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操作系统练习题答案一、 单项选择题1在下列性质中，（ ）不是分时系统的特征。a. 多路性 b. 交互性 c. 独占性 d. 成批性2 分时系统的响应与下列哪一个因素无关。（ ）a. 时间片长短 b. 系统时钟的频率 c. 终端用户数 d. 主存和后援存储器之间的信息对换量3 多进程系统中，为保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。所谓临界区是指（ ）。 a. 一个缓冲区 b. 一段数据区 c. 同步机制 d. 一段程序4一个进程是（ ）。 a. 由协处理机执行的一个程序 b. 一个独立的程序+数据集 c. PCB结构与程序和数据的组合 d. 一个独立的程序5并发进程之间（ ）。 a. 彼此无关 b. 必须同步 c. 必须互斥 d. 可能需要同步或互斥6实现进程之间同步与互斥的通信工具为（ ）。 a. P、V操作 b. 信箱通信 c. 消息缓冲 d. 高级通信7最佳适应算法的空白区是（ ）。a. 按大小递减顺序排列 b. 按大小递增顺序排列c. 按地址由小到大排列 d. 按地址由大到小排列8存储管理方案中，（ ）可采用覆盖技术。a. 单一连续区存储管理 b. 可变分区存储管理c. 段式存储管理 d. 段页式存储管理9作业在执行中发生了缺页中断，经系统将该缺页调入内存后，应继续执行（ ）。a. 被中断的前一条指令 b. 被中断的指令c. 被中断的后一条指令 d. 程序的第一条指令10采用（ ）不会产生内部碎片。a. 分页式存储管理 b. 分段式存储管理 c. 固定分区式存储管理 d. 段页式存储管理11联想存储器在计算机系统中是用于（ ）的。a. 存储文件信息 b. 与主存交换信息 c. 地址变换 d. 存储通道程序12在可变式分区分配方案中，将空白区在空白区表中按地址递增次序排列是（ ）。a. 最佳适应算法b. 最差适应算法 c. 最先适应算法 d. 最迟适应算法13在下列存储管理方案中，不适应于多道程序设计的是（ ）。a. 单一连续区分配 b. 固定式分区分配 c. 可变式分区分配 d. 段页式存储管理14 I/O管理程序的主要功能是管理（ ）的状态信息。a. 设备、控制器和通道 b. 主存、控制器和通道c. CPU、主存和通道 d. 主存、辅存和通道15 磁盘设备的I/O控制主要是采取（ ）方式。a. 位 b. 字节 c. 帧 d. DMA16 通道是一种特殊的（ ）。a. I/O设备 b. I/O控制器 c. 处理机 d. 存储器17在下列文件中，不便于文件增、删操作的是（ ）。a. 索引文件 b. 连续文件 c. Hash文件 d. 串联文件18 为了允许不同用户的文件使用相同的文件名，通常采用（ ）的方法。a. 重名翻译 b. 多级目录 c. 文件名到文件物理地址的映射 d. 索引表19存放在磁盘上的文件（ ）。a. 即可随机访问又可顺序访问 b. 只能随机访问c. 只能顺序访问 d. 必须通过操作系统访问20文件系统的主要目的是（ ）。a. 实现对文件的按名存取 b. 实现虚拟存储 c. 提高外存的读写速度 d. 用于存储系统文件二、 多项选择题1、设计实时操作系统必须首先考虑系统的（ ）。A 效率 B使用的方便性 C实时性 D可移植性 E可靠性2、进程具有的特性有（ ）。A 动态性 B共享性 C并发性 D静态性 E独立性 F不确定性3、死锁的预防措施有（ ）。A静态资源分配法 B动态资源分配法 C资源顺序分配法 D非剥夺控制法 E剥夺控制法4、虚拟存储器的物质基础是（ ）。A大容量的辅存 B高速缓存 C一定容量的主存D联想存储器 E地址变换机构5、磁盘存储器是由（ ）组成的。A磁盘 B通道 C驱动器结构 D控制器 E缓冲区6、在下列算法中，用于磁盘驱动调度的算法是（ ）。A先来先服务算法 B扫描算法 C优先级调度算法 D电梯调度算法 E响应比高优先调度算法7、文件的物理结构一般有（ ）。 A连续结构 B流式结构 C记录式结构 D串联结构 E索引结构8、计算机的资源包括（ ）。A系统资源 B硬件资源 C用户资源 D软件资源 E应用资源9、下面（ ）算法与作业的执行时间有关。