操作系统课后练习.doc

操作系统课后练习（必做）:回到目录章节 标题 课堂作业（内容详见课本） 上机设计作业（选 3 ） Introduction 1.1,1.3,1.4,1.6 Computer System Structure 2.5,2.8,2.12,2.13 Operating System Structure 3.1,3.2,3.3,3.4,3.5,3.10,3.12,3.13 Processes 4.2,4.4,4.5, 编写一 CPU 调度模拟程序，完成多个进程的调度模拟，调度方法可以选时间片轮转法，优先级调度法等，要求：对进程控制块等数据结构的定义比较规范合理。 Theads 5.3,5.6,5.8 CPU Scheduling 6.3,6.4 Process Synchronization 7.2,7.3,7.4,7.5,7.7,7.13 编写一个多个进程同步互斥的模拟程序，模拟信号量操作， Deadlocks 8.1,8.2,8.3,8.4,8.13,8.14 银行家算法模拟实验，检测当前状态是否为安全状态，对进程当前的资源请求是否实现分配。 Memory Management 9.3,9.7,9.8,9.15,9.17 编写一个内存分配回收的模拟程序，模拟可变分区管理方法，并进行碎片处理。 Virtual Memory 10.6,10.7,10.9,10.13,10.15,10.16 File-System Interface 11.9,11.10,11.11,11.7 编写一个文件目录结构及有关文件操作的模拟程序。 File-System Implementation 12.1,12.2,12.6,12.7,12.11 I/O Systems 13.1,13.2,13.4, Mass-Storage Structure 14.1,14.2,14.8 Protection and Security 18.1,18.4,18.11,19.1,19.2 操作系统课外扩充习题 回到目录第一部分：操作系统概述 说明：本部分含课本前三章，导论，计算机系统结构，操作系统结构。该部分简述了操作系统有关概念，基本原理，硬件结构基础，操作系统结构，及操作系统所讨论的内容。该部分是以后各章的概述，学习者应重点掌握操作系统的有关概念。 一、选择题 、在计算机系统中配置操作系统的主要目的是（ ），操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（ ），其中包括（ ）管理和（ ）管理，以及设备管理和文件管理。这里的（ ）管理主要是对进程进行管理。 ：（）增强计算机系统的功能； （）提高系统资源的利用率； （）提高系统的运行速度； （）合理地组织系统的工作流程，以提高系统吞吐量。 ：（）程序和数据； （）进程； （）资源； （）作业； （）任务。 、：（）存储器； （）虚拟存储器； （）运算器； （）处理机； （）控制器。 、操作系统有多种类型： （）允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统，称为（ ）； （）允许多用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为（ ）； （）在（ ）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应。 、：（）批处理操作系统； （）分时操作系统； （）实时操作系统； （）微机操作系统； （）多处理机操作系统。 3、从下面关于操作系统的论述中，选出一条正确的论述： （）对批处理作业，必须提供相应的作业控制信息； （）对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能； （）从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似； （）采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统的文件系统； （）从交互角度看，分时系统与实时系统相似。 4、配置在IBM-PC机上的操作系统，是由（ ）开发的；在3.X版本以前的DOS是（ ）操作系统，它的寻址范围是（ ）,其所允许的最大内存是（ ）。 、（） IBM公司；（） Microsoft公司；（） Microsoft和IBM联合； （） Bell实验室。 、（）单用户单任务；（）单用户多任务；（）多单用户；（）多用户多任务。 、：（） 640KB；（） 16MB；（） 1MB；（） 512KB；（） 4MB。 5、OS/2操作系统是由（ ）开发的，它属于（ ）类操作系统；UNIX操作系统是由（ ）推出的，它属于（ ）类操作系统。 、：（） IBM公司；（） Microsoft公司；（） Microsoft和IBM联合；（） Bell实验室。 、：（）单用户单任务；（）单用户多任务；（）多处理机；（）多用户多任务。 6、从下述关于模块化程序的叙述中，选出5条正确的叙述： （）使程序设计更为方便，但比较难以维护； （）便于由多人分工编制大型程序； （）便于软件功能扩充； （）在内存能够容纳的前提下，应使模块尽可能大，以减少模块的个数； （）模块之间的接口叫数据文件； （）只要模块接口不变，各模块内部实现细节的修改，不会影响别的模块； （）使程序易于理解，也利于排错； （）模块间的单向调用关系，形成了模块的层次式结构； （）模块愈小，模块化的优点愈明显，一般说来，一个模块的大小在 10行以下； （）一个模块实际上是一个进程。 