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计算机操作系统概述习题集

一、选择题
1. 操作系统负责管理计算机系统的（ ），其中包括处理机、内存、外围设备和文件。
A. 程序 B. 文件 C. 资源 D. 进程
2. 没有下列设备计算机无法工作（ ）：
A. 硬盘 B. 软盘 C. 内存 D. 打印机
3. 系统调用是（ ）。
A. 一条机器指令 B. 中断子程序
C. 用户子程序 D. 提供编程人员的接口
4. 现代操作系统的基本特征是（ ） 、资源共享和操作的异步性。
A. 多道程序设计 B. 中断处理
C. 程序的并发执行 D. 实现分时与实时处理
5. 下列四个操作系统中，是分时系统的为（ ）。
A. CP/M B. MS-DOS
C. UNIX D. Windows NT
6. 在分时系统中，当时间片一定时，（ ），响应时间越长。
A. 内存越多 B. 用户数越多
C. 后备队列越短 D. 用户数越少
7. 操作系统是一组（ ）。
A. 文件管理程序 B. 中断处理程序
C. 资源管理程序 D. 设备管理程序
8. 批处理系统的主要缺点是（ ）。
A. CPU的利用率不高 B.失去了交互性
C.不具备并行性 D.以上都不是
9. 实时操作系统追求的目标是（ ）。
A. 高吞吐率 B. 充分利用内存
C. 快速响应 D. 减少系统开销
10. Windows XP 操作系统提供给程序员的接口称为（ ）。
A. 进程 B. API
C. 库函数 D. 系统程序

二、填空题
1．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。
2. 操作系统的五大功能是处理机管理、___________、文件管理、____________和提供用户接口。
3．操作系统是运行在计算机裸机系统上的最基本的系统软件。
4．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。
5．操作系统是运行在计算机裸机（或基本硬件，或硬件）系统上的最基本的系统软件。
6. 计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件。
7. 操作系统目前有五大类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
8. 操作系统提供给编程人员的唯一接口是系统调用。
9. 操作系统的基本类型有批处理操作系统，分时操作系统和实时操作系统三种。
10．在分时系统中，当用户数目为100时，为保证响应时间不超过2秒，此时时间片最大应为20ms。分时系统采用的调度方法是时间片轮转调度算法。

三、判断题
( ) 1. 操作系统属于最重要的、最不可缺少的应用软件。
( ) 2. 分时系统不需要多道程序技术的支持。
( ) 3. 批处理系统不允许用户随时干涉自己程序的运行。
( ) 4. 虚拟机不需要硬件的支持。
( ) 5. 操作系统的所有程序是长驻内存的。
( ）6. 在计算机系统中配置操作系统的主要目的是管理系统中的资源。
( ）7. Linux操作系统属于多用户多任务操作系统。
( ) 8. 一般的分时操作系统无法做实时控制用。
1. × 2. × 3. √ 4. × 5. × 6. √ 7 √ 8. √

四、问答题
1. 简述操作系统的概念
答：操作系统是一组能控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程并为用户使用计算机提供方便的程序和数据的集合。
2、什么是批处理系统？为什么要引入批处理系统？
答：批处理系统指用户的作业成批的处理，作业建立、过渡、完成都自动由系统成批完成。因为 58~64 年，晶体管时代，计算机速度、容量、外设品种和数量等方面和第一代计算机相比都有了很大发展，计算机速度有几十倍、上百倍的提高，故使手工操作的慢速度和计算机运算的高速度之间形成一对矛盾。只有设法去掉人工干预，实现作业自动过渡，这样就出现了成批处理。
6、什么叫多道程序？试述多道程序涉及技术的基本思想及特征，为什么对作业进行多道批处理可以提高系统效率？
答：多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制下，相互穿插还差运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时候，管理程序就将另一道程序投入运行，这样使几道程序在系统内并行工作，可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态，从而大大提高计算机使用效率。在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统，多个作业成批送入计算机，由作业调度程序自动选择作业运行，这样提高了系统效率。
7、何为分时系统？简述其特点。
答：分时系统采用时间片轮转办法，使一台计算机同时为多个终端服务。特点：多路调制性：多个联机用户可同时使用一台计算机。独占性：用户感觉不到其他人在和他一起共享计算机及资源。交互性：用户可与计算机会话，提出要求，命令。
8、分时系统和实时系统有何不同？
答：分时系统控制的主动权在计算机，计算机按一定时间间隔，以固定时间片或不固定时间片去轮流完成多个提交的任务，只是在用户反应相对较慢时，不感到机器“走开”。而实时系统控制的主动权在用户，用户规定什么时间要计算机干什么，计算机不能“走开”。
分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。

