操作系统习题与解析

1、第二章进程的描述与控制【例1】判断题：并发是并行的不同表述，其原理相同。（）答案X。分析并发是指多道程序的执行在时间上是重叠的，一个程序的执行尚未结束，另一个程序的执行已经开始。但对单CPU系统而言，每一时刻只有一个程序在CPU上运行（有可能此时其他的程序在进行输入、输出）。也就是说，占有CPU的只能有一个程序。因此，并发实际上是“在宏观上并行执行，在微观上串行执行”。而并行是真正意义上的并行执行，因此两者的含义是不同的。【例2】在操作系统中引入“进程”概念的主要目的是（）。A.改善用户编程环境B.提高程序的运行速度B.C.描述程序动态执行过程的性质D.使程序与计算过程一一对应答案C分析操作系

2、统中多道程序的引入，使得它们在并发执行时共享系统资源，共同决定这些资源的状态，因此系统中各道程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系，程序的执行出现“走走停停”的新状态。这些都是在程序的动态过程中发生的。而程序本身是机器能够翻译或执行的一组动作或指令，它或者写在纸面上，或者存放在磁盘等介质上，是静止的。很显然，直接从程序的字面上无法看出它什么时候运行、什么时候停顿，也看不出它是否影响其它程序或者一定受其它程序的影响。因此，用程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。为此，人们引入进程的概念来描述程序动态执行过程的性质，这是引入“进程”概念的主要目的。【例3】下列进程状态的转换

3、中，不正确的是（）。ABCD答案A分析回答这道题要知道进程的3种基本状态，以及它们之间的转换关系。通过下图可以看到，凡是图中有箭头指向的转换都是可行的，而没有箭头指向的则不可能。因此A是不正确的。如果有的同学记不住这张图，那就从理解的角度进行思考。首先要理解3种状态的含义，然后再理解它们之间的转换。例如：运行的进程能变成就绪吗？可以，如果运行进程的时间片到了，就必修让出CPU,转换为就绪态。就绪的进程能变成阻塞吗？不可以，就绪态的进程已经具备了运行条件，只在等待CPU,怎么可能还退回到还不具备运行条件的阻塞态呢？因此，如果理解了，这张图就可以自己画出来，并不需要死记硬背。【例4】进程控制块是描

4、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.只能有唯一的进程控制块答案D分析进程控制块(PCB是一个用于描述进程动态性质的数据结构。操作系统根据PCB对进程实施控制和管理。进程的动态、并发等特征也是通过PCB表现出来的。进程由程序、数据、栈和PCB构成。构成进程的有关程序和数据集合是进程得以存在的物质基础，它们是进程的实体；PCB用于标识和刻画实体的存在和变化，是进程存在的唯一标志。当系统创建一个新进程时，就为它建立一个PCB;当进程终止后，系统回收为其分配的PCB,该进程在系统中就不存在了。【例5】在执行V操

5、作时，当信号量的值()，应释放一个等待该信号量的进程。A.小于0B.大于0C.小于等于0D,大于等于0答案C分析P,V操作能够实现对临界区白管理要求。它由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程)，对信号量进行操作，具体定义如下：P(S):将信号量S的值减1,即S=S1;如果S0,则该进程继续执行；否则该进程置为阻塞状态，排入阻塞队列。V(S):将信号量S的值加1,即S=S+1;如果S>0,则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。信号量的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用

6、资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的值仅能由P,V操作来改变。一般来说，信号量S0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1;当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1;若S0,表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。【例6】有9个生产者，6个消费者，共享容量为8的缓冲区。在这个生产者-消费者问题中，互斥使用缓冲区的信号量mutex的初值应该为()。A.1B.6C8D.9答

7、案A分析进程的互斥是指当有若干个进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程去使用，其它要使用该资源的进程必须等待，直到占用资源者释放了该资源。进程的互斥体现了并发进程之间访问共享资源时存在的竞争关系。在计算机系统中必须互斥使用的资源很多，如读卡机、磁带机、打印机等硬件资源和一些公共变量、表格、队列、数据等软件资源。利用信号量和P,V操作实现进程互斥的一般模型是：进程P1进程外进程PnP(mutex)?临界区;V(mutex)?PP(mutex)；临界区，临界区三V(mutexJ；v(其中信号量mutex用于互斥，初值为1。使用巳V操作实现进程互斥时应该注意的是：(1)每个程序中用户

