操作系统精髓与设计原理第五版习题答案

第1章计算机系统概述

1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：

0011 = 从I/O中载入AC

0111 = 把AC保存到I/O中

在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）：

1.从设备5中载入AC。

2.加上存储器单元940的内容。

3.把AC保存到设备6中。

假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。

答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006

步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC

步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC

步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备6

1.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。

答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。

b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并且PC增1。这两个步骤

是并行完成的。

c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。

2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。

b. 地址940中的值被送入MBR中。

c. MBR中的值被送入AC中。

3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。

b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并且PC增1。

c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。

4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。

b. 地址941中的值被送入MBR中。

c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存到AC中。

5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。

b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并且PC增1。

c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。

6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。

b. AC中的值被送入MBR中。

c. MBR中的值被存储到地址为941的存储单元之中。

1.4、假设有一个微处理器产生一个16位的地址（例如，假设程序计数器和地址寄存器都是16位）并且具有一个16位的数据总线。

a.如果连接到一个16位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？

b.如果连接到一个8位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？

c.处理访问一个独立的I/O空间需要哪些结构特征？

d.如果输入指令和输出指令可以表示8位I/O端口号，这个微处理器可以支持多少8位I/O端口？

答案：对于(a)和(b)两种情况，微处理器可以直接访问的最大存储器地址空间为216 = 64K bytes；唯一的区别是8位存储器每次访问传输1个字节，而16位存储器每次访问可以传输一个字节或者一个16位的字。

对于(c)情况，特殊的输入和输出指令是必要的，这些指令的执行体会产生特殊的“I/O信号”（有别于“存储器信号”，这些信号由存储器类型指令的执行体产生）；在最小状态下，一个附加的输出针脚将用来传输新的信号。对于(d)情况，它支持28 = 256个输入和28 = 256个输出字节端口和相同数目的16位I/O端口；在任一情况,一个输入和一个输出端口之间的区别是通过被执行的输入输出

指令所产生的不同信号来定义的。

1.5、考虑一个32位微处理器，它有一个16位外部数据总线，并由一个8MHz的输入时钟驱动。假设这个微处理器有一个总线周期，其最大持续时间等于4个输入时钟周期。请问该微处理器可以支持的最大数据传送速度为多少？外部数据总线增加到21位，或者外部时钟频率加倍，哪种措施可以更好地提高处理器性能？请叙述你的设想并解释原因。

答案：时钟周期＝1/（8MHZ）＝125ns

总线周期＝4×125ns＝500ns

每500ns传输2比特；因此传输速度＝4MB/s

加倍频率可能意味着采用了新的芯片制造技术（假设每个指令都有相同的时钟周期数）；加倍外部数据总线，在芯片数据总线驱动/锁存、总线控制逻辑的修改等方面手段广泛（或许更新）。在第一种方案中，内存芯片的速度要提高一倍（大约），而不能降低微处理器的速度；第二种方案中，内存的字长必须加倍，以便能发送/接受32位数量。

1.6、考虑一个计算机系统，它包含一个I/O模块，用以控制一台简单的键盘/打印机电传打字设备。CPU 中包含下列寄存器，这些寄存器直接连接到系统总线上：

INPR：输入寄存器，8位

OUTR：输出寄存器，8位

FGI：输入标记，1位

FGO：输出标记，1位

IEN：中断允许，1位

I/O模块控制从打字机中输入击键，并输出到打印机中去。打字机可以把一个字母数字符号编码成一个8位字，也可以把一个8位字解码成一个字母数字符号。当8位字从打字机进入输入寄存器时，输入标记被置位；当打印一个字时，输出标记被置位。

a.描述CPU如何使用这4个寄存器实现与打字机间的输入/输出。

b.描述通过使用IEN，如何提高执行效率？

答案：a.来源于打字机的输入储存在INPR中。只有当FGI＝0时，INPR才会接收来自打字机的数据。当数据接收后，被储存在INPR里面，同时FGI置为1。CPU定期检查FGI。如果FGI＝1，CPU将把INPR里面的内容传送至AC，并把FGI置为0。

当CPU需要传送数据到打字机时，它会检查FGO。如果FGO＝0，CPU处于等待。如果FGO ＝1，CPU将把AC的内容传送至OUTER并把FGO置为0。当数字符号打印后，打字机将把FGI 置为1。

b.（A）描述的过程非常浪费。速度远高于打字机的CPU必须反复不断的检查FGI和FGO。如果中

断被使用，当打字机准备接收或者发送数据时，可以向CPU发出一个中断请求。IEN计数器可以由CPU设置（在程序员的控制下）。

1.7、实际上在所有包括DMA模块的系统中，DMA访问主存储器的优先级总是高于处理器访问主存储器的优先级。这是为什么?

答案：如果一个处理器在尝试着读或者写存储器时被挂起, 通常除了一点轻微的时间损耗之外没有任何危害。但是，DMA可能从或者向设备(例如磁盘或磁带)以数据流的方式接收或者传输数据并且这是不能被打断的。否则，如果DMA设备被挂起（拒绝继续访问主存），数据可能会丢失。

