操作系统概论课后习题

1、第一章 操作系统简介一、单项选择题1. linux 操 作 系 统 是 （）A. 单 用 户 单 任 务 操 作 系 统B. 单 用 户 多 任 务 操 作 系 统C.多 用 户 单 任 务 操 作 系 统D.分 时操作系统2. 操 作 系 统 内 核 中 文 件 系 统 模 块 的 主 要 功 能 是 （）A. 实现 虚 拟 存 储B.保 存系统文档和 用 户 文 档C. 保 护 系 统 数 据D. 实 现 对 文 件 的 按 名 存 取 和文件的存储3. 下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（）A. 批处理系统允许多个用户与计算机直接交互B. 批处理系统分为单道批处理系统和多道批处 理 系

2、 统 。C. 单道批处理系统也可能同时是分时系统。D. 多道程序系统就是指多道批处理系统。二、填空题1. 单 道 批 处 理 系 统 的 内 存 中 只 能 驻 留 道 用 户 作 业 ， CPU 和 内 存 资源被用户作业独占。2. 单 道 批 处 理 系 统 与 无 操 作 系 统 的 计 算 机 系 统 相 比 而 言 ， 减 少 了 的 时 间 。3. 操 作 系 统 是 一 组 控 制 和 经 管 计 算 机 和 资 源 、 合 理 地 对各类作业进行调度，以及方便用户的程序集合。4. 并 发 是 指 两 个 或 两 个 以 上 的 事 件 在 的 发 生 。5. 现 代 操 作 系

3、 统 的 特 征 包 括 并 发 、 、 虚 拟 和 异 步 。三、简答题1. 请 说 明 操 作 系 统 的 作 用 和 功 能 。作用：操作系统是控制和经管计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效 地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从 而起到连接计算机和用户的接口作用功能： 处理器经管、作业经管、存储器经管、设备经管、文件经管。2. 请说 明单道 批处理系统、多道批处理 系统、分 时系统的特点及优缺点。1 ） 单 道 批 处 理 系 统 ： 最 早 出 现 的 一 种 OS， 具 有 单 道 性 、 自 动 性 和 顺 序 性 。与无操 作系统的计算机系统相比

4、 而言，减少了人工操作的时间。但由于 作业 独占CPU和内存，当作业进行I/O时，CPU只能等待I/O完成而无事可 做 ， 导 致 CPU 资 源 不 能 得 到 充 分 利 用 。2 ）多 道 批处 理系统：支 持 多 道程序驻 留 内存 ， CPU不 再 空 闲 等 待 I/O ，具有多道性、无序性、调度性和复杂性。优点 是能够提高 CPU、内存和 I/O设 备 的 利 用 率 和 系 统 的 吞 吐 量。缺点是系统平均周转时间长，缺乏交互能力。3 )分 时 系 统 ：允 许 多 个 用 户 终 端 同 时 使 用 计 算 机 ，特 点 是 具 有 多 路 性 、独 立 性、及时性和交互性

5、。优点是向用户提供了人机交互的方便性，分时系统的实现需要解决及 时接收和及时处理的关键问题。3. 内存(存储)经管有哪些主 要 功 能 ？1) 经 管 内 存 空 间 。2) 进行逻辑地址到物理地址的转 换3) 实现内存的逻辑扩充。4) 完成内存信息的共享和保护。4. 请说明指令执行的过程。1 ) 取指令：首先将要执行的指令从 内 存 中 取 出 送 入 cpu 。2 )分 析 指 令 ：然 后 由 cpu 对 指 令 进 行 分 析 译 码 ，判 断 该 条 指 令 要 完 成 的 操作。3 ) 执 行 指 令 ：向 各 部 件 发 出 完 成 该 操 作 的 控 制 信 号 ， 实 现 该

6、 指 令 的 功 能 。5. 操 作 系 统 具 有 哪 些 特 征 ？操作系统是覆盖在裸机上的第一层软件，为编译程序、数据库经管系统 及其他应用程序提供运行环境。有以下特征。并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。共享：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。虚拟：通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。异步性：进程以不可预知的速度向前推进。第二章 进程经管一、单项选择题1. 下 列 选 项 中 ， 操 作 系 统 提 供 给 应 用程序 的 接 口 是 ()A.系 统 调 用B. 中 断C. 库 函 数D. 原 语2. Wait(s) 操 作 中 的 block(s,

