操作系统习题(有答案)

操作系统习题(有答案)《计算机操作系统》习题一．选择题从供选择的答案中选出应填入下列叙述中的()内的最佳答案，把答案写在答卷纸上的相应处。(每题8分，共40分)1．操作系统的基本特性是(A)，按功能特征的不同而把操作系统分为(B)类型；以作业为处理对象的操作系统是(C)类型和(D)类型，其中(C)的主要优点是系统的吞吐量大、资源利用力高；而(D)的主要优点是具有很好的交互性；分时系统中，影响响应时间的因素是(E)，在不影响系统性能的前提下来可用于改善响应时间的方法是(F)；网络操作系统的基本功能是(G)，而分布式计系统的基本特征是(H)A：(1)不确定性、虚拟性、共享性、并发性(2)不确定性、共享性、并发性、高可靠性(3)不确定性、虚拟性、共享性、交互性(4)虚拟性、共享性、并发性、交互性B：(1)多处理机操作系统、微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统(2)实时操作系统、分时操作系统、批处理操作系统(3)实时操作系统、分时操作系统、批处理操作系统、多处理机操作系统、微机操作系统、网络操作系统(4)(1)和(2)C，D：(1)实时操作系统(2)分时操作系统 (3)批处理操作系统E：(1)系统开销、对换时间、对换信息量、用户数(2)对换时间、时间片、用户数、系统开销(3)对换时间、时间片、用户数、对换信息量(4)对换时间、对换信息量、用户数、系统开销F：(1)减少用户数和时间片(2)减少对换时间(3)选用高速的外存和减少对换信息量(4)(1)和(2)G：(1)资源管理(2)提供网络接口(3)网络通信(4)提供多种网络服务(5)以上所有的(6)管理进程浮动(7)以上所有的H：(1)分布性、并行性、模块性、偶合性(2)分布性、自制性、并行性、偶合性(3)分布性、自制性、并行性、模块性、偶合性(4)分布性、自制性、并行性、模块性2．(A)是可并发执行的(B)，在一个数据集合上的执行过程。(A)与(B)的区别是(A)是动态概念，而(B)是静态概念；正在运行的(A)，由于等待外部事件的发生，将执行(C)原语进入(D)状态，为了腾出内存给其它(A)运行，它可能被(E)到外存，当外部事件完成后，由(F)程序负责把它(E)回内存；进程间存在的制约关系(G)，引起(G)的原因是(H)。因此要建立相应的同步机构来解决。A，B：(1)作业(2)程序(3)线程(4)进程(5)数据C，D：(1)挂起(2)静止 (3)阻塞(4)删除E：(1)调度(2)对换(3)分配(4)逐出F：(1)高级调度(2)中级调度(3)低级调度(4)作业调度G，H：(1)资源共享、合作进程(2)直接的制约关系(3)间接的制约关系(4)(2)和(3)3．假设某多道系统有供用户使用的内存空间200K，磁带机2台，打印机1台，系统采用可变分区管理方式，对磁带机和打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不记。现有一作业序列如下：作业号进入输入井时间要求计算时间要求主存量申请磁带机数申请打印机数18：00 25分钟 30K 1台1台28：20 15分钟 60K 0台1台38：20 20分钟 120K 1台0台48：30 20分钟 40K 1台0台58：35 10分钟 20K 1台1台假设作业调度采用短作业优先算法，优先分配主存的低地址区域且不能移动已在内存的作业，在内存的作业平分CPU时间，则作业调度选中的次序是(A)，如果忽略系统工作时间，最大的作业周转时间是(B)，最小的作业周转时间是(C)，作业的平均周转时间是(D)，作业的平均带权周转时间是(E)，作业全部执行结束的时间是(F)。