进程与线程
一、选择题
1. 当（ ）时，进程从执行状态转变为就绪状态。
A. 进程被调度程序选中 B. 时间片到
C. 等待某一事件 D. 等待的事件发生
2. 在进程状态转换时，下列（ ）转换是不可能发生的。
A. 就绪态→运行态 B. 运行态→就绪态
C. 运行态→阻塞态 D. 阻塞态→运行态
3. 下列各项工作步骤中，（ ）不是创建进程所必需的步骤。
A. 建立一个PCB B. 作业调度程序为进程分配CPU
C. 为进程分配内存等资源 D. 将PCB链入进程就绪队列
4. 下列关于进程的叙述中，正确的是（ ）。
A. 进程通过进程调度程序而获得CPU。
B. 优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。
C. 在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。
D. 进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。
5. 从资源管理的角度看，进程调度属于（ ）。
A. I/O管理 B. 文件管理 C. 处理机管理 D. 存储器管理
6. 下列有可能导致一进程从运行变为就绪的事件是（ ）。
A. 一次I/O操作结束 B. 运行进程需作I/O操作
C. 运行进程结束 D. 出现了比现运行进程优先权更高的进程
7. 一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（ ）。
A. 由就绪变运行 B. 由运行变就绪
C. 由阻塞变运行 D. 由阻塞变就绪
8. 一次I/O操作的结束，有可能导致（ ）。
A. 一个进程由睡眠变就绪 B.几个进程由睡眠变就绪
C. 一个进程由睡眠变运行 D.几个进程由睡眠变运行
9. 在下面的叙述中，不正确的是（ ）。
A. 一个进程可创建一个或多个线程 B. 一个线程可创建一个或多个线程
C. 一个线程可创建一个或多个进程 D. 一个进程可创建一个或多个进程
10. 进程的控制信息和描述信息存放在（ ）。
A. JCB B. PCB C. AFT D. SFT

二、填空题
1．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。
2．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。
3．进程由程度、数据和PCB组成。
4．若干个事件在同一时刻发生称为并行，若干个事件在同一时间间隔内发生称为并发。
5．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。
6．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。
7．进程由程度、数据和PCB组成。
8. 在操作系统中，进程是一个资源分配的基本单位，也是一个独立运行和调度
的基本单位。
9．采用对换方式在将进程换出时，应首先选择处于阻塞且优先权低的进程换出内存。
10. 常用的进程通信方式有管道、共享存储区、消息机制和邮箱机制。

三、判断题
(√) 1. 有了线程之后，程序只能以线程的身份运行。
(×) 2. 线程的切换会引起进程的切换。
(√) 3. 多个线程可以对应同一段程序。
(√) 4. 系统内存在无父进程的进程。
(×) 5. 线程所对应的程序肯定比进程所对应的程序短。
(×) 6. 进程从CPU退下时，将“现场”保存在系统栈内。
(√) 7. 操作系统对进程的管理和控制主要是通过控制原语实现的。
(√) 8. 原语的执行是屏蔽中断的。
(×) 9. 系统中进程的数目越多,CPU的利用率越高.
(√) 10．原语是一种不可分割的操作。
(×) 11．线程是最小的拥有资源的单位。
(×) 12．进程可以删除自己的PCB表。
(×) 13．作业调度能够使作业获得CPU。

四、问答题
1. 简述进程和程序之间的区别和联系。
答：进程和程序是既有区别又有联系的两个概念。
(1) 进程是动态的，程序是静态的。程序是一组有序的指令集合，是一个静态的概念；进程则是程序及其数据在计算机上的一次执行，是一个动态的集合。离开了程序，进程就失去了存在的意义，但同一程序在计算机上的每次运行将构成不同的进程。程序可看作是电影的胶片，进程可以看作电影院放电影的过程。
(2) 一个进程可以执行多个程序，如同一个电影院的一场电影可放映多部影片。
(3) 一个程序可被多个进程执行，如同多个影院同时利用一个电影的胶片放映同一部电影。
(4) 程序可以长期保存，进程只能存在于一段时间。程序是永久存在的，而进程有从被创建到消亡的生命周期。

