2024年操作系统复习题及参考答案专科.doc

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．操作系统的目标是提供一个让用户能以便地、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. 资源共享是当代操作系统的一个基本特性。 [ √ ]
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一样的。 [ × ]
8. 在单处理机系统中，多个进程并行执行是指它们同时处在进程的“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祈求分派。 [ √ ]
12. 一个批处理型作业的调度也许要经历高级调度、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派过程中，用某种措施去预防系统进入不安全状态。 [ × ]
15．死锁与程序的死循环同样。 [ × ]
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．具备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，被裁减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．在文献的索引存取措施中，允许随意存取文献中的一个统计。 [ √ ]
23．文献的目录一般存储在外存中。 [ √ ]
24．在文献的直接存取措施中，允许随意存取文献中的一个统计。 [ √ ]

二、填空题：
1. 操作系统的基本任务是________________________________________。
2．常用的操作系统有__________、__________、__________、__________。
3．人工操作方式的缺陷重要是__________________、_________________。
4．多道批处理系统具备_________、_________和_________特性。
5．分时系统的四个重要特性是__________、__________、__________、_____ ___。
6．操作系统重要是对_________、_________、_________、_________四种资源进行管理。
7．按设备的共享属性分类可分为_________、_________、_________。
8．程序次序执行时的特性有_________、_________、_________。
9．程序的并发执行的特性有_________、_________、_________。
10．处在执行状态的进程，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，进程也许具备_________、_________、_________三种状态
12．临界区是指_____________________________________________。
13．进程同时机制应遵照的标准有_________、_________、_________、_________。
14．从资源分派的角度看，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，直至作业运行完成，也许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．进程调度分为如下两种方式_________、_________。
19．____________________________________称之为“页内碎片”。
20．虚拟存储器最基本的特性包括_________、_________、_________、_________。
21．可变分辨别配技术会导致_________问题。
22．_______________________________________________________________称为页表。
23．死锁防止是指___________________________________________________________。
24．虚拟存储器是指_________________________________________________________。

三、简答题：
1. 分时系统形成发展的重要动力和重要特性是什么？
2. 简述“死锁预防”和“死锁防止”这两措施的基本思想。
3. PCB中重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. 推进操作系统发展的重要动力是什么？
6. 一般来说，文献系统应具备哪些功效?
7. 请详细阐明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. 有哪几个I/O控制方式，它们的工作原理是什么，分别适合用于何种场所。
2. 一单处理机多道系统采取动态分辨别配的存储管理措施，且不能移动已在主存中的作业,系统对设备采取静态分派方式。设有五道作业，他们的提交时间、运行时间及资源需求如下表，若采取SJF调度方略，供用户使用的主存容量为200KB，磁带机5台，且忽视外设工作时间与系统调度时间，请回答：
1) 指出作业的调度次序。
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”，作业的调度次序又怎样？
3. 磁盘访问时间包括哪几部分？怎样减少磁盘访问延时？
4. 为何说PCB是进程存在的唯一标志？进程和程序有何区分？
5. 设某分时系统采取时间片轮转发实行进程调度，进程有三种基本状态：执行、就绪和等候。试阐明：
（1）进程进行下列状态变化的经典原因：
执行→等候→就绪→执行→就绪
（2）该系统中引起进程调度的三种重要原因。
6. 设某作业占有7个页面，假如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，实际访问页面的次序是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，列出各自的页面裁减次序和缺页中断次数，以及最后留驻主存4页的次序。(假设开始的4个页面已装入主存)
7. 设有一个包括1000个统计的索引文献，每个统计恰好占用一个物理块，一个物理块能够存储10个索引表目。建立索引时，一个物理块应有一个索引表目：问该文献最少应当建立几级索引（设一级索引占用一个物理块）？索引及文献自身共占多少物理块？
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等候人工操作
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 文献 I/O设备 7．独占设备、共享设备、虚拟设备
8．次序性、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 忙则等候 有限等候 让权等候 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．进程的最后一页常常装不满一块而形成了不可利用的碎片
20．离散性 数次性 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．检查资源的分派情况使系统一直不进入不安全状态
24．具备祈求调入功效和置换功效，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一个存储器系统
三、简答题：
1. 推进分时系统形成和发展的重要动力，则是用户的需求。详细表目前如下几个方面：
①人机交互 ②共享主机 ③便于用户上机
分时系统的特性如下：
①多路性 ②独立性 ③及时性 ④交互性
2. 死锁预防：通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，来预防死锁发生。
死锁防止：不需事先采取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派过程中，用某种方式去预防系统进入不安全状态，从而防止发生死锁。
3. 在PCB中，重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：按照进程抵达的先后次序，先来的先接收服务
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收服务
时间片轮转调度算法：给每个进程分派等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接收服务
5. (1)不停提升计算机资源利用率 (2)以便用户
(3)器件不停更新换代 (4)计算机体系结构的不停发展
6. 答：一般说来，文献系统应具备如下功效：
(1) 文献管理——能够按照用户要求创建新文献、删除旧文献，对指定的文献读、写等操作。
(2) 目录管理——依照用户要求创建或删除目录文献，对用户指定的文献进行检索和权限验证、更改工作目录等。
(3) 文献存储空间的管理——由文献系统对文献存储空间进行统一管理。
(4) 文献的共享和保护——在系统控制下使一个用户可共享其他用户的文献。另外，文献系统应提供可靠的保护和保密措施。
(5) 提供以便的接口——为用户提供统一的文献方式，从而实现“按名存取”。
7. P（S）: while S<=0 do skip;
S:=S-1;
S:=S-1表示祈求分派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派，申请进程入等候队列，此时s的绝对值表示等候队列的进程数。
V(S): S:=S+1; 表示进程释放一个资源给系统。假如此时S的值小于、等于0，表示有进程在该信号量队列中等候，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。
快表就是存储在高速缓冲存储器的部分页表。它起页表相同的作用。
因为采取页表做地址转换，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，这么可加速查找并提升指令执行速度。
四、综合题：
1. 答：（1）程序I/O方式：由处理机不停的去检查I/O设备的情况，当设备处在闲状态进行I/O操作，当处在忙情况处理机等候。因为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。大部分字符设备采取中断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。重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。重要用于I/O设备比较多，服务比较繁忙，且相互之间需要并行处理的场所。
2. 1）调度次序为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”，作业的调度次序为：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统计型数据结构。PCB中统计了操作系统所需的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的所有信息。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，系统总是通过其PCB对进程进行控制的。因此说，PCB是进程存在的唯一标志。进程与程序的区分：
① 进程是进程实体的执行过程，具备动态性；程序是静态实体，不具备动态性；
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，可独立取得资源和独立调度；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候状态；
当进程所等候的资源都得到满足由等候状态到就绪状态；
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派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