1.9、一台计算机包括一个CPU和一台I/O设备D，通过一条共享总线连接到主存储器M，数据总线的宽度为1个字。CPU每秒最多可执行106条指令，平均每条指令需要5个机器周期，其中3个周期需要使用存储器总线。存储器读/写操作使用1个机器周期。假设CPU正在连续不断地执行后台程序，并且需要保证95%的指令执行速度，但没有任何I/O指令。假设1个处理器周期等于1个总线周期，现在要在M和D 之间传送大块数据。

a.若使用程序控制I/O，I/O每传送1个字需要CPU执行两条指令。请估计通过D的I/O数据传送的最大可能速度。

b.如果使用DMA传送，请估计传送速度。

答案：a.处理器只能分配5％的时间给I/O.所以最大的I/O 指令传送速度是10e6×0.05＝50000条指令/秒。

因此I/O 的传送速率是25000字/秒。

b.使用DMA 控制时，可用的机器周期下的数量是

10e6（0.05×5＋0.95×2）＝2.15×10e6

如果我们假设DMA 模块可以使用所有这些周期，并且忽略任何设置和状态检查时间，那么这个值就是最大的I/O 传输速率。

1.10、考虑以下代码：

for ( i = 0；i < 20；i++)

for (j = 0；j < 10；j++)

a[i] = a[i]*j

a. 请举例说明代码中的空间局部性。

b. 请举例说明代码中的时间局部性。

答案：a.读取第二条指令是紧跟着读取第一条指令的。

b.在很短的间歇时间内， a[i]在循环内部被访问了十次。

1.11、请将附录1A 中的式（1.1）和式（1.2）推广到n 级存储器层次中。

答案：定义：

C i = 存储器层次i 上每一位的存储单元平均花销

S i = 存储器层次i 的规模大小

T i = 存储器层次i 上访问一个字所需时间

H i = 一个字在不高于层次i 的存储器上的概率

B i = 把一个数据块从层次i+1的存储器上传输到层次i 的存储器上所需时间

高速缓冲存储器作为是存储器层次1；主存为存储器层次2；针对所有的N 层存储器层以此类推。有：

1

1

n i

i i S n i i C S C S

===∑∑

T s 的引用更复杂，我们从概率论入手：所期望的值1Pr[1]n

i x i x ==

=∑，由此我们可以写出：1

n s i i i T T H ==∑

我们需要清楚如果一个字在M1（缓存）中，那么对它的读取非常快。如果这个字在M2而不在M1中，那么数据块需要从M2传输到M1中，然后才能读取。因此，T 2 = B 1+T 1

进一步，T 3 = B 2+T 2 = B 1+B 2+T 1

以此类推：111i i j j T B T -==

+∑ 所以，11211()n i n

s j i i i j i T B H T H -====

+∑∑∑

但是，11n i i H

==∑

最后，

1

1

21

()

n i

s i i

i j

T B H T

-

==

=+

∑∑

1.12、考虑一个存储器系统，它具有以下参数：

T c = 100 ns C c = 0.01 分/位

T m = 1200 ns C m = 0.001 分/位

a.1MB的主存储器价格为多少？

b.使用高速缓冲存储器技术，1MB的主存储器价格为多少？

c.如果有效存取时间比高速缓冲存储器存取时间多10% ，命中率H为多少？

答案：a.价格= C m×8×106= 8×103￠= ＄80

b.价格=Cc×8×106 = 8×104￠= ＄800

c.由等式1.1知：1.1×T1 = T1+(1-H)T2

(0.1)(100) = (1-H)(1200)

H=1190/1200

1.13、一台计算机包括包括高速缓冲存储器、主存储器和一个用做虚拟存储器的磁盘。如果要存取的字在高速缓冲存储器中，存取它需要20ns；如果该字在主存储器中而不在高速缓冲存储器中，把它载入高速缓冲存储器需要60ns（包括最初检查高速缓冲存储器的时间），然后再重新开始存取；如果该字不在主存储器中，从磁盘中取到内存需要12ms，接着复制到高速缓冲存储器中还需要60ns，再重新开始存取。高速缓冲存储器的命中率为0.9，主存储器的命中率为0.6，则该系统中存取一个字的平均存取时间是多少（单位为ns）？

答案：有三种情况需要考虑：

1.14、假设处理器使用一个栈来管理过程调用和返回。请问可以取消程序计数器而用栈指针代替吗？

答案：如果栈只用于保存返回地址。或者如果栈也用于传递参数，这种方案只有当栈作为传递参数的控制单元而非机器指令时才成立。这两种情况下可以取消程序计数器而用栈指针代替。在后者情况中，处理器同时需要一个参数和指向栈顶部的程序计数器。

第2章操作系统概述

2.1假设我们有一台多道程序的计算机，每个作业有相同的特征。在一个计算周期T中，一个作业有一半时间花费在I/O上，另一半用于处理器的活动。每个作业一共运行N个周期。假设使用简单的循环法调度，并且I/O操作可以与处理器操作重叠。定义以下量：

?时间周期=完成任务的实际时间

?吞吐量=每个时间周期T内平均完成的作业数目

?处理器使用率=处理器活跃（不是处于等待）的时间的百分比

当周期T分别按下列方式分布时，对1个、2个和4个同时发生的作业，请计算这些量：

a. 前一般用于I/O，后一半用于处理器。

b. 前四分之一和后四分之一用于I/O，中间部分用于处理器。

答：（a）和（b）的答案相同。尽管处理器活动不能重叠，但I/O操作能。

一个作业时间周期=NT 处理器利用率=50﹪

两个作业时间周期=NT 处理器利用率=100﹪

四个作业时间周期=（2N-1）NT 处理器利用率=100﹪

2.2 I/O限制的程序是指如果单独运行，则花费在等待I/O上的时间比使用处理器的时间要多的程序。处理器限制的程序则相反。假设短期调度算法偏爱那些在近期石油处理器时间较少的算法，请解释为什么这个算法偏爱I/O限制的程序，但是并不是永远不受理处理器限制程序所需的处理器时间？

受I/O限制的程序使用相对较少的处理器时间，因此更受算法的青睐。然而，受处理器限制的进程如果在足够长的时间内得不到处理器时间，同一算法将允许处理器去处理此进程，因为它最近没有使用过处理器。这样，一个处理器限制的进程不会永远得不到处理器。

2.3请对优化分时系统的调度策略和用于优化多道程序批处理系统的调度策略进行比较。

分时系统关注的是轮转时间，时间限制策略更有效是因为它给所有进程一个较短的处理时间。批处理系统关心的是吞吐量，更少的上下文转换和更多的进程处理时间。因此，最小的上下文转换最高效。

