同济大学操作系统习题

1、操作系统习题一、选择题1、引入多道程序的目的在于（A ）。A. 充分利用CPU，减少CPU等待时间 B. 提高实时响应速度C. 有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量 D. 充分利用存储器2、 并发性是指若干事件在（B ）发生。A.同一时刻 B. 同一时间间隔内 C.不同时刻 D. 不同时间间隔内3、在分时系统中，时间片一定，（B ），响应时间越长。A.内存越多 B.用户数越多 C.后备队列越短 D.用户数越少4、以下（C ）项功能不是操作系统具备的主要功能。A内存管理 B中断处理 C文档编辑 DCPU调度5、批处理系统的主要缺点是（B ）。A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备

2、并行性 D.以上都不是6、在下列性质中，哪一个不是分时系统的特征。（D ）A. 交互性 B. 同时性 C. 及时性 D. 独占性7、用户要在程序一级获得系统帮助，必须通过（D ）。A.进程调度 B.作业调度 C.键盘命令 D.系统调用8、系统调用的目的是（A ）。A.请求系统服务 B.终止系统服务 C.申请系统资源 D.释放系统资源9、系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（B ）。A. 直接通过键盘交互方式使用B. 只能通过用户程序间接使用C. 是命令接口中的命令 D. 与系统的命令一样10、 单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（C ）。A.顺序程序 B. 多道程序 C.并发程序

3、D. 并行程序11、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（C ）系统，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12、下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（C ）。A. 就绪-运行 B. 运行-就绪 C. 就绪-阻塞 D. 阻塞-就绪13、如果某一进程在运行时，因某种原因暂停，此时将脱离运行状态，而进入（C ）。A.自由状态 B. 停止状态 C.阻塞状态 D. 静止状态14、已经获得除（C ）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. CPU D. 磁盘空间15、一个进程被唤醒意味着（B ）。A.

4、该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首16、操作系统中有一组常称为特殊系统调用的程序，它不能被系统中断，在操作系统中称为（B ）。A.初始化程序 B. 原语 C.子程序 D. 控制模块17、进程间的基本关系为（B ）。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、进程间的同步与互斥，分别表示了各进程间的（B ）。A.相互独立与相互制约 B.协调与竞争C.不同状态 D. 动态性与独立性19、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

5、，这种关系是进程间的（A ）关系。A.同步 B. 互斥 C.竞争 D. 合作20、在操作系统中，对信号量S的P原语操作定义中，使进程进入相应阻塞队列等待的条件是（C ）。A. S0 B. S=0 C. S0，则该进程_；若S0，则该进程_。继续执行，阻塞（等待）7、利用信号量实现进程的_，应为临界区设置一个信号量mutex，其初值为1，表示该资源尚未使用，临界区应置于_和_原语之间。互斥，P（mutex），V（mutex）8、作业从进入系统到最后完成，可能要经历三级调度：_、_和_。高级调度，中级调度，低级调度9、作业的状态分为四种：_ 、_ 、_ 和完成。提交，后备，执行，完成10、进程调度

6、完成进程状态从_ 态到_态的转化。就绪态，运行态11、存储管理中常用 _方式来摆脱主存容量的限制。虚拟存储器12、在存储管理中，为实现地址映射，硬件应提供两个寄存器，一个是基址寄存器，另一个是_ 。限长寄存器13、在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把相对地址转换为物理地址，这是操作系统的_ 功能。重定位14、在页式管理中，页式虚地址与内存物理地址的映射是由 _和_完成的。页表，硬件地址变换机构15、请求页式管理中，页表中状态位的作用是 _ ，改变位的作用是 _ 。判断该页是否在内存中，判断该页是否被修改过16、在请求页式管理中，当_ 发现所需的页不在_ 时，产

7、生中断信号，_ 作相应的处理。 硬件变换机构，内存，中断处理程序17、在段页式存储管理系统中，面向_ 的地址空间是段式划分，面向_ 的地址空间是页式划分。 用户，物理实现18、 从用户的角度看，文件系统的功能是要实现_，为了达到这一目的，一般要建立_。按名存取，文件目录19、_是文件存在的标志，它记录了系统管理文件所需要的全部信息。文件控制块20、 文件的存储器是分成大小相等的_，并以它为单位交换信息。物理块21、文件存储空间管理的基本方法有_、_、_和成组链接法。 空闲空间表法，空闲块链接法，位示图法22、把硬盘上的文件在其他外部的存储介质上做一个副本，称为_。 文件后备23、 缓冲区的设置

