秋操作系统半期考试及参考答案.doc

班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线西南交通大学20162017学年第(1)学期半期考试课程代码 2100503 课程名称 操作系统 考试时间 100分钟 题号一二三四五六总成绩得分 阅卷人签字： 注意：请将各题答案写在答题卷上。一、单项选择题（每小题1分，共20分）1. （ ）是多道程序系统的硬件支持。ARISC技术 B通道和中断技术 C集成电路 D高速内存2. 操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（ ）A利用率 B可靠性 C. 稳定性 D.兼容性3. 配置了操作系统的计算机是一台比原来的物理计算机功能更强的计算机，这样的一台计算机只是一台逻辑上的计算机，称为（ ）计算机。A. 并行 B.真实 C虚拟 D共享 4. 有m个进程共享同一个临界资源，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（ ）。A1 -(m-1) B.1 m-1 C1 - m D1 m 5. 一个进程被唤醒意味着（ ）。A进程重新占有了CPU B.优先数变为最大值 C.PCB移到等待队列对首 D.进程变为就绪状态6. 对进程的管理和控制常使用（ ）。A信号量 B信箱 C原语 D.指令7. 某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是（ ）。 A9 B10 C11 D128. 当一进程因在记录型信号量S上执行V(S)操作而导致唤醒另一个进程后，S的值为（ ）。A 0 B= 0 D=09. 通道是一种（ ）。A传输信息的电子线路 B通用处理器C保存I/O信息的部件 D专用处理器10. CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（ ）A并行技术 B通道技术 C缓冲技术 D虚存技术11. 如果进程PA对信号量S执行P操作，则信号量S的值应（ ）A加1 B减1 C等于0 D小于012. 避免死锁的一个著名的算法是( ).A先进先出算法 B银行家算法 C优先级算法 D资源按序分配法13. 操作系统是一种提供了处理机管理、（ ）、设备管理和信息管理的软件。A. 用户 B. 软件 C. 数据 D. 存储器14. 允许在一台主机上连接多个终端，各个用户可以通过自己的终端交互使用计算机，这样的操作系统是（ ）；这样的操作系统常采用（ ）策略为用户服务。A.分布式操作系统；短作业优先 B.网络操作系统；先来先服务C.分时操作系统；时间片轮转 D.批处理操作系统；优先级15. 在下面给出的几个操作系统中，交互性最强的是（ ），交互性最弱的是（ ）。A. 分时系统；批处理系统 B. 实时系统；网络操作系统C. 分时系统；实时系统 D. 实时系统；批处理系统16. 在网络上的一个服务器上安装的操作系统，它应该是（ ）。A.单用户、单任务操作系统 B.单用户、多任务操作系统 C.多用户、单任务操作系统 D.多用户、多任务操作系统17. 在单处理机系统中，如果系统中有n个进程并发，则处于执行状态的进程至多有（ ）个。 A.n B.n-1 C.1 D.不一定18. 以下的（ ）机制是操作系统用来解决进程的同步与互斥问题的。A.管道 B.管程 C.通道 D.DMA19. 设有3个作业，它们同时到达，运行时间分别为T1、T2和T3，且T1T2T3。若它们在单处理机系统中按单道运行，采用短作业优先算法，则平均周转时间为( )。A. T1+T2+T3 B. （T1+T2+T3）/3 C. T1+T2/3+2T3/3 D. T3/3+2T2/3+T120. 要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的（ ）。A. 互斥使用资源 B. 请求与保持 C. 不可剥夺 D. 循环等待二、判断题（正确的划“”，错误的划“”，每小题1分，共10分）1. 分时系统的用户具有独占性，因此一个用户可用独占计算机系统的资源。（ ）2. 系统中至少有两个以上的进程存在才可能发生死锁。（ ）3. 操作系统的所有程序是常驻内存的。（ ）4. 参与死锁的所有进程都占有资源。（ ）5. 多个线程可以对应同一段程序。（ ）6. 进程A、 B共享变量x，需要互斥执行，进程B、C共享变量y，B、C也需要互斥执行，因此进程A、C必须互斥执行。( )7. CPU对通道的请求形式是通道命令，而通道对CPU的请求形式是中断。( )8. 并发的程序道数越多，系统的效率就会越高。所以应尽量增加系统的并发度。（ ）9. 