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操作系统复习题1、 什么是操作系统？试分析其基本功能 ？答：操作系统是硬件外的第一层软件，为用户提供统一接口。 基本功能：管理各种资源，包括处理器管理，存储管理，设备管理，文件管理等，通过对各类资源的管理充分发挥硬件的功能。2、 如何理解操作系统的异步性？（可举例说明）答：异步性：在多道程序中，允许多个进程进入CPU内执行的时机是随机的，不确定的，例如，由于进程执行的异步性，致使一个程序在不同时间进入计算机执行，其结果不一样。3、 试画出操作系统的层次结构图？4、 什么是并发性、共享性？ 答：并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 共享性： 计算机中的某个资源可供多个并发执行的任务使用。 5、 试说明什么是虚拟性？答：计算机的虚拟性是对计算机功能和资源的扩充，在多个任务系统中，并发执行的进程由于虚拟性好像自己独占一台计算机，多个进程好像有多个计算机，所以对计算机进行了扩充，在多道程序系统中虚拟性体现在：由于加载操作系统对CPU进行了扩充，形成虚拟机，多道程序空分复用内存，并由外村扩充内存容量，形成虚拟内存，由参用Spooling技术等形成虚拟设备。6、 假设系统中有一个CPU，两台输入设备（I1、I2），在多道程序设计环境下，有三个作业(Job1,Job2,Job3)的运行情况如下：(1) 试分析每个作业的周转时间。(2) 试分析CPU的利用率。(3) 试分析I1和I2设备的利用率。7、 若主存中有3道作业A、B、C，它们按A、B、C优先次序运行。各程序的计算轨迹为：A：计算（20）、I/O（30）、计算（10）B：计算（40）、I/O（20）、计算（10）C：计算（10）、I/O（30）、计算（20）如果三道程序都使用相同设备进行I/O（即程序使用串行方式使用设备，调度开销忽略不计）。试分别画出单道和多道 运行的时间关系图。两种情况下CPU的平均利用率各为多少？8、 试比较进程与程序的关系？答：程序是指为做某件事而做的详细且可操作的计划，是用以指导进程在计算机中如何活动的说明书，是静态的，客观的，而进程是指计算机中运行中的程序，是程序在计算机中的一次活动过程。9、 进程有哪些状态，试画出其基本的转换图。答：进程主要有：运行态，就绪态，阻塞态。10、 试比较进程和线程。答：在多线程的进程系统中，进程此时是资源和线程的集合，不再是计算机调度的单位了，而是资源分配的单位，而线程是进程的一部分，是CPU调度和分派的单位，其拥有资源，利用的是进程的资源，引入线程使并发粒度更细，并发性更好，为进程提供各种资源。11、 新建的进程是什么状态？试分析进程的各种状态转换过程。答：是就绪态。12、 什么是PSW,其主要作用是什么？答：PSW是程序状态字，用来区分不同的处理器状态，控制指令的执行顺序，并且保留和指示与运行程序有关的各种信息，用来实现程序状态的保护和恢复。13、 试解释PCB和TCB。答：PCB又叫进程控制块，是进程存在的唯一标志，是操作系统为每个进程创建的数据结构，用以记录进程在操作系统中的活动情况和有关信息，也是操作系统的进程用以掌握进程的唯一资料结构和管理进程的主要依据。TCB又叫线程控制块，是为每个线程分配的数据结构，也是用以记录线程在计算机中的活动信息的。14、 在时间片轮转调度算法中，试分析时间片大小的因素。答：15、 若有4个作业同时到达系统并立即进入调度：job1所需CPU的时间为9，job2 job1所需CPU的时间为9，job3 job1所需CPU的时间为9，job4 job1所需CPU的时间为9。试用SJF调度算法计算平均作业周转时间和带权周转时间。16、 假定执行作业Job1Job5，在单处理机系统中0时刻到达，到达顺序是Job1、Job2、Job3、Job4、Job5，其到达的时间差忽略不计。各作业的执行情况如下：Job1（执行时间10、优先权3）、Job2（执行时间1、优先权1）、Job3（执行时间2、优先权3）、Job4（执行时间1、优先权4）、Job5（执行时间5、优先权2）。 （1） 试用FIFC写出其执行次序并求作业的平均周转时间。（2） 试用SJF写出其执行次序并求作业的平均周转时间。17、 并发进程之间存在着制约的关系，主要表现为互斥与同步，下列活动分别是何种制约关系：飞机上使用洗手间，买火车票，踢足球，走独木桥18、 有5个批处理作业A到E均已经到达计算中心（其到达顺序为：A、B、C、D、E），其运行时间分别为10、6、2、4和8，各自的优先级分别规定为3、5、2、1和4，5为最高优先级。若不考虑系统切换开销，计算出平均作业的周转时间。（1）FCFS,(2)优先级，（3）时间片（timesize:2）19、 试画出多级反馈调度算法的示意图（要求为三级），并分析其工作要点。