计算机操作系统复习题.docx

1. 何谓进程？请图示具有基本进程状态的状态转移图，并指出转移原因。 进程是程序的一次执行，该程序可与其他程序并发执行 2. 何谓临界资源？使用临界资源的诸进程间如何实现进程同步。 临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源一个使用完另一个再使用，可以利用信号量的P V操作来实现3. 什么是死锁？产生死锁的原因是什么？ 所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。2）产生死锁的原因：a.竞争资源。b.进程间推进顺序非法。其必要条件是：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。4. 设备管理的目标和功能是什么？主要任务：完成用户进程提出的I/O请求；为用户进程分配所需的I/O设备；提高CPU和I/O设备的利用率，提高I/O速度；方便用户是使用I/O设备。有缓冲管理，设备分配和 设备处理以及虚拟设备等功能5.对文件的主要操作使用内容是什么？它的系统调用内容是什么？主要操作；【1】文件管理：包括目录管理，实现按名存取【2】文件储存空间的管理；闻见组成形式逻辑结构 和 物理结构 ，分配与管理外部存取器【3】文件存取控制；解决文件保护，保密和共享【4】提供方便的用户接口系统调用系统调用内容：文件的创建，打开，读，写，关闭，删除等 6 比较进程与程序的区别。进程是程序的一次执行,属于动态概念,而程序是一组有序的指令,是一种静态概念。但进程离开了程序也就失去了存在的意义。一个进程可以执行一个程序反之,同一程序可能由几个进程同时执行。程序可作为软件资源长期保留,而进程是程序的一次执行过程,是暂时的。进程具有生命期。进程具有并发性,能与其它进程并发运行。而程序不具备这种特征。进程是一个独立的运行单位,也是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。因此,进程具有独立性,但有时进程间又具有相互制约性。1 进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为(1)可抢占式会引起系统开销更大（2）可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间开销增大2试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。资源静态分配策略要求每个过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“占有并等待条件”，从而防止死锁的发生。3为实现分页式虚拟存贮，页表中至少应含有哪些内容?页号 标志 主存块号 磁盘上的位置 4简述中断、中断源和中断处理程序的定义。中断是指由于某种事件的发生（硬件或者软件的），计算机暂停执行当前的程序，转而执行另一程序，以处理发生的事件，处理完毕后又返回原程序继续作业的过程。中断是处理器一种工作状态的描述。 我们把引起中断的原因，或者能够发出中断请求信号的来源统称为中断源。处理中断源的程序称为中断处理程序36.简述树形目录结构的优点【1】有效提高对目录的检索速度【2】允许文件重名【3】便于实现文件共享。37.试比较移臂调度算法中“电梯调度”与“最短寻找时间优先”的相同点与不同点。电梯调度38.为什么说只有作业调度与进程调度相互配合才能实现多道作业的并行执行？一个作业从进入系统到最后完成，一般至少要经历两级调度，作业调度和进程调度，作业调度是宏观上的高级调度，他的主要功能是根据一定的算法，从输入井中选若干个作业，分配必要的资源，如 内存 外设等 为他们建立初始状态为就业作业进程 进程调度是微观上的低级调度，主要功能根据一定算法将CPU分配给就绪队列中的一个进程 一般操作系统都必须有进程调度 在多道系统中 作业调度和进程调度是相互配合来实现多道作业的并行执行的 1.简述多处理机操作系统有哪些主要特征？（1）并行性。（2）分布性。表现在任务分布，控制分布，资源分布三个方面。（3）系统的容错性。2.在客户/服务器模式下的网络操作系统主要指的是服务器操作系统，试问：服务器操作系统应由哪些软件组成？（1）服务器操作系统的内核程序。（2）传输协议软件。（3）网络服务软件。（4）网络安全管理软件。3.简述远程过程调用的基本思想。答案：允许程序调用位于其它节点机上的过程。当节点机A上的进程调用节点机B上的一个过程时，节点机A上的调用进程被挂起，在节点机B上执行被调用过程。信息以参数的形式从调用进程传送到被调用进程，并将被调用过程执行的结果返回给调用进程。4.在以虚拟软盘方式实现硬盘共享的方法中，为了实现硬盘的共享，共享硬盘的软件必须具有哪4种功能？