，其主要功能是按一定算法从就绪队列中选一个进程投入执行。抢占调度和非抢占调度两种方式。，抢占的原那么有时间片原那么、短作业有限和优先权优先。，应考虑引起调度的因素、调度算法的选择和就绪队列的组织三个问题。，应该选择短作业进程优先调度算法；为了使当前执行的进程总是优先权最高的进程，那么应选择立即抢占的高优先权优先调度算法；而分时系统那么常采用时间片轮转调度算

7、法。运行时间和等待时间。竞争资源和进程推进顺序非法。互斥条件、请求及保持条件、不剥夺条件和环路等待条件。9.通过破坏死锁产生的四个必要条件可进展死锁的预防，其中互斥条件一般是不允许破坏的，一次性分配所有资源破坏的是其中的请求及保持条件，资源的有序分配破坏的是其中的环路等待条件。10.在防止死锁的方法中，允许进程动态地申请资源，但系统在进展分配运算时应先计算资源分配的平安性。假设此次分配不会导致系统进入不平安状态，便将资源分配给它，否那么进程等待。11.解决死锁的方法有预防、防止、检测并解除等，一次性分配所有的资源采用的是其中的预防死锁方法，银行家算法采用的是其中的防止死锁方法。12. 撤销进程

8、和剥夺资源是解除死锁的两种常用的方法。二、简答题P11 例16操作系统具有哪几大特征？它们之间有何关系？操作系统的特征有并发、资源共享、虚拟和异步性。它们的关系如下并发和共享式操作系统最根本的特征。为了提高计算机资源的利用率。OS必然要采用多道程序设计技术，使多个程序共享系统的资源，并发地执行。并发和共享互为存在的条件。一方面，资源的共享是以程序进程的并发执行为条件，假设系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题；另一方面，假设系统不能对资源共享实施有效的管理，协调好各个进程对共享资源的访问，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。虚拟技术以并发和资源共享为前提。为了使并发进程能

9、更方便、更有效地共享资源，操作系统常采用多种虚拟技术来逻辑上增加CPU和设备的数量以及存储器的容量，从而解决众多并发进程对有限的系统资源的争用问题。异步性是并发和共享的必然结果。操作系统允许多个并发进程共享资源、相互合作，使得每个进程的运行过程受到其他进程的制约，不再“一气呵成，这必然导致异步性特征的产生。P12 例18微内核构造具有哪些优点？为什么？微内核系统的优点如下：提高了系统的可扩展性。在微内核构造中，OS的大局部功能都是由相对独立的效劳器来实现的，用户可以根据需要，选配其中的局部或全部效劳器；还可以随着计算机硬件和OS技术的开展，相应地更新假设干效劳器或增加一些新的效劳器。增强了操作

10、系统的可靠性。由于所有的效劳器都是运行在用户态，它们不能直接访问硬件，因此，当某个效劳器出现错误时，通常只会影响到它自己，而不会引起内核和其他效劳器的损坏和崩溃。可移植性更好。在微内核的OS中，所有及特定CPU和I/O设备硬件相关的代码均放在内核和内核下面的硬件隐藏层中，而操作系统其他绝大局部即各种效劳器均及硬件平台无关，因而，把操作系统移植到另一硬件平台上所需做的改动比拟小。适用于分布式系统。对用户进程即客户而言，如果他通过消息传递及效劳器通信，那么他只需发送一个请求，然后等待效劳器发来的响应，而根本无需知道这条消息在本地机就地处理还是通过网络送给远地机上的效劳器。P18 进程的状态就绪状态

11、。进程已获得除CPU以外的所有必要资源，只要得到CPU，便可立即执行。执行状态。进程已得到CPU，其程序正在CPU上执行。阻塞状态。正在执行的进程因某种时间如I/O请求的发生而暂时无法继续执行，只有相应事件完成后，才能去竞争CPU。“挂起的实质是使进程不能继续执行，即使挂起后的进程处于就绪状态，它也不能参及CPU的竞争。因此，称被挂起的进程处于静止状态；没被挂起的进程那么处于活动状态。处于静止状态的进程，只有通过“激活动作，才能转换成活动状态P34 例1在操作系统中为什么要引入进程的概念？它会产生什么样的影响？在操作系统中引入进程的概念，是为了实现多个程序的并发执行。传统的程序不能及其他程序并

