操作系统复习题含答案

一、什么是操作系统？你都用过什么操作系统？各有什么特点？操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。DOS系统都是以命令的方式运行指令，有的也支持鼠标，甚至也可以做成菜单方式，但跟windows的亲和性相比是无法相比的。windos系列的操作系统主要特点就是简单，图形操作，不需要死记命令，适合非专业人士使用。unix系列由于是开源的，所以操作复杂，功能强大，可以按自己的需求设计与改造，适合专业人士，不适合初学者。二、试说明操作系统系统的主要功能模块及其主要任务？处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。进程通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。处理机调度：（1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）。（2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行。为每道程序分配内存。确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。用于实现请求调用功能，置换功能等。为每道程序分配内存。确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。用于实现请求调用功能，置换功能等。设备管理主要功能有:设备管理主要功能有:缓冲管理、主要任务:完成用户提出的I/O备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用请求，为用户分配I/O设备；提高CPU和I/O设I/O设备.文件管理的主要功能是文件存储空间的管理，目录管理，文件的读写管理和文件的共享与保护。主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。三、什么是多道程序设计技术？试叙述多道程序运行的特征。所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用 CPU,交替执行。多道程序技术运行的特征：多道、宏观上并行、微观上串行。四、在一个分时操作系统中，用户提交了一个作业，作业的内容包括：①请求内存（memory）；