A优先级调度 B时间片轮转 C短作业优先 D响应比高者优先 E先来先服务10、进程的三种基本状态是（ ）。A 就绪 B运行 C阻塞 D提交 E撤销11、操作系统的主要特征是（ ）。A 并发性 B交互性 C共享性 D虚拟性 E不确定性12、一个进程从阻塞状态变为就绪状态的原因可能是（ ）。A 进程调度程序的调度 B现运行进程的时间片的用完C被阻塞进程的I/O操作完成 D现运行进程执行了P操作 E现运行进程执行了V操作13、预防死锁的的常用方法有（ ）。A 破坏请求和保持条件 B破坏非剥夺条件 C破坏互斥使用条件 D破坏环路等待条件 E破坏同步条件14、若存储单元长度为n ，该块存储的作业长度为m，则剩下长度为n-m的空间称为该单元的内零头。下面存储分配方法中，（ ）存在内零头。A固定式分区 B可变式分区 C页式管理 D段式管理 E段页式管理15、通道按传送数据的方式分为（ ）类型。A字节多路通道 B数据选择通道 C数组多路通道 DDMA 控制器 E寄存器16、主机和I/O设备的控制方式有（ ）。 A程序直接控制方式 BDMA方式 C中断方式 D通道方式 E控制器方式17、用户把能观察到的且可以处理的信息根据使用要求构造成文件，这种构造方式称为文件的逻辑结构，又成为逻辑文件。逻辑文件包括（ ）。 A索引文件 B顺序文件 C流式文件 D记录式文件18、磁盘空间的地址是由（ ）组成的。 A柱面号 B磁道号 C盘面号（或磁头号） D扇区号 E索引号19、磁盘存储器是由（ ）组成的。 A磁盘 B通道 C驱动器结构 D控制器 E缓冲区20、使用下面那些方法可以实现虚存（ ）。 A分区靠拢 B覆盖 C交换 D联想存储器 E段靠拢三、 名词解释1. 操作系统答：操作系统是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。它控制和管理着所有的系统硬件（CPU、主存、各种硬件部件和外部设备等），也控制和管理着所有的系统软件（系统程序和用户进程等），操作系统为计算机用户提供了一种良好的操作环境，也为其他各种应用系统提供了最基本的支撑环境。2. 脱机输入输出方式答：为了解决低速输入/输出设备和CPU速度不匹配的问题，可将用户程序和数据在外围机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，再直接从磁带机高速输入到内存；或当程序运行完毕后CPU需要输出时，先高速地把结果输出到磁带上，然后在外围机地控制下，再把磁带上的计算结果由输出设备输出。这种输入/输出方式称为脱机输入输出方式。 采用这种方式大大加快了程序的输入/输出过程，提高了效率。3. 进程：进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。4. 死锁：当多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，在无外力作用下，这些进程将永远不能继续向前推进，我们称这种现象为死锁。5. 设备独立性答：设备独立性是指用户在编制程序时所使用的设备与实际使用的设备无关，即引入了逻辑设备和物理设备的概念。在用户程序中对I/O设备的请求采用逻辑设备名，而系统在实际执行时，则是通过逻辑设备表将设备名映射为物理设备名。6. 作业 答：作业是用户在一次解题或事务处理过程中要求计算机系统所作工作的集合，包括用户程序、所需的数据及命令等。7. 分时系统 如果一台计算机连接多个终端，各用户通过各自的终端同时使用这台计算机，计算机则是分时轮流地为各终端用户服务并能及时地对用户服务请求予以响应，这样的系统称为分时系统。8. 通道 答：通道指专门用于负责输入/输出工作的处理机，它有自己的指令系统，该指令系统比较简单，一般只有数据传输指令、设备控制指令等。9. 文件系统 答：文件系统是对文件的存储空间进行组织、分配、负责文件的存储并对存入文件进行保护、检索的系统。具体说，它负责为用户建立、撤销、读写、修改和复制微机。使用户实现“按名存取”。10. 中断答：中断是指计算机在执行期间，系统内发生了某一急需处理的事件，使得CPU暂时中止当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回到原来被中断处继续执行。