操作系统复习1

2020 4 5 辽东学院信息技术学院 1 操作系统复习 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 2 第一部分操作系统引论 1 操作系统的主要功能及基本特征基本的操作系统及各自的特征操作系统的基本职能为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应 该操作系统应该是分时系统 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 3 第一部分操作系统引论 2 设计批处理多道系统时 首先要考虑的是系统效率和吞吐量操作系统是一种 A 应用软件B 系统软件C 通用软件D 工具软件引入多道程序的目的并发性 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 4 第二部分进程管理 1 进程的定义 结构 特征进程和程序的区别前趋图进程的三种基本状态及转换图具有挂起状态的进程转换图临界资源 临界区 访问临界区的原则进程间同步和互斥的含义在操作系统中 P操作和V操作的内容程序的并发执行和顺序执行特征 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 5 第二部分进程管理 2 对于整形信号量 在执行一次V操作时 信号量的值应 当前进程因时间片用完而让出处理机时 该进程的状态转换进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构 一个进程 A 可以有多个进程控制块B 可以和其他进程共用一个进程控制块C 可以没有进程控制块D 只能有惟一的进程控制块进程的高级通信机制不包括 A 共享存储器系统B 消息传递系统C 管道通信D RAID 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 6 第二部分进程管理 3 多个进程的实体能存在于同一内存中 在一段时间内都得到运行 这种性质称作进程的 A 动态性B 并发性C 调度性D 异步性某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态 当系统完成了所需的读盘操作后 此时该进程的状态将 任何两个并发进程之间可能存在同步或互斥关系操作系统中 进程分类 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 7 第二部分进程管理 4 桌上有一空篮 最多允许放一只彩球 爸爸可向盘中放一个红色彩球或放一个绿色彩球 儿子专等拿取盘中的红球玩耍 女儿专等拿取绿球玩耍 用P V操作实现爸爸 儿子 女儿三个并发进程的同步 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 8 第二部分进程管理 5 四个进程A B C D都要读一个共享文件F 系统允许多个进程同时读文件F 但限制是 进程A和进程C不能同时读文件F 进程B和进程D也不能同时读文件F 请回答下面的问题 1 应定义的信号量及初值 2 试采用适当的P V操作来完成各进程对文件的读操作 以保证它们能正确并发工作 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 9 第二部分进程管理 6 用P V操作解决下图之同步问题 一组get进程负责往缓冲池S中输入数据 一组put进程负责从缓冲池S中取出数据用于处理 设缓冲池中有缓冲区N个 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 10 第二部分进程管理 7 如图所示 四个进程和四个信箱 进程间借助相邻信箱传递消息 即Pi每次从Mi中取一条消息 经加工后送入Mi 1 其中Mi i 0 3 分别可存放3 3 2 2个消息 初始状态下 M0装了3条消息 其余为空 试以P V操作为工具 写出Pi i 0 3 的同步工作算法 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 11 第二部分进程管理 8 动物园的饲养员喂黑熊 饲养员苹果到盆中 黑熊从盆中抓走苹果吃掉 盆中只能放一个苹果 分别用饲养员进程 黑熊进程模拟饲养员喂黑熊的过程 请用P V操作 即wait和signal 利用信号量机制实现这两个进程同步 提示 进程饲养员 黑熊互斥使用盆 饲养员要用空盆 黑熊要吃盆中的苹果 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 12 第二部分进程管理 9 设有一台计算机 有两条I O通道 分别接一台卡片输入机和一台打印机 卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中 加工处理后再搬到缓冲区B2中 并在打印机上印出 问 1 系统要设几个进程来完成这个任务 各自的工作是什么 2 这些进程间有什么样的相互制约关系 3 用P V操作写出这些进程的同步算法 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 13 第二部分进程管理 10 有两个优先级相同的进程P1和P2 各自执行的操作如右 信号量S1和S2初值均为0 试问P1 P2并发执行后 x y z的值各为多少 P1 P2 beginbeginy 1 x 1 y y 3 x x 5 V S1 P S1 z y 1 x x y P S2 V S2 y z yz z x end end 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 14 第二部分进程管理 11 有一个阅览室 读者进入时必须先在一张登记表上进行登记 该表为每一座位列一表目 包括座号和读者姓名 读者离开时 要删掉登记的信息 阅览室共有100个座试问 1 为描写读者动作 应编写几个程序 应设置几个进程 进程与程序间关系如何 2 试用P V操作写出这些进程间的同步算法 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 15 第二部分进程管理 12 动物园的饲养员喂黑熊 饲养员苹果到盆中 黑熊从盆中抓走苹果吃掉 盆中只能放一个苹果 分别用饲养员进程 黑熊进程模拟饲养员喂黑熊的过程 请用P V操作 即wait和signal 利用信号量机制实现这两个进程同步 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 16 第二部分进程管理 13 设公共汽车上有一位司机和一位售票员 它们的活动如下 请分析司机与售票员之间的同步关系 如何用PV操作实现 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 17 第二部分进程管理 14 设自行车生产线上有一只箱子 其中有N个位置 N 3 每个位置可放一个车架或一个车轮 又设有三个工人 其活动分别为 工人1生产车架 工人2生产车轮 工人3组装自行车 用PV操作实现三个工人的合作 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 18 第二部分进程管理 15 用P V操作解决下图之同步问题 get进程负责往单缓冲区S中输入数据 copy进程负责将单缓中区S中的数据复制到单缓冲区T put进程负责从单缓中区T中取出数据用于处理 copy put S T get 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 19 第三部分处理机调度 1 处理机调度进程的调度方式调度算法死锁的原因 四个必要条件处理死锁的方法死锁的预防措施 优缺点银行家算法 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 20 第三部分处理机调度 2 为了使系统中各部分资源得到均衡使用 