如果假设以上系统是一单道程序系统，则作业调度选中的次序为(G)，如果忽略系统工作时间，作业的平均周转时间是(H)。A，G：(1)(1，3，2，4，5)(2)(1，2，3，4，5)(3)(1，3，4，2，5)(4)(1，2，4，3，5)(5)(1，3，4，5，2)(6)(1，2，5，3，4)B，C，D，H：(1)30分钟(2)36分钟(3)40分钟(4)44分钟(5)55分钟(6)64分钟(7)70分钟(8)80分钟(9)10分钟(10)25分钟(11)18分钟(12)34分钟E：(1)13.87(2)2.77(3)1.5(4)8.8F：(1)9：22(2)9：30(3)9：40(4)9：50解：题号ABCDEFGH11232235424233224135714226124421242225234316444．按设备的分配方式，可把设备分为独享设备、共享设备和(A)，(A)是通过SPOOLing技术把独享设备改造成为若干用户共同使用的设备，以提高设备利用率。而实现SPOOLing技术要求计算机系统除具有一般计算机硬件基础外，还需要处理功能较强的(B)，以及属于(C)的硬件和软件(D)进程的支持，(B)的作用是在CPU授意下管理I/O操作，(C)保证SPOOLing系统的(D)进程能与用户进程并行执行。UNIX系统把设备分为(E)和(F)。属于(E)的设备有磁盘和磁带，而终端设备属于(F)。UNIX系统为(G)设备设置一个驱动程序，对不同商标的磁盘，把它们视成(H)类型的设备，为它们配置(H)的磁盘驱动程序。A：(1)逻辑设备(2)物理设备(3)用户设备(4)虚拟设备B：(1)中断(2)通道(3)缓冲(4)进程C：(1)多道程序系统(2)单道程序系统 (3)单道批处理系统(4)实时系统D：(1)护卫(2)输入/输出守护 (3)缓冲(4)驱动E：(1)输入设备(2)输出设备(3)存储设备(4)块设备F：(1)输入设备(2)字符设备(3)输出设备(4)缓冲设备G：(1)个(2)类(3)所有(4)同组H：(1)相同(2)不同(3)同组(4)不同组5．内存储器管理的主要任务是(A)，其中(B)是指作业装入到一与其地址空间不一致的存储空间而做的地址部分的调整过程，而(B)的类型分为(C)和(D)。(C)是在装入作业时由装配程序进行的(B)，(D)是在作业的执行过程中，而进行的(B)，(D)是靠(E)机构来实现的。扩充内存的方法有(F)，其中(G)是一个地址空间。虚拟地址空间的最大容量是(H)来决定。A：(1)内存管理、内存保护、内存扩展、重定位(2)内存管理、地址变化、内存扩充、重定位(3)内存分配、内存回收、内存保护、内存扩展、重定位(4)内存分配、内存回收、内存保护、内存扩展、重定位、动态联接B：(1)内存分配(2)地址定位(3)地址重定位(4)内存保护C：(1)预先方式(2)执行方式(3)动态方式(4)静态方式(5)实时方式D：(1)预先方式(2)执行方式(3)动态方式(4)静态方式(5)实时方式E：(1)硬件(2)软件F：(1)交换(2)扩展(3)覆盖(4)虚拟存储器(5)以上所有(6)(1)、(3)和(4)(7)(1)、(2)和(3)(8)(2)、(3)和(4)G：(1)交换(2)扩展(3)覆盖(4)虚拟存储器H：(1)内存加外存的总容量(2)内存容量(3)外存容量(4)计算机的地址结构2．