操作系统习题与解答

1、 、从下面关于顺序文件和链接文件的论述中，先出一条正确的。CA、顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上。B、显式链接文件将分配给文件的下一个物理盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。C、顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散分配方式。D、在职MSDOS中采用的是隐式链接文件结构。20、在文件系统中是利用目录来管理文件的，为了允许不同用户的文件使用相同的文件名，通常文件系统采用（B）。A、索引表B、多级目录C、重名翻译D、文件名映射表、填空题1、每个索引文件都至少有一张索引表，其中的每一个表项应包括能标识该记录的（关键字）和该记录的（位置）。2、根

2、据在辅存上的不同存储方式，文件可以有顺序、（链接）、和索引三种不同的物理结构。3、文件存储空间的管理有空闲表法、空闲链表法（位示图）法和（成组链接）法。4、一个文件的文件名在（创建）时给出的。5、所谓文件系统，由与文件管理有关的（软件）、被管理的文件以及管理文件所需的数据结构三部分组成。6、（块）是辅助存储器与内存之间进行信息传输的单位。7、在用位示图管理磁盘存储空间时，位示图的尺寸由磁盘的（盘块个数）决定。8、采用空闲区表法管理磁盘存储空间，类似于存储管理中采用（可变分）方法管理内存储器。9、操作系统是通过（FCB）感知一个文件的存在的。10、按用户对文件的存取权限将用户分成若干组，规定每一

3、组用户对文件的访问权限。这样，所有用户组存取权限的集合称为该文件的（存取控制表）。11、如果把文件视为有序的字符集合，有其内部不再对信息进行组织划分，那么这种文件的逻辑结构被称为（流式文件）。12、如果把文件划分成一个个记录，存取时以记录为单位进行，那么这种文件的逻辑结构被称为（记录式文件）。三、概念1、文件：文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。2、文件系统：操作系统中与管理文件有关的软件和数据称为文件系统，它由对象及其属性，对对象进行操纵和管理的软件集合，及提供给用户的接口三个层次组成。3、文件的逻辑结构：从用户角度出发所看到的文件组织

4、形式称为文件的逻辑结构，可分为两种形式，一种是有结构的记录式文件，另一种是无结构的流式文件。文件的逻辑结构与存储设备特性无关。4、文件的物理结构：从实现观点出发，文件在外存上的存放组织形式称为文件的物理结构，文件的物理结构与存储设备的特性有很大关系。5、文件控制块：文件控制块是保存文件说明信息的数据结构。通常包括文件名、文件类型、文件结构、文件的存储位置、文件长度、访问权限等信息。6、索引结点：使文件描述信息单独形成的一个数据结构称为索引结点。在文件目录中的每个目录项，仅由文件名和指向该文件所对应的结点的指针所构成。7、绝对路径：在树型目录结构中，从根目录到任何数据文件之间，只有一条唯一的通路

5、，在该路径上从根开始，把全部目录文件名与数据文件名，依次用“/”连接起来，即形成该文件的路径名，这个路径名称为文件的绝对路径，绝对路径对任何文件都是唯一的。8、相对路径：把从当前目录开始，再逐级通过中间的目录文件，最后到达所要访问的数据文件所经过的全部目录文件名用“/”连接而形成的路径名称为相对路径。四、问答1、什么是索引文件？为什么要引入多级索引？索引文件得文件系统为每个文件另外建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系表，此表称为索引表，文件本身和索引表组成的文件称为索引文件。对于一个非常大的文件，为找到一个记录而查找的记录数目非常多，为了进一步提高检索效率，可以为顺序索引文件建立多级索引