8、实现互斥的P、V操作必须成对出现，先做P操作，进临界区，后做V操作，出临界区。若有多个分支，要认真检查其成对性。（2）互斥信号量的初值一般为1。（3）此外，P、V操作应分别紧靠临界区的头尾部，临界区的代码应尽可能短，不能有死循环。在本题中，既然是问互斥彳t号量，其初值应为1,选项中的6,8,9都是迷惑答题者的，如果对同步和互斥不能很好地理解，就很难选择。【例7】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信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的（）关系。A.同步B.互斥C.竞争D.合作答案A分析进程的同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖

9、另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒。同步是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。这样的例子在日常生活中不胜枚举，比如接力比赛中运动员的默契配合，工业生产中流水作业的每道工序的先后执行，以及计算机系统中对一个缓冲区的读和写等等。当并发进程存在协作的关系时，必须互通消息，完成进程的同步。能实现进程同步的机制称为同步机制，该机制能把其他进程需要的消息发送出去，也能测试自己需要的消息是否到达。P,V操作是典型的同步机制之一。用一个信号量与一个消息联系起来，当信号量的值为0时，表示期望的消息尚未产生；当信号量的值非0时，表示期望的消息已经存在。用

10、P,V操作实现进程同步时，调用P操作测试消息是否到达，调用V操作发送消息。使用PV操作实现进程同步时应该注意的是：（1）分析进程间的制约关系，确定信号量种类。在保持进程间有正确的同步关系情况下，哪个进程先执行，哪些进程后执行，彼此间通过什么资源（信号量）进行协调，从而明确要设置哪些信号量。（2）信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P、V操作在程序代码中出现的位置有关。（3）同一信号量的P、V操作要成对出现，但它们分别在不同的进程代码中。本题中进程的同步体现的是合作关系，但答案不能选D,要使用操作系统的术语“同步”。【例8】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

11、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，并在打印机上打印结果。问：系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？这些进程间有什么样的相互制约关系？用P、V操作写出这些进程的同步算法。分析我们画一个草图来帮助我们理解这道题：输处输产-1入理出L-1卡片机j缓冲区BI_.缓冲区B2厂一打印机从图中可以看出，从“卡片机”到“打印机”共需要3个操作，即输入、处理、输出。这3个动作就是完成任务的3个进程。下面我们看看这些进程之间有什么样的制约关系。可以看出，这3个进程之间是同步关系，合作完成从输入到输出的工作任务。对其中任何一个进程，要处理好与其关联的两端设备的协调工作。

12、以“输入进程”为例，它与卡片机和缓冲区B1关联，将卡片机的卡片输入到缓冲区B1,在不考虑卡片机的情况下，就要考虑缓冲区的情况，即是满还是空，是空缓冲区，输入进程就可以输入信息，如果缓冲区满，则要等待“处理进程”将B1中的信息取走，使之为空，输入进程才能继续工作。依此类推，可以找出另外2个进程的制约关系。一般来说，处理进程同步需要2个信号量，“输入进程”和“处理进程”同步，需要2个信号量，解决缓冲区B1的协调操作问题；而“处理进程”和“输出进程”同步，还需要2个信号量，解决缓冲区B2的协调操作问题。因此，共需要4个信号量。本题中“处理进程”的算法有一些难度，因为它需要协调两个缓冲区的工作，考虑的

13、因素比较多，算法复杂些。答案系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待一一等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后，C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们，进行打印。信号量含义及初值：B1full缓冲区B1满，初值为0;B1empty缓冲区

14、B1空，初值为1;B2full缓冲区B2满，初值为0;B2empty缓冲区B2空，初值为1;说明前面我们说过：信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P、V操作在程序代码中出现的位置有关。以本题为例，如果R进程的算法如下：脸程empty)输入信息写入缓冲区Bi近Bl出10则信号量B1empty初值应为1。表示B1缓冲区初始为空闲状态。如果C进程的算法如下：程断碰从中取出信息YtBlempty)加工信息照2mlpty)结果送入B2烬加则信号量B2empty初值应为1。表示B2缓冲区初始为空闲状态。选择题（选择一个正确答案的代码填入括号中）1 .顺序程序和并发程序的执行相比，（）。A.基本相同B.有

