西南大学2020年春季操作系统【0058】课程考试大作业参考答案

西南大学2020年春季操作系统【0058】课程考试大作业参考答案

《操作系统》机考答案一、单项选择题1.只允许操作系统使用，不允许用户程序中直接使用的指令称为（C）特权指令。2.操作系统是一种（B）系统软件。3.操作系统中对数据进行管理的部分叫做（B）文件系统。4.在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块(开始时为空)，采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6时，将产生（D）10次缺页中断。5.在进程管理中，当（C）等待的事件发生时进程从阻塞状态变为就绪状态。6.在为多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的（C）进程推进顺序也可能产生死锁。7.资源的按序分配策略可以破坏（D）循环等待资源条件。8.进程的并发执行是指若干个进程（B）在执行的时间上是重叠的。9.假脱机技术是指（D）联机同时外围设备操作技术和SPOOLing技术。10.在存储管理中，（D）可与覆盖技术配合可变分区管理。二、填空题1.如果一个操作系统兼有批处理、分时处理和实时处理操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为通用操作系统。2.主存的空间划分为系统占用区和用户占用区，其中用户区用来存放用户的数据和程序。3.进程的基本特征有动态性、并发性、独立性、异步性及结构特征。4.进程调度负责的分配工作是处理机。5.信号量的物理意义是当信号量值大于零时表示可用资源的数目；当信号量值小于零时其绝对值表示因请求该资源而被阻塞的进程数目。2.1覆盖技术与虚拟存储技术的本质不同覆盖技术和虚拟存储技术都是操作系统中常用的存储管理技术，但它们的本质不同。覆盖技术是指在有限的内存空间中，将一个大程序分成若干个覆盖块，每次只保留当前需要执行的覆盖块，其他覆盖块则被覆盖掉。覆盖技术适用于内存资源有限的情况下，可以充分利用内存空间，提高内存利用率，但会增加程序设计和管理的复杂度。虚拟存储技术则是指将一个进程所需的全部地址空间分成若干个页面，只有当前需要的页面才会被调入内存，其他页面则存放在磁盘上，需要时再进行调入。虚拟存储技术可以有效地扩大内存容量，提高系统的性能和可靠性，但也会增加系统的复杂度和开销。2.2交换技术与虚存中使用的调入／调出技术的相同与不同之处交换技术和虚拟存储技术都需要使用调入/调出技术来管理内存和磁盘之间的数据交换，但它们的具体实现方式有所不同。交换技术是指将整个进程从内存中交换到磁盘上，以释放内存空间，需要时再将进程调入内存。调入/调出的单位是整个进程。交换技术适用于内存资源非常有限的情况下，但会增加进程切换的开销和系统响应时间。虚拟存储技术则是将进程的地址空间分成若干个页面，只有当前需要的页面才会被调入内存，其他页面则存放在磁盘上，需要时再进行调入。调入/调出的单位是页面，可以更细粒度地管理内存和磁盘之间的数据交换，提高系统的性能和可靠性。但也会增加系统的复杂度和开销。综上所述，交换技术和虚拟存储技术都是操作系统中常用的存储管理技术，但它们的实现方式和适用场景有所不同。在覆盖技术中，用户需要设计覆盖段并参与内存划分的操作。而虚拟存储技术则是由系统提供逻辑空间给用户使用，用户并不需要真正了解内存的情况，物理空间的划分和管理由系统完成。交换技术是将内存中处于就绪队列或等待队列的进程暂时调出内存，放入磁盘空间，以便让更多的作业被选择进入内存，提高系统效率。虚存中使用的调入/调出技术则是利用磁盘空间对内存进行扩充，提供一个大于实际内存的逻辑空间给用户使用。这些技术的相同之处在于它们都将本应处于实际内存的内容调至辅存，提高系统效率；不同之处在于交换技术并未提供大于实际内存空间的逻辑空间以供用户使用，该技术并不是直接面向用户的，而虚存技术则是提供更大的逻辑空间以供用户使用，是直接面向用户的。文件是指在计算机中用于存储数据的一种数据集合。它包含逻辑结构和物理结构两种形式。逻辑结构有记录式文件和字符流式文件两种形式，而物理结构则包括连续文件结构、串联文件结构、索引文件结构和散列文件结构。在操作系统中引入进程概念是因为多道程序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。这些都是在程序执行的动态过程中发生的。为此，人们引入“进程”这一概念来描述程序动态执行过程的性质。进程和程序是既有联系又有区别的两个概念。进程不能脱离具体程序而虚设，程序规定了相应进程所要完成的动作。它们的主要区别在于程序是一个静态概念，指令的有序集合；而进程是一个动态概念，是程序在处理机上的一次执行过程，由程序、数据和进程控制块组成，有生命期，因创建而产生，因调度而执行，因得不到资源而暂停，因撤销而消亡。在传统操作系统中，进程是资源分配和调度运行的基本单位，而程序并不是。进程和程序之间不是一一对应的关系，同一个程序可以同时运行于多个不同的数据集合上，从而属于多个不同的进程。而一个进程至少对应执行一个程序。1.当程序A和B分别单独执行时，需要的时间分别为1小时和1.5小时，其中CPU工作时间分别为18分钟和27分钟。假设采用多道程序设计方法，让A和B并行工作，并且CPU利用率达到50％，另加15分钟的系统开销。那么系统效率能提高多少呢？在多道系统中，程序A和B共用的CPU时间为：(18+27)／50％＝90分钟。加上15分钟的系统开销，总共需要105分钟。而单独执行A和B所需的时间为1小时和1.5小时，即60分钟和90分钟。因此，采用多道程序设计方法后，系统效率提高了(60+90-105)／(60+90)＝25％。2.假设有4个作业，它们的提交时刻及执行时间如下表所示。计算在单道程序环境下，采用先来先服务调度算法和最短作业优先调度算法的平均周转时间和带权平均周转时间。作业编号|提交时刻|执行时间---|---|---1|0|82|1|43|2|94|3|5（1）先来先服务调度算法作业编号|提交时刻|执行时间|完成时刻|周转时间|带权周转时间---|---|---|---|---|---1|0|8|8|8|12|1|4|12|11|2.753|2|9|21|19|2.114|3|5|26|23|4.6平均周转时间为(8+11+19+23)／4＝15.25，带权平均周转时间为(1+2.75+2.11+4.6)／4＝2.115。（2）最短作业优先调度算法作业编号|提交时刻|执行时间|完成时刻|周转时间|带权周转时间---|---|---|---|---|---