8、可分为_、_和_。单缓冲，双缓冲，多缓冲24、 常用的设备分配算法是_和_。先来先服务，优先级高的优先服务25、在设备管理中，为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了_，即用共享设备模拟独占设备。虚拟分配技术26、_通常包括相应中断处理程序入口地址和中断处理时处理机状态字。中断向量27、死锁产生的四个必要条件是_、_、_和_四种。互斥条件，不可抢占条件，占有且申请条件，循环等待条件28、解决死锁的方法分为_、_、_和_。死锁的预防，死锁的避免，死锁的检测，死锁的恢复三、应用题1、 设系统中只有一台打印机，有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。设每个用户程序对

9、应一个进程。问：这三个进程间有什么样的制约关系？试用P、V操作写出这些进程使用打印机的算法。解：设三个进程分别为A、B和C。设一个互斥信号量mutex，其初值为1。A进程B进程C进程P(mutex)使用打印机V(mutex)P(mutex)使用打印机V(mutex)P(mutex)使用打印机V(mutex)2、判断下面的同步问题的算法是否正确？若有错，请指出错误原因并予以改正。（1）设A、B两进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B则从Q读出信息，算法框图如图所示。注：信号量S的初值为0（2）设A、B为两个并发进程，它们共享一临界资源。其运行临界区的算法框图如图所示。注：信号量S1、S2的初值

10、均为0解： 这个算法不对。因为A、B两进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。改正：A、B两进程要同步使用缓冲区Q。为此，设立两个信号量： empty表示缓冲区Q为空，初值为1; full表示缓冲区Q为满，初值为0。算法框图如图1所示。 这个算法不对。因为A、B两个进程是并发的，它们共享一个临界资源，所以二者应互斥地使用该临界资源，在进入临界区时不存在A先B后的时序关系，而是哪个进程先到一步就先进入自己的临界区。改正：A、B两个进程应互斥地进入临界区。为此，设立一个信号量：互斥信号量mute

11、x，其初值为1。 算法框图如图2所示。A进程B进程P(empty)P(mutex)向Q写入信息代码CSbV(mutex)V(full)P(full)P(mutex)从Q中读出信息代码CSbV(mutex)V(empty) 图1A进程B进程P(mutex)临界区代码CsaV(mutex)P(mutex)临界区代码CsaV(mutex) 图23、设有三个批作业JOB1、JOB2、JOB3，其到达时间、处理时间及完成时间如下：作业作业到达时间（时）开始处理时间（时）处理完成时间（时）JOB1151822JOB2182123JOB3171921试计算：（1）各个作业的周转时间；（2）所有作业的平均周转

12、时间；解： 作业 周转时间 等待时间 JOB1 7 3 JOB2 5 3 JOB3 4 2所有作业的平均周转时间5.334、某段表内容如下：段号段首地址段长度0120K40K1760K30K2480K20K3370K20K一逻辑地址为（2，154）的实际物理地址是多少？解：480K+154。5、对于如下的页面访问序列：1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1， 2， 3， 4， 5当内存块数量分别为3和4时，试问：使用FIFO、LRU置换算法产生的缺页中断是多少？（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断）解： FIFO淘汰算法：1234125123450页111444

13、5555551页222111113332页33322222441234125123450页1111115555441页222222111152页33333322223页444444333 内存块为3时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为9；内存块为4时，缺页中断为10。LRU淘汰算法：1234125123450页1114445553331页222111111442页33322222251234125123450页1111111111151页222222222222页33335555443页444444333内存块为3时，缺页中断为10；内存块为4时，缺页中断为8。6、某一系统进程的资源分配“