2. 为什么将进程划分成执行、就绪和阻塞三个基本状态？
答: 根据多道程序执行的特点，进程的运行是走走停停的。因此进程的初级状态应该是执行和等待状态。处于执行状态的进程占用处理机执行程序，处于等待状态的进程正在等待处理机或者等待其它某种事件的发生。但是，当处理机空闲时，并不是所有处于等待状态的进程都能放到处理机上执行，有的进程即使分配给它处理机，它也不能执行，因为它的执行的条件没有得到满足。因此，将等待状态的进程分成两部分，一部分是放在处理机上就能立即执行，这就是就绪的进程；另一部分是仍需等某种事件发生的进程，即使放在处理机上也不能执行的进程，这就是阻塞进程。

3. 进程控制块PCB的作用是什么？它主要包含哪些内容？
答: 操作系统管理的进程是多种多样的，要对这些进程实施有效的管理，必须对进程进行抽象。为了便于系统控制和描述进程的活动，在操作系统核心为进程定义了一个进程控制块PCB。PCB用于描述进程的基本情况以及进程运行和变化的过程，它与进程一一对应。当系统创建进程时，为进程分配一个PCB；在进程运行过程中，系统通过PCB对进程实施管理和控制；进程结束时，系统将收回PCB。
PCB中的内容主要包括调度信息和现场信息两大部分。调度信息包括进程名、进程号、优先级、当前状态、资源信息、程序和数据的位置信息、隶属关系和各种队列指针信息等。现场信息主要包括程序状态字、时钟寄存器和界限寄存器等描述进程运行情况的信息。

4. 简述创建进程的大致过程
解 创建一个进程大体分以下几步：
(1) 申请一个空白的PCB和唯一的进程标识号pid
(2) 为新进程分配除CPU以外的资源，包括内存空间；
(3) 初始化PCB中的数据项，包括标志信息、状态信息、控制信息等；
(4) 将新进程的PCB插入系统的就绪队列。

5．何谓进程通信？试列举几种进程通信方式。
答：进程之间的信息交换，就是进程通信。进程同步与互斥，就实现了进程之间交换信息，但由于交换的信息量少，可以看作是低级通信。并发执行的进程，有交换信息的各种需要，除同步与互斥外，还可采用其它的通信方式。介绍几种常用的通信方式：共享存储、消息传递、共享文件。

7．引起进程调度的主要因素主要有：
(1) 一个进程运行完毕；
(2) 一个正在运行的进程被阻塞；
(3) 在抢占式调度中，一个高优先级的进程被创建；
(4) 在抢占式调度中，一个高优先级进程由阻塞被唤醒；
(5) 在轮转式调度中，正在运行的进程运行完一个时间片。

同步与死锁
一、选择题
1. 用P、V操作管理临界区时，信号量的初值一般应定义为（ ）。
A.–1 B.0 C.1 D.任意值
2. 有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是（ ）。
A.1至 –(m-1) B.1至m-1 C.1至–m D.1至m
3. 在下面的叙述中，正确的是（ ）。
A.临界资源是非共享资源 B.临界资源是任意共享资源
C.临界资源是互斥共享资源 D.临界资源是同时共享资源
4. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝1时表示（ ）。
A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待 B.没有一个进程进入临界区
C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待
5. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝-1时表示（ ）。
A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待 B.没有一个进程进入临界区
C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待
6．当一进程因在信号量S上执行P(S)操作而被阻塞后，S的值为（ ）。
A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0
7．当一进程因在信号量S上执行V(S)操作而导致唤醒另一进程后，S的值为（ ）。
A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0
8．若有4个进程共享同一程序段，而且每次最多允许3个进程进入该程序段，则信号量的变化范围是（ ）。
A. 3，2，1，0 B. 3，2，1，0，-1
C. 4，3，2，1，0 D. 2，1，0，-1，-2
9．如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（ ）。
A. 3 B. 1 C. 2 D. 0
10．在操作系统中，有一组进程，进程之间具有直接相互制约性。这组并发进程之间（ ）。
A.必定无关 B.必定相关
C.可能相关 D.相关程度相同

