河北师范大学 操作系统 考试题 及答案.doc

得 分阅卷人一、填空题（每空1分，共 15 分） 1、 操作系统的基本功能包括（ ）管理、（ ）管理、（ ）管理和（ ）管理。除此以外还为用户使用操作系统提供了用户接口。2、 进程完成任务后，系统收回进程占用的（ ）和取消（ ）后就撤销了该进程。3、 信号量的物理意义是：当前信号量的值大于零时，表示（）；当信号量小于零时，其绝对值表示（）。4、 产生死锁的原因是（ ）和（ ）。5、 系统处于安全状态则（）发生死锁，系统处于不安全状态则（）发生死锁。6、 在一个单处理机系统，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有（ ）个，最少有（ ）个。7、 有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是( )。得 分阅卷人二、单项选择题（每小题 2分，共 20 分） 1、操作系统的基本类型主要有（）。A批处理系统、分时系统和多任务系统B单用户系统、多用户系统和批处理系统C批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统D实时系统、分时系统和多用户系统共 6 页，第 2 页共 6 页，第 1 页 河北师范大学考试命题专用纸 | | | | | | | | | 密 | | | | | | | | | 封 | | | | | | | | | 线 | | | | | | | | | | 2、在操作系统中，并发性是指（ ）。 A若干个事件在同一时刻发生 B若干个事件的发生时间是随机的 C若干个事件在同一时间间隔内发生 D若干个事件的发生是时间驱动的3、在下列作业调度算法中，（ ）调度算法最有利于小作业，从而提高系统吞吐能力。 A先来先服务 B计算时间短的作业优先 C优先级 D响应比最高优先4、下列进程变化状态中，（ ）变化是不可能发生的。 A执行就绪 B执行阻塞 C阻塞执行 D阻塞就绪5、资源的按序分配策略可以破坏（ ）条件。 A互斥 B请求和保持 C不剥夺 D环路等待 6、进程和程序的本质区别是（ ）。A内存和外存 B动态和静态特征 C共享和独占使用计算机资源 D顺序和非顺序执行机器指令7、某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，问该系统不会发生死锁的最少资源数是（ ）个。A9 B. 10 C. 11 D. 128、两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（ ）。 A同步 B执行 C互斥 D调度9、信号量s不能用于（ ）操作。 AV操作 BP操作 C赋初值 D运算表达式10、下面关于临界区的叙述中正确的是（ ）。A临界区可以允许规定数目的多个进程同时进行B临界区只包含一个程序段C临界区是必须互斥地执行的程序段D临界区的执行不能被中断代号 A卷 学院 软件学院 专业 软件工程 年级 级 班级 学号 姓名 备注: 试卷首页必须用统一的考试命题专用纸,第二页以后用专用纸续页。 试卷必须打印成卷字迹要工整、清楚。 各题留出答案空白。 试卷打印后应认真校对，避免卷面错误。 学年第 二 学期 操作系统 课期中试题一二三四五六七八九十总分河北师范大学考试命题专用纸试卷代号 A卷 学院 软件学院 专业 软件工程 年级 级 姓名 学号 2、 有5个并发执行的进程P1、P2、P3、P4、P5，它们共享个资源R1、R2、R3、R4、R5，每个进程都需要得到两个资源后才能执行结束，但每次只能申请一个资源。每个进程申请的资源列表如下： 进程 | 第一次申请的资源 | 第二次申请的资源 | | | | | | | | | | 1）在什么资源分配情况下会引起死锁？为什么？ 2）请你提出一种方案,使进程申请资源时受到适当的限制，从而避免可能引起的死锁。（10分）3、 桌子上有一只盘子，每次只能放入或取出一个水果。现有许多苹果和橘子。一家4口人各行其职。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，儿子专等吃盘子中的橘子，女儿专等吃盘子中的苹果。请用P操作、V操作来实现4人之间的同步算法。（10分）得 分阅卷人三、简答（共25分） 1、简述为什么引入进程？简述进程的特征。（6分）2、简述3种常用的进程通信方式。（9分）3、简述进程的创建过程和阻塞过程。（10分）得 分阅卷人四、应用题（40 分，每小题10分） 1、 在一个批处理系统中，采用响应比高者优先的作业调度算法。当一个作业进入系统后就可以开始调度，假定作业都仅是计算，忽略调度花费的时间。现有3个作业，进入系统的时间和需要计算的时间如下表所示。 作业进入系统时间需要计算时间开始时间完成时间周转时间（分） 19:0060分钟 29:1045分钟 39:2525分钟（1） 求出每个作业的开始时间、完成时间及周转时间并填入表中。（2） 计算三个作业的平均周转时间和平均带权周转时间为多少。