15、点不同C.并发程序执行总体上执行时间快D.顺序程序执行总体上执行时间快2 .在单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（）。A.顺序程序B.多道程序C.并发程序D.并行程序3 .在单CPU的系统中，若干程序的并发执行是由（）实现的。A.用户B.程序自身C.进程D.编译程序4 .进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。二者的一个本质区别是（）。A.程序是静态概念，进程是动态概念B.程序是动态概念，进程是静态概念C.程序保存在文件中，进程存放在内存中D.程序顺序执行，进程并发执行5 .在操作系统中，进程的最基本的特征是（）。6 .A.动态性和并发性B.顺序性和可再现性C.与程序的对应性D.

16、执行过程的封闭性6 .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7 .进程是程序的执行过程，可以处于不同的状态。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8 .在下列特性中，不是进程的特性的是（D.动态性A,异步性B,调度性C.操作性9 .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（）。C.从运行变为阻塞C.它的优先权变为最A.从就绪变为运行B.从运行变为就绪D.从阻塞变为就绪10 .一个进程被唤醒意味着（）。A.该进程重新占有了CPUB.进

17、程状态变为就绪大D.其PCB移至就绪队列的队首11 .在单处理机系统中，处于运行状态的进程（A,只有一个被撤下B.可以有多个C.不能被挂起D.必须在执行完后才能12 .已经获得除（）以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。A,存储器B.打印机C.CPUD,磁盘空间13 .进程从运行状态变为阻塞状态的原因是（）。A.输入或输出事件发生B.时间片到C.输入或输出事件完成D.某个进程被唤醒14 .为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（），根据它而感知进程的存在。A.进程状态字B.进程优先数C.进程控制块D.进程起始地址15 .进程在系统中存在的唯一标志是（）。A.所运行的程序B.所

18、运行的程序和数据C.进程队列D.进程控制块16 .进程的动态、并发等特征是利用（）表现出来的。A.程序B.数据C.程序和数据D.进程控制块17 .进程间的基本关系为（）。A.相互独立与相互制约B.同步与互斥C.并行执行与资源共享D.信息传递与信息缓冲18 .在一段时间内，只允许一个进程访问的资源称为（）。A.共享资源B.临界区8C.临界资源D.共享区19 .操作系统中有一组常称为特殊系统调用的程序，其操作具有不可分割性，在操作系统中称为（）。A.初始化程序B.原语C.子程序D.控制模块20 .操作系统中利用信号量和P、V操作，（）。A.只能实现进程的互斥B.只能实现进程的同步C.可实现进程的互

19、斥和同步D.可完成进程调度21 .如果进程Pa对信-号量S执行P操作，则信-号量S的值应（）。A.加1B.减1C.等于0D.小于022 .如果信号量S的值是0,此时进程A执行P（S）操作，那么，进程人会（）。A.继续运行B.进入阻塞态，让出CPUC进入就绪态，让出CPUD.继续运行，并唤醒S队列头上的等待进程23 .在操作系统中，对信号量S的P操作原语的定义中，使进程进入相应阻塞队列等待的条件是（）。A.S>0B.S=0C.S<0D.s不等于024.信号量S的初值为8,在S上执行了10次P操作，6次V操作后，S的值为（）。A. 10B.8C.6D.425.若P、V操作的彳t号量S初

20、值为2,当前值为1,则表示有（b）个等待进程。A.0B. lC.2D.326.在进程通信中，使用信箱方式交换信息的是（b）。A.低级进程通信B.高级进程通信C.共享内存方式D.管道文件方式27 .系统出现死锁的原因是（）。A.计算机系统发生了重大故障B.有多个封锁的进程同时存在C.若干进程因竞争资源而无休止地循环等待着，而且都不释放已占有的资源D.资源数大大少于进程数，或进程同时申请的资源数大大超过资源总数28 .两个进程争夺同一个资源（）。A.一定死锁B,不一定死锁C.不会死锁D.以上说法都不对第六章输入输出系统存储设番磁带软盘硬盘输入，输出设番外部设箸其他（磁鼓、光盘等）键盘打印机 &am