12、发执行，只有在为其创立进程后，才能及其他程序进程并发执行。这是因为并发执行的程序即进程是“停停走走地执行，只有在为它创立进程后，在它停下时，方能将其现场信息保存在它的PCB中，待下次被调度执行时，再从PCB中恢复CPU现场并继续执行，而传统的程序却无法满足上述要求。建立进程所带来的好处是使多个进程能并发执行，这极大地提高了资源利用率和系统吞吐量。但管理进程也需付出一定的代价，包括进程控制块及协调各个运行机构所占用的内存空间开销，以及为进展进程间的切换、同步及通信所付出的时间开销。P36 例4PCB的作用是什么？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根

13、本单位，即一个能及其他进程并发执行的进程。P58 处理机调度的三个级别1.高级调度2.低级调度分两种方式：非抢占方式抢占方式抢占的原那么有：优先权原那么、短作业优先原那么、时间片原那么3.中级调度P59 调度算法FCFS进程有限SJF/SPFHPF进程优先权的设置通常分成静态和动态两种：静态优先权动态优先权HRRNRRFBP66 例2试说明低级调度的主要功能低级调度用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，并由分派程序把处理机分配给该进程。其主要功能有：保存当前进程的处理机现场信息按某种算法选择投入执行的新进程恢复新进程的现场，从而将处理机分配给新进程P69 例5为什么说多级反应队列调度算法能

14、较好地满足各方面用户的需要？对终端型作业用户而言，他们提交的作业大多属于交换型作业，作业通常较小，系统只要能使这些作业在第一个队列所规定的时间片内完成，便可使他们都感到满意。对于短批作业作业用户而言，开场时他们的作业像终端型作业一样，如果仅在第一个队列中执行一个时间片即可完成，便可获得及终端型作业一样的响应时间；对于稍长的作业，通常也只需在第二队列和第三队列各执行一个时间片即可完成，其周转时间仍然很短。对于长批处理作业用户而言，他们的作业将依次在第1，2，n个队列中运行，然后再按轮转方式运行，用户不必担忧其作业长期得不到处理，而且每往下降一个队列，其得到的时间片将随着增加，故可进一步缩短长作业

15、的等待时间。P70 例7对下面五个非周期性实时任务，按最早开场截止时间优先调度算法应如何进展CPU调度？进程到达时间执行时间开场截止时间A1020110B202020C402050D502090E602070P70 例8假设有三个周期性任务，任务A要求每20ms执行一次，执行时间为10ms；任务B要求每50ms执行一次，执行时间为10ms；任务C要求每50ms执行一次，执行时间为15ms，应如何按最低松弛度优先算法对它们进展CPU调度？P72 例12在银行家算法中，假设出现下面的资源分配情况：ProcessAllocationNeedAvailableP0003200121622P110001

16、650P213542356P300320652P400140656试问：1.该状态是否平安？(1,2,2,2)后，系统能否将资源分配给它？3.如果系统立即满足P2的上述请求，那么系统是否立即进入死锁状态？三、编程题P39 例11试写出相应的程序来描述图所示的前趋关系。前趋图中存在着如下的前趋关系：S1S2、S1S3、S2S4、S2S5、S3S6、S4S7、S5S7、S6S7因此可分别为它们设置初始值为0的信号量a、b、c、d、e、f、g、h，具体的程序可描述如下：var a,b,c,d,e,f,g,h:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbegin

17、S1;signal(a);signal(b);end;begin wait(a);S2;signal(c);signal(d);end;begin wait(b);S3;signal(e);end;beginwait(c);S4;signal(f);end;beginwait(d);S5;signal(g);end;beginwait(e):S6;signal(h);end;beginwait(f);wait(g);wait(h);S7;end;parendendP42 例13用信号量实现共享单位中的置换进程及打印进程计算进程不断地计算出结果并将它放入单缓冲区中，打印进程那么负责从单缓冲区中取

18、出每一个结果进展打印。从临界资源的角度考虑：var full,empty:semaphore:=0,1beginparbegincp:beginrepeatcompute next number;wait(empty);add the number to buffer;signal(full);until falseend9pp:beginrepeatwait(full);take a number from buffer;signal(empty);print the number;until falseendparendend从同步的角度考虑：var SA,SB:semaphore:=0,0;beginparbegincp:begincompute the first number;add the number to buffer;signal(SA);repeatcompute next number;wait(SB);add the number to buffer;signal(SA);until falseendpp:beginrepeatwait(SA);take a number from buffer;signal(SB);print the number;until falseendparendend