（10分） | | | | | | | | 密 | | | | | | | | | 封 | | | | | | | | | 线 线 | | | | | | | |共 6 页，第 4 页共 6 页，第 3 页 | | 4、假设具有5个进程的集合P=P0，P1，P2，P3，P4,系统中有3类资源A、B、C，假设在某时刻有以下状态： 进程 Allocation Max Available ABCABCABC P0 0 0 3 0 0 4 1 4 0 P1 1 0 0 1 7 5 P2 1 3 5 2 3 5 P3 0 0 2 0 6 4 P4 0 0 1 0 6 5试问：1）该状态是否安全？请给出详细的检查过程。 2）如果系统的可利用资源Available为 (0,6,2)，系统是否安全？如果系统处在安全状态，请给出安全序列；如果系统处在非安全状态，说明原因。（10分）参考答案一、1. 处理机，存储器，设备，文件2. 资源， PCB（进程控制块）3. 可用资源的数目，因请求该资源而被阻塞的进程的数目4. 竞争资源，进程推进顺序不当5. 一定不， 有可能6. 4 ， 07. 1-m1二、1. C 2. C 3. B 4.C 5.D 6. B 7. B 8.A 9. D 10. C三、1在多道程序环境下，程序的执行属于并发执行，此时它们将失去其封闭性，并具有间断性及不可再现性的特征，为了使程序能并发执行，且对并发执行的程序加以描述和控制，人们引进了“进程”概念。进程的特征：结构特征（由程序段、数据段和PCB构成）；动态性；并发性；独立性；异步性。2. 共享存储器系统（分为基于共享数据结构的通信方式和基于共享存储区的通信方式）； 消息传递系统（分为直接通信方式和间接通信方式）； 管道通信，是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现他们之间通信的一个共享文件，又名pipe文件。3.进程的创建过程：申请空白PCB；为新进程分配资源；初始化进程控制块；将新进程插入就绪队列。 进程的阻塞过程： 当发生引起进程阻塞的事件时，首先调用阻塞原语block把自己阻塞，把进程控制块中的现行状态由“执行”改为阻塞，并将PCB插入阻塞队列，最后转调度程序进行重新调度。四、1.作业进入系统时间需要计算时间开始时间完成时间周转时间（分） 19:0060分钟9:0010:0060 29:1045分钟10:2511:10120 39:2525分钟10:0010:2560平均周转时间=(120+60+60)/3=80带权周转时间： p1=60/60=1 p2=120/45=2.667 p3=60/25=2.4平均带权周转时间=(1+2.667+2.4)/3=2.0222.1）当5个进程同时进行第一次资源申请后，即进程P1申请R1, 进程P2申请R2, 进程P3申请R3, 进程P4申请R4, 进程P5申请R5,第一次申请资源结束后， 这时候再进行第二次资源申请，无论是哪个进程申请都不能够申请成功，这时候资源都被占用，进入死锁状态。2）方案一：每次最多只允许4个进程同时申请资源 方案二：给资源设置优先权，当进程申请完Ri之后，第二次申请Rj时,下标 j必须大于i时，才把第二个资源分配给该进程。 方案三：一次性分配给进程两个资源，如果有一个资源被占用时，放弃该进程所拥有的资源。 方案四：可以使偶数的进程先执行，执行结束后，再执行奇数的进程。3（P/V操作，即是 wait( ) signal( )操作） Semphore S=1, S1=S2=0; / S表示当前盘子可以放入水果，初始值为1； / S1表示当前盘子可以取出苹果，初始值为0； / S2表示当前盘子可以取出橘子，初始值为0。Father: 准备苹果； Wait(S); 将苹果放在盘子里； Signal(S1);Mather: 准备橘子； Wait(S); 将橘子放在盘子里； Signal(S2);Daughter: Wait(S1); 从盘子中拿走苹果； Signal(S); 吃苹果Son: Wait(S2); 从盘子中拿走橘子； Signal(S); 吃橘子4. 进程 Allocation Max Need Available ABCABC ABC ABC P0 0 0 3 0 0 4 0 0 1 1 4 0 P1 1 0 0 1 7 5 0 7 5 P2 1 3 5 2 3 5 1 0 0 P3 0 0 2 0 6 4 0 6 2 P4 0 0 1 0 6 5 0 6 41) 检查过程： Work Need allocation work+allocationP2 1 4 0 1 0 0 1 3 5 2 7 5P0 2 7 5 0 0 1 0 0 3 2 7 8P1 2 7 8 0 7 5 1 0 0 3 7 8P3 3 7 8 0 6 2 0 0 2 3 7 10P4 3 7 10 0 6 4 0 0 1 3 7 11可以找到一个安全序列（P2 , P0, P1 ,P3 ,P4）此状态处于安全状态2）如果系统的可利用资源Available为 (0,6,2)时：检查过程如下： Work Need allocation work+allocationP0 0 6 2 0 0 1 0 0 3 0 6 5P3 0 6 5 0 6 2 0 0 2 0 6 7P4 0 6 7 0 6 5 0 0 1 0 6 8这是 Wor