7、操作系统是一种（ ），在OS中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O设备的（ ）,为实现多道程序设计需要有（ ），（ ）是事实上的16位微机的单用户单任务OS标准。 ：（）应用软件；（）系统软件；（）通用软件；（）软件包。 ：（）灵活性；（）可靠性；（）兼容性；（）利用率。 ：（）更大的内存； （）更快的 CPU；（）更快的外部设备；（）更先进的终端。 ：（） CP/M；（） MS-DOS；（） OS/2；（） UNIX；（） VMS。二、问答题 1、设计现代 OS 的主要目标是什么？ 2、OS 的作用可表现在哪几个方面？ 3、试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么。 4、何谓脱机 I/O 和联机 I/O ？ 5、实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 6、为什么要引入实时操作系统？ 7、试在交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 8、OS 有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 9、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 10、内存管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 11、设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 12、文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 13、是什么原因使操作系统具有异步性特征？ 14、何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能 15、操作系统用户接口中包括哪几种接口？它们分别适用于哪种情况？ 16、联机命令接口由哪几部分组成？ 17、联机命令通常有哪几种类型？每种类型中包括哪些主要命令？ 18、什么是输入输出重定向？举例说明之。 19、何谓管道联接？举例说明之。 20、终端设备处理程序的主要作用是什么？它具有哪些功能？ 21、命令解释程序的主要功能是什么？ 22、系统调用有哪几种类型？如何设置系统调用所需的参数？说明系统调用的处理步骤。 23、试比较一般的过程调用与系统调用。 24、为什么在访问文件之前，要用 open 系统调用先打开该文件？ 25、为方便转入系统调用处理程序，在 UNIX 系统中配置了什么样的数据结构？ 26、客户 / 服务器模式得以广泛流行的主要因素是什么？ 27、试说明客户与服务器之间的交互情况。 28、两层 C/S 模式有哪些局限性？如何解决？ 29、为什么在大型信息系统和 Internet 环境下，应采用三层客户 / 服务器模式？ 30、试比较两层和三层的 C/S 模式。 31、试说明当前实现文件和数据共享的两种主要方式。 32、网络管理的主要目标是什么？网络管理包括哪几方面的具体功能？ 33、试比较电子邮件服务和文件传输服务。 34、网络环境下的目录服务有何特点？目录服务包括哪些主要功能？ 35、试说明 Windows NT 的主要特征。 36、Windows NT 的网络文件系统具有哪些功能？ 37、试说明 Windows NT 中域的概念，一个主域可包含哪些部分？ 38、试说明在 Windows NT 中所采用的访问控制技术。 三，部分简答题及简答提示 1、何为“计算机操作系统”，操作系统有哪些主要类型，从管理的角度看，操作系统有哪些管理？ 计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）。 操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。 2、简述操作系统的五大管理功能。 作业管理：包括任务管理、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等。 文件管理：又称为信息管理。 存储管理：实质是对存储“空间”的管理，主要指对内存的管理。 设备管理：实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收。 进程管理：又称处理机管理，实质上是对处理机执行“时间”的管理，即如何将 CPU 真正合理地分配给每个任务 3、什么是批处理系统？为什么要引入批处理系统？ 批处理系统指用户的作业成批的处理，作业建立、处理、完成都自动由系统成批完成。因为在 5864 年代的晶体管时代，计算机速度、容量、外设品种和数量等方面和第一代计算机相比都有了很大发展，计算机速度有几十倍、上百倍的提高，故使手工操作的慢速度和计算机运算的高速度之间形成了一对矛盾。只有设法去掉人工干预，实现作业自动第二部分：进程与线程管理部分 说明：本部分作业含进程管理中进程，线程， CPU调度，进程同步，死锁五大部分，该部分是操作系统课程的重点内容， 也是操作系统的核心内容，必须重点掌握。一、选择题 1.从静态角度上看，进程是有 A 、 B 、 C 三部分组成，其中 C 是进程存在的唯一标志。当几个进程共享 A 时，A应当是可重入代码。 A，B，C：(1)JCB；(2)PCB；(3)DCB；(4)FCB； (5)程序段；(6)数据段；(7)I/O缓冲区。 2.进程的三个基本状态是 A 、 B 、 C 。