操作系统复习试卷.doc

一、单项选择题（1*20分）
二、填空题（1*20分）
三、判断题（1*5分）
四、简答题（3*5分）
五、应用题（40分）
(填空、选择和判断)
1.进程从等待状态转到就绪状态的原因可能是I/O完成、所等事件已发生。
2.作业调度是从后备状态的队列中选取适当的作业投入运行。
3.很好地解决了“零头”（碎片）问题的存储管理方法是分页存储管理。
4.进程是程序的执行过程，可以处于不同的状态。这种性质称作进程的动态性。
5.通过硬件和软件的功能扩充，把原来的独占设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为虚拟设备。
6.请求页式存储管理方式下，页表内某页的修改位表示该页被淘汰（置换）时是否要写回到外存
7.在计算机系统中，主存与外围设备之间的信息传输称为输入/输出（或I/O）操作。
8.在操作系统中，两个或多个事件在同一时间间隔内发生，称为并发性。
9.进程运行满一个时间片后让出处理器，它的状态应变为就绪状态。
10.用户与操作系统之间的接口主要分为命令接口、图形用户界面和程序接口（或系统调用）。
11.操作系统中，不可中断执行的操作称为原语。
12.在请求分页存储管理系统中，选择最近一段时间内最长时间未使用的页淘汰，则该系统采用的页面置换算法是最近最久未使用算法。
13.文件的结构就是文件的组织形式，它有两种形式，其中文件的逻辑结构是从用户观点出发所看到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于文件的物理特性。
逻辑结构：有结构的记录文件，无结构的流文件。
物理结构：顺序文件，索引文件，链式文件
14.UNIX系统中的每个文件目录项由文件名和相应的索引节点号组成。
15.响应比高者优先调度算法是先来先服务和短作业优先调度算法的折中。
16.内存的分区管理方案中，可通过拼接（或紧缩）技术来减少外零头（碎片）。
17.多个进程共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系称为同步,多个进程由于在竞争同一个物理资源而产生的相互制约关系称为互斥。
18.从用户角度看文件系统的功能是要实现按名存取，为达到这一目的，要建立文件目录。
19.进程的组成：PCB,程序段和相关数据段
20.spooling的组成：输入井和输入井，输入缓冲区和输出缓冲区，输入进程spi和输出进程spo
21.设备按信息交换单位分：块设备，字符设备。
22.原语：若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程，（不可分割的）
23.PCB是进程存在的唯一标志，常驻内在。
（自己看设备独立性、快表、抖动、碎片、位示图）
24，有M个资源，每个进程最少需要X个资源，最多有__进程（N（X-1）+1<M注：N为进程数）
（简答）
1.RR算法一般是在什么系统中采用？为什么？多级反馈队列调度的作用是什么？
答：RR算法一般用在分时系统中，轮转算法将CPU的处理时间分成大小相等的时间片，轮流地为每个就绪进程一次分配一个时间片。通过轮转调度，系统能够及时响应每个用户，让用户感觉到系统好像是在专门为他服务。
多级反馈队列就是综合了FCFS，RR和HPF的一种调度算法。多级反馈队列有多个作业队列，多级反馈队列算法允许一个作业从一个队列移到另外的队列。这种策略基于以下考虑：
①为提高系统吞吐量和降低作业平均等待时间而照顾短作业。
②为得到较好的输入输出设备利用率和对交互用户的及时响应而照顾输入输出型作业。
③在作业运行过程中，按作业运行情况来动态地考虑作业的性质（I/O型作业还是计算型作业）。并且要尽可能快地决定出作业当时的运行性质（以I/O为主还是以计算为主），同时进行相应的调度。
这样一来，如果某作业所需CPU时间过长，则它将被移入低优先级队列，这种调度策略让偏重I/O的作业和交互式作业进入高优先级队列。类似地，在低优先级队列中等待时间较长的作业，将移入高优先级队列。

2.处理机调度分成哪几级？说明每一级调度的含义。
处理机调度按调度的层次可以划分为高级调度、中级调度和低级调度三种。
（1）高级调度（high level scheduling）。高级调度又称为作业调度或长程调度，它决定从外存的后备队列中的选出哪些作业调入内存，并为它建立一个或多个就绪进程，准备执行。但在分时系统和实时系统中没有作业的概念，目的是缩短响应时间或满足用户需求的截止时间，高级调度也就取消了。
（2）中级调度（intermediate level scheduling）。中级调度也叫做中程调度。在有些系统中，特别是分时系统和具有虚拟存储器的系统中，会增加一级中级调度。其主要任务是在内存和外存交换区之间换出被阻塞的进程，换进被选中要执行的进程，从而达到扩充内存容量的目的。
（3）低级调度（low level scheduling）。低级调度也叫进程调度或短程调度。进程调度的任务是按照调度算法从就绪进程队列中选择一个来执行。执行进程调度的程序称为分派程序（dispatcher）。分派程序的执行频率很高，可能一秒钟要执行好几次，因此需要常驻内存。