在多CPU的计算机里，才可能实现多道程序并发，单CPU的计算机做不到。（ ）10. P、V操作（或wait、signal）在执行时都不能被中断。（ ）三、填空题（每空1分，共20分）1. 系统感知作业存在的唯一标识为 (1) ；系统感知进程存在的唯一标识为 (2) ；系统感知线程存在的唯一标识为 (3) 。2. (4) 是指由若干条指令组成的一段程序，它是一种特殊的系统调用，在执行的过程中不能被中断。3. 没有引入线程的操作系统中， (5) 既是资源分配的单位，也是处理机指派的基本单位；在引入了线程的操作系统中，资源分配的基本单位是 (6) ，处理机指派（调度）的基本单位变为 (7) 。 4. 从结构上讲，所有进程均由程序段、 (8) 和 (9) 3部分组成。5. 一次仅允许一个进程使用的资源叫 (10) ，一个进程访问这种资源的那段代码叫 (11) 。6. 信号量大于0表示 (12) ；小于0，其绝对值为 (13) 。7. 计算机系统一般分为两种运行状态，即 (14) 和 (15) 。8. 有三种基本的操作系统类型，它们是批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。其中 (16) 的实时性和可靠性要求最高， (17) 的交互性最强， (18) 的交互性最弱。9. 操作系统的四大基本特征是共享性、并发性、 (19) 和 (20) 。四、简答题（20）1. 试比较进程调度与作业调度的不同点。 （5分）2. 试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。（4分）3. 什么是线程？线程和进程有哪些区别和联系？ （5分）4. 在进程的整个生命周期中，可能要经历哪几种状态，其中进程的三种基本状态是什么？这三种基本状态在什么情况下会发生什么样的变迁？请画出三状态模型图。 （6分）五、综合题（30分）1. 设有一个最多可有两道作业同时装入内存执行的批处理系统，作业调度采用高响应比优先调度算法，进程调度采用时间片轮转调度算法(假设时间片为100ms)，今有如下纯计算型作业序列：（10分）作业名到达时间估计运行时间J110:1020分钟J210:2030分钟J310:3025分钟J410:5020分钟(1) 列出所有作业进入内存时间及各作业的结束时间。 作业名调入时间结束时间周转时间带权周转时间J1J2J3J4(2) 计算平均周转时间和平均带权周转时间。2. 桌上有一个空盘，只允许存放一个水果，爸爸只向盘中放苹果，妈妈只向盘中放橘子，儿子专吃盘中的橘子，女儿专吃盘中的苹果，规定当盘子空时一次只能放一个水果供吃者取用，请问哪几个进程之间存在同步关系，并用P、V原语实现，各个进程之间的关系。（10分）3.4. 现有四个进程P0, P1, P2, P3，三类资源A, B, C，各有7、5、5个。资源分配矩阵如下： ABCP0010P1200P2303P3222资源请求矩阵如下： ABCP00O0P1202P2000P3100可用资源向量为：ABC0201. 请问：目前是否存在死锁？如果不存在死锁，请给出一个能够让所有进程执行完的安全序列（4）2. 假设此时又来一个进程P4，申请资源（2, 2, 0），请问如果把2个资源B的实例分配给P4，假设除已经获得和正在请求的资源外，所有进程不再请求其它资源，是否处于安全状态（为什么）？（6）答题卷一、单项选择题（每小题1分，共20分）1521011151620二、判断题（正确的划“”，错误的划“”，每小题1分，共10分）15210三、填空题（每空1分，共20分）1234567891011121314151617181920四、简答题（20）参考答案一、单项选择题（每小题1分，共20分）15BACAD210CBDDC1115BBDCA1620DCBDB二、判断题（正确的划“”，错误的划“”，每小题1分，共10分）15210三、填空题（每空1分，共20分）1JCB2PCB3TCB4原语5进程6进程7线程8数据段9PCB10临界资源11临界区代码12可用资源数13阻塞队列中的进程数14用户态15核心态16实时操作系统17分时操作系统18批处理操作系统19虚拟性20异步性四、简答题（20）5. 试比较进程调度与作业调度的不同点。 （5分） 答：作业调度与进程调度之间的差别主要是：作业调度是宏观调度，它所选择的作业只是具有获得处理机的资格，但尚未占有处理机，不能立即在其上实际运行。而进程调度是微观调度，动态地把处理机实际地分配给所选择的进程，使之真正活动起来。另外，进程调度相当频繁，而作业调度执行的次数一般很少。6. 试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。