假定某采用分页式存储管理的系统中，主存的容量为1M，被分成256块，块号为0，1，2，……，255。某作业的地址空间占用4页，其页号为0，1，2，3，被分配到主存中的第2，4，1，5块中。主存地址应该用（A）位来表示，作业中的每一页长度为（B），逻辑地址中的页内地址应占用（C）位来表示，逻辑地址空间至小是（D）位，作业中第2页在分到的主存块中的起始地址是（E）。A，C，D：（1）8（2）10（3）12（4）20B：（1）512字（2）1024字节（3）2048字节（4）4096字节E：（1）2（2）1024（3）4096（4）4095答案：A：（4）B：（4）C：（3）D：（1）E：（3）二．判断题。将答案(Ture或False)写在答卷纸相应的位置(共20分)1．一个由8页且每页512字节组成的地址空间，如果内存被划分成32768块，则逻辑地址的有效位为物理地址位的一半。2．设某移动磁头磁盘有200个柱面，编号为0~199，磁头当前正处在144柱面，对于如下请求所得序列：88，148，92，179，90，151，103，176，131采用SSTF(最短寻道时间优先)比采用SCAN(扫描，移动磁头方向=OUT)的调度策略移动总柱面数要少。3．在段式系统中，段的动态联结有利于段的共享。如果访问某段时，其段表项的某位为0，则表示缺段，应调用缺段中断处理程序把该页调入内存。4．当作业需要的所有资源都得到满足后，则把它从后备状态调入内存执行。5．进程可以是一个单线程进程或多线程进程。在现代操作系统中，线程是调度和分派的基本单位。6．保护键的方法可以用来保护内存，其值为整数，运行时放在PSW中。7．系统发生“抖动“现象，可以采用挂起用户进程方法。8．信号量方法也是进程间的通信的方式，是一种低级的进程的通信方式。对其进行的P操作，可用减1操作代替，表示申请一个资源。9．由于为了增加程序性能，一般把被调用的模块，写在调用模块相邻的位置上。10．某文件系统使用1K字节的物理块和16位的盘地址，FCB中含有8个物理块号以及一个一重间接索引块指针和一个二重间接索引块指针，那么一个文件最大可达4168K。解：题号12345678910答案TFFFTTTFTT三．简答题。答案写在答卷纸相应位置上。(每题6分，共30分)1．在UNIX系统中，其进程调度方式是什么？引起进程调度的时机有那些？解：UNIX系统中，进程的调度采用多级反馈队列轮转调度方式。引起进程调度的时机有：（1）当前进程的时间片用完，由核心将当前进程放入下一级的优先级队列的末尾，并调度另一进程运行；（2）在当前进程执行了sleep例程，进入睡眠状态而放弃处理机时；（3）进程通过核心执行了自我终止的系统调用exit时；（4）在执行完系统调用而返回到用户态时，如果此时系统中已出现了更高优先级的进程在等待运行，此时核心将剥夺当前进程的执行；（5）当核心完成中断处理，控制被返回到用户态而要执行原进程时，若有更高优先级的进程在等待运行，等等。2．为什么要打开文件？叙述在UNIX文件系统，打开文件/home/user01/myfile的过程？解：当用户要求对一个文件实施多次读/写或其他操作时，每次都要从检索目录开始。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”（open）这一文件系统调用，当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用open系统调用将该文件打开。在UNIX文件系统，打开文件/home/user01/myfile的过程四步：（1）检索目录

