计算机操作系统复习题1.doc

计算机操作系统复习题一、填空题1.用户程序使用（系统调用）请求操作系统服务。2.进程有三种基本状态，分别是（就绪状态）、（执行状态）和（阻塞状态态）。3操作系统是计算机系统中的一个（系统软件），它管理和控制计算机系统中的（软硬件资源）。4在操作系统中，原语的执行是（实现进程的通信和控制）。5根据信息交换方式，可把通道分为：（字节多路通道）、（数组选择通道）和（数组多路通道）。6.操作系统的特征是（并发）、（共享）、（虚拟）、（异步）。7.并发进程中涉及到（访问临界资源）的程序段称为临界区，两个进程同时进入相关的临界区会造成（不可再现性）的错误。8.按文件的逻辑组织方式，可将文件分为（流式文件）和（记录是文件）。9. 在页式存储管理中可通过（快表）来提高页表信息存取的速度。10进程都有一个生命周期，这个周期从（创建PCB）开始，到（终止PCB）结束。11利用(SPOOLing)技术可将低速的独占设备“变为”可共享的设备。12在内存管理诸模式中，内存利用率最高的是(页式存储管理)模式，保护和共亭实现得最好的为（段式存储管理）模式。13.分页式存贮管理中，页表是用来指出进程的逻辑页号与（物理块号）的对应关系。14.每个索引文件都至少有一张索引表，其中的每一个表项应包括能标识该记录的（关键字）和该记录的（指针）。15.分时系统必须为用户提供（终端）以实现人机交互控制方式。16.SPOOLing系统中，作业执行时，从磁盘上的（输入）井中读取信息，并把作业的执行结果暂时存放在磁盘上的（输出）井中。17（进程图）是描述进程家族关系的有向树。18.同步机制应遵循的准则是（空闲让进）、（忙则等待）、（有限等待）、（让权等待）。19.多处理机系统的类型分为两类，分别是紧密耦合和（松散耦合）。20.通道可分为三种类型，它们是（字节多路通道）、（数组选择通道）和（数组多路通道）。21（缓冲区）主要是为了缓和两种设备速度不匹配的问题而引入的。22一个管程定义了一个（数据结构） 和能为（并发进程） 所执行的一组操作23在OS的发展过程中，（分时系统）和（实时系统）的出现，标志着操作系统的正式形成24在将一个装入模块装入内存时，可以有绝对装入方式、（可重定位装入方式）、（动态运行时装入方式）。25目前，实现虚拟存储的方法有（请求分页是存储管理方式）和（请求分段式存储管理方式）。26.进程的特征是（结构特征）、（动态性）、（并发性）、（独立性）及异步性。27.进行紧凑算法的前提是作业必须采用（动态重定位）方式装入。28把作业装入中随即进行地址变换的方式称为（可重定位装入方式），而在作业执行期间，当访问指令或数据时才进行地址变换的方式称为（动态运行时装入方式）。29在多道程序设计系统中，一个用户的作业需要经过（作业调度）和（进程调度）才能使之执行。30最常见的缓冲区机制有单缓冲机制、（双缓冲机制）和（公用缓冲池机制）。31进程是（程序的一次）的运行过程，是系统进行（资源分配和调度）的一个独立单位。32.设备处理程序通常又称为（设备驱动程序）。33.文件按其物理结构可分为顺序文件、（索引式文件）、（索引顺序文件）。34.用于描述和控制文件的数据结构称为（文件控制块）。35. 操作系统接口分为三类：（命令接口）、（程序接口）和图形用户接口。36文件的逻辑结构可分为（记录是文件）和（流式文件）。37SPOOLing技术必须建立在具有（多道程序功能）的操作系统上，而且还应有（高速随即外存）的支持38.SPOOLing系统中，作业执行时，从磁盘上的（输入）井中读取信息，并把作业的执行结果暂时存放在磁盘上的（输出）井中。39在将一个装入模块装入内存时，可以有绝对装入方式、（可重定位装入方式）、（动态运行时装入方式）。40目前，实现虚拟存储的方法有（页式虚拟存储系统）和（段是虚拟存储系统）。二、 简答题、1、 引入缓冲的主要原应是什么？答：引入缓冲，主要有以下三点原因：（1）缓和CPU与I/O设备减速的不匹配的矛盾；（2）减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应的时间限制；（3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。2、什么是死锁？处理死锁的基本方法有哪些？答：处理死锁的基本方法有:1，预防死锁;2，避免死锁；3，检测死锁；4，解除死锁。3、简述死锁产生的原因和必要条件？答：产生死锁的原因有两点:1，竞争资源；2，进程间推进顺序非法。死锁产生的必要条件有四个：1，互斥条件;2，请求和保持条件；3，不剥夺条件4，环路等待条件。4、为什么要引入动态重定位？如何实现？