二、填空题
1．对信号量S的操作只能通过原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。
2. 在信号量机制中，信号量S > 0时的值表示可用资源数目；若S < 0，则表示等待该资源的进程数，此时进程应阻塞。
3．在生产者—消费者问题中，消费者进程的两个P原语的正确顺序为P(full)；和P(mutex);。
4.产生死锁的四个必要条件是互斥条件和请求和保持，不剥夺条件和环路条件。
5.一次只允许一个进程访问的资源叫临界资源。
6．对信号量S的操作只能通过P、V操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。

三、判断题
(√) 1．一个临界资源可以对应多个临界区。
(×) 2．互斥地使用临界资源是通过互斥地进入临界区实现的。
(√) 3．引入管程是为了让系统自动处理临界资源的互斥使用问题。
(√) 4．生产者－消费者问题是一个既有同步又有互斥的问题。
(√) 5．用管程实现进程同步时，管程中的过程是不可中断的。
(×) 6. 单道程序系统中程序的执行也需要同步和互斥。
(√) 7．对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享。
(×) 8．摒弃不可剥夺条件的方法可用于预防多个打印进程死锁的发生。
(×) 9．操作系统处理死锁，只要采用预防、解除、检测、避免之中的一种就足够了。
(√) 10．如果系统在所有进程运行前，一次性地将其在整个运行过程所需的全部资源分配给进程，即所谓“静态分配”法，是可以预防死锁发生的。

四、问答题与计算分析题
1. 在多道程序系统中程序的执行失去了封闭性和再现性，因此多道程序的执行不需要这些特性，这种说法是否正确？
答：这种说法不正确。可以想象，如果一个程序在多道程序系统中，在相同的输入的情况下，多次执行所得结果是不同的，有谁还敢使用这个程序？因此，多道程序的执行也需要封闭性和再现性，只不过单道程序系统的封闭性和再现性是先天固有的，多道程序系统的程序执行要想获得封闭性和再现性，需通过程序员的精心设计才能得到。所使用的方法就是同步和互斥的方法。
2. 多个进程对信号量S进行了5次 P操作，2次V操作后，现在信号量的值是 -3，与信号量S相关的处于阻塞状态的进程有几个？信号量的初值是多少？
解：
因为S的当前值是-3，因此因为S处于阻塞状态的进程有3个；
因为每进行一次P(S)操作，S的值都减1，每执行1次V操作S的值加1，故信号量的初值为-3+5-2=0;

7. 按序分配是防止死锁的一种策略。什么是按序分配？为什么按序分配可以防止死锁？
解
按序分配是适应于动态分配的一种分配方法。为了避免产生死锁，系统将所有资源进行编号，并规定进程请求资源时，严格按照设备编号的大小，比如由小到大的顺序进程申请。如果某进程第n号资源没有获得，则进程不能请求第j（j>n）号资源。（系统也可以规定由大到小的请求次序。）
因为按序分配可以破坏环路等待条件，因此可以防止死锁。

存储
一、选择题
1．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为（ ）。
A、加载 B、重定位 C、物理化 D、逻辑化
2．在可变分区存储管理中的紧凑技术可以（ ）。
A.集中空闲区 B.增加主存容量
C.缩短访问时间 D.加速地址转换
3．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是( )。
A.减少程序占用的主存空间 B.物理上扩充主存容量
C.提高CPU效率 D.代码在主存中共享
4．在内存分配的“最佳适应法”中，空闲块是按（ ）。
A.始地址从小到大排序 B.始地址从大到小排序
C.块的大小从小到大排序 D.块的大小从大到小排序
5．通常所说的“存储保护”的基本含义是（ ）
A.防止存储器硬件受损 B.防止程序在内存丢失
C.防止程序间相互越界访问 D.防止程序被人偷看
6．能够装入内存任何位置的代码程序必须是( )。
A.可重入的 B.可重定位
C.可动态链接 D.可静态链接
D.虚存以逻辑地址执行程序，实存以物理地址执行程序；
7．在请求分页系统中，页表中的改变位是供（ ）参考的。
A.页面置换 B.内存分配 C.页面换出 D.页面调入
8．在请求分页系统中，页表中的访问位是供（ ）参考的。
A.页面置换 B.内存分配 C.页面换出 D.页面调入
9．在请求分页管理中，已修改过的页面再次装入时应来自（ ）。
A.磁盘文件区 B.磁盘对换区 C.后备作业区 D.I/O缓冲池
10．实现虚存最主要的技术是（ ）
A.整体覆盖 B.整体对换 C.部分对换 D.多道程序设计
11．实现虚拟存储器的目的是（ ）。
A.实现存储保护 B.实现程序浮动
C.扩充辅存容量 D.扩充主存容量
12．在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当进程分配到的页面数增加时，缺页中断的次数（ ）。
A.减少 B.增加 C.无影响 D.可能增加也可能减少
13．在固定分区分配中，每个分区的大小是（ ）。
A.相同 B.随作业长度变化
C.可以不同但预先固定 D.可以不同但根据作业长度固定
14．在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减2的情况是（ ）。
A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区
B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区
C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区
D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区
15．解决碎片问题，以及使程序可浮动的最好的办法是采用（ ）技术。
A.静态重定位 B.动态重定位 C.内存静态分配 D.内存动态分配
16．设主存容量为1MB，辅存容量为400MB，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是（ ）。
A.1MB B.401MB C.1MB+224B D.224B