6、，即为索引文件再建立一张索引表，形成两级索引，再为两级索引文件建立索引，形成三级索引，依次类推，形成多级索引。2、对目录管理的主要要求是什么？A、实现按名存取。即用户只需向系统提供所要访问文件的名字，便能快速准确地找到指定文件在外存上的存储位置。B、提高对目录的检索速度。通过合理地组织目录结构的方法，可加快对目录的检索速度，从而提高对文件的存取速度。C、文件共享。在多用户系统中，应允许多个用户共享一个文件，这样就须在外存中保留一份该文件的副本，供不同用户使用，以节省大量的存储空间，并方便用户和提高文件利用率。D、允许文件重名。系统应允许不同用户对不同文件采用相同的名字，以便于用户按照自己的习惯

7、给文件命名和使用文件。五、综合1、在MSDOS中有两个文件A和B，A占用11、12、16和14四个盘块;B占用13、18和20三个盘块。试画出在文件A和B中各盘块间的链接情况及FAT的情况。解：FAT11FAT1213141516171819202、假定盘块的大小为1KB,对于540MB的硬盘FAT需占用多少存储空间？当硬盘容量为1.2GB时，FAT需占用多少存储空间？解：如果盘块大小为1KB，540MB的硬盘有540MB/1KB=540K个盘块，表示540K个盘块至少需要20位的二进制，即需要2.5个字节，540K个盘块则需540K*2.5B=1350K个字节的空间。如果硬盘的大小为1.2G

8、B，共有1.2M个盘块，表示1.2M个盘块至少需要22位的二进制，因此一个FAT项要用3个字节，1.2GB硬盘的FAT需占用1.2M*3=3.6MB的空间。3、假如盘块大小为4KB,每个盘块号占4个字节，在两级索引分配时，允许的最大文件是多少？解：由题目给定，盘块大小为4K,每个盘块号占4个字节，则1个块中可有1K个块号，1K个块最大容量为1K*4KB=4MB；即在一级索引中可以允许的最大文件大小为4MB。在二级索引中，最多可包含的存放文件的盘块的盘块号总数为1K*1K=1M个，每个盘块大小为4KB,则两级索引允许的最大文件是1M*4KB=4GB。5、有如下请示磁盘服务的队列，要访问的磁道分别

9、是98、183、37、122、14、124、65、67。现在磁头在53道上，若按最短寻道时间优先法，磁头的移动道数是多少？解：最短寻道时间优先法总是让查找时间最短的那个请求先执行，而不考虑请示访问者到来的先后时间。即靠近当前移动臂位置的请示访问者将优先执行，当前磁头在53道上，则总的移动顺序为：536567981221241833714。移动道数为：12+2+30+23+84+24+2+59=236。6、若磁头的当前位置为100磁道，磁头正向磁道号增加方向移动，现有一磁盘读写请求队列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40。若采用我来先服务、最短寻道时间

10、优先和扫描算法，试计算出平均寻道长度各为多少？解：采用先来先服务方法：磁道移动数目为：77+353+171+73+113+42+129+208+369+25+14+22=1596，平均寻道长度为1596/12=133。采用最短寻道时间优先磁盘调度算法，进行调度的情况为：32+58+15+144+21+11+6+4+1+14+372+22=700，平均寻道长度为700/12=58.3。采用扫描算法，进行调度时，从100道开始，磁头向磁道号增加的方向移动，磁道移动总数为：32+58+15+171+22+337+21+11+6+4+1+14=692，平均寻道长度为：692/12=57.7。第六章进程

11、间的制约关系一、选择题1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(A)也可能产生死锁。A.进程优先权B.资源的线性分配进程推进顺序D.分配队列优先权采用资源剥夺法可解除死锁，还可以采用(B)方法解除死锁。A.执行并行操作B.撤消进程C.拒绝分配新资源D.修改信号量产生死锁的四个必要条件是：互斥、（B）、循环等待和不剥夺。A请求与阻塞B请求与保持C请求与释放D释放与阻塞发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏（A）条件是不太实际的。A.互斥B.不可抢占C.部分分配D.循环等待资源的按序分配策略可以破坏（D）条件。A.互斥使用资源B.