2.4系统调用的目的是什么?如何实现与操作系统相关的的系统调用以及与双重模式（内核模式和用户模式）操作相关的系统调用？

系统调用被应用程序用来调用一个由操作系统提供的函数。通常情况下，系统调用最终转换成在内核模式下的系统程序。

2.5在IBM的主机操作系统OS/390中，内核中的一个重要模块是系统资源管理程序（System Resource Manager,SRM），他负责地址空间（进程）之间的资源分配。SRM是的OS/390在操作系统中具有特殊性，没有任何其他的主机操作系统，当然没有任何其他类型的操作系统可以比得上SRM所实现的功能。资源的概念包括处理器、实存和I/O通道，SRM累计处理器、I/O通道和各种重要数据结构的利用率，它的目标是基于性能监视和分析提供最优的性能，其安装设置了以后的各种性能目标作为SRM的指南，这会基于系统的利用率动态的修改安装和作业性能特点。SRM依次提供报告，允许受过训练的操作员改进配置和参数设置，以改善用户服务。

现在关注SRM活动的一个实例。实存被划分为成千上万个大小相等的块，称为帧。每个帧可以保留一块称为页的虚存。SRM每秒大约接受20次控制，并在互相之间以及每个页面之间进行检查。如果页未被引用或被改变，计数器增1。一段时间后，SRM求这些数据的平均值，以确定系统中一个页面未曾被触及的平均秒数。这样做的目的是什么？SRM将采取什么动作？

操作系统可以查看这些数据已确定系统的负荷，通过减少加在系统上的活跃作业来保持较高的平均利用率。典型的平均时间应该是两分钟以上，这个平均时间看起来很长，其实并不长。

第3章进程描述和控制

3.1.给出操作系统进行进程管理时的五种主要活动，并简单描述为什么需要它们。

答：用户进程和系统进程创建及删除。系统中的进程可以为信息共享、运算加速、模块化和方便并发地执行。而并发执行需要进程的创建和删除机制。当进程创建或者运行时分配给它需要的资源。

当进程终止时，操作系统需要收回任何可以重新利用的资源。

进程的暂停和继续执行。在进程调度中，当进程在等待某些资源时，操作系统需要将它的状态改变为等待或就绪状态。当所需要的资源可用时，操作系统需要将它的状态变为运行态以使其继续执行。

提供进程的同步机制。合作的进程可能需要共享数据。对共享数据的并行访问可能会导致数据冲突。

操作系统必须提供进程的同步机制以使合作进程有序地执行，从而保证数据的一致性。

提供进程的通信机制。操作系统下执行的进程既可以是独立进程也可以是合作进程。合作进程之间必须具有一定的方式进行通信。

提供进程的死锁解决机制。在多道程序环境中，多个进程可能会竞争有限的资源。如果发生死锁，所有的等待进程都将永远不能由等待状态再变为运行态，资源将被浪费，工作永远不能完成。

3.2.在[PINK89] 中为进程定义了以下状态：执行（运行）态、活跃（就绪）态、阻塞态和挂起态。当进

程正在等待允许使用某一资源时，它处于阻塞态；当进程正在等待它已经获得的某种资源上的操作完成时，它处于挂起态。在许多操作系统中，这两种状态常常放在一起作为阻塞态，挂起态使用本章中给出的定义。请比较这两组定义的优点。

答：[PINK89]中引用了以下例子来阐述其中阻塞和挂起的定义：

假设一个进程已经执行了一段时间，它需要一个额外的磁带设备来写出一个临时文件。在它开

始写磁带之前，进程必须得到使用某一设备的许可。当它做出请求时，磁带设备可能并不可用，

这种情况下，该进程就处于阻塞态。假设操作系统在某一时刻将磁带设备分配给了该进程，这

时进程就重新变为活跃态。当进程重新变为执行态时要对新获得的磁带设备进行写操作。这时

进程变为挂起态，等待该磁带上当前所进行的写操作完成。

这种对等待某一设备的两种不同原因的区别，在操作系统组织其工作时是非常有用的。然而这并不能表明那些进程是换入的，那些进程是换出的。后一种区别是必需的，而且应该在进程状态中以某种形式表现出来。

3.3.对于图3.9（b）中给出的7状态进程模型，请仿照图3.8（b）画出它的排队图。

答：图9.3给出了单个阻塞队列的结果。该图可以很容易的推广到多个阻塞队列的情形。

3.4.考虑图3.9（b）中的状态转换图。假设操作系统正在分派进程，有进程处于就绪态和就绪/挂起态，

并且至少有一个处于就绪/挂起态的进程比处于就绪态的所有进程的优先级都高。有两种极端的策略：（1）总是分派一个处于就绪态的进程，以减少交换；（2）总是把机会给具有最高优先级的进程，即使会导致在不需要交换时进行交换。请给出一种能均衡考虑优先级和性能的中间策略。

答：对于一个就绪/挂起态的进程，降低一定数量（如一或两个）优先级，从而保证只有当一个就绪/挂起态的进程比就绪态的进程的最高优先级还高出几个优先级时，它才会被选做下一个执行。