21、p;示器 0B形输入/输出设招图像输入，输出设缶 绘图机尚在输入，输出设备 网络通信板 箕他终溺设茶号用终端制终端I会话型通用终端t批处理型智能终端脱机设於第七章文件管理【例】一股来说，文件名及属性可以收纳在O中以便中以.A目录B索引C字典D作业控制块【解答A1例如果文件系统中有两个文件重名,不应采用()A一级目录结构B箱型日录结构C级目录结构DA和C【解答】A【例】如果文件系统中有两个文件重名，不应采用()A一级目录结构B树型目录结构C二皱目录结构DA和C【解答】A【例】操作系统实现”按名存取“的关键技术应该是()A解决文件名长度向题B实现文件名到逻辑地址的转换C文件名和系统保留字的冲突问题

22、D实现文件名到具体存储地址的转换【解答】D【例】操作系统实现”按名存取“的美镶技术应该是0A解决文件名长度问题B实现文件名到逻辑地址的转换G文件名和系统保留字的冲突问题D实现文件名到具体存储地址的转换【解答】D【例】一个文件系统采用二级目录结构，它的两张FI录分别是().A系统目录和子目录8根目录和子目录C主目录和用户目录D用户目录和子目录【解答】C【例】文件系统用<)管理文件A作业控制块B外页表C目录D软硬件结合的方法【解答】C【例】可以解决文件重名问遇的显简单的文件目录结构是().A单级目录B树形结构目录C二缎目录D便于共享的目录【解答】C【例】一个文件的绝对路校名是从O开始.逐步沿

23、着每一级子目录向卜追溯，最后到指定文件的整个通路上所有子目录名组成的一个字符串.A当前目录B根目录C多级目录0二级目录口祥答】B【例】文件系统采用二级文件目录可以()A缩短访问存储器的时间B裳现文件共享C节省内存空间D解决不同用户间的文件命名冲突【解答】D【例】对于大，中型文件系统，所追求的主要目标是（）A按名存取B加快文件的检索速度C实现文件共享D现权限控制【解答】B其目录管理【例】文件系统实现按名存取在要是通过（）来实现的。A查找位示图B查找文件目录C作找作业表D内存地址转换【解答】B【例】文件系统采用二级文件目录，t要是为（）A缩短访问存储器的时间B实现文件共享3节省内存空间D解决不同用

24、户间文件命名冲突【解答】D【例】文件系统实现按名存取主要是通过（）来实现的。A查找位示图B查找文件目录C查找作业技D内存地址转换【解答】B【例】文件系统采用二级文件目录，主要是为（）'缩短访问存储器的时间3实现文件共享:节省内存空间）解决不同用户间文件命名冲突【解答】D【例】为能对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称，为（）。文件逻辑结构3文件物理结构：文件的属性）文件控制块（FCB）【解答】D【例】UNIX操作系统的文件系统是（）A一级目录结构B二级目录结构C多级目录结构D链表结构【解答】C【例】目录文件所存放的信息是（）A某一文件存放的数据信息B某

25、一文件的文件目录C该目录中所有数据文件目录D该目录中所有子目录文件和数据文件的目录【解答】D【例】某系统中，一个FCB占用64个字节，盘块大小为1KB,文件目录中共有3200个FCB,故查找一个文件平均启动磁盘次数为Oo（提示：为找到一个目录项，平均需要调入盘块N/2次，每调入一人盘块即启动磁盘一次，其中N为目录文件所占用的盘块数）A50B64C100D200【解答】N=3200*64/1024=200【例】可以解决文件重名问题的目录结构有（）A1级目录B二级目录，三级目录D多级目录【例】在文件系统中是利用O来管理文件的，为了允许不同用户的文件使用相同的文件名，通常文件系统中采用（）；在目录文

26、件中的每个目录通常就是（）0【解答】目录多级目录FCB【例】般来说，在一级文件目录结构中,目录表是存放在内存中的（）【解答】错误【解析】H录表不论采用何种结构，一般都是存放在文件存储空间中（如，磁盘），但为了提高查找速度，些系统在内存中开辟固定区域，将正在访问的文件的目录表的内容放入该区。【例】目录上的主要操作有（），（）（）,（）和（）【解答】查找文件期建文件刑除文件列文件名复制文件【例】二级目录结构由0目录和各用户自己的（）目录组成。【解答】主文件明文件E树形结构目录【解答】BCDE【例】操作系统实现按名存取进行检索等,关键在于解决文件名与（）的转换。【解答】文件的存储地址【例】UNIX,