二、填空题
1．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地址称为逻辑地址。
2．段式管理中，以段为单位 ，每段分配一个连续区。由于各段长度不同，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求连续。
3．在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为缺页和越界等原因而产生中断。
4. 段的共享是通过共享段表实现的。
5．分页管理储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高，管理开销小。
6.常用的内存管理方法有分区管理、页式管理、段式管理和段页式管理。
7．动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现重定位。
8．在存储管理中常用虚拟存储器方式来摆脱主存容量的限制。
9．在请求页式管理中，当硬件变换机构发现所需的页不在内存时，产生缺页中断信号，中断处理程序作相应的处理。
10．置换算法是在内存中没有空闲页面时被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页面。如果内存中有足够的空闲页面存放所调入的页，则不必使用置换算法。
11.在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把相对地址转换为物理地址，这是操作系统的地址重地位功能。
12. 在页面置换算法中最有效的一种称为LRU算法。
13. 能方便实现信息共享的存储管理办法有段式和段页式。
14．在动态分区式内存分配算法中，倾向于优先使用低地址部分空闲区的算法是首次适应算法；能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是循环首次适应算法。
15．在请求调页系统中的调页策略有预调入策略，它是以预测为基础的；另一种是请求调入，由于较易实现，故目前使用较多。
16．静态链接是在程序编译时进行，动态链接是在执行时进行。

三、判断题
（√）1．虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。
（√）2．页式的地址是一维的，段式的地址是二维的
（×）3．页式管理易于实现不同进程间的信息共享。
（√）4．在虚拟存储方式下，程序员编制程序时不必考虑主存的容量，但系统的吞吐量在很大程度上依赖于主存储器的容量；
（√）5．采用动态重定位技术的系统，目标程序可以不经任何改动，而装入物理内存；
（×）6．页式存储管理中，一个作业可以占用不连续的内存空间，而段式存储管理，一个作业则是占用连续的内存空间。
（×）7．分页式存储管理中，页的大小是可以不相等的。
（√）8．段页式管理实现了段式、页式两种存储方式的优势互补。
（×）9．虚地址即程序执行时所要访问的内存地址。
（√）12．虚拟存储器的实现是基于程序局部性原理，其实质是借助外存将内存较小的物理地址空间转化为较大的逻辑地址空间。
（×）13．虚存容量仅受外存容量的限制。
（×）14. 用可变分区法可以比较有效地消除外部碎片，但不能消除内部碎片。
（√）15．页表的作用是实现逻辑地址到物理地址的映射。
（√）17．用绝对地址编写的程序不适合多道程序系统。

四、问答题与计算分析题
1．为什么要引入逻辑地址？
解：引入逻辑地址有如下原因：
(1) 物理地址的程序只有装入程序所规定的内存空间上才能正确执行，如果程序所规定内存空间不空闲或不存在，程序都无法执行；
(2) 使用物理地址编程意味着由程序员分配内存空间，这在多道程序系统中，势必造成程序所占内存空间的相互冲突；
(3) 在多道程序系统中，程序员之间无法事先协商每个程序所应占的内存空间的位置，系统也无法保证程序执行时，它所需的内存空间都空闲。
基于上述原因，必须引入一个统一的、在编程时使用的地址，它能够在程序执行时根据所分配的内存空间将其转换为对应的物理地址，这个地址就是逻辑地址。逻辑地址的引入为内存的共享、保护和扩充提供方便。