②计算并将结果存于memory;③请求打印机printer;④将memory中的内容在printer上输出；⑤释放printer;⑥释放memory:⑦结束。操作系统为其提供服务试用分时系统对资源管理的观点论述该作业从提交开始到结束为止，与控制的全过程。操作系统为其提供服务五、某系统的进程状态转换如图所示，请说明:2©3''/1(就绪(1)引起各种状态转换的典型事件有哪些？(2)当我们观察系统中某些进程时，能够看到某一进程产生的一次状态转换能引起另一进程作一次转换。在什么情况下，当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换 1?在本题所给的进程状态转换图中， 存在四种状态转换。当进程调度程序从就绪队列中选取一I/O)则会引去转个进程投入运行时引起转换1;正在执行的进程如因时间片用完而被暂停执行就会引起转换2;正在执行的进程因等待的事件尚未发生而无法执行(如进程请求完成换3;当进程等待的事件发生时(如I/O完成)则会引起转换4I/O)则会引去转1。这是因为一个进如果就绪队列非空，则一个进程的转换 31。这是因为一个进程发生转换3意味着正在执行的进程由执行状态变为阻塞状态， 这时处理机空闲，进程调度程序必然会从就绪队列中选取一个进程并将它投入运行， 因此只要就绪队列非空，一个进程的转换3能立即引起一个进程的转换1。P-jd-jr,町V向吩目商曲a；h詰卩矗H卄rlEh加逼尸wv的岀ft丙丸我・|话L丄执浬寳i找KL?V1IP创交川出汕iJihyp"；肓的11fivyitd血T町让b"叩上勺疋I饰段十MM划II讥创’"I可叮啊换」仝,144址％亍说丹倦M抑I辽哥【阖知[-讷赴1和.1K冋/,1"HL钉的辿軒iriRfj牧鸟£为闻矿认花.讥fj业刊讯卞用，训刃谓快川乍巴畢倉U或嚮H列丨遢収1ill艸廿弭它悝％2彳I.旧jO 曲探W列1J吟.m呼门啊按1歳』旧•讣fj幼"避科irW揪I该类资源的最大需求量为S。当MN、什么？(1)M=ZN=2,S=1(2)M=3,(3)M=3N=2,S=3(4)M=5,(5)M=6N=3,S=3八、N=2,S=2N=3,S=2设系统中仅有一类数量为M的独占型资源，系统中N个进程竞争该资源，其中各进程对S八、N=2,S=2N=3,S=2,不会死锁，因为每个进程的资源都可以得到满足。当它退出时会释放占有的,不会，总共两个进程，总有一个进程的申请可以得到满足,资源，从而满足另一个进程。当它退出时会释放占有的，可能，比如说其中一个进程占有两个资源， 另一个进程占有1个，两个进程的资源都得不到满足，相互等等，出现死锁。满足另，不会，因为总有两个进程的资源申请得到满足，它们运行完后会释放资源，个进程。满足另，可能，3个进程，每个进程都分配两个资源的情况下，这时三个进程都没有得到资源的满足，出现相互等待，从而产生死锁。最大需求(A,B,C)已分配(A,B,C)P1559212P2536402P34011405P4425204P5424314TO时刻是否为安全状态，给出安全序列。TO时刻，P2:Request(0,3,4)能否分配，为什么?问⑴、⑵、七、有三类资源A(17)、B(5)、C(20)，括号内为资源的数量。有 5个进程P1、P2、P3、P4、P5。TO时刻系统状态如下：解：(1)TO时刻的岀安个系列先求出Need和\¥时歎已分配PIr>2P34011P42{>4P34011P42{>40di2P5Work=233WorkAlictionWorkAlictionblecdWhA1FinishP5'12L33314110547'TP4547匚04217411T円7L4i)*405仆06II416TP2F111L-4164u7]34154ISrT-pY. 115h 4IS212347175T(2)P2:Request(0,3,4)RcqLicsU0,3,4)所以彳、八、在具有快表的段式存储管理方式中，如何实现地址变换及存储保护？在CPU给出有效地址后，由地址变换机构自动将页号 P送入高速缓冲寄存器，并将此可直则再可直则再接从快表读出该页对应物理块号， 送到物理地址寄存器中。如快表中没有对应页表项，访问内存页表，找到后，把从页表项中读出物理块号送地址寄存器；同时修改快表，将此页表项存入快表。但若寄存器已满，则 OS必须找到合适的页表项换出。九、某多道程序设计系统配有一台处理器和两台外设 101和102,现有3个优先级由高到低的作业J1、J2和J3都已装入了主存，它们使用资源的顺序和占用时间分别是：J1:IO2(30ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms)J2:IO1(20ms),CPU(20ms),IO2(40ms)J3:CPU(30ms),IO1(20ms)处理器调度采用可抢占的优先数算法，忽略其他辅助操作时间，回答下列问题：分别计算作业J1、J2和J3从开始到完成所用的时间；3个作业全部完成时CPU的利用率；5.【解答】J1J2J3102一CPU 101-CPU101CPU11CPU: :CPU■^11 - 1 -i ■ ■ 1丨=1 :CPU1 I102:—: >1* 11-101J■\ * 4 ・ .* i • ；i ' - * i!・1*1 1 1 1 :■ ■ k • fe* ' ii i■ i- ii 1 11 i」 k102030 4050 60708090100（川小101CPUIQ1CFU就J1101CPTJ等待C7LJlOi-I ►CPUCPU等诗20111340mseOmsSDrns90ms®1-7作业井行执疔惜況團*(1)J1占用102传输行10ms,完成。由图J2与其并行地在30ms时，J1传输完成，抢占J2的CPU运行10ms,再传输30ms,运1-2可见，J1从开始到完成所用的时间为： 30+10+30+10=80ms>IO1上传输20ms,抢占J3的CPUJ2运行10ms后，被J1抢占CPU等待10ms之后，J2再次得到CPU运行10ms,J2启动102传输，40ms完成。由图1-2可见，101J2从开始到完成所用的时间为:J3在CPULh执行20ms,进行20ms的传输，完成。三个作业全部完成时，三个作业全部完成时，20+10+10+10+40=90ms被J2抢占CPU等待30ms,再运行10ms,等待10msJ3启动J3从开始到完成所用的时间为： 20+30+10+10+20=90msCPU的利用率为：(10+20+30+10)/90=7/9=78%。外设IO1的利用率为：(20+30+20)/90=7/9=78%。某程序在内存中分配三个块，访问页的走向为 4,3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，按FIFO、LRU、OPT算法分别计算缺页次数(假设开始时所有页均不在内存)十、FIFO4371434i15凤4321433211页243214333522应+3214斗4i55页•■/页》XXXXXXXyyKXy妊发生9次缺頁口断。LRU432143L丨43IL页1432143543r15贡2432143D4321和-13■1-135432E缺页丿不缺页）XXXXXXXyyXXX共发主10次fe页口断。OP?43214354321■—■页1432111555211呵43333333555页34444444444X玦缺页XXXX7JXJy冥XJ共发生丫次玦页中断。卜一、什么是缓冲池？设计一个数据结构及相应的操作来管理缓冲池。dim申套少声个tf冲队*讪4矣I件・宙<・■卜mu■冲iftihM3个ar冲u> 空a冲a*i：由編处的士wff冲I*用虑；IZ> ・入CU4t山入C«的tt冲"帽阪认判.MAi»frC4lU»»IHIH11~■插■入気ra^IHZEH&<rHm»*«・入A«h4GWUXIfl■冲CFUK«■入letf杯cm十四、如果磁盘的每个磁道分成 十四、如果磁盘的每个磁道分成 9个块，先有一文件共有 A、BCD、E、F、GHI共91iU卜KL「逼山旳训亍"H十