（4分）答：资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后，该进程才开始执行。这样，进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一“请求和保持条件”，从而防止死锁的发生。7. 什么是线程？线程和进程有哪些区别和联系？ （5分）答：线程是进程内的一个相对独立的、可调度的执行单元。从下面四个方面比较线程和进程的区别和联系：a. 调度性。在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在引入线程的OS中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；b. 并发性。在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性；c. 拥有资源。无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个基本单位，而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；d. 开销。由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程，因此，操作系统在创建、撤消和切换进程时所付出的开销将显著地大于线程。 8. 在进程的整个生命周期中，可能要经历哪几种状态，其中进程的三种基本状态是什么？这三种基本状态在什么情况下会发生什么样的变迁？请画出三状态模型图。（6分） 答：在进程的整个生命周期中，可能要经历：创建状态、终止状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态、挂起状态、激活状态。进程的三种基本状态是：就绪状态（Ready)，存在于处理机调度队列中的那些进程，它们已经准备就绪，一旦得到CPU，就立即可以运行，这些进程所处的状态为就绪状态（有多个进程处于此状态）。运行状态(Running），当进程由调度/分派程序分派后，得到CPU控制权，它的程序正在运行，该进程所处的状态为运行状态（在系统中，总只有一个进程处于此状态）。阻塞状态（blocked)，若一个进程正在等待某个事件的发生（如等待I/O的完成），而暂停执行，这时，即使给它CPU时间，它也无法执行，则称该进程处于阻塞状态。进程3状态转换的主要原因有：就绪运行：处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态。运行阻塞：当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状态。阻塞就绪：等待的事件已经发生（如I/O完成，消息已到达）运行就绪：在可剥夺调度方式中，更高优先级的进程到达；在时间片轮转调度方式中，进程运行的时间片到。五、综合题（30分）1. 设有一个最多可有两道作业同时装入内存执行的批处理系统，作业调度采用高响应比优先调度算法，进程调度采用时间片轮转调度算法(假设时间片为100ms)，今有如下纯计算型作业序列：（10分）作业名到达时间估计运行时间J110:1020分钟J210:2030分钟J310:3025分钟J410:5020分钟(1)列出所有作业进入内存时间及各作业的结束时间。 (2)计算平均周转时间和平均带权周转时间。 解：(1)各作业进入内存时间及结束时间如下表所示。作业名调入时间结束时间周转时间带权周转时间J110:1010:4030分钟1.5J210:2011:2060分钟2J310:4011:3060分钟2.4J411:2011:4555分钟2.75(2)平均周转时间=(30+60+60+55)/4=51.25(分钟)平均带权周转时间=(1.5+2+2.4+2.75)/4=2.16252. 桌上有一个空盘，只允许存放一个水果，爸爸只向盘中放苹果，妈妈只向盘中放橘子，儿子专吃盘中的橘子，女儿专等着吃盘中的苹果，规定当盘中空时一次只能放一个水果供吃者取用，请问哪几个进程之间存在同步关系，并用P、V原语实现，各进程之间的关系。（10分）解：在本题中，应设置3个信号量S、So、Sa，信号量S表示盘子是否为空，其初值为1；信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0 ；信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。同步描述如下：int S=1, So=0, Sa=0; main( ) cobegin