答：如果在系统中只有若干个小的分区，即使它们容量的总和大于要装入的程序，但由于这些分区不相邻接，也无法把该程序装入，这时，就需要一个方法，将内存中的所有作业进行移动，这样，可把原来分散的多个小区拼接成一个大区，这时就可以把作业装入该区，这就引入了动态重定位的概念；地址变换过程是在程序执行期间，随着对每条指令或数据的访问自动进行的，当系统对内存进行了“紧凑”而使若干程序从内存的某处移至另一处时，不许对程序做任何修改，只要用改程序在内存中的新起始地址，去置换原来的起始地址即可。5、磁盘调度算法有哪些？答：磁盘调度算法有：1，先来先服务算法；2，最短寻道时间优先算法；3，扫描算法；4，循环扫描算法；5，NStepSCAN和FSCAN调度算法。6、为实现分页式虚拟存储，页表中至少含有哪些内容?答：在请求分页系统中的每个页表都需含有以下内容：页号，物理块号，状态位P，访问字段A，修改位M，外存地址。7、在连接文件中常用的有那些连接方式？答：有以下三种连接方式：，静态连接方式；，装入时动态连接方式；，运行时动态连接方式。8、进程控制块中有哪些主要的信息？答：在进程块中，主要含有以下四方面的信息：1，进程标示符；2，处理机状态；3，进程调度信息；4，进程控制信息。、简述目前常用的目录结构形式？答：目前常用的目录形式有以下三种：单机目录结构，这是最简单的目录结构，在整个文件系统中只建立一张目录表，每一个文件占一个目录项。，两级目录结构，为每一个用户建立一个单独的用户文件目录，此外，在系统中再建立一个主文件目录，在主文件目录中，每一个用户目录文件都占一个目录项；，多级目录结构，多级目录结构又称树形目录结构，主目录配成为根目录，其他的目录均作为树的节点。、是说明系统调用的处理步骤？答：系统调用的处理有以下几个步骤：1，将处理机状态由用户态转为系统态，保护被中断进程的CPU环境，将用户定义的参数传送到指定的地址保存起来；2，分析系统调用类型，转入相应的系统调用处理子程序；3，在系统调用处理子程序执行完之后，恢复被中断的或设置新的进程现场，然后返回被中断进程或新进程，继续往下执行。1、试画出下面四条语句的前趋图,S1:a:=x+y；S2:b:=z+1;S3:c:=a-b;S4:w:=c+1;答：三、综合解答题1. 如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有多少个等待进程，为什么？答：有四个等待进程，应为若S.value=0，则表示该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，还应调用wakeup原语，将S.L链表中的第一个等待进程唤醒，所以，信号量当前值为-4表示还有四个等待进程。2写出利用记录型信号量机制解决读者写着问题的算法。答：可设置两个信号量 ：互斥信号量mutex，用于使读者进程互斥地访问共享变量读计数readcount；互斥信号量wrt，用于实现一个写者与其他写者和读者互斥地访问共享对象。读者：p(mutex)；if (readcount=0) p(wrt)；readcount=readcount+1；v(mutex)perform read operation；p(mutex)；readcount=readcount-1；if (readcount=0 )v(wrt);v(mutex)；写者：p(wrt)；perform write operation；v(wrt)；3. 请用信号量解决以下过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向上有人过桥时，另一方向上的行人必须等待，当某一方向无人过桥时，另一方向的行人可以过桥。答：将独木桥的两个方向记为AB；并用整形变量countAcountB分别表示两个方向上已在独木桥上的人数，其初值皆是0；再设置三个初值为1的互斥信号量：SA用来实现对countA的互斥访问；SB用来实现对countB的互斥访问；mutex用来实现两个方向行人对独木桥的互斥使用；对A方向行人的动作描述为：P(SA); if(countA=0) then wait(mutex); countA=countA+1;V(SA);通过独木桥；P(SA);ountA=countA-1; if(countA=0) then wait(mutex);V(SA);对B方向行人的动作描述为：P(SB); if(countB=0) then wait(mutex); countB=countB+1;V(SB);通过独木桥；P(SB); countB=countB-1; if(countB=0)then wait(mutex);V(SB);4、有三个进程P1，P2和P3并发工作。进程P1需用资源S3和S1；进程P2需用资源S1和S2；进程P3需用资源S2和S3。回答：(1)若对资源分配不加限制，会发生什么情况?