3.5.表3.13给出了V AX/VMS操作系统的进程状态。

a.请给出这么多种等待状态的理由。

b.为什么以下状态没有驻留和换出方案：页错误等待、也冲突等待、公共事件等待、自由页等待

和资源等待。

c.请画出状态转换图，并指出引发状态装换的原因。

答：

a.每一种等待状态都有一个单独的队列与其相关联。当影响某一等待进程的事件发生时，把等待

进程分成不同的队列就减少了定位这一等待进程所需的工作量。例如，当一个页错误完成时，

调度程序就可以在页错误等待队列中找到等待的进程。

b.在这些状态下，允许进程被换出只会使效率更低。例如，当发生页错误等待时，进程正在等待

换入一个页从而使其可以执行，这是将进程换出是毫无意义的。

c.可以由下面的进程状态转换表得到状态转换图。

当前状态下一状态

3.6.V AM/VMS操作系统采用了四种处理器访问模式，以促进系统资源在进程间的保护和共享。访问模

式确定：

●指令执行特权：处理器将执行什么指令。

●内存访问特权：当前指令可能访问虚拟内存中的哪个单元。

四种模式如下：

●内核模式：执行VMS操作系统的内核，包括内存管理、中断处理和I/O操作。

●执行模式：执行许多操作系统服务调用，包括文件（磁盘和磁带）和记录管理例程。

●管理模式：执行其他操作系统服务，如响应用户命令。

●用户模式：执行用户程序和诸如编译器、编辑器、链接程序、调试器之类的实用程序。

在较少特权模式执行的进程通常需要调用在较多特权模式下执行的过程，例如，一个用户程序需要一个操作系统服务。这个调用通过使用一个改变模式（简称CHM）指令来实现，该指令将引发一个中断，把控制转交给处于新的访问模式下的例程，并通过执行REI（Return from Exception or Interrupt，从异常或中断返回）指令返回。

a.很多操作系统有两种模式，内核和用户，那么提供四种模式有什么优点和缺点？

b.你可以举出一种有四种以上模式的情况吗？

答：

a.四种模式的优点是对主存的访问控制更加灵活，能够为主存提供更好的保护。缺点是复杂和处

理的开销过大。例如，程序在每一种执行模式下都要有一个独立的堆栈。

b.原则上，模式越多越灵活，但是四种以上的模式似乎很难实现。

3.7.在前面习题中讨论的VMS方案常常称为环状保护结构，如图3.18所示。3.3节所描述的简单的内核

/用户方案是一种两环结构，[SILB04]指出了这种方法的问题：环状（层次）结构的主要缺点是它不允许我们实施须知原理，特别地，如果一个对象必须在域D j中可访问，但在域D i中不可访问，则必须有就j

a.请清楚地解释上面引文中提出的问题。

b.请给出环状结构操作系统解决这个问题的一种方法。

答：

a.当j

更具有特权或者要求的安全性更高，那么这种限制就是合理的。然而，通过以下方法却可以绕

过这种安全策略。一个运行在D j中的进程可以读取D j中的数据，然后把数据复制到D i中。随

后，D i中的进程就可以访问这些信息了。

b.有一种解决这一问题的方法叫做可信系统，我们将在16章中进行讨论。

3.8.图3.7（b）表明一个进程每次只能在一个事件队列中。

a.是否能够允许进程同时等待一个或多个事件？请举例说明。

b.在这种情况下，如何修改图中的排队结构以支持这个新特点？

答：

a.一个进程可能正在处理从另一个进程收到的数据并将结果保存到磁盘上。如果当前在另一个进

程中正有数据在等待被取走，进程就可以继续获得数据并处理它。如果前一个写磁盘操作已经

完成，并且有处理好的数据在等待写出，那么进程就可以继续写磁盘。这样就可能存在某一时

刻，进程即在等待从输入进程获得数据，又在等待磁盘可用。

b.有很多种方法解决这一问题。可以使用一种特殊的队列，或者将进程放入两个独立的队列中。

不论采用哪种方法，操作系统都必须处理好细节工作，使进程相继地关注两个事件的发生。

3.9.在很多早期计算机中，中断导致寄存器值被保存在与给定的中断信息相关联的固定单元。在什么情

况下这是一种实用的技术？请解释为什么它通常是不方便的。

答：这种技术是基于被中断的进程A在中断响应之后继续执行的假设的。但是，在通常情况下，中断可能会导致另一个进程B抢占了进程A。这是就必须将进程A的执行状态从与中断相关的位置复制到与A相关的进程描述中。然而机器却有可能仍将它们保存到前一位置。参考：[BRIN73]。

3.10. 3.4节曾经讲述过，由于在内核模式下执行的进程是不能被抢占的，因此UNIX不适用于实时应用。

请阐述原因。

答：由于存在进程不能被抢占的情况（如在内核模式下执行的进程），操作系统不可能对实时需求给予迅速的反应。

第4章线程、对称多处理和微内核

4.1.一个进程中的多个线程有以下两个优点：（1）在一个已有进程中创建一个新线程比创建一个新进程

所需的工作量少；（2）在同一个进程中的线程间的通信比较简单。请问同一个进程中的两个线程间的模式切换与不同进程中的两个线程间的模式切换相比，所需的工作量是否要少？

答：是的，因为两个进程间的模式切换要储存更多的状态信息。

4.2.在比较用户级线程和内核级线程时曾指出用户级线程的一个缺点，即当一个用户级线程执行系统调

用时，不仅这个线程被阻塞，而且进程中的所有线程都被阻塞。请问这是为什么？

答：因为对于用户级线程来说，一个进程的线程结构对操作系统是不可见的，而操作系统的调度是以进程为单位的。

4.3.在OS/2中，其他操作系统中通用的进程概念被分成了三个独立类型的实体：会话、进程和线程。一

个会话是一组与用户接口（键盘、显示器、鼠标）相关联的一个或多个进程。会话代表了一个交互式的用户应用程序，如字处理程序或电子表格，这个概念使得PC用户可以打开一个以上的应用程序，在屏幕上显示一个或更多个窗口。操作系统必须知道哪个窗口，即哪个会话是活跃的，从而把键盘和鼠标的输入传递个相应的会话。在任何时刻，只有一个会话在前台模式，其他的会话都在后台模式，键盘和鼠标的所有输入都发送给前台会话的一个进程。当一个会话在前台模式时，执行视频输出的进程直接把它发送到硬件视频缓冲区。当一个会话在后台时，如果该会话的任何一个进程的任何一个线程正在执行并产生屏幕输出，则这个输出被送到逻辑视频缓冲区；当这个会话返回前台时，屏幕被更新，为新的前台会话反映出逻辑视频缓冲区中的当前内容。