7、l) 阻 塞 的 进 程 是 ()A. 申 请 资 源 的 进 程B. 申 请 临 界 资 源 的 进 程C. 调 用 wait(s) 的 进 程D. 提 供 wait(s) 操 作 的 系 统 进 程3. 在 一 个 单 处 理 机 系 统 中 存 在 5 个 进 程 ， 处 于 就 序 列 中 的 就 绪 进 程 数 最 多 为 ()A. 0 个B. 4 个C. 5 个D. 6 个4. 若 记 录 型 信 号 量 的 wait（s） 和 signal（s） 操 作 的 信 号 量 s 初 值 为 2， 当 前 值 为 -1 ，则在s的阻塞队列中处于阻塞状态的进程数为（）A. 0 个B. 1

8、 个C. 2 个D. 3 个 二、填空题1. 进 程 是 由 正 文 段 、 和 构 成 的 实 体 。2. 进 程 的 3 种 基 本 状 态 是 执 行 态 、 态 和 态 。3. 整 型 信 号 量 的 值 只 能 被 和 改 变 ， 不 允 许 系 统 中 的 其 他程序改变信号量的值。4. 临 界 区 是 指 访 问 的 代 码 。三、简答题1. 什 么 是 进 程 ？ 说 明 进 程 与 程 序 的 区 别 和 联 系 。进程的定义：进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的运行过程。进程是由正文段、用户数据段及程序控制块共同组成的执行环境。进程与程序的区别： 程序是静态的，进程是

9、动态：程 序 是 存储在某种介质上的二进制代码，进程对应了程序的执行过程。 程序是永久的，进程是暂时存在 的：程序的永久性是相对于进程而言。存在实体不同：程序是指令的集合，而进程包含了正文段，用户数据 段和进程控制块。进程与程序的联系：进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特 定的程序，执行程序的代码。一个程序可以对应多个进程。2. 操 作 系 统 在 什 么 时 候 创 建 进 程 ？ 操 作 系 统 如 何 创 建 一 个 进 程 ？操作系统通常在用户登录、作业调度、提供服务、应用请求时创建新进 程。创建进程的一般步骤： 申 请 空 白 PCB。为新进程分配资源。初始化控制块。将新进程

10、插入就绪队列。3. 时 钟 中 断 信 号 是 如 何 产 生 的 ？ 时 钟 中 断 处 理 程 序 （ 时 钟 驱 动 程 序 ） 的 功 能 是什么?操作系统依靠时钟硬件和时钟驱动程序完成定时测量（保存当前日期和 时间。维持定时器）。1 ） OS时钟经管硬件（可编程间隔定时器PIT）由晶振、计数器和保持寄存 器构成，其中晶振能够产生固定频率的脉冲，每产生一次脉冲，计数器的值 减 1，当 计 数 器 的值 为 0 时，产生 一次 时 钟 中断 信 号， 保 持寄存 器的值 再 次送计数器。2 ）时 钟 软 件 - 时钟 驱 动 程序，也 成为 时 钟 中断 处 理程 序 ，完成 以下功 能

11、 ：维护日期和时间。递减当前进程在一个时间片内的剩余执行时间，并检查是否为零，防止进 程运行超时。 对 CPU 的 使 用 情 况 记 账 。递减报警计时器。4. 请 说 明 单 重 中 断 的 处 理 过 程 。1) 系统关闭中断，保护断点。2) 寻找中断入口。3) 执行中断处理程序。4) 中断返回：执行完中断指令 后 ， 从 中 断 处 返 回 主 程 序 。5) 继续执行。5. 进 程 具 有 哪 些 特 征 ？进程是操作系统经管的实体，对应了程序的执行过程，有以下特征1) 并发性：多个进程 实体 能 在 一 段 时 间 间 隔 内 同 时 运 行 。2) 动态性：创建-执 行 -撤 销