12、占有且等待资源C.非抢夺资源D.循环等待资源在（C）的情况下，系统出现死锁。A.计算机系统发生了重大故障B.有多个封锁的进程同时存在若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数银行家算法是一种（B）算法。A.死锁解除B.死锁避免C.死锁预防D.死锁检测当进程数大于资源数时，进程竞争资源（B）会产生死锁。A.一定B.不一定在非剥夺调度方式下，运行进程执行V原语后，其状态（A）。A.不变B.要变C.可能要变D.可能不变11两个进程争夺同一个资源（B）。A.一定死锁B.不一定死锁C.不死锁D.以上说法都不对可以被多个进程在任一时刻

13、共享的代码必须是（A）。A.不能自身修改的代码B.顺序代码C.无转移指令的代码D.汇编语言编制的代码当对信号量进行V原语操作之后（C）。A.当S0,进程继续执行B.当S0,要唤醒一个就绪进程C.当S=0，要唤醒一个等待进程D.当S=0，要唤醒一个就绪进程正在运行的进程在信号量S上操作P操作之后，当S2)个进程，则系统中最不可能的是有(B)个进程处于死锁状态。A.0B.1C.2D.M(2M=N)19任何两个并发进程之间(D)。A.定存在互斥关系B.定存在同步关系C.一定彼此独立无关D.可能存在同步或互斥关系20P、V操作是(A)。A.两条低级进程通信原语B.两条高级进程通信原语C.两条系统调用命

14、令D.两条特权指令进程的并发是指若干个进程(A)。A.共享系统资源B.在执行的时间上是重叠的C.顺序执行D.相互制约下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是(B)。A.银行家算法B.资源有序分配C.资源分配图化简法D.撤消进程法使用mail命令的进程通信属于(D)通信。A.共享存储器B.实时通信C.消息缓冲通信D.非实时通信从下面对临界区的叙述中选出一条正确的(D)。临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码。临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码。临界区是指进程中访问临界资源的那段代码。27.若两个并发进程相关临界区的互斥信号量mutex现在

15、的取值为0则正确的描述就该是（B）。A.没有进程进入临界区B.有一个进程进入临界区C.有一个进程进入临界区，另一个在等待D.不定28信箱通信是进程间的一种（B）通信方式。A.直接B.间接C.低级D.信号量二、填空题1每个进程中访问（临界资源）的程序段称为临界区，两个进程同时进入相关的临界区会造成错误。2在操作系统中进程间的通信可以分为（直接）通信与（间接）通信两种。3产生死锁的四个必要条件是（互斥）、（请求和保持）、（不剥夺）和循环等待条件。4在银行家法中，当一个进程提出资源请求将会导致系统从（安全）状态进入（不安全）状态时，就暂时拒绝这一请求。5信号量的物理意义是当信号量大于零时表示（可用的

16、临界资源的个数）。当信号量小于零时，其绝对值为（因为得不到该临界资源而阻塞的进程个数）。6.进程是一个（动）态概念，而程序是一个（静）态概念。7对待死锁，一般应考虑死锁的预防、避免、检测和解除四个问题。典型的银行家算法是属于（死锁避免），破坏环路等待条件是属于（预防死锁），而剥夺资源是（死锁解除）的基本方法。三、名词解释临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码。临界资源：在一段时间内只允许一个进程访问的资源。进程同步：相互合作的进程中，某一进程要等待另一进程提供信息才能够继续执行，把这样的进程间的制约关系称为进程同步。进程互斥：一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享某一公有资源而导致它们必须

17、以一个不允许交叉执行的单位执行，也就是说，不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区。进程通信：指进程之间的信息交换。管道：是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现他们之间通信的一个共享文件，又名pipe文件。死锁：是指多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。死锁定理：当且仅当某状态的资源分配图是不可完全简化的。四、简答题同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？答：（1）空闲让进：当无进程处于临界区时，应允许一个请求进入临界区的进程立即进入，以有效地利用临界资源。（2）忙则等待：当已有进程进入临界区时，其他试图进入临界区的进程必须等待，以保证对临界

