操作系统复习题及参考答案专科.doc

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中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案
操作系统(专科)
一、 判断题:
1．操作系统的目的是提供一个让用户能方便地、 高效地执行程序的环境。 [ √ ]
2. 在单CPU环境下能够实现”多道程序系统”。 [ √ ]
3. UNIX操作系统是多用户多任务操作系统。 [ √ ]
4. 资源共享是现代操作系统的一个基本特征。 [ √ ]
5. 就绪状态、 执行状态和挂起状态是进程的三种基本状态。 [ × ]
6. 程序在并发执行时会失去封闭性。 [ √ ]
7. 进程是程序的一次执行, 两个同时存在的进程所对应的程序总是不同的。 [ × ]
8. 在单处理机系统中, 多个进程并行执行是指它们同时处于进程的”运行状态”。 [ × ]
9. 进程状态可由就绪状态转换到阻塞状态。 [ × ]
10. 进程状态可由阻塞状态转移到运行状态( 不考虑挂起状态) 。 [ × ]
11. 独占型设备使用前必须先请求分配。 [ √ ]
12. 一个批处理型作业的调度可能要经历高级调度、 低级调度和中级调度三个阶段。 [ √ ]
13. 作业周转时间是指作业需要的运行时间。 [ × ]
14. 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。 [ × ]
15．死锁与程序的死循环一样。 [ × ]
16．绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。 [ × ]
17．”对换”是指把内存中暂不能运行的数据调到外存。 [ √ ]
18．具有快表的存储管理系统中, CPU每次存储数据都只访问一次内存。 [ × ]
19．在进行页面置换时, 被淘汰的页都要回写到辅存。 [ × ]
20．在虚拟存储系统中, 操作系统为用户提供了巨大的存储空间。因此, 用户地址空
间的大小能够不受任何限制。 [ × ]
21．磁带是可直接存取的设备。 [ × ]
22．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。 [ √ ]
23．文件的目录一般存放在外存中。 [ √ ]
24．在文件的直接存取方法中, 允许随意存取文件中的一个记录。 [ √ ]

二、 填空题:
1. 操作系统的基本任务是________________________________________。
2．常见的操作系统有__________、 __________、 __________、 __________。
3．人工操作方式的缺点主要是__________________、 _________________。
4．多道批处理系统具有_________、 _________和_________特征。
5．分时系统的四个主要特征是__________、 __________、 __________、 _____ ___。
6．操作系统主要是对_________、 _________、 _________、 _________四种资源进行管理。
7．按设备的共享属性分类可分为_________、 _________、 _________。
8．程序顺序执行时的特征有_________、 _________、 _________。
9．程序的并发执行的特征有_________、 _________、 _________。
10．处于执行状态的进程, 若其”时间片结束”, 则该进程在三种基本状态中应从____状态变为___状态。
11．运行过程中, 进程可能具有_________、 _________、 _________三种状态
12．临界区是指_____________________________________________。
13．进程同步机制应遵循的原则有_________、 _________、 _________、 _________。
14．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。
15．缓冲区是_________资源, 对其访问时必须使用_________操作。
16．一个批处理型作业, 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_________、 _________、 _________。
17．确定进程优先权的依据有_________、 _________、 _________三个方面。
18．进程调度分为以下两种方式_________、 _________。
19．____________________________________称之为”页内碎片”。
20．虚拟存储器最基本的特征包括_________、 _________、 _________、 _________。
21．可变分区分配技术会造成_________问题。
22．_______________________________________________________________称为页表。
23．死锁避免是指___________________________________________________________。
24．虚拟存储器是指_________________________________________________________。

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, 她们的提交时间、 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, 一个物理块能够存放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。

参考答案
一、 判断题:
1. √ 2. √ 3. √ 4. √ 5. × 6. √ 7. × 8. ×
9．× 10．× 11．√ 12．√ 13．× 14．× 15．× 16．×
17．√ 18．× 19．× 20．× 21．× 22．√ 23．√ 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． MsDos、 OS/2、 Windows、 Unix、 Linux等都能够 3．用户独占全机、 CPU等待人工操作
4．多道性, 无序性, 调度性 5．多路性, 独立性, 及时性, 交互性
6．处理器 存储器 文件 I/O设备 7．独占设备、 共享设备、 虚拟设备
8．顺序性、 封闭性、 可再现性 9．间断性、 失去封闭性、 不可再现性
10．执行, 就绪 11．就绪(Ready)状态、 执行状态、 阻塞状态
12．对临界资源进行访问的代码区
13．空闲让进 忙则等待 有限等待 让权等待 14．申请, 释放
15．共享, P、 V 16．低级调度、 中级调度、 高级调度
17．进程类型、 进程对资源的需求、 用户要求 18．非抢占方式、 抢占方式
19．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
20．离散性 多次性 对换性 虚拟性 21．碎片
22．系统为每个进程建立一张页面映像表
23．检查资源的分配情况使系统始终不进入不安全状态
24．具有请求调入功能和置换功能, 能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统
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:
①人机交互 ②共享主机 ③便于用户上机
分时系统的特征如下:
①多路性 ②独立性 ③及时性 ④交互性
2. 死锁防止: 经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
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立新文件、 删除旧文件, 对指定的文件读、 写等操作。
(2) 目录管理——根据用户要求创立或删除目录文件, 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它用户的文件。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 S<=0 do skip;
S:=S-1;
S:=S-1表示请求分配一个单位的该类资源给执行P操作的进程。S>0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, 因此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: ( 40＋25＋60＋25＋15) /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).减少磁盘访问时间能够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, 系统总是经过其PCB对进程进行控制的。因此说, PCB是进程存在的唯一标志。进程与程序的区别:
① 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;
② 进程能够并发执行, 而程序不能够并发执行;
③ 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;
④ 进程可按异步方式运行, 程序不是运行实体, 因此不能够异步执行;
⑤ 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