有一种方法可以把OS/2中与进程相关的概念的数目从3个减少到2个。删去会话，把用户接口（键盘、显示器、鼠标）和进程关联起来。这样，在某一时刻，只有一个进程处于前台模式。为了进一步地进行构造，进程可以被划分成线程。

a.使用这种方法会丧失什么优点？

b.如果继续使用这种修改方法，应该在哪里分配资源（存储器、文件等）：在进程级还是线程级？

答：

a.会话的使用非常适合个人计算机和工作站对交互式图形接口的需求。它为明确图形输出和键盘/

鼠标输入应该被关联到什么位置提供了一个统一的机制，减轻了操作系统的工作负担。

b.应该和其他的进程/线程系统一样，在进程级分配地址空间和文件。

4.4.考虑这样一个环境，用户级线程和内核级线程呈一对一的映射关系，并且允许进程中的一个或多个

线程产生会引发阻塞的系统调用，而其他线程可以继续运行。解释为什么这个模型可以使多线程程序比在单处理器机器上的相应的单线程程序运行速度更快？

答：问题在于机器会花费相当多的时间等待I/O操作的完成。在一个多线程程序中，可能一个内核级线程会产生引发阻塞的系统调用，而其他内核级线程可以继续执行。而在单处理器机器上，进程则必须阻塞知道所有的系统调用都可以继续运行。参考：[LEWI96]

4.5.如果一个进程退出时，该进程的某些线程仍在运行，请问他们会继续运行吗？

答：不会。当一个进程退出时，会带走它的所有东西——内核级线程，进程结构，存储空间——包括线程。参考：[LEWI96]

4.6.OS/390主机操作系统围绕着地址空间和任务的概念构造。粗略说来，一个地址空间对应于一个应用

程序，并且或多或少地对应于其他操作系统中的一个进程；在一个地址空间中，可以产生一组任务，并且它们可以并发执行，这大致对应于多线程的概念。管理任务结构有两个主要的数据结构。地址空间控制块（ASCB）含有OS/390所需要的关于一个地址空间的信息，而不论该地址空间是否在执行。ASCB中的信息包括分派优先级、分配给该地址空间的实存和虚存、该地址空间中就绪的任务数以及是否每个都被换出。一个任务控制块（TCB）标识一个正在执行的用户程序，它含有在一个地址空间中管理该任务所需要的信息，包括处理器状态信息、指向该任务所涉及到的程序的指针和任务执行结构。ASCB是在系统存储器中保存的全局结构，而TCB是保存在各自的地址空间中的局部结构。请问把控制信息划分成全局和局部两部分有什么好处？

答：关于一个地址空间的尽可能多的信息可以随地址空间被换出，从而节约了主存。

4.7.一个多处理系统有8个处理器和20个附加磁带设备。现在有大量的作业提交给该系统，完成每个作

业最多需要4个磁带设备。假设每个作业开始运行时只需要3个磁带设备，并且在很长时间内都只需要这3个设备，而只是在最后很短的一段时间内需要第4个设备以完成操作。同时还假设这类作业源源不断。

a.假设操作系统中的调度器只有当4个磁带设备都可用时才开始一个作业。当作业开始时，4个设

备立即被分配给它，并且直到作业完成时才被释放。请问一次最多可以同时执行几个作业？采

用这种策略，最多有几个磁带设备可能是空闲的？最少有几个？

b.给出另外一种策略，要求其可以提高磁带设备的利用率，并且同时可以避免系统死锁。分析最

多可以有几个作业同时执行，可能出现的空闲设备的范围是多少。

答：

a.采用一个保守的策略，一次最多同时执行20/4=5个作业。由于分配各一个任务的磁带设备最多

同时只有一个空闲，所以在同一时刻最多有5个磁带设备可能是空闲的。在最好的情况下没有

磁带设备空闲。

b.为了更好的利用磁设备，每个作业在最初只分配三个磁带设备。第四个只有的需要的时候才分

配。在这种策略中，最多可以有20/3=6个作业同时执行。最少的空闲设备数量为0，最多有2

个。参考：Advanced Computer Architectrue,K.Hwang,1993.

4.8.在描述Solaris用户级线程状态时，曾表明一个用户级线程可能让位于具有相同优先级的另一个线程。

请问，如果有一个可运行的、具有更高优先级的线程，让位函数是否还会导致让位于具有相同优先级或更高优先级的线程？

答：任何一个可能改变线程优先级或者使更高优先级的线程可运行的调用都会引起调度，它会依次抢占低优先级的活跃线程。所以，永远都不会存在一个可运行的、具有更高优先级的线程。参考：[LEVI96]

第5章并发性：互斥和同步

5.1

答：b.协同程序read读卡片，将字符赋给一个只有一个字大小的缓冲区rs然后在赋给squash协同程。协同程序Read在每副卡片图像的后面插入一个额外的空白。协同程序squash不需要知道任何关于输入的八十个字符的结构，它简单的查找成对出现的星号，然后将更改够的字符串经由只有一个字符大小的缓冲sp，传递给协同程序print。最后协同程序print简单的接受到来的字符串，并将他们打印在包含125个字符的行中。

5.2．考虑一个并发程序，它有两个进程p和q，定义如下。A.B.C.D和E是任意的原子语句。假设住程序执行两个进程的parbegin

Void p() void q()

{ A; { D;

B; E;

C; }

}

答：ABCDE;ABDCE;ABDEC;ADBCE;ADBEC;ADEBC;DEABC;DAEBC;DABEC;DABCE;

5.3考虑下面的程序

const int n=50;

int tally;

void total()

{ int count;

for(count =1;count <=n;count ++)

{tally++;

}

}

void main()

{

tally =0;

parbegin(total(),total();

write(tally);

}

答：a.随意一看,tally值的范围好像是落在[50,100]这个区间里,因为当没有互斥时可以从0直接增加到50.这一基本论点是当并发的运行这两进程时,我们不可能得到一个比连续执行单一某进程所得tally值还低的一个最终tally值.但是考虑下面由这两进程按交替顺序执行载入,增加,存储的情况,同时变更这个共享变量的取值:

1.进程A载入tally值,tally值加到1,在此时失去处理器(它已经增加寄存器的值到1,但是还没有存储这个值).