12、 。3) 独 立 性 ：在 没 有 引 入 线 程 概 念 的 操 作 系 统 中 ，进 程 是 独 立 运 行 和 资 源调度的基本单位。4) 异步性：进程的执行时断时续，不可预知。5) 结构特征：包括用户正文段、用户数据段和进 程 控 制 块 。6. 什 么 是 线 程 ？ 为 什 么 要 引 入 线 程 ？1) 线 程 是 进 程 的 一 个 实 体 ， 是 被 系 统 独 立 调 度 和 分 派 的 基 本 单 位 。 性 线 程只拥有在运行中必需的资源，包括程序计数器、一组寄存器和栈，但它可 与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。2) 传 统 操 作 系 统 中 ， 进

13、程 是 进 行 资 源 分 配 和 独 立 执 行 的 基 本 单 位 。 为 了 进一步提高程序的并发性，减少系统的开销，在操作系统中引入了线程的概 念。7. 实 现 进 程 互 斥 的 基 本 原 理 是 什 么 ？1)记录性信号量机制：在记录性信号机制里面有S .value ,记录的是资 源的信号 的 量，通过去验 证 每次 这 个 值是否大于0，来判断是否让进程来使用此资源 ，但是，一旦这 个 值s.value=1就允许一个进程访问该资源。从而实现了进程的互斥。这种机制用于各个进程对一个资源的共享。2) AND 型信 号的机制 ： 将一 个 进 程中运行过程中的所有需要的资源，都一次性

14、全部分配给进程。待进程使用完成后，在一并的去释放。这是好几个 进程对好几个共享资源的一个实现的方法。3) 管 程 机 制 ： 利 用 共 享 数 据 结 构 抽 想 的 表 示 系 统 的 共 享 资 源 。 把 对 该 共 享数据的操作定义为一组过程。进程对共享资源的操作，就是这组过程对共 享数据的一个操作。14 / 14四、综合运用有 两 个 进 程 pA， pB 合 作 解 决 文 件 打 印 问 题 ： pA 将 文 件 记 录 从 磁 盘 读 入 主 存 的 缓 冲 区 ， 每 执 行 一 次 读 一 个 记 录 ； pB 将 缓 冲 区 的 内 容 打 印 出 来 ， 每 执 行

15、一 次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录的大小。请用记录型信号量机 制 的 wait(s) 和 signal(s) 操 作 来 保 证 文 件 的 正 确 打 印 ， 并 写 出 同 步 代 码 。第三章进程调度与死锁一、单项选择题1 .影响时间片大小选择的主要因素有（）A.系统的响应时间B.系统的周转时间C.系统在单位时间内处理的作业量D.进程需要 CPU服务的总时I2 .关于多级队列调度算法下列说法正确的是（）A.每个就绪队列的优先权不同，调度算法相同B.每个就绪队列的优先权相同，调度算法不同。C.各就绪队列调度算法和优先权都有可能不同。D. 一个进程在运行过程中可能被插入不同的就绪队

16、列。3.某系统中有4个并发进程，都需要同类资源3个，试问该系统不会发生死 锁的最少资源数是（）A. 6B.7C. 8D.9二、填空题1. FCFS适合 进程，不利于 进程。2. 采用基于静态优先权的调度算法时，如不断有高优先级权进程进入就绪队 列，低优先权进程可能进入 状态。3. 算法是用来避免死锁的算法。4. S为死锁状态的 条件是当且仅当S状态的资源分配图是不可完全 简化的。三、简答题1 .进程调度的功能是什么？按照某种策略和算法从就绪态进程中为当前空闲的CPU选择在其上运 行的新进程。2 .说明什么是时间片轮转调度算法？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

17、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 .什么是多级队列调度算法？将就绪队列分成多个独立队列，根据进程的某些特性（内存大小、优先 权或进程类型等）进程会被永久分配到一个队列。每个队列有自己的调度算 法。4 .什么是自调度方式？自调度有什么优缺点？1）有一个公共的就绪队列，任何一个空闲的处理器都可以自行从公共 队列中选取一个进程或一个线程运行。2）优点是易移植，很容易将单处理器环境下的调度机制移植到多处理 器系统中，同