答案：（1）用户管理。为用户提供注册和登录的功能。（2）盘卷管理。为用户在硬盘上建立自己的盘卷。（3）安装管理。把共享硬盘中指定的盘卷安装到用户工作站的指定逻辑驱动器上。（4）信号量管理。对多个用户共享硬盘数据进行协调管理，确保数据的完整性。5.简述在Windows环境下，采用WinSock进行点一点通信时，客户方需完成的工作。答案（1）连接前的准备。客户机等待用户从主窗口发来传送命令。客户机一旦接收到用户的发送数据请求，则调用WSAstartup()函数初始化Windows Sockets DLL,并检查其版本号。（2）建立套接口。（3）建立连接。调用connect()建立客户与服务器的连接。6.Windows NT的页面调度策略包括取页、置页和置换（淘汰）策略。写出置页策略和置换（淘汰）策略的功能及其实现方法。答案：（1）置页策略的功能是把虚页放入主存的哪个页帧；实现方法是在线性存储结构中，只要找到一个未分配的页帧即可。（2）置换（淘汰）策略的功能是，发生缺页中断时，置换主存中的页帧；实现方法是采用局部置换策略，为每个进程分配一个固定数量的页面，发生缺页中断时，从本进程的范围内进行替换1.操作系统采用层次结构设计方法有什么优点和难点?优点 有利于系统的设计与调试 困难 层次的划分和安排2.目录结构有一级、二级和树形目录结构。请简单叙述树形目录结构的优点。解决了重名问题 有利于文件分类提高检索文件速度能进行存取权限的控制3简述UNIX中系统调用命令OPEN的处理过程。分配一个活动索引节点在进程打开文件表和系统打开文件表中分配表项调用设备驱动程序检查打开的合法性初始化驱动程序的数据结构建立进程和设备间的联系4比较进程同步和进程互斥的异同。同 两者都是对并发进程竞争共享资源的管理异 进程同步 对共享资源的使用有一定的逻辑顺序进程互斥 各进程竞争共享资源没有必然的逻辑顺序 只要无进程在使用共享资源就允许任一进程去使用三设阅览室有 200 个座位，最多可以同时容纳 200 个读者，当读者进入或离开阅览室时都必须在登记表上登记，试用 P，V 操作编写读者进程的同步算法。 (15分 ) 答 者进程为Pi(i=1，2，3)，设互斥信号量S=1，同步信号量S1=200。 读者Pi(i=1，2，3) P(S1) P(S) 登记 V(S)进入 阅览 结束 P(S) 撤消登记 V(s)V(S1)离开 四文件系统中文件目录应包含哪些内容？单级目录的主要缺点是什么？ 如何解决文件重名和共享问题？要包括文件的名字和文件存放的物理地址，除此之外，目录中还可以包含其他的控制和管理文件的信息。不允许文件重名 文件查找速度慢 不便于实现文件共享。 3为每个用户建立一个单独的用户文件目录UFD。此外，在系统文件中再建立一个主文件目录MFD。采用二级目录或多级目录结构 2在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为。 （2）按LRU调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为 。（1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；依次淘汰的页号为：0，1，2； 缺页中断率为：5/10=50%（2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断；依次淘汰的页号为：2，0，1，3； 缺页中断率为：6/10=60%设进程P1,P2是相互合作的进程，它们共用一个缓冲区A，A中每次只能存放一个数据。进程P1每次向A中写入一个数据，P2进程每次从A中取走一个数据。试用PV操作写出P1，P2同步运行的程序。答案： begin s1,s2:semaphore;s1:=0;s2:=0;cobeginprocess p1beginrepeatwrite A;v(s2);p(s1);until falseend;process p2beginrepeatp(s2);read A;v(s1);until falseend;coend;end5、某系统有同类资源m个，供n个进程共享，如果每个进程最多申请x(1xm)个资源，且各进程的最大需求量之和小于(m+n)个资源，证明该系统不会发生死锁。若 系统会死锁 则n(x-1)+1m一定不成立即 n(x-1)+1m成立 于是 nxm+n-1nxm+n与 题意 nxm+n矛盾 不会死锁 综合题1、在单道批处理系统中，有五道作业，它们进入输入井的时间及需要执行的时间如下表所示，并规定当第一个作业进入输入井后立即调度，忽略调度的时间开销。作业名进入输入井时间需执行时间(分钟)开始执行时间结束执行时间周转时间A10:0642B10:1830C10:3024D10:3628E10:4212要求：写出分别采用先来先服务算法和最短执行时间优先算法时的调度次序和作业平均周转时间。