2.进程B载入tally值(仍然是0),然后运行完成49次增加操作,在它已经将49这个值存储给共享变量tally后,失去处理器控制权.

3.进程A重新获得处理器控制权去完成它的第一次存储操作(用1去代替先前的49这个tally值),此时被迫立即放弃处理器.

4.进程B重新开始,将1(当前的tally值)载入到它自己的寄存器中,但此时被迫放弃处理器(注意这是B的最后一次载入).

5.进程A被重新安排开始,但这次没有被中断,直到运行完成它剩余的49次载入,增加和存储操作,结果是此时tally值已经是50.

6.进程B在它终止前完成仅有的最后一次增加和存储操作.它的寄存器值增至2,同时存储这个值做为这个共享变量的最终结果.

一些认为会出现低于2这个值的结果,这种情况不会出现.这样tally值的正确范围是[2,100].

b.对一般有N个进程的情况下,tally值的最终范围是[2,N*50],因为对其他所有进程来说,从最初开始运行到在第五步完成.但最后都被进程B破坏掉它们的最终结果.

5.4.忙等待是否总是比阻塞等待效率低（根据处理器的使用时间）？请解释。

答：就一般情况来说是对的,因为忙等待消耗无用的指令周期.然而,有一种特殊情况,当进程执行到程序的某一点处,在此处要等待直到条件满足,而正好条件已满足,此时忙等待会立即有结果,然而阻塞等待会消耗操作系统资源在换出与换入进程上.

5.5考虑下面的程序

boolean blocked[2];

int rurn;

void P(int id)

{

While (true)

{

While(turn!=id);

{

While(blocked[1-!id]

/*do nothing*/;

Turn =id;

}

}

Void main ()

{

Blocked[0]=false;

Blocked[1]=false;

Turn=0;

Parbegin(P(0),P(1));

}

这是【HYMA66】中提出的解决互斥问题的一种方法。请举出证明该方法不正确的一个反例。

答：考虑这种情况:此时turn=0,进程P(1)使布尔变量blocked[1]的值为true,在这时发现布尔变量blocked[0]的值为false,然后P(0)会将true值赋予blocked[0]

,此时turn=0,P(0)进入临界区,P(1)在将1赋值给turn后,也进入了临界区.

5.6解决互斥的另一种软件方法是lamport的面包店（bakery）算法，之所以起这个名字，是因为它的思想

来自于面包店或其他商店中，每个顾客在到达时都得到一个有编号的票，并按票号依次得到服务，算法如下：

Boolean choosing[n];

Int number[n];

While (true)

{

Choosing[i]=true;

Number[i]=1+getmax(number[],n)；

Choosing[i]=false;

For(int j=0;j

{

While (choosing[j])

{}

While ((number[j]!=0)&&(number[j],j)<(number[i],i)

{}

}

/*critical section*/

Number[i]=0;

/*remainder*/;

}

数组choosing和number分别被初始化成false和0，每个数组的第i个元素可以由进程i读或写，但其他进程只能读。符号（a，b）<（c，d）被定义成

（a，c）或（a=c且b

A．用文字描述这个算法。

B．说明这个算法避免了死锁。

C．说明它实施了互斥。

答：a.当一个进程希望进入临界区时,它被分配一个票号.分配的票号是通过在目前那些等待进入临界区的进程所持票号和已经在临界区的进程所持票号比较,所得最大票号再加1得到的.有最小票号的进程有最高的优先级进入临界区.当有多个进程拥有同样的票号时,拥有最小数字号进入临界区.当一个进程退出临界区时,重新设置它的票号为0.

b.如果每个进程被分配唯一的一个进程号,那么总会有一个唯一的,严格的进程顺序.因此,死锁可以

避免.

c.为了说明互斥,我们首先需要证明下面的定理:如果Pi在它的临界区,Pk已经计算出来它的

number[k],并试图进入临界区,此时就有下面的关系式: ( number[i], i ) < ( number[k], k ).为证明定理,定义下

面一些时间量:

Tw1:Pi最后一次读choosing[k], 当j=k,在它的第一次等待时,因此我们在Tw1处有choosing[k] = false.

Tw2:Pi开始它的最后执行, 当j=k,在它的第二次while循环时,因此我们有Tw1 < Tw2.

Tk1:Pk在开始repeat循环时;Tk2:Pk完成number[k]的计算;

Tk3: Pk设置choosing[k]为false时.我们有Tk1

因为在Tw1处,choosing[k]=false,我们要么有Tw1

5.7当按图5.2的形式使用一个专门机器指令提供互斥时，对进程在允许访问临界区之前必须等待多久没有控制。设计一个使用testset指令的算法，且保证任何一个等待进入临界区的进程在n-1个turn内进入，n 是要求访问临界区的进程数，turn是指一个进程离开临界区而另一个进程获准访问这个一个事件。

答：以下的程序由[SILB98]提供：

var j: 0..n-1;

key: boolean;

repeat

waiting[i] := true;

key := true;

while waiting[i] and key do key := testset(lock);

waiting[i] := false;

< critical section >

j := i + 1 mod n;

while (j ≠ i) and (not waiting[j]) do j := j + 1 mod n;

if j = i then lock := false

else waiting := false;

< remainder section >

Until

这个算法用最普通的数据结构：var waiting: array [0..n – 1] of boolean

Lock：boolean

这些数据结构被初始化成假的，当一个进程离开它的临界区，它就搜索waiting的循环队列

5.8考虑下面关于信号量的定义：

Void semWait(s)