18、时有利于提高CPU的利用率。系统中只有一个必须互斥访问的队列，当处理器的数目过大时，采用自 调度算法的瓶颈问题会非常严重；并且具有低效性和线程切换频繁的缺点。5 .什么是死锁？引起死锁的原因是什么？由于多个进程竞争共享资源而引起的进程不能向前推进的僵死状态称 为死锁。产生死锁的原因：竞争共享资源且分配资源的顺序不当。四、简单应用考虑下面的一个系统在某一时刻的状态，如表所示。进程名称AllocationMaxAvailable(A B C D )(A B C D)(A B C D)P0001200121520P110001750P213542356P306320652P400140656用银行家

19、算法回答下列问题1） need矩阵的内容是什么？2） 系统是否处于安全状态？3）如果进程P1提出资源请求（0,4,2,0 ）,这个请求能否立刻被满足？第四章 内存经管一、单项选择题1. 关 于 操 作 系 统 内 存 经 管 的 功 能 ， 下 列 叙 述 错 误 的 是 （）A. 回 收 内 存B. 为 进 程 分 配 内 存C. 使 程 序 尽 可 能 用 物 理 地 址 访 问 内 存D. 与 硬 件 协 同 完 成 逻 辑 地 址 到物理地址的转换2. 在 基 于 分 页 的 虚 拟 存 储 经 管 系 统 中 ，页 表 项 增 加 了 修 改 位 字 段 ，下 列 程 序 中，需要使

20、用这个字段的是（ ）A.C.分配页框的程序从外存调入页的程序B.选择换出页 的程 序D.访问页的程 序3. 多 道 程 序 环 境 下 ， 操 作 系 统 分 配 CPU 资 源 的 基 本 单 位 是 （）A. 程 序B. 进 程C. 作 业D. 指 令4. 采 用 二 级 分 页 的 存储 经 管系 统中 ， 若 分 页 逻辑地 址用 32 位表示，其中高10 位表 示 页 目 录 号 p1， 中 间十 位表 示 叶 号 p2，低12位 表 示 页内偏移，则一个进程的逻辑地址空间大小最大为（ ）A. 4GBB. 2GBC. 4MBD. 4KB5. 在 一 个 实 际 系 统 中 ， 进 行

21、 页 置 换 时 ， 通 常 选 择 换 出 的 页 是 （）A. 经 常 不 用 的 页B. 不 会 被 修 改 的 页C. 最 近 既 没 有 被 修 改 也 没 有 被 访 问 过 的 页D. 将 来 最 久 不 会 被 访 问的页、填空题1. 连 续 内 存 经 管 方 式 有 3 种 ， 即 、 和 。2. CPU 的 页 表 寄 存 器 用 于 存 放 进 程 的 页 表 起 始 地 址 。3. LRU 置 换 算 法 选 择 的 换 出 页 是 的 页 。4. 快 表 中 存 放 的 内 容 是 。5. 在 分 段 存 储 经 管 系 统 中 ， 段 表 项 中 包 括 的 基

22、本 内 容 有 、和 。6. 虚拟存储经管系统的特征有多次 性 、 、 和 。三、简答题1 . 静态链接程序完成什么功能？静 态 链 接 是 在 程 序 运 行 前 ，用 链 接 程 序 将 目 标 模 块 链 接 成 一 个 完 整 的 装入 模 块 。静 态 连接 程 序 的任 务 是 对逻 辑 地 址 进 行 修 改以 及 变换 外 部 调 用符 号 。2 .请说明分页存储经管的基本原理。1）分页存储经管是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的 片，称为页面或页，并为各页加以编号。2）把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为页框，也加以编号。3）分页存储：在为进程分配内存时

23、，以页框为单位将进程中的若干个页分 别装入到多个可以不相邻接的页框中。4）进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为页内 碎片。5）页表：系统为进程建立的数据结构，作用是实现从页号到页框号的映射。3 .什么是抖动？抖动产生的原因是什么？在请求分页系统中，若在内存引入过多的进程，会使进程的大部分时间都用 于页面的换入/换出的操作，而几乎不能完成任何有效的工作。我们称这时的 进程处于抖动”状态。抖动产生的原因是在内存中引入过多的进程而产生的。4 .请说明分段存储经管的原理。1）分段：在分段存储经管方式中，作业的地址空间被划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。2）分段的逻辑地址结