先来先服务算法 调度次序 A B C D E 作业平均周转时间 （42+60+72+94+100）/5=368/5=73.6（分钟）最短执行时间优先算法 次序 A E C D B （42+124+54+76+18）/5=314/5=62.38(分钟)2、有一个程序要将256256的整型数组的初值置为“0”，每个整数占用2个字节，页面大小为512字节，数组中的元素按行编址存放。假定只有一个主存块可用来存放数组信息，初始状态为空。将数组初始化为0的程序分别如下：(A程序) int a256256；int i，j；for(i=0；i=255；i+) for(j=0；j=255；j+)aij=0；(B程序) int a256256； int i，j； for(j=0；j=255；j+) for(i=0；i=255；i+) aij=0；试问整个数组占用多少页面?上述两个程序执行时，各产生多少次缺页中断?整个数组占用 256 页面 A 256次缺页中断 B 2562次缺页中断 3、假设一个磁盘组有100个柱面(编号为099)，每个柱面有16个磁道(又称盘面，编号为015)，每个盘面有8个扇区(编号为07)，每个盘面用一个读写磁头。现采用位示图方法管理磁盘空间，其字号位号均从第0字第0位递增编号。令磁盘块号按柱面顺序和盘面顺序编排。请回答下列问题：(1)若采用32位的字组成位示图，共需要多少个字?(2)第20字的第18位对应于哪个柱面、哪个读写磁头和哪个扇区?需要400个字 （8*16*100）/32为12800/32=400块号 658 20*32+18=658柱面号5 【658/（16*8）】=5磁头号2 【(658mod（16*8）)/8】=2扇区号2 658mod（16*8）mod8=24、某系统允许最多10个进程同时读文件F，当同时读文件F的进程不满10个时，欲读该文件的其他进程可立即读，当已有10个进程在读文件F时其他欲读文件F的进程必须等待，直至有进程读完后退出方可去读。请回答下列问题：(1)在实现管理时应采用同步方式还是互斥方式?(2)写出用PV操作实现管理时应定义的信号量及其初值。(3)写出进程并发执行时的程序。(1)采取 用互斥方式 (2)定义一个信号量S初值 S：=10（3）程序beginS：semaphoreS：=10cobeginprocess Reader i(i=1.12.3.n)beginP(S);Read file F；V(S)End：Coend；End；1生产者-消费者问题表述如下：一组生产者进程和一组消费者进程通过缓冲区发生联系。生产者进程将生产的产品送人缓冲区,消费者进程则从中取出产品。假定环形缓冲池中共有N个缓冲区,编号为0N-1。为了描述生产者进程和消费者进程,设指针in和out分别指向生产者进程和消费者进程当前所用的缓冲区buffer,初值均为0. 应设置三个信号量实现两类进程的同步,分别是full、empty和mutex。请说出它们的含义及初值。full表示放有产品的缓冲区数，初值为0；emp!y表示可供使用的缓冲区数，初值为N；illtlleX为互斥信号量，初值为l，表示互斥进入临界区。 （2）下面是生产者进程的算法描述,请填写相应的P、V操作语句。while(TRUE P(empty)， P(muTex)，产品送往bufferinin=in+1mod Nz;/*mod为取模运算着*/ V(mutex)V(full) 三设阅览室有 200 个座位，最多可以同时容纳 200 个读者，当读者进入或离开阅览室时都必须在登记表上登记，试用 P，V 操作编写读者进程的同步算法。 (15分 ) 读者进入阅览室的动作描述getin：while(TRUE)P (seats); /*没有座位则离开*/P（mutex） /*进入临界区*/填写登记表;进入阅览室读书;V（mutex） /*离开临界区*/V（readers）读者离开阅览室的动作描述getout：while(TRUE)P（readers） /*阅览室是否有人读书*/P（mutex） /*进入临界区*/消掉登记；离开阅览室；V（mutex） /*离开临界区*/V（seats） /*释放一个座位资源*/6请图示实现spooling技术时的系统构成图，说明SPOOLING系统的特点 ？(10分) 特点：提高了I/O的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。六在一个请求分页系统中，采用 LRU 页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为 1 、 3 、 2 、 1 、 1 、 3 、 5 、 1 、 3 、 2 、 1 、 5 ，当分配给该作业的物理块数 M 分别为 3 和 4 时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。