20、 什么是PCB，如何理解其是进程存在的唯一标志？答：PCB是进程控制块，用来描述和记录进程状态的数据结构，当进程创建时，也就是创建PCB，当进程撤消时，也就是撤消PCB，所以是进程存在的唯一标志。21、 什么是临界资源？答：多个进程共享的资源叫临界资源，包括共享软.硬件资源。22、 什么是临界段，进程对临界段访问时应遵循何种原则？答：对临界资源询问的程序段叫林临界段，遵循：忙则等待 空闲让进 有限等待让权等待23、 试分析TS指令实现对临界段访问的工作原理？答：TS是检测与修改的简称，它把检测和修改放在一条指令中完成的，由于其具有不可分割性，所以保证了临界区管理的正确性。24、 什么是信号量机制？答：信号量是多个进程之间进行通信的工具，多个进程由信号量而交互而形成的制约，它是一个结构体标量，有两个分量，一个是信号量的值，一个是信号量队列指针，在操作系统中，代表物理资源的实体，用以封锁临界区，进程同步和维护资源计数等功能。25、 对信号量的操作是什么？答：包括：赋初值，P.V操作三种，P为减一操作，V为加一操作。26、 试分析P、V操作。答：P.V是对信号量的操作，P操作：先将资源数减一，即申请资源再检查是否有资源可用，若有，则执行下面的临界区，若没有则挂到队列中。V操作：是对资源数加一操作，即释放资源，先使value加一，再看是否有作业在等，若有则唤醒其中的一个作业。27、 有如下两个程序段，试分析其执行后x的值。P1: P2: x=1; x=1; x=x+1; x=x+1; 答：X可能的值是3，2.28、 已知mutex是二元信号量，试定义mutex，并写现P（mutex）。答： Struct semaphore int value; *pcb list; Void P (semaphore &mutex) mutex .value _ _; if(mutex.value0) w(mutex.list);29、 食堂有四个打饭窗口，学生有秩序的使用它们，试用信号量机制分析学生的就餐过程。答：此例用到多元信号量，其value值为4，假设学生是进程，开始list队列为空，当有学生来时，让其进入一个窗口打饭，value值减一，执行P操作，若多个学生进入食堂要求打饭，但value此时值为0，即无窗口，则将多余的学生放在list队列中，当有同学打完饭后，则看是否有同学在等，若有则叫其中一个同学进来，并使value值加1.30、 现有五个语句：S1:a=5-x; S2:b=a*x; S3:c=4*x; S4:d=b+c; S5:e=d+3;试用bernstein定理证明语句S2和 S3可以并发执行，而 S3和 S4不能并发执行。31、 试用bernstein定理求下列哪些语句可以并发执行：S1:a=x+y; S2:b=z+1; S3:c=a-b; S4:w=c+132、 以下是生产者与消费者问题的并发执行过程，试完成相关的操作：semaphore mutex,full,empty;int in,out;mutex=1;full=0;empty=n;cobeginprocess produceri()p(empty);p(mutex)生产v(mutex);v(full);coendcobeginprocess consumerj()p(full);p(mutex)消费v(mutex);v(empty);coend若颠倒p(full);p(mutex)及p(empty);p(mutex)的顺序，会产生什么现象，试作简要的分析。 答：若颠倒两者顺序，则当empty=0，full=n(满)，mutex=1时，若此时又有一个生产者进程，由于P（mutex）在前而mutex此时为1，所以使mutex=0,而当两者看是否有空间可生产时，即P（empty）时，发现empty为0，则被挂到等待队列中，而当有消费者要消费时，由于执行P（mutex）被挂到mutex的等待队列中，此时形成生产者等待消费者，而消费者等待生产者的现象，致使两者永远等待下去，形成死锁。33、 试用号量机制写出哲学家进餐问题的并发过程。34、35、36、 试举例说明“死锁”产生的过程。37、 “死锁”产生的必要条件有哪些？38、 解决“死锁”问题常用措施有哪些？39、 存储管理所要解决的问题是什么?40、 试分析交换技术的基本原理？41、 虚拟存储管理的基本技术是什么？42、 假定系统为某进程分配了三个物理块，系统逻辑页的访问顺序：7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1试写出最佳置换算法的缺页率。43、 试写出LRU置换算法的缺页率。44、 试画出段页式存储管理的工作原理图。45、 什么是DMA，试分析其控制器的组成及其工作原理。46、 什么是缓冲，设备管理中引入缓冲的作用。试