核心先调用检索目录过程namei从根目录或从当前目录开始，沿目录树查找指名文件的索引结点。在查找时，利用线性检索法，将文件路径名中的各分量名，与相应目录文件中的文件名逐一进行比较。若未找到指名文件，或者该文件不允许存取，便做出错处理；否则，进入第二步。（2）分配内在索引结点如果该文件已被其他用户打开，此时只需对在第一步中所找到的i结点，执行其引用计数加1的操作；否则，应为被打开文件分配一内存i结点，并调用磁盘读过程将磁盘i结点的内容拷贝到内存i结点中，并设置i.count为1。（3）分配文件表

这是指为已打标开的文件分配一个文件表项,使文件表项中的f.node指向内存索引结点。通常还将读写指针f.offset置为0，以表示从头开始读／写此文件；置读写标志f．flag，及将文件的引用计数f．count加1，并记入该表项的首址fp。（4）分配用户文件描述表项在用户文件描述表中取得一空表项。若成功，便将fp填入该表项中，并把该表项的序号fd作为文件描述符，写入调用进程的U区中。3．某一系统进程的资源分配“瞬间状态”为已分配资源矩阵最多资源矩阵可用资源向量P0001200121520P110001750P213542356P306320652P400140656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)，系统能否立即满足进程的要求？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：WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP01520000000121532trueP21532100213542886trueP3288600200632214118trueP4214118064200142141212trueP12141212075010003141212true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P11420033017501100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：WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP01100000000121112trueP21112100213542466trueP324660020063221098trueP421098064200142101012trueP12101012033014203141212true由以上分析可知，可找到一个安全序列{P0，P2，P3，P4，P1}，故系统能立即满足进程的要求。4．考虑一个请求分页系统，测得如下的时间利用率：CPU：20%；分页磁盘：97.7%；其它外设：5%下列措施中，哪个(些)可改善CPU的利用率？说明理由：因为分页磁盘占95%，主要是考虑页表的存储问题，挂起某个进程，可扩大进程的存储空间；更换更大容量的分页磁盘，可增加页表的分页速度，从而改善CPU的利用率。所以应选择（2）和（4）。5．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*1μ+0.15*2μ=1.15μs四．操作题。(10分)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。(答案写在答卷纸相应位置上)。解：varrmutex,wmutex:semaphore:=1,1;

readcount:integer:=0;writer:

begin

repeat

wait(wmutex);

performwriteoperation;

signal(wmutex);

untilfalse;

end

reader:

begin

repeat

wait(rmutex);

ifreadcount=0thenwait(wmutex);

readcount:=readcount+1;

signal(rmutex);

┇

Performreadoperation;

┇

wait(rmutex);

readcount:=readcount-1;

ifreadcount=0thensignal(wmutex);

signal(rmutex);

untilfalse;

endLecture11、什么为核心态、用户态、特权指令？下列哪些指令为特权指令？（1)改变存储器管理寄存器（2）写程序计数器（3）读日历钟（4）设置日历钟（5）改变处理器优先级（6）写指令寄存器答：核心态是CPU运行操作系统代码。用户态是CPU运行用户程序代码的状态。通过系统调用、Trap、中断可以使得系统从用户态到核心态。特权指令指的是只能由操作系统而不是用户调用的指令。（1）是。（2）否（3）否（4）是（5）是（6）否2、将下列应用程序分成交互性和面向批处理的（1）字处理（2）按月生成的银行报表（3）生成个人的电子邮箱注册表单（4）计算精确到百万分为的圆周率答：（1）交互（2）批处理（3）交互（4）批处理Lecture2一个多级反馈队列的系统中，一个使用CPU较多的进程需要执行50秒。如果第一个队列时间片为5，并且较低一级的时间片是上一级的时间片的2倍，那么这个作业会被中断多少次？当他终止的时候，处于那一级队列？答：经过三次中断后，在第4个队列中终止运行Lecture31、某计算机有32位虚地址空间，且页大小为1024字节。每个页表项长4个字节。因为每个页表都必须包含在一页中，所以使用多级页表，问共需要几级？答：因为一张页表只能包含1024/4=256个页表项。而页的大小为210，所以共需要32-10=22位来表示页号。而每一级页表只能处理22位中的8位，所以共需要3级。有两级页表有28个页表项，另一级只有26个页表项2、在某简单分页系统中，有224字节的物理内存，256页的逻辑地址空间并且页的大小为210字节，问逻辑地址为多少位？答：18位3、在某段页式系统中，虚地址空间包含了8个段，段长为229字节。硬件把每个段分成大小为256字节的页。问虚地址中有多少位可以用于指定：（a）段号？（b）页号？（c）页内偏移量（d）整个虚地址答：（a）3（b）229/28＝221，因此为21页（c）8（d）3＋21＋8＝324、已知某程序访问以下页面：0、1、4、2、0、2、6、5、1、2、3、2、1、2、6、2