{

If (s.count>0)

{

s.count--;

}

Else

{

Place this process in s.queue;

Block;

}

}

操作系统精髓与设计原理-第11章_IO管理和磁盘调度,第12章_文件管理

第十一章 I/O管理和磁盘调度 复习题 11.1列出并简单定义执行I/O的三种技术。 ·可编程I/O：处理器代表进程给I/O模块发送给一个I/O命令，该进程进入忙等待，等待操作的完成，然后才可以继续执行。 ·中断驱动I/O：处理器代表进程向I/O模块发送一个I/O命令，然后继续执行后续指令，当I/O模块完成工作后，处理器被该模块中断。如果该进程不需要等待I/O完成，则后续指令可以仍是该进程中的指令，否则，该进程在这个中断上被挂起，处理器执行其他工作。 ·直接存储器访问（DMA）：一个DMA模块控制主存和I/O模块之间的数据交换。为传送一块数据，处理器给DMA模块发送请求，只有当整个数据块传送完成后，处理器才被中断。 11.2逻辑I/O和设备I/O有什么区别？ ·逻辑I/O：逻辑I/O模块把设备当作一个逻辑资源来处理，它并不关心实际控制设备的细节。逻辑I/O模块代表用户进程管理的一般I/O功能，允许它们根据设备标识符以及诸如打开、关闭、读、写之类的简单命令与设备打交道。 ·设备I/O：请求的操作和数据（缓冲的数据、记录等）被转换成适当的I/O指令序列、通道命令和控制器命令。可以使用缓冲技术，以提高使用率。 11.3面向块的设备和面向流的设备有什么区别？请举例说明。 面向块的设备将信息保存在块中，块的大小通常是固定的，传输过程中一次传送一块。通常可以通过块号访问数据。磁盘和磁带都是面向块的设备。 面向流的设备以字节流的方式输入输出数据，其末使用块结构。终端、打印机通信端口、鼠标和其他指示设备以及大多数非辅存的其他设备，都属于面向流的设备。 11.4为什么希望用双缓冲区而不是单缓冲区来提高I/O的性能？ 双缓冲允许两个操作并行处理，而不是依次处理。典型的，在一个进程往一个缓冲区中传送数据（从这个缓冲区中取数据）的同时，操作系统正在清空（或者填充）另一个缓冲区。 11.5在磁盘读或写时有哪些延迟因素？ 寻道时间，旋转延迟，传送时间 11.6简单定义图11.7中描述的磁盘调度策略。 FIFO:按照先来先服务的顺序处理队列中的项目。 SSTF:选择使磁头臂从当前位置开始移动最少的磁盘I/O请求。 SCAN:磁头臂仅仅沿一个方向移动，并在途中满足所有未完成的请求，直到

操作系统原理试题

操作系统原理试题1 一、填空题（19’） 1.操作系统的基本类型有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。 2.在操作系统中，处理机的状态分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁两种。 3.进程的三种基本状态是▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。 4.N个进程互斥访问一变量，设置一信号灯S, 则S取值范围是▁▁▁▁▁。 5.在分区式存贮管理中，首次适应法中自由主存队列应按▁▁▁▁排序，最佳适 应法中自由主存队列应按▁▁▁▁▁排序，最坏适应法中自由主存队列应按▁▁▁▁▁排序。 6.常用的缓冲技术有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。 7.按I/O控制器智能化程度的高低，可把I/O设备的控制方式分为四类▁▁▁▁、 ▁▁▁▁、▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。 二、名词解释（9’） 1、响应时间 2、虚拟存储器 3、进程同步 三、简答题（36’） 1．什么叫重定位？动态重定位和静态重定位有什么区别？（7’） 2．什么叫进程？进程和程序有什么区别？（7’） 3．简述分段和分页的区别。（6’） 4．请详细说明可通过哪些途径预防死锁？（8’） 5．请详细说明请求分页系统的地址变换过程。（8’） 四、一单道批处理系统中,有如下四个作业,并采用短作业优先调度算法,试计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间。（8’）(单位:小时) 五、系统盘块大小为512B(字节),盘块编号长4B,文件说明中可存放10个盘块编号。 关于文件大小有如下统计结果： 文件大小≤512B 占40% 512B＜文件大小≤3KB 占30% 3KB＜文件大小≤64KB 占20% 64KB＜文件大小≤192KB 占8% 192KB＜文件大小≤8MB 占2% 试为该系统设计文件的物理结构，使访问文件时具有尽可能小的平均访问磁盘次数，

计算机操作系统原理复习题

课程成绩构成 笔试：70% 平时：30% 试卷构成： 名词解释五小题，共15分； 简答五小题，共35分； 综合题四小题，共50分。 第一章操作系统引论 1、设计现代操作系统的主要目标？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2、操作系统的作用？ 答：（1）作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）作为计算机系统资源的管理者 （3）实现了对计算机资源的抽象 3、操作系统发展的主要动力？ 答：（1）不断提高计算机资源的利用率 （2）方便用户 （3）器件的不断更新换代 （4）计算机体系结构的不断发展 4、为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 5、单道批理？多道程序设计？多道批处理？ 单道批处理系统定义：把一批作业以脱机方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序(Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直至磁带(盘)上的所有作业全部完成，系统对作业的处理都是成批地进行的，且在内存中始终只保持一道作业。 多道批处理系统定义：由多道程序设计技术组成的系统。