就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配 这项工作是由 完成的 一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是 A 先来先服务B 时间片轮转C 最高响应比优先D 短作业优先在单处理器的多进程系统中 进程什么时候占用处理器和能占用多长时间 取决于 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 21 第三部分处理机调度 3 某作业8 00到达系统 估计运行时间为1小时 若10 00开始执行该作业 其响应比是 资源预先分配策略可以实现死锁的 若系统中有五台打印机 有多个进程均需要使用两台 规定每个进程一次仅允许申请一台 则至多允许 个进程参于竞争 而不会发生死锁 A 5B 2C 3D 4 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 22 第三部分处理机调度 4 假定在单CPU条件下有下列要执行的作业 1 分别用一个执行时间图描述在下列算法时各自执行这些作业的情况 FCFS RR 时间片 1 和非抢占式优先级 2 对于上述每种算法 计算各个作业的周转时间 平均周转时间 带权周转时间 平均带权周转时间是多少 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 23 第三部分处理机调度 5 假设某系统有同类资源12个 有三个进程P1 P2 P3来共享 已知P1 P2 P3所需要资源总数分别为8 6 9 它们申请资源的次序和数量如表所示 系统采用银行家算法为它们分配资源 1 试分析哪次申请分配会使系统进入不安全状态 2 在安全分配资源前提下 执行完序号为6的申请后 各进程的状态和各进程已占用的资源数 此时的安全序列 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 24 第四部分存储器管理 1 内存管理的功能分页和分段的区别缺页中断和普通中断的异同点虚拟存储器 虚拟存储器的特征支持虚拟存储器的技术分页式虚拟存贮 页表的内容及涵义 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 25 第四部分存储器管理 2 可变分区存储管理系统中 若采用最佳适应分配算法 空闲区表 中的空闲区可按 顺序排列虚拟存储管理策略可以 请求分页存储管理中 若把页面尺寸增加一倍 在程序顺序执行时 则一般缺页中断次数会 在可变分区存储管理中 循环首次适应算法要求对空闲区表项按 进行排列在分页存储管理系统中 从页号到物理块号的地址映射是通过 实现的 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 26 第四部分存储器管理 3 在以下存贮管理方案中 不适用于多道程序设计系统的是 A 单用户连续分配B 固定式分区分配C 可变式分区分配D 页式存贮管理在可变式分区分配方案中 某一作业完成后 系统收回其主存空间 并与相邻空闲区合并 为此需修改空闲区表 造成空闲区数减1的情况是 A 无上邻空闲区 也无下邻空闲区B 有上邻空闲区 但无下邻空闲区C 有下邻空闲区 但无上邻空闲区D 有上邻空闲区 也有下邻空闲区 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 27 第四部分存储器管理 4 在请求分页系统中 地址变换过程产生中断的原因设有8页的逻辑空间 每页有1024B 它们被影射到32块的物理内存中 那么逻辑地址的有效位是 物理地址至少位在请求分段存储管理中 系统必须至少具有三种支持机构程序在装入内存三种方式内存中无法被利用的存储空间称为 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 28 第四部分存储器管理 6 在分页存储管理系统中 逻辑地址的长度为16位 页面大小为8K 现有两个逻辑地址分别为2F6AH 1E5BH 且第0 1 2页依次存放在物理块5 10 11中 问相应的物理地址是多少 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 29 第四部分存储器管理 7 段表如右 回答下列问题 1 计算该作业访问 0 216 1 120 2 210 3 456 时的绝对地址 2 总结段式存储管理的地址转换过程 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 30 第四部分存储器管理 5 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调度算法将产生几次缺页中断 依次淘汰的页号为多少 缺页中断率为 2 按LRU调度算法将产生几次缺页中断 依次淘汰的页号为多少 缺页中断率为 3 按OPT调度算法将产生几次缺页中断 依次淘汰的页号为多少 缺页中断率为 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 31 第五部分设备管理 1 设备管理的主要功能I O设备分类通道是一种特殊的处理机 设备I O方式引入缓冲的原因设备独立性Spooling系统的组成 处理过程 特点 主要功能 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 32 第五部分设备管理 2 磁盘调度算法程序中的输入 输出操作实际上是由 完成 A 程序设计语言B 编译系统C 操作系统D 标准库程序计算机系统中判别是否有中断事件发生应是在 A 进程切换时B 执行完一条指令后C 执行P操作后D 由用户态转入核心态时 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 33 第五部分设备管理 3 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 使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关 这是由设备管理的 功能实现的SPOOLing技术可以实现设备的 分配 A 独占B 共享C 虚拟D 物理设备的打开 关闭 读 写等操作是由 完成的 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 34 第五部分设备管理 4 若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20 44 41 4 80 12 76 假设每移动一个柱面需要3毫秒时间 移动臂当前位于40号柱面 请按下列算法分别给出各算法的柱面访问序列并计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间 1 先来先服务算法 2 最短寻道时间优先算法 3 扫描算法 假设此时磁臂向小号柱面方向移动 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 35 第六部分文件管理 1 文件和文件系统 文件管理的功能文件的逻辑组织和物理组织 文件目录管理的要求文件存储空间的管理外存分配方式和各自的优缺点在UNIX系统中 目录结构采用 用磁带作为文件存贮介质时 文件只能组织成 用户通过 操作来申请对文件的使用权 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 36 第六部分文件管理 2 文件系统的按名存取主要是通过 实现的根据外存设备不同 文件被划分为若干个大小相等的物理块 它是 的基本单位 A 存放文件信息或分配存储空间B 组织和使用信息C 表示单位信息D 记录式文件 物理结构文件不便于文件的扩充 索引文件的索引表内容 2020 4 5 辽东学院信息技术学院 37 第六部分文件管理 3 某个文件系统中 每个