由A到B是由进程调度所引起；由 B 到 C 是正在执行的进程发生了某事件，使之无法执行而暂停。 A，B，C：(1)挂起；(2)阻塞；(3)就绪；(4)执行。 3.正在执行的进程由于其时间片完而被暂停执行，此时进程应从执行状态变为A状态；处于静止阻塞状态的进程，在进程等待的事件出现后，应转变为B状态；若进程正处于执行状态时，应终端的请求而暂停下来以便研究其运行情况，这时进程应转变为C状态，若进程已处于阻塞状态，则此时应转变为D状态。 A，B，C，D：(1)静止阻塞；(2)活动阻塞；(3)静止就绪； (4)活动就绪；(5)执行。 4.为使进程由活动就绪转变为静止就绪，应利用A原语；为使进程由执行状态变阻塞状态，应利用B原语；为使进程由静止就绪变为活动就绪，应利用C 原语；从阻塞状态变为就绪状态利用D原语。 A，B，C，D：(1)创建；(2)挂起；(3)执行； (4)阻塞；(5)唤醒。 5. 在分时系统中，导致创建进程的典型事件是A；在批处理系统中，导致创建进程的典型事件是B；由系统专门为运行中的应用进程创建新进程事件是C。 A：(1)用户注册；(2)用户登录；(3)用户计帐；(4)用户通信。 B：(1)作业录入；(2)作业调度；(3)进程调度；(4)中级调度。 C：(1)分配资源；(2)进行通信；(3)共享资源；(4)提供服务。 6. 从下面对临界区的论述中，选择一条正确的论述。 (1)临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码。 (2)临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。 (3)临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码。 (4)临界区是指进程中用于实现共享资源的那段代码。 (5)临界区是指进程中访问临界资源的那段代码。 7.A是一种只能由P和V操作所改变的整型变量，A可用于实现进程的B和C，B是排它性地访问临界资源。 A：(1)控制变量；(2)锁；(3)整型信号量；(4)记录型号量。 B，C：(1)同步；(2)通信；(3)调度；(4)互斥。 8.对于记录型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应当A；当其值为B时，进程应阻塞。在执行V操作时，信号量的值应当C；当其值为D时，应唤醒阻塞队列中的进程。 A，C：(1)不变；(2)加1；(3)减1；(4)加指定数值；(5)减指定数值。 B，D：(1)大于0；(2)小于0；(3)大于等于0；(4)小于等于0。 9.在生产者消费者问题中，应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty。它们的初值应分别是A、B和C。 A，B，C：(1)0；(2)1；(3)-1；(4)-n；(5)+n。 10.在直接通信方式中，系统通常提供的两条通信原语如下，请选择适当的参数填入 send(A，B)； receive(C，B)； A，B，C：(1)sender；(2)receiver；(3)text； (4)message ； (5)mailbox 。 11.从下面预防死锁的论述中，选出一条正确的论述。 (1)由于产生死锁的基本原因是系统资源不足，因而预防死锁的有效方法，是根据系统规模，配置足够的系统资源。 (2)由于产生死锁的另一基本原因是系统资源不足，因而预防死锁的有效方法，是使进程的推进顺序合法。 (3)因为只要系统不进入不安全状态，便不会产生死锁，故预防死锁的有效方法，是防止系统进入不安全状态。 (4)可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或其中几个的方法，来预防发生死锁。 12.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用A，为照顾紧急作业的用户，应采用B，为能实现人机交互作用应采用C，而能使短作业、长作业及交互作业用户都比较满意时，应采用D。 A，B，C，D：(1)FCFS调度算法；(2)短作业优先调度算法；(3)时间片轮转法； (4)多级反馈队列调度算法；(5)基于优先权的剥夺调度算法。 13. 产生死锁的基本原因是A和B，产生死锁的四个必要条件是互斥条件、C、不剥夺条件和D。 A：(1)资源分配不当；(2)系统资源不足；(3)作业调度不当； (4)资源的独占性。 B：(1)进程推进顺序非法；(2)进程调度不当；(3)系统中进程太多； (4)CPU运行太快。 (5)竞争资源 C：(1)请求和阻塞条件；(2)请求和释放条件；(3)请求和保持条件； (4)释放和阻塞条件；(5)释放和请求条件。 D：(1)线性增长条件；(2)环路条件；(3)无序释放条件； (4)有序释放条件；(5)无序请求条件。 二、填空题 1. 在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行程序的操作加以改变，此时的程序执行具有 性和 性。 2. 并发程序之间的相互制约，是由于它们 和 而产生的，因而导致程序在并发执行时，具有 特征。 3, 在多用户环境下，由多个程序共享一台计算机，机内资源的状态将由多个程序来改变，因此使程序失去了在顺序执行时具有的 和 特性。 4. 进程最基本的特征是 ，因为进程的实质是程序的一次执行过程，而且该特征还表现在进程由 而产生，由 而执行，由 而消亡，即进程具有一定的生命期。 5. 在操作系统中，进程是一个 的基本单位，也是一个 和 的基本单位。 6. 当前进程若因时间片用完而被暂停执