18、资源的互斥访问。（3）有限等待：对要求访问临界资源的进程，应保证在有限时间内使其进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。（4）让权等待：当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入“忙等”。产生死锁的原因和必要条件是什么？答：产生死锁的原因包括竞争资源和进程间推进顺序非法。产生死锁的必要条件是互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。不安全状态是否必然导致系统进入死锁状态？答：不安全状态不一定导致系统进入死锁状态。因为，安全性检查中使用的向量Max是进程执行前提供的，而在实际运行过程中，一进程需要的最大资源量可能小于Max,如一进程对应的程序中有一段进行错误处理的代码

19、，其中需要n个A种资源，若该进程在运行过程中没有碰到相应错误而不需调用该段错误处理代码，则它实际上将完全不会请求这n个A种资源。有相同类型的5个资源被4个进程所共享，且每个进程最多需要2个这样的资源就可以运行完毕。试问该系统是否会由于对这种资源的竞争而产生死锁。答：该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。因为在最坏情况下，每个进程都需要2个这样的资源，且每个进程都已申请到了1个资源，那么系统中还剩下1个可用资源。无论系统为了满足哪个进程的资源申请而将资源分配给该进程，都会因为该进程已获得了它所需要的全部资源而确保它运行完毕，从而可将它占有的2个资源归还给系统，这就保证了其余三个进程能顺利运行

20、。由于可知，该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。五、综合题试从物理概念上说明记录型信号量P和V。答：P意味着进程请求一个单位的资源，即对S.value进行减1操作(S.value的初值表示系统中某类资源的数目)，当S.valueO时，表示资源已分配完毕，此时该进程进行自我阻塞，放弃CPU,插入到信号量链表S.L中；否则表示请求成功，进程可继续执行。V表示执行的进程释放一个单位的资源，即对S.value进行加1操作，当S.valueWO时，表示在该信号量表中仍有等待该资源的进行被阻塞，此时应调用唤醒原语，将S.L链表中的第一个等待进程唤醒；否则不进行其他操作。在生产者消费者问题中，如果缺少

21、了V(full)或V(empty),对执行结果有何影响？答：如果缺少了V(full)，则full信号量的值总是0,消费者执行P(full)时就会阻塞，而且永不会被唤醒，而生产者生产消息装满缓冲池后也会阻塞，此后缓冲池一直是满状态。如果缺少了V(empty),生产者生产了n个消息后就会阻塞，此后empty信号量的值一直为0,而消费者消费完后也会一直阻塞，缓冲池以后一直是空的。在测量控制系统中的数据采集任务时，把所采集的数据送往一单缓冲区；计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享单缓冲区的同步算法。答：varempty,full:semaphore:=1,0var

22、buffer:bbeginparbegingather:beginrepeatgatheraniteminx;P(empty);b:=x;V(full);untilfalse;endcompute:beginrepeatP(full);y:=b;V(empty);computetheiteminy;untilfalse;endparendend桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果或桔子，儿子专等吃桔子，女儿专等吃苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V操作实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。答：vars,sa,s0:semaphore:=1,0,0begin

23、parbeginfather:beginrepeatP(s);将水果放入盘中；if(放的是桔子)thenV(sO);elseV(sa);untilfalseendson:beginrepeatP(s0);从盘中取桔子；V(s);吃桔子；untilfalseenddaughter:beginrepeatP(sa);从盘中取苹果V(s);吃苹果；untilfalseendparendend8.完成下表：分别按三种调度算法填写出下列作业的完成时间、周转时间、带权周转时间和执行序列。进程名ABCDE执行序列到达时间01345服务时间21532FCFS完成时间2381113ABCDE周转时间22578带权周转时间1217/34SJF完成时间2381310ABCED周转时间22595带权周转时间12135/