为什么?(2)为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略?为什么？答：（1）若对资源分配不加以限制，则有可能发生死锁。应为，当P1拥有资源S1，P2 拥有资源S2，P3拥有资源S3时，三个进程都进入等待状态。（2）使用记录型信号量机制解决，让三个进程中的其中一个在某一时间没有任何一个资源，这样，其他两个总有一个可以同时拥有所需要的两种资源，是该进程执行，执行完成之后释放资源，使其他的进程的到资源而进入就绪队列。5、假如一个作业的页面走向为：4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5当分配给作业的内存数量为4块时，试问LRU、FIFO这两种置换算法的缺页中断次数及缺页率各是多少？答：（1）FIFO置换算法：4（4）3（4,3）2（4,3,2）1（4,3,2,1）435（5,3,2,1）4（5,4,2,1）3（5,4,3,1）2（5,4,3,2）1（1,4,3,2）5（1,5,3,2）缺页次数为10次，缺页率为5/6。（2）LRU置换算法：4（4）3（4,3）2（4,3,2）1（4,3,2,1）435（4,3,5,1）432（4,3,5,2）1（4,3,1,2）5（5,3,1,2）缺页次数为8次，缺页率为66.7%6. 假设系统有三个进程：P、Q、R，系统只有一类资源共十个，目前分配情况如下：进程已占有资源还需要申请数P4 4Q2 2R2 2在银行家算法中，若出现上述资源分配情况，请问：（1）该状态是否安全？（2）若进程P再请求2个资源，系统能否将资源分配给它？为什么？答：（1）安全，序列为 Q-R-P（2）可以，序列为Q-R-P，又是个资源，开始时还剩余两个，先满足Q进程，之后有释放出两个，这是，就有四个资源处于空闲，P应为换需要六个资源，还不满足，再执行R进程，之后有释放两个资源，这时，就有六个资源处于空闲状态，可以满足P进程的要求，执行P进程。7、已知某分页系统，页面大小为1k，对于一个4页大的作业，其中0、1、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中。（12分）（1）将十进制的逻辑地址1023、2500、3500、4500转换成物理地址（2）以十进制的逻辑地址1023为例画出地址变换过程图答：（1）1023/1024=0余1023 物理地址为2*1024+10232500/1024=2余452 物理地址为6*1024+4523500/1024=3余 428 物理地址为7*1024+428（2）由计算得，1023在第0页，偏移量为1023.页号块号 内存页块2*1024+10238写出利用记录型信号量机制解决进程前趋关系问题的算法。答：9. 某程序在内存中分配三个物理块，初始为空，页面走向为1，3，2，1，2，1，5，1，2，3。分别计算采用LRU页面置换算法和FIFO页面置换算法时，在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。答：（1）LRU置换算法：1（1）3（1,3）2(1,3,2)1215（1,5,2）123（1,3,2）缺页次数为5，缺页率为50%。（2）FIFO置换算法：1（1）3（1,3）2（1,3,2）1215（5,3,2）1（5,1,2）23（5,1,3）缺页次数为6，缺页率为60%10有一计算机系统利用下图所示的位示图来管理空闲盘块，盘块大小为1KB，现要为某文件分配两个盘块，试计算说明盘块分配及回收的具体过程。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 001234答：（1）盘块的分配a：顺序扫描位示图，从中找出两个连续的空闲空间，（4,0）（4,1）b：将所找到的一组二进制位转换成与之相应的盘块号。C：修改位示图，令mapi,j=1.（2）盘块的回收a ：将回收的盘块号转换为位示图中的行号和列号。b ：修改位示图，令mapi,j=0.11写出利用记录型信号量机制解决生产者消费者问题的算法。答：12设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如表1和表2所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。（1） T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。（2） 在T0时刻若进程P2请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？表1 T0时刻系统状态最大资源需求量已分配资源数量ABCABC