d忙訥沱M壮汁；；dj"沖屮汕I训「寸，「T沱力ICr|卜：»r' ''II（t兀討厂IlfI『駅；二mux订』“打':'*IIn芯科t"MM认出宾捋汕甕|,点冇订：「wi汕II门寫訂―illIm円乂岫削〔訂订门5叮t；i；"仃冷|•I,:・L瞇Y：仁I“丄咻'」』杠口> ][- .nI111t''I九临Jf朮，"M„I「％心讪谕％fijLn讪川皿「和制荀uirrr;：亍忡屮臥鮎I上训寸冷小仆几心以药\IUI111t''Isw：厂牯卅'吿甲卩r•匚財T<讪阳d1临iF施话丫讪叭1冋朴吨皿r*/沱儿伸柿

忙旳]■q刊I/刖门11v^iI"*.勺点引兗；■「出贺仝殂I汎m打止叫5*丿唏卜峙出flrt,i也卄秤亍门严1,1；^<冲趙中杓用汕*十二、试说明实现打印机共享的 SPOOLing系统的组成，并说明其工作原理。SPOOLing系统由输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程 SPi和输出进程SPo三部分组成。将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机，是应用 SPOOLing技术的典型实例。具体做法是：系统对于用户的打印输出， 但并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井中申请一个空闲盘块区， 并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表， 将该表挂到请求打印队列上。 若打印机空闲，输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。十三、什么是文件分配表 FAT?假定磁盘块的大小为1K,对于540M的硬盘，其文件分配表FAT至少需要占用多少存储空间？一种供MS-DOS及其它Windows操作系统对文件进行组织与管理的文件系统。文件分配表（FAT）是当您使用FAT或FAT32文件系统对特定卷进行格式化时，由 Windows所创建的一种数据结构。Windows将与文件相关的信息存储在 FAT中，以供日后获取文件时使用。硬盘总块数为：540M/1K=540K个因为：220>540K即文件分配表的每个表目为 20/8=2.5字节则FAT占用：2.5*540=1350K个记录，每个记录的大小与块的大小相等，设磁盘转速为 27ms/转，每读出一块后需要2ms的处理时间。若忽略其他辅助时间，试问：(1)如果顺序存放这些记录并顺序读取，处理该文件需要多少时间？(2)如果要顺序读取该文件，记录如何存放处理时间最短？最短多少时间？3⑴读一个记录的时间=27/9=3ms所以读并处理一个记录的时间：3+2=5ms此时磁头已转到了下一个记录的中央，故还需耍转一圈才能读下一个记录，所以共用：(27+3)X8+(3+2)=245ms(2)为减少旋转时间，将下一个记录不放在相邻的块上，而是隔一个块，这样处理完后正好可以直接读取下一个记录：顺序如下：盘块12345679记录AFBGCII1>IE这样，读并处理一个块的时间:3+2+1(等待)=6nis9个记录共需：6X8+5=53ms十五、下图给出了4个进程P1、P2、P3、P4,合作完成某一任务的前趋图，试用 P、V操作描述这4个进程间的同步关系。

答：设S匹个进*呈P1和Phpm共用信号量分别为P3和P4共用信号量分别为伙f4!P4ffl信号量対住]«iTfl=O工=0出=0;mainQ{robesin[-PIC)：■PQP3().P40;cocad}Pl(){P3C){vtiilefl){while(1){■・■・・■P(£2),= v(fl)1v(f3)