27、DOS,Windows操作系统都是采用树型目录结构（）【解答】正确【解析】现代计算机操作系统一般都是采用树型口录结构，这种结构象一棵倒长的树,根在上枝叶在下，对文件管理增加了极大的灵活性。【例】文件系统最基本的目标是（）,它主要是通过0功能实现的，文件系统所追求的最重要的目标是（）【解答】按名存取探管理是高对文件的存取速度【例】从用户的角度看，文件系统的功能是要实现O0为了达到这一目的，一般要建立（）0【解答】按名存取文件目录【解析】文件系统的建*就是要让用户透明地对文件进行存取，这妩要求文件系统要解决把每个文件的符号名与所在的文件存储空间中的物理地址联系起来的问题，这也是文件系统最基本的功能

28、,实现符号名与具体物理地址的转换，其主要环节是查找目录。所以，文件目录的组织是文件系统研究的主要向题之一。【例】目例文件是由（）组成的,文件系统利用（）完成”按名存取“和对文件信息的共享和保护。【解答】文件说明可录文件【解析】从文件管理的角度不，一个文件包括两部分：文件说明和文件体。文件说明又称为文件控制块,它至少包括文件名和文件在文件存储器I:的物理地址。这样些文件说明就组成了口泉文件。目录文件是实现按名存取的关键。【例】单级（级）文件口泉不能解决（）的问题多用户系统所用的文件目录结构至少应是二级文件目录。【解答】文件重名【解析】因为隼级文件目录表中，各文件说明项处于平等地位,只能按连续结构

29、或顺序结构存放,因此,文件名与文件必考一一对应。如果两个不同的文件重名,则系统将把它们作为同文件。在二级文件目录结构中,各文件的说明信息被组织成口象文件，IL以用户为单位把各自的文件说明划分为不同的组，而把不同的,组名有关的存取控制信息存放在用户的主H泉的H条项中。【例】在文件系统中，用于文件的标识,并按其进行存取的是文件的00【分析】文件是具有文件名的一组相关信息的集合,可分师结构文件和无结构文件两种。在有结构的文件中,文件由若干个相关记录组成,而无结构好则被看成是一个字符流。文件在文件系统中是一个最大的教据单亿它描述了一个对象怎一个文件必须要有一个文件名，它通常是由TASCII码或汉字构成

30、，名字的长度因系统而异。用户可以利用文件名来访问文件。【答案】文件名【例】目前的文件管理系统中,树型目录结构的每个子眼对应一个眼文件。眠文件中存放的信息就是该目录下教据文件的文件控制块FCB【解答】错。标文件中除了存放数据文件的文件控制块以夕卜，还有邮录下所有子眼文件牖息【例】什么是文件目录？文件目录中一般包含哪些内容？【解答】把文件名和该文件实施控制管理的控制管理信息称为文件的文件说明，并把一个文件说明按一定的逻辑结构存放到物理存储块的一个表目中。通常把一个文件的文件说明信息称为文件目录。一级文件目录包含：文件名，记录长度，记录数，起始块号,其他二级文件目录包含：主目录和用户目录。主目录包含

31、用户名,UFD大小，UFD物理位置。用户目录包含文件名，树形，文件物理位置。乡级目录：目录做成文件，目录数据结构等价于一个具有命名边的有向图【例】目前的文件管理系统中，树型目录结构的每个子目录对应一个目录文件。目录文件中存放的信息就是该目录下数据文件的文件控制块FCB【解答】错。目录文件中除了存放数据文件的文件控制块以外，还有该目录下所有子目录文件的信息【例】什么是文件目录？文件目录中一般包含哪些内容？【解答】把文件名和该文件实施控制管理的控制管理信息称为文件的文件说明，并把一个文件说明按一定的逻辑结构存放到物理存储块的一个表目中。通常把一个文件的文件说明信息称为文件目录。一级文件目录包含：文件名，记录长度，记录数，起始块号,其他二级文件目录包含：主目录和用户目录。主目录包含用户名,UFD大小，UFD物理位置。用户目录包含文件名，树形，文件物理位置。匕级目录：目录做成文件，目录数据结构等价于一个具有命名边