四、 简答题1.什么是多道程序设计？为何要引入多道程序设计？答: 多道程序设计是指同时把多个作业（程序）放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因（如I/O请求）而暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。操作系统在引入多道程序设计技术后，使得系统具有了多道、宏观上并行、微观上串行的特点。 引入多道程序设计是为了减少CPU时间的浪费，增加系统吞吐量，提高系统效率。2.操作系统的设计目标有哪些？操作系统的特性是什么？答：目标（1）提供一个计算机用户与计算机硬件系统之间的接口，使计算机系统更易使用；（2）有效控制和管理计算机系统中的各种硬件和软件资源，使之得到更有效的利用；（3）合理地组织计算机系统地工作流程，以改善系统性能。特性（1）并发性 两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。（2）共享性 指系统中地硬件和软件资源不再为某个程序所独占，而是提供多个用户共同使用。 (3) 虚拟性 指把一个物力上的实体变为若干个逻辑上的对应物，前者是实际存在的，后者是虚的，只是给用户的一种感觉。（4） 不确定性 有两种含义:一是 程序执行结果是不确定的 二是 多道程序环境下程序的执行是以异步方式进行的，即程序的执行时间和多道程序的执行顺序是不确定的。3.何谓临界区？给出临界区的使用准则。答:进程在并发执行中可以共享系统中的资源，但对临界资源的访问必须互斥进行。我们把一个进程访问临界资源的那段代码称为临界区。临界区使用准则如下：（1） 空闲让进无进程处于临界区时，若由有进程要求进入临界区应立即允许进入。（2） 忙则等待当已有进程进入临界区时，其他试图进入各自临界区的进程必须等待，以保证诸进程互斥地进入临界区。（3） 有限等待有若干进程要求进入临界区时，应咱有限时间内使一进程进入临界区，即它们不应相互等待而谁都不进入临界区。（4） 让权等待对于等待进入临界区地进程必须释放其占有地CPU。4.何谓虚拟存储器？实现的依据是什么？答：基于程序局部性原理，一个作业在运行之前没有必要全部装入内存，而仅将当前要运行地那部分页面或段先装入内存就可以启动运行，其余部分则存放在外存。当所访问地信息不在内存时，再由系统将所需要地那部分内容调入内存。从效果上看，计算机系统好像为用户提供了一个比实际内存大得多地存储器。虚拟存储器的实现的依据有三：一、有大容量的外存能够足以放下多个用户的作业，二、有一定容量的内存；三、地址变换机构，它能实现虚地址到实地址的动态地址变换。5.多道程序设计的主要优点是什么？答: 多道程序设计是指同时把多个作业（程序）放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因（如I/O请求）而暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。操作系统在引入多道程序设计技术后，使得系统具有了多道、宏观上并行、微观上串行的特点。 引入多道程序设计是为了减少CPU时间的浪费，增加系统吞吐量，提高系统效率。6.什么是操作系统？它的主要作用和功能是什么？答：操作系统是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。它控制和管理着所有的系统硬件（CPU、主存、各种硬件部件和外部设备等），也控制和管理着所有的系统软件（系统程序和用户进程等），操作系统为计算机用户提供了一种良好的操作环境，也为其他各种应用系统提供了最基本的支撑环境。其主要功能包括：（1） 处理机管理 其主要任务是对处理机地分配和运行实施有效地管理。（2） 存储器管理 其主要任务是对内存进行分配、保护和扩充。（3） 设备管理 其任务包括设备分配、设备传输控制、设备独立性。（4） 信息管理 其主要功能包括：文件存储空间的管理、目录管理、文件的操作管理和文件的保护（5） 用户接口 通常以两种方式提供给用户使用，一种是命令接口，另一种为程序接口。 7.简述进程和程序的区别。