2． 静态重定位的特点有哪些？
(1) 实现容易，无需增加硬件地址变换机构；
(2) 一般要求为每个程序分配一个连续的存储区；
(3) 在重定位过程中，装入内存的代码发生了改变；
(4) 在程序执行期间不在发生地址的变换；
(5) 在程序执行期间不能移动，且难以做到程序和数据的共享，其内存利用率低。

3 动态重定位的特点有哪些？
(1) 动态重定位的实现要依靠硬件地址变换机构，且存储管理的软件算法比较复杂；
(2) 程序代码是按原样装入内存的，在重定位的过程中也不发生变化，重定位产生的物理地址存放在内存地址寄存器中，因此不会改变代码；
(3) 同一代码中的同一逻辑地址，每执行一次都需要重位一次；
(4) 只要改变基地址，就可以很容易地实现代码在内存中的移动；
(5) 动态重定位可以将程序分配到不连续的存储区中；
(6) 实现虚拟存储器需要动态重定位技术的支持；
尽管动态重定位需要硬件支持，但它支持程序浮动，便于利用零散的内存空间，利于实现信息共享和虚拟存储，所以现代计算机大都采用动态重定位。

4．说明静态重定位和动态重定位的区别。
解：“重定位”，在实际上指的是这样相互联系的两件事情：一是确定一个待执行程序在内存中的位置；二是将程序中的逻辑地址转换成物理地址。说它们是相互联系的，是因为后一件事情是由前一件事情决定的。
静态重定位，指的是在程序装入时实现的重定位。具体的讲，就是将程序装入内存后，立即根据其装入位置将程序中需重定位的逻辑地址转换成物理地址，包括指令地址、数据地址、子程序入口地址等。这种“定位”的特点是“定位”之后，内存中的代码发生了变化，程序不能在内存移动，CPU按物理地址运行程序。
动态重定位，是在程序执行的过程中，根据执行的需要动态地装入、链接和定位。它不是根据程序在内存的位置立即将指令和数据的逻辑地址转换成物理地址，而是把这种位置信息送入一个称之为“地址映射机构”的硬件中，然后，CPU按逻辑地址执行程序。在执行中，由“映射机构”将逻辑地址及时地转换成正确的访存物理地址。这种定位方法的主要特点是重定位后，内存中的代码没有发生了变化，允许程序在执行的过程中在内存移动位置，这只要更换“映射机构”中的启址信息就可将同一程序映射到内存不同的地方。这种位置移动对提高内存空间的利用率是有好处的。

8 说明什么是置换算法的异常现象，为什么LRU算法不会有异常现象？
解: 页面置换算法的异常现象，也叫Belady异常，是在局部置换前提下的一种现象。所谓局部置换，指的是当一进程创建时，分给其一定数量的页面（例如8页），然后，在运行过程中，若该进程需调入新页且须置换一个页面时，则只能置换其自己的一个页面而不能置换别的进程的页面。
页面置换的异常现象，是指在一定置换算法和一定页面走向下，分给进程的页面数增多其页面失效率反而增加这样一种情况。这种异常，只在一定的算法和一定的页面走向下才会出现。许多算法，如OPT.和LRU，在任何情况下都不会有异常现象。LRU之所以不会有“异常”，是因为LRU考虑到了程序的局部性，即最近访问的页面在最近的将来还会用到。

9． 什么是抖动现象？如何消除这种现象？
解： 抖动现象，是在虚存管理下，用于页面（在内、外存之间）对换的时间比程序的有效运行时间还要多的这样一种现象。它可以是一进程内部的局部性抖动，也可以是整个系统的全局性抖动。造成这种情况固然与置换算法和页面走向有关，但其根本原因是多道系统内的进程数太多，从而分给每个进程的页面数太少。因此，解决这一问题的最有效的办法是减少系统内的进程数。Denning于1980年提出了“L=S准则”，即调整系统内的进程数，使得产生缺页的平均间隔时间（L）等于系统处理进程缺页的平均时间（S）。理论和实践表明，此时的CPU利用率最高。