（10分） 当M=3；缺页次数：6；缺页率：50%。当M=4；缺页次数：4缺页率：1/3七在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：(15分) Process Allocation Need Available P 0 0032 0012 1622 P 1 1000 1750 P 2 1354 2356 P 3 0032 0652 P 4 0014 0656 试问： 1） 该状态是否安全？ 2） 若进程 P 2 提出请求 Request （ 1 ， 2 ， 2 ， 2 ）后，系统能否将资源分配给它？ 该状态是安全的，因为存在一个安全序列。下表为该时刻的安全序列表。资源情况进程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP0P3P4P1P21 6 2 21 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 110 0 1 20 6 5 20 6 5 61 7 5 02 3 5 60 0 3 20 3 3 30 0 1 41 0 0 01 3 5 41 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 113 12 14 17truetruetruetruetrue 若进程P2提出请求Request(1，2，2，2)后，系统不能将资源分配给它，若分配给进程P2，系统还剩的资源情况为（0，4，0，0），此时系统中的资源将无法满足任何一个进程的资源请求，从而导致系统进入不安全状态，容易引起死锁的发生。八、在分页系统中地址结构长度为16位，页面大小为1K，作业地址空间为3K，该作业的各页依次存放在2，3,6 号物理块中,相对地址2000处有一条指令Store 1，3500，请给出该作业的页表，该指令的物理单元和数据存放的物理单元。页号幀号0213262000对应为111，1101，0000 物理单元为：100111，1101，0000即：10243+976=101923500对应为：10246+1452=11692某个文件系统，采用混合索引分配方式，共PCB中共有13个地址项，每个盘块的大小为512字节，请回答下列问题：（1）如果每个盘块号只需要用2个字节来描述，则该系统需要设置几次间址项，（2）如果每个盘块号需要用3个字节来描述，共允许每个盘块中存放170个盘块地址，而且，系统采用10个直接地址项、1个一次间址项、1个二次间址项和1个三次间址项，则对某个长度为18000000字节的文件，它需占用多少个盘块（包括间址块）？答：（1）如果盘块地址只需用2个字节来描述，则该磁盘系统中盘块的数目将小于等于216，即65536块，故文件的大小也不超过65536块；每个盘块中可存放256个盘块号，因此系统最多只要用到二次间址。实际上，使用1个一次间址项和1个二次间址项后，允许文件的最大长度已达11+256+256*256块，已经超出了该磁盘系统中实际的盘块数目。（2）总共需要35367个物理盘块5、试列表比较连续分配和离散分配方式。答：可从以下六方面对连续分配和离散分配进行比较，如表所示。技术性能连续分配离散分配大批量数据的存取进度较快较慢机制的复杂性较简单较复杂内存碎片较大较小实现虚拟技术较难较易实现共享较难较易实现动态链接较难较易1、假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随即请求，它们按照到达次序分别处于198、68、37、120、14、124、65、67号磁道上，当前磁头在98号磁道上，并向磁道号减小方向上移动。请给出按FCFS、SSTF、SCAN和CSCAN算法进行磁盘调度满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随即请求，它们按照到达次序分别处于98、183、37、122、14、124、65、67号磁道上，当前磁头在53号磁道上，并向磁道号减小方向上移动。请给出按FCFS、SSTF、SCAN和CSCAN算法进行磁盘调度满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。磁盘调度的次序以及他们的平均寻道长度如下表。FCFSSSTFSCANCSCAN被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数984565123716371618385672142314233714637306