3.什么是线程？为什么要引入线程？
线程，指进程内一个相对独立的并具有可调度特性的执行单元。在引入线程的操作系统中，线程是进程中的一个实体，是系统被独立调度的基本单位。线程自己基本不拥有系统资源，只拥有一些在运行过程中必不可少的资源，比如：程序计数器、寄存器和栈。线程可与它同属一个进程和其他线程共享进程所拥有的全部资源。由于进程是一个资源拥有者，因而在进程的创建、撤消和切换中，系统必须为之付出较大的时空开销。也因为如此，在系统中所设置的进程数目不宜太多，进程切换的频率也不宜太高，这就限制了并发程度的进一步提高。操作系统引入线程的目的，主要是为了提高系统的执行效率，减少处理机空转时间和调度切换时间以及便于系统管理，使操作系统具有更好的并发性。
有一个最多允许两道作业同时装入内存执行的批处理系统，作业调度采用计算时间短的作业优先调度算法，进程调度采用抢占式优先权调度算法，今有如下作业序列（表中所列作业优先数即为进程优先权，数值越小优先权越高）：

（应用）
1.
作业名
到达时间
估计运行时间
优先数
J1
10：10
20分钟
5
J2
10：20
30分钟
3
J3
10：30
25分钟
4
J4
10：50
20分钟
6
（1）列出所有作业进入内存时间和结束时间。
（2）计算平均周转时间。
解：
运行作业

J1

J2

J2

J1

J3

J4
运行时间

10min

10min

20min

10min

25min

20min
时刻
10:10

10:20

10:30

10:50

11:00

11:25

进入主存
J1

J2

J4

J3

到达时间
服务时间
结束时间
周转时间
带权周转时间
J1
10:10
20min
11:00
50min
2.5
J2
10:20
30min
10:50
30min
1
J3
10:30
25min
11:25
55min
2.2
J4
10:50
20min
11:45
55min
2.75
平均周转时间=(2.5+1+2.2+2.75)/4=2.1125

2.有一个请求分页系统，某进程占用3个内存块，执行如下访问页号序列：
5，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，5，0，1
（1）采用先进先出（FIFO）淘汰算法，页面置换次数是多少？
（2）采用最近最少使用（LRU）淘汰算法，页面置换次数是多少？
FIFO: 12次
5
0
1
2
0
3
0
4
2
3
0
3
2
1
2
0
1
5
0
1
5
5
5
2

2
2
4
4
4
0

0
0

5
5
5

0
0
0

3
3
3
2
2
2

1
1

1
0
0

1
1

1
0
0
0
3
3

3
2

2
2
1

√

√
√
√
√
√
√

√
√

√
√
√
LRU：9次
5
0
1
2
0
3
0
4
2
3
0
3
2
1
2
0
1
5
0
1
5
5
5
2

2

4
4
4
0

1

1

1

0
0
0

0

0
0
3
3

3

0

0

1
1

3

3
2
2
2

2

2

5

√

√

√
√
√
√

√

√

√

3.某系统采用分页存储管理，其主存容量为64KB，某作业的地址空间如下图1所示，它的4个页面（页面大小为1KB）0、1、2、3被分别分配到主存的2、4、6、7块中，试问：
(1)在图中填写出页表内容；
(2)图中的数据“12345”的逻辑地址和物理地址各是什么？
(3)在图中填写出访问数据“12345”的页号p和页内地址d。

图表 1
（1）页表：
0
2
1
4
2
6
3
7
(2)逻辑地址：3500
物理地址：对于相对地址3500
因为：3500/1024=3……428;
则页号为7
所以物理地址为7*1024+428=7596
（3）页号：7 ； 页内地址：428 

4.当前磁盘读写位于柱面号20，此时有多个磁盘请求以下列柱面号顺序送至磁盘驱动器：10，22，20，2，40，6，38。寻道时，移动一个柱面需6毫秒，请分别用下一个最邻近算法与电梯算法计算总寻道时间及寻道次序。
最邻近算法：20-22-10-6-2-38-40 总寻道时间=360ms
电梯算法：扫描柱面号小到大：20-22-38-40-10-6-2 总寻道时间=348ms
扫描柱面号大到小：20-10-6-2-22-38-40 总寻道时间=336ms

5．设系统中有三类资源R1、R2、R3和R4，又设系统中有5个进程P1，P2，P3，P4和P5.在T0时刻系统状态如下：
资源
进程
最大需求量
R1 R2 R3 R4
已分配资源量
R1 R2 R3 R4
剩余资源量
R1 R2 R3 R4
P1
P2
P3
P4
P5
8 6 4 1
4 3 3 1
10 1 3 2
3 3 3 1
5 4 6 3
1 2 1 1
3 1 1 1
4 1 3 2
3 2 2 0
1 1 3 1
2 1 1 3

(1) 系统是否处于安全状态？若是，则给出进程安全序列。
(2) 如果进程P5申请1个资源R1、1个资源R2、1个资源R3和2个资源R4，能否实施分配？为什么？