14、瞬间状态”为进程已分配资源最多需要资源P00 0 1 20 0 1 2P11 0 0 01 7 5 0P21 3 5 42 3 5 6P30 6 3 20 6 5 2P40 0 1 40 6 5 6可用资源向量：1 5 2 0使用银行家算法回答：系统是否安全？如果进程P1要求(0，4，2，0)，系统能否立即满足解：利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析，如下图所示： Work Need Allocation Work+Allocation Finish P0 1 5 2 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 5 3 2 true P2 1 5 3 2 1 0 0 2 1 3 5 4 2 8

15、 8 6 true P3 2 8 8 6 0 0 2 0 0 6 3 2 2 14 11 8 true P4 2 14 11 8 0 6 4 2 0 0 1 4 2 14 12 12 true P1 2 14 12 12 0 7 5 0 1 0 0 0 3 14 12 12 true由以上分析可知，在该时刻存在着一个安全序列P0，P2，P3，P4，P1，故系统是安全的。如果进程P1要求（0，4，2，0），系统假定可为P1分配资源，由此形成的资源变化情况如图示： 已分配资源矩阵 需求资源矩阵 最多资源矩阵 可用资源向量 P1 1 4 2 0 0 3 3 0 1 7 5 0 1 1 0 0利用安全

16、算法对该时刻资源分配情况进行分析，如下图所示： Work Need Allocation Work+Allocation Finish P0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 1 1 2 true P2 1 1 1 2 1 0 0 2 1 3 5 4 2 4 6 6 true P3 2 4 6 6 0 0 2 0 0 6 3 2 2 10 9 8 true P4 2 10 9 8 0 6 4 2 0 0 1 4 2 10 10 12 true P1 2 10 10 12 0 3 3 0 1 4 2 0 3 14 12 12 true由以上分析可知，可找到一个安全序列P0，P2

17、，P3，P4，P1，故系统能立即满足进程的要求。7、 对于一个利用快表且页表存于内存的分页系统，假定CPU一次访问时间为1us，访问快表的时间可以忽略不记。如果85%的地址影射可直接通过快表完成，那么进程完成一次内存读写的平均有效时间是多少？解：0.85*1+0.15*2=1.15s8、用信号量和P，V操作描述读者-写者问题：即允许多个读者同时读一个共享对象，但绝不允许一个写者和其它进程同时访问共享对象。解：var rmutex, wmutex:semaphore:=1,1;readcount: integer:=0; writer : begin repeat p(wmutex); perf

18、orm write operation; v (wmutex); until false; endreader: begin repeat p(rmutex); if readcount=0 then p(wmutex); readcount:=readcount+1; v(rmutex); Perform read operation; p(rmutex); readcount:=readcount-1; if readcount=0 then v(wmutex); v(rmutex); until false; end 9、某系统使用请求分页存储管理，如果页在内存中，满足一个内存请求需要2

19、00ns。如果页不在内存，如有空闲的页框或者没有修改的换出的页，则请求需要7ms。如果替换出的页已经被修改，则需要15ms，如果缺页率是5，并且60的时间用于修改要换出的页，问有效访问时间是多长？假设系统只运行一个进程且页交换时CPU空闲 。 解：200ns内得到满足的访问占用全部访问的95。5的访问造成缺页，其中40%的需要7ms。因此，5402的访问需要7ms。 类似地，5603的访问需要15ms。把所有的时间转换为us，结果如下：有效访问时间0.950.2 0.0270000.0315000 有效访问时间590.19us10、什么是死锁？死锁预防的措施有哪些？为什么？解：所谓死琐，是指多

20、个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。死锁预防的措施有：（1）屏弃“请求和保持”条件，优点是简单、易于实现且很安全；（2）屏弃“不剥夺”条件，在采用这种方法预防死锁时，进程是在需要资源时才提出请求。这样，一个已经保持了某些资源的进程，当它再提出新的资源要求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持的所有资源，待以后需要时再重新申请。这种预防死锁方法，实现起来比较复杂，且要付出很大代价。（3） 摒弃“环路等待”条件，在这种方法中规定，系统将所有的资源按类型进行线形排队，并赋予不同的序号。这种预防死锁的策略与前两种策略比较，其资源利用率和系统吞吐量，都有较明

