北京理工大学2020年5月《操作系统》作业考核试题答案

1、(93) 北京理工大学远程教育学院2019-2020学年第二学期操作系统期末试卷（A卷） 学号 姓名 成绩 应用题（每题20分，共100分）1. 试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系。答：操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。操作系统与硬件紧密相关，它直接管理着硬件资源，为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方便了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说操作系统是其他系统软件与硬件之间的接口。而一般用户使用计算

2、机除了需要操作系统支持外，还需要用到大量的其他系统软件和应用软件，以使其工作更方便和高效。可见硬件、操作系统、其他系统软件、应用程序和用户之间存在着图11所示的层次关系。2. 常见的进程调度算法包括先来先服务算法、短作业优先调度算法、高优先权优先调度算法和基于时间片的轮转调度算法，请简述这几个算法的调度思想。答：先来先服务算法：最简单的调度算法，既可以用于作业调度，也可以用于程序调度，当作业调度中采用该算法时，系统将按照作业到达的先后次序来进行调度，优先从后备队列中，选择一个或多个位于队列头部的作业，把他们调入内存，分配所需资源、创建进程，然后放入“就绪队列”,直到该进程运行到完成或发生某事件

3、堵塞后，进程调度程序才将处理机分配给其他进程。短作业优先调度算法：SJF算法是以作业的长短来计算优先级，作业越短，其优先级越高。作业的长短是以作业所要求的运行时间来衡量的。SJF算法可以分别用于作业调度和进程调度。在把短作业优先调度算法用于作业调度时，它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业，优先将它们调入内存运行。高优先权优先调度算法：(1)当该算法用于作业调度时，系统从后备作业队列中选择若干个优先级最高的，且系统能满足资源要求的作业装入内存运行。(2)当该算法用于进程调度时，将把处理机分配给就绪进程队列中优先级最高的进程。轮转调度算法：时间片轮转调度是一种最古老，最简单，

4、最公平且使用最广的算法。每个进程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间。如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU当即进行切换。调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表，当进程用完它的时间片后，它被移到队列的末尾。3. 操作系统的主要任务是什么？请论述其基本功能。答：操作系统的主要任务是处理诸如：管理与配置内存、决定系度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知统等基本事务。操作系统具有的几个主要功能：（1）处理机管理：处理机管理的第一项工作是处理中断事件。硬件只能发现中断事件，捕捉它并

5、产生中断信号，但不能进行处理，配置了操作系统，就能对中断事件进行处理。处理机管理的第二项工作是处理器调度。处理器是计算机系统中一种稀有和宝贵的资源，应该最大限度地提高处理器的利用率。（2）存储管理：存储管理的主要任务是管理存储器资源，为多道程序运行提供有力的支撑，便于用户使用存储资源，提高存储空间的利用率。（3）设备管理：设备管理的主要任务是管理各类外围设备，完成用户提出的I/O请求，加快I/O信息的传送速度，发挥I/O设备的并行性，提高I/O设备的利用率，以及提供每种设备的设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐蔽硬件细节，提供方便简单的设备使用方法。（4）文件管理：文件管理是针对系统中的信息资

6、源的管理。在现代计算机中，通常把程序和数据以文件形式存储在外存储器（又叫辅存储器）上，供用户使用，这样，外存储器上保存了大量文件，对这些文件如不能采取良好的管理方式，就会导致混乱或破坏，造成严重后果。为此，在操作系统中配置了文件管理，它的主要任务是对用户文件和系统文件进行有效管理，实现按名存取；实现文件的共享、保护和保密，保证文件的安全性；并提供给用户一整套能方便使用文件的操作和命令。4. 请论述基本分页系统中将逻辑地址L转化为物理地址的过程。 答：假设一个逻辑地址空间中的地址为A,页面的大小为L,则页号P和页内地址d可按下式求得：P=IntA/L 即A除以L后取整。d=A mod L即A除以

7、L的余数。然后根据页号查页表得到物理块号b,计算得到物理地址B=b×L+d.5.某工厂有一个可以存放设备的仓库，总共有8个位置可以存放8台设备。生产部门生产的每一台设备都必须入库。销售部门可以从仓库提出设备供应客户。设备的出库和入库都必须借助运输工具。现在只有一套运输工具，每次只能运输一台设备，系统共使用三个信号量，S代表互斥信号量，表示运输工具；S1和S2均为同步信号量，S1表示仓库中可以存放设备的空闲位置，S2表示仓库中已经被设备占用了的位置。请设计一个能协调工作的自动调度管理系统，并利用记录型信号量写出解决此问题的程序代码，请注明信号量的初值。答：（1）定义信号量，说明各信号量的含义并赋初值：mutex，full，empty：semaphore;mutex：=1;运输工具是否空闲，初值为1 empty：=8;仓库中尚可存放多少设备，初值为8 full：0;仓库中的设备数，初值为0（2）PV操作实现如下beginmutex，full，empty：semaphore;mutex：=1;empty：=8;full：0;cobeginprocessor producerprocessor consumerbeginbegin生产设备； P（full）; P（empty）; P（mutex）; P（mutex）;将设备从仓库取出；将设备送入仓库；