答：进程和程序是既有联系又有区别的两个概念，他们的区别如下：（1） 程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，它是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态概念。（2） 程序的存在是永久的，而进程则是有生命的，它因创建而产生，因调度而执行，因得不到资源而暂停，因撤销而消亡。（3） 程序仅是指令的有序集合。而进程则是由程序、数据和进程控制块组成。（4） 进程与程序之间不是一一对应的，即同一程序运行于若干不同的数据集合上，它将属于若干个不同的进程；而一个进程可以执行多个程序。8.试比较分页与分段有何区别？答：（1） 页是信息的物理单位，分页是为了实现非连续分配，以便解决内存碎片问题，或者说分页是由于系统管理的需要。段是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息，分段的目的是为了更好地实现地址共享，满足用户地需要。（2） 页地大小固定且由系统确定，将逻辑地址划分为页号和页内地址是由机器硬件实现地。而段地长度确不固定，决定于用户所编写地程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息地性质来划分。（3） 分页地作业地址空间是一维的，分段的地址空间是二维的。9.何谓死锁？试述产生死锁的原因和必要条件是什么？答：当多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，在无外力作用下，这些进程将永远不能继续向前推进，我们称这种现象为死锁。产生死锁的原因有两点：一是系统资源不足，二是进程推进顺序不当。产生死锁的必要条件有四种：一是 互斥条件，即在一段时间内资源为某一进程所独占。二是 请求和保持条件：进程因请求资源被阻塞时，对已分配给他的资源保持不放。三是 不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完之前，不能被其他进程独占，而只能由该进程自己释放。四是 环路条件：在发生死锁时，进程的资源图必将构成一个环路，即一个进程保持着后一个进程所需要的资源。五、 综合题1 测量控制系统中，数据采集任务把所采集的数据送入一个单缓冲区；计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。解： 在本题中，应设置两个信号量SE,SF, 信号量 SF表示缓冲区中是否有可供打印的计算结果，其初值为0；信号量SE用于表示缓冲区有无空位置存放新的信息，其初值为1。本题的同步描述如下：int Se=1;int Sf=0;main () cobegin get ( ); compute ( ); cdendget ( ) while (采集工作未完成) 采集一个数据；P（Se）;将数据送入缓冲区中；V (Sf );compute ( ) while (计算工作未完成) P (Sf ) 从缓冲区中取出数据；V(Se )进行数据计算；2. 假定磁盘块的大小为1k，对于540M的硬盘，其文件分配表FAT需要占用多少存储空间？当硬盘容量为1.2G时，FAT需要占用多少空间？解： 由题目条件可知，硬盘大小为540M，磁盘块大小为1K,所以硬盘共有盘块： 540M / 1K=540 K (个) 又 512K 540K 1024K 故 540K 个盘块号要用20位二进制表示，即文件分配表的每一个表目为2.5个自 节。FAT要占用的存储空间总数为： 2.5540K=1350K当硬盘大小为1.2G, 硬盘共有盘块 1.2G/ 1K = 1.2M（个）又 1M 1.2M 2M 故 1.2M 个盘块号要用31位二进制表示，为方便文件分配表的存取，每一个表目用32位二进制表示，即文件分配表的每个表目大小为4 个字节。FAT 占用的存储空间总数为：41.2M=4.8M3. 在一个分页存储系统中，页面大小为4kB，系统中的地址寄存器占24位，给定页表如下所示，现给定一逻辑地址，页号为3，页内地址为100，试计算相应的物理地址，并画图说明地址变换过程。 