21、显的改善。11、考虑一个由8个页面，每页有1024个字节组成的逻辑空间，把它装入到有32个物理块的存储器中，问：（1）逻辑地址需要多少位表示？（二进制）（2）绝对地址需要多少位表示？（二进制）解：因为页面数为8=23，故需要3位二进制数表示。每页有1024个字节，1024=210，于是页内地址需要10位二进制数表示。32个物理块，需要5位二进制数表示（32=25）。（1）页的逻辑地址由页号和页内地址组成，所以需要3+10=13位二进制数表示。（2）页的绝对地址由块号和页内地址的拼接，所以需要5+10=15位二进制数表示。12、现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其主存分配，建立的段表内容如

22、下：段号主存起始地址段长度012040176030248020337020计算逻辑地址（2，15），（0，60），（3，18）的绝对地址是多少？注：括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。 解：段式存储管理的地址转换过程为：（1）根据逻辑地址中的段号查段表的相应栏目；（2）根据段内地址段长度，检查地址是否越界；（3）若不越界，则绝对地址=该段的主存起始地址+段内地址。逻辑地址（2，15）查段表得段长度为20，段内地址1540，地址越界，系统发出“地址越界”中断。逻辑地址（3，18）查段表得段长度为20，段内地址1820，地址不越界，段号3查表得段首地址为370，于是绝对地址=370+18

23、=388。13、三个进程A、B、C，共享两个缓冲区B1和B2。缓冲区B1中可存放n件产品，缓冲区B2中可存放m件产品。进程A每次生产一件产品并将其存入缓冲区B1中；进程B每次从缓冲区B1中取出一件产品后再把它送到缓冲区B2中；进程C每次从缓冲区B2中取出一件产品去消费。为防止把产品存入已满的缓冲区，或从空的缓冲区取产品、或重复取产品，试用PV操作实现它们之间的制约。解：A（R）、B（C）、C（P）。（1）进程间关系为：AB1BB2CA受B制约：当B未把B1信息取走，A不能输入下一信息。C受B制约：当B未把B1信息送入B2，C不能打印B2信息。B同时受A、C约束：把A未把信息写入B1；C未把B2

24、信息印出，则B不能把B1信息送至B2。（2）设四个信号量。它们初值均为零 私用信号量S1empty。（为“0”表示B1空） 私用信号量S1full。（为“1”表示B1满） 私用信号量S2empty。（为“0”表示B2空） 私用信号量S2full。（为“1”表示B2满）PV原语同步算法如下： R进程P(S1empty)向B1送信息代码CSbV(S1full)C进程P(S1full)从B1取出信息代码CSbV(S1empty) P(S2empty)向B2送信息V(S2full)P进程P(S2full)从B2取出信息代码CSbV(S2empty)14、在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业

25、，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为 。 （2）按LRU调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为 。解：（1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；依次淘汰的页号为：0，1，2； 缺页中断率为：5/10=50% 115(1)228(2)120(1)88(0)446(4)102(1)321(3)432(4)260(2)167(1)0

26、00044411113322221（2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断；依次淘汰的页号为：2，0，1，3； 缺页中断率为：6/10=60% 115(1)228(2)120(1)88(0)446(4)102(1)321(3)432(4)260(2)167(1)00000331111112222444415、考虑一个由8个页面，每页有1024个字节组成的逻辑空间，把它装入到有32个物理块的存储器中，问：（1）逻辑地址需要多少位表示？（二进制）（2）绝对地址需要多少位表示？（二进制）解：因为页面数为8=23，故需要3位二进制数表示。每页有1024个字节，1024=210，于是页内地址需要10位二

27、进制数表示。32个物理块，需要5位二进制数表示（32=25）。（1）页的逻辑地址由页号和页内地址组成，所以需要3+10=13位二进制数表示。（2）页的绝对地址由块号和页内地址的拼接，所以需要5+10=15位二进制数表示。16某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：页号物理块号051102437则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是什么？ 解：125C（H） （要求写出计算步骤）分析页式存储管理的逻辑地址分为两部分：页号和页内地址。由已知条件“用户编程空间共32个页面”，可知页号部分占5位；由“每页为1KB”，1K=210，可知内页地址占10位。由“内存为16KB”，可知有16块，块号为4