外设
一、选择题
1．在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（ ）。
A. 程序I/O方式 B. 中断驱动I/O控制方式
C. 直接存储器访问DMA控制方式 D. I/O通道控制方式
2．下列哪一条不是磁盘设备的特点（ ）。
A. 传输速率较高，以数据块为传输单位
B. 一段时间内只允许一个用户（进程）访问
C. I/O控制方式常采用DMA方式
D. 可以寻址，随机地读/写任意数据块
3．利用通道实现了（ ）之间数据的快速传输。
A. CPU和外设 B. 内存和CPU C. 内存和外设 D. 外设和外设
4．假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（ ）。
A. 共享设备 B. 独占设备 C. 虚拟设备 D.物理设备
5．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（ ）。
A. 设备控制器和通道可以分别控制设备
B. 设备控制器控制通道和设备一起工作
C. 通道控制设备控制器，设备控制器控制设备
D. 设备控制器控制通道，通道控制设备
6．通道是一种（ ）。
A.I/O端口 B.数据通道 C.I/O专用处理机 D.软件工具
7．缓冲技术用于（ ）。
A、提高主机和设备交换信息的速度 B、提供主、辅存接口
C、提高设备利用率 D、扩充相对地址空间
8. 采用SPOOLing技术的目的是（   ）。
A.提高独占设备的利用率 B.提高主机效率
C.减轻用户编程负担 D.提高程序的运行速度
9. 在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（        ）。
A.物理设备名 B.逻辑设备名
C.虚拟设备名 D.设备牌号
10. 在设备管理中为了提高I/O速度和设备利用率，是通过 功能实现的。
A．设备分配 B.缓冲管理 C.设备独立性 D.虚拟设备

二、填空题
1．主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式有程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式和通道控制方式。
2．虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。
3．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现设备独立性。
4．所谓设备控制器，是一块能控制一台或多台外围设备与CPU并行工作的硬件。
5.主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。
6、在设备管理中，为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了虚拟分配技术，即用共享设备模拟独占设备。
7．缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。其中关于缓冲池的操作有提取输入、提取输出、收容输入和收容输出。
8. 设备从资源分配角度可分为独占设备，共享设备和虚拟设备。
9. 设备管理的主要任务是控制设备和CPU之间进行I/O操作。
10．选择距当前磁头最近，且方向一致的磁盘调度算法循环扫描算法。

三、判断题
（√）1．通道一旦被启动就能独立于CPU运行，这样可使CPU和通道并行操作。
（×）2．虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备，它通过逻辑设备表来实现的。
（×）3．SPOOLing技术可以解决进程使用设备死锁问题。
（×）4．操作系统采用缓冲技术的缓冲池主要是通过硬件来实现的。
（×）5．低速设备一般被设置成共享设备。
（×）6．通道指令和一般机器的指令没有什么不同。
（×）7．共享设备允许多个作业同时使用设备，即每一时刻可有多个作业在使用该共享设备，因而提高了系统设备资源的利用率。
（×）8．I/O通道控制方式中不需要任何CPU干预。
（×）9.先来先服务算法、优先级高者优先算法、时间片轮转算法等是经常在设备分配中采用算法。
（×）10．操作系统中应用的缓冲技术，多数通过使用外存来实现。

4．答案：（错）。缓冲技术的实现方法有硬件和软件两种。
硬件方法，适于应用在速度和安全性要求较高的重要场合，且费用很高；
软件方法，即在内存中开辟出专门的存储区来做缓冲区。
操作系统采用的缓冲池技术是系统公用资源，由多个缓冲区组成，是通过采用软件的方法在内存中实现的。
5．答案：（错）计算机外部设备分为：高速设备和低速设备。低速设备是不可以共享使用的，因为在一段时间内不能由多个进程同时访问。
6．答案：（错）通道指令与一般机器指令有如下几点不同之处：①通道指令的寻址方式较一般机器指令简单。②通道指令的指令格式方式较一般机器指令简单。③通道指令的操作码较一般机器指令简单。
7．答案：（错）共享设备允许多个作业在一段时间内同时使用设备。
8．答案：（错）通道在I/O程序执行的开始或结束时，必需要CPU进行一定的处理。只有在执行I/O程序期间，无需CPU干预。
9．答案：（错）前两种算法可用在设备分配中采用，而时间片轮转算法则不适合在设备O分配中。因为一般设备的I/O操作一经启动后，便一直运行下去直到完成，I/O操作期间不宜中断，更不宜切换给其他进程使用。
10．错。因为操作系统中应用的缓冲技术是有其限定性的，一般是在内存中或通过硬件技术来实现的。基本上不通过外存来实现。

四、问答题与计算分析题
1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。
解: 虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。
SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。
SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区