页表页号块号03142937解：相应的物理地址为：4096710028772 地址变换过程如下图： 控制寄存器 3 100 页表长度 页表地址 有效地址 页表页号 块号 031427 1009374. 已知页面走向为1、2、1、3、1、2、4、2、1、3、4，且开始执行时主存中没有页面。若只给该作业分配2个物理块，当采用先进先出页面淘汰算法时缺页率为多少？假定现有一种淘汰算法，该算法淘汰策略是当需要淘汰页面时，就把刚使用过的页面作为淘汰对象，试问就相同的页面走向，其缺页率又是多少？解：根据所给页面走向，采用FIFO淘汰算法的页面置换情况如下表：页面走向12131242134物理块111133222114物理块22221144433缺页缺缺缺缺缺缺缺缺缺从上述页面置换图可以看出：页面引用次数为11次，缺页次数为9次，所以缺页率为9/11。若采用后一种页面淘汰策略，其页面置换情况如下：页面走向12131242134物理块111131111134物理块22222242222缺页缺缺缺缺缺缺缺缺从上述页面置换图可以看出：页面引用次数为11次，缺页次数为8次，所以缺页率为8/11。5请画出分页情况下（含快表）地址变换过程，并指出页面尺寸为什么必须是2的幂？ 因为计算机内部的代码是二进制，将页面尺寸设为2的幂，为的是方便计算页号，进行地址变换将逻辑地址转换为物理地址。地址变换图略6.在一单道批处理里系统中，一组作业的提交时间和运行时间如下表所示：试计算一下三种作业调度算法的平均周转时间T和平均带权周转时间W。 先来先服务 短作业优先 响应比高优先作业提交时间运行时间18010285053900249101解：作业I的周转时间Ti 作业I的提交时间作业I的完成时间 作业I的运行时间作业I的等待时间作业I的带权周转时间WiTi / 作业I的运行时间作业I的平均周转时间T 1 / n * Ti ，作业I的平均带权周转时间 W 1 / n * Wi（1） 采用先来先服务（FCFS）调度算法的运行情况如下表所示：先来先服务算法下的作业运行情况表作业次序提交时间 运行时间等待时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间18.01.008.09.01.01.028.50.50.59.09.51.02.039.00.20.59.59.70.73.549.10.10.69.79.80.77.0作业平均周转时间T=(1.0+1.0+0.7+0.7)/4=0.85作业平均带权周转时间W=(1.0+2.0+3.5+7.0)/4=3.375（2）采用短作业优先（SJF）调度算法的作业运行情况如表：短作业优先算法下的作业运行情况表作业次序提交时间 运行时间等待时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间18.01.008.09.01.01.028.50.209.09.20.21.039.00.10.19.29.30.22.049.10.50.89.39.81.32.6作业平均周转时间T=(1.0+0.2+0.2+1.3)/4=0.675作业平均带权周转时间W=(1.0+1.0+2.0+2.6)/4=1.65（3）采用响应比高者优先(BRN) 调度算法时作业运行情况如下表：响应比高优先算法下的作业运行情况表作业次序提交时间 运行时间等待时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间18.01.008.09.01.01.028.50.50.59.09.51.02.039.00.10.49.59.60.55.049.10.20.69.69.80.84.0作业平均周转时间T=( 1.0+1.0+0.5+0.8)/4=0.825作业平均带权周转时间W=(1.0+2.0+5.0+4.0)/4=37. 某系统的进程状态转换图如下所示。请说明： 引起各种状态转换的典型事例有哪些？ 当我们观察系统中某些进程时，能够看到某一进程产生的一次状态转换能引起另一进程作一次状态转换。在什么情况下，当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换1？ 试说明是否会发生下述因果转