24、构：逻辑地址是二维的，由段号和段内地址所组成。3）段表：由操作系统维护的用于支持分段存储经管地址映射的数据结构。|4）分段系统的地址变换：为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换功能，在系统中设置了段表寄存器，用于存放段表始址和段表长度TL。（在进行地址变换时，系统将逻辑地址中的段号与段表长度TL进行比较。若S>TL ,表示段号太大,是访问越界，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段表的始址和该段的段号，计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存的起始地址，然后，再检查段内地址d是否超过该段的段长 SLo若超过,即d>SL,同样发出越界中断信号；若未越界，则将该段的基址d与段

25、内地址相加，即可得到要访问的内存物理地址。）四、综合应用初始空闲链如图所示，分别表示第一个空闲区起始地址为20KB，大小为10KB ; 第二个空闲区起始地址为50KB ,大小为100KB ;第三个空闲区起始地址为 300KB ,大小为 10KB。50KB:100KB20KB:10KB300KB:10KB初始空闲链画出在题目给定条件下系统释放下列空闲区后的空闲链1)给定条件400KB:200KB3)给定条件(2)30KB:20KB给定条件150KB:20KB第五章 文件系统一、单项选择题1. 关 于 文 件 系 统 ， 下 列 叙 述 正 确 的 是 （A. 文 件 的 集 合C. 实 现 文

26、件 经 管 的 一 组 软 件构的总体）B. 文 件 的 目 录D. 文 件 、 经 管 文 件 的 软 件 及 数 据 结2. 位 图 可 用 于 经 管 （）a.文 件 目 录B. 磁 盘 空 间C.文 件 的 访 问D. 文 件的 保 护3. 从用户角度 看 ， 引 入 文 件 系 统 的主 要 目 的 是 （）A. 实现虚拟存 储B. 保 存 系 统 文 档C. 保 存 用 户 文 档D. 实 现 对 文 件 的 按 名 存 取二、填空题1. 常 用 的 文 件 存 取 方 式 有 两 种 ： 顺 序 存 储 和 。2. 在 使 用 文 件 之 前 ， 必 须 先 打 开 文 件 。

27、打 开 文 件 的 目 的 是 将 文 件 的 和 信 息 装 入 主 存 ，以 便 于 在 对 文 件 的 后 续 访 问 中 能 快 速存取文件信息。3. 目 录 是 文 件 系 统 中 实 现 的 重 要 数 据 结 构 。三、简答题1. 举 例 说 明 文件系 统 是 如 何 实 现文 件 的 “ 按 名 存 取 ” 的 ？（ 实 现 从 逻 辑 文件到 物 理 文 件 间 的 转换 ， 即 “按 名 存 取 ”外 存 上 的 文 件 。 ）2. 文 件 系 统 如 何 经 管 空 闲 磁 盘 空 间 ？3. 什 么 是 i 结 点 ？ 在 i 结 点 中 使 用 间 接 地 址 项

28、有 什 么 好 处 ？1) i节点可看作是一个指向磁盘上该文件存储区的地址。2) 当 一 个 文 件 比 较 大 ， 所 含 簇 的 数 目 太 多 时 ， i 结 点 将 无 法 记 录 所 有 的 簇号，采用间接地址项，存放簇号，间接获取地址，能解决这个问题。四、综合运用Ext2文 件 系 统 的一个 i 结 点 包 括 15 个地址项，没 个 地 址项存32位 地 址 ( 4个 字 节 )，其 中 12 个 地 址 项 存 直 接 地 址 ；一 个 地 址 项 存 一 次 间 接 地 址 ；一 个 地 址项 存 二 次 间接地 址 ； 一 个 地 址 项 存三次间接地 址 。 当簇大小 为 4KB时 ，Ext2 能 经 管 的 文 件 的 最 大 长 度 是 多 少 ？第六章 I/O 设备经管一、单项选择题1. 关 于 DMA 控 制 方 式 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 （）A. 采用DMA控制方式时，CPU不用干预整个输入/ 输出过程。B. 采用DMA控制方式时，每传输完一个数据块，CPU 要 执行 中 断处理。C. 采用DMA传输方式，CPU只在输入/输出开始和结束时干预 输 入/输出 。D. 采用DMA传输方式只能提高传输速度，不 能 提高CPU与输入/ 输出设备 的并行程度。2. 关 于 spooling 系 统 的 组 成 ， 下 列 说 法