6、分时系统产生主要动力？关键技术？特征？ 答：(1)推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 （2）关键技术：为实现分时系统，其中，最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。此后，用户可继续键入下一条命令，此即人—机交互。应强调指出，即使有多个用户同时通过自己的键盘键入命令， （3）特征：多路性；独立性；及时性；交互性。 7、实时任务划分？实时系统与分时系统比较？ 实时任务划分：（1）按任务执行时是否呈现周期性来划分 （2）根据对截止时间的要求来划分。 比较：（1）多路性。实时信息处理系统的多路性主要表现在系统周期性的对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。而分时系统的多路性则与用户情况有关，时多时少。 （2）独立性。实时信息处理系统的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时是彼此独立操作，互不干扰。而分时控制系统中，对象的采集和对象的控制也是互不干扰。 （3）及时性。实时信息处理系统的及时性以人所能接受的等待时间来确定。分时系统的及时性是以控制对象所要求的开始截止时间或完成时间来确定的，一般为毫秒级。 （4）交互性。实时信息处理系统仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。分时系统能够向终端用户提供数据处理和资源共享等服务。 （5）可靠性。分时系统也要求可靠性，但实时系统要求更高度的可靠性。 8、操作系统定义？特征？ 答：操作系统的定义：操作系统（operating system，简称OS）是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的软件和硬件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。 特征：（1）并发性（2）共享性（3）虚拟技术（4）异步性 9、是什么原因使操作系统具有异步性特征？ 答：操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序

《操作系统精髓与设计原理·第五版》练习题及答案

第1章计算机系统概述 1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令： 0011 = 从I/O中载入AC 0111 = 把AC保存到I/O中 在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）： 1.从设备5中载入AC。 2.加上存储器单元940的内容。 3.把AC保存到设备6中。 假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。 答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006 步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC 步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC 步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备 6 1.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。 答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。 b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并 且PC增1。这两个步骤是并行完成的。 c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。 2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。 b. 地址940中的值被送入MBR中。 c. MBR中的值被送入AC中。

3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。 b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并 且PC增1。 c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。 4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。 b. 地址941中的值被送入MBR中。 c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存 到AC中。 5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。 b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并 且PC增1。 c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。 6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。 b. AC中的值被送入MBR中。 c. MBR中的值被存储到地址为941的存储单元之中。 1.4、假设有一个微处理器产生一个16位的地址（例如，假设程序计数器和地址寄存器都是16位）并且具有一个16位的数据总线。 a.如果连接到一个16位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？ b.如果连接到一个8位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？ c.处理访问一个独立的I/O空间需要哪些结构特征？ d.如果输入指令和输出指令可以表示8位I/O端口号，这个微处理器可以支持

021008[操作系统原理] 天津大学机考题库答案

操作系统原理复习题 一、名词解释 1、快表：为提高地址变换速度，在地址变换机构中增设的一个具有并行查寻能力的特殊高速缓冲存储器，称为快表。 2、写时拷贝：子进程和父进程共享一个虚存空间，只是在两个进程中某一个进程需要向虚拟内存写入时，才建立属于该进程的虚存空间，并把要写入的内容拷贝到新建立的虚拟内存中，然后建立该虚拟内存与物理地址页面的映射关系。 3、虚拟存储器：指仅把作业的一部分装入内存便可以运行作业的存储器系统，具体说，是指具有请求调入的功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 4、操作系统：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度以及方便用户的程序的集合。 5、进程：是进程实体的运行过程。 二、简答题 1、叙述页式存储管理中快表的作用以及使用快表实现地址转换的过程。 答：快表用来存放当前经常使用的页表表项，则在查页表时可以减少指令的执行时间，提高作业的运行速度，只有当快表不中时，才需访问内存。 在使用快表进行地址变换时，首先按逻辑地址值得页号查找快表，如果该页号在快表中，从与此页号对应得表项中得到块号，然后与页内偏址形成绝对地址。如果在快表中查不到所需的页号，再查页表得到块号，形成绝对地址。在此之后，要把页表的该项号写入快表中，以备以后使用。 2、进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？ 答：可抢占式会引起系统的开销更大。 可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间（和空间）开销增大。 3、一个含五个逻辑记录的文件，系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上，每 个记录占用一个磁盘块，现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录，简 1/ 5

《操作系统精髓与设计原理·第六版》中文版标准答案

《操作系统精髓与设计原理·第六版》中文版答案

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复习题答案 第1章计算机系统概述 1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。 主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。 1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。 用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。 控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。 1.3 一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？ 处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。 处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。 数据处理：处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。 控制：某些指令可以改变执行顺序。 1.4 什么是中断？ 中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。 1.5 多中断的处理方式是什么？ 处理多中断有两种方法。第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。 1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么？ 存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。 1.7 什么是高速缓冲存储器？ 高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。 1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。 可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。 中断驱动I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。如果它对于进程等待I/O的完成来说是不必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被执行。 直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向DMA模块发送一个传送数据块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。 1.9 空间局部性和临时局部性间的区别是什么？ 空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。临时局部性（即时间局部性）是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。 1.10 开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？ 空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。时间局部性的开发是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据，并且定义缓冲存储的优先级。 第2章操作系统概述

中山大学操作系统原理卷试题答案

2008操作系统A卷参考答案 班级姓名学号成绩 一、术语解释（5个，共20分） 1、内核：实现操作系统的最基本功能、常驻内容并要求CPU在核心态方式 下运行的代码和相关数据结构。 2、信号量：操作系统内容定义和管理的一种特殊数据结构，提供了初始化、 增值和减值等操作供进程调用，以实现进程互斥或同步。 3、临界区：两个或多个进程中，对应的程序中各存在一段访问共享数据的 代码块，设为CS1、CS2、。。。，这些代码块中，若有某个进程执行其 中一个(设CSi），则其它进程执行其它相应代码块只能在CSi完成后才 能开妈执行。具有这种要求的代码块称为临界区 4、线程：进程中的一个独立的调度执行单位。多线程技术中，同一进程中 可以有多个独立的调度执行单位，并且可以并发执行。 5、逻辑地址：程序设计员在程序中使用的地址。 二、简答题（5题，共30分） 6、系统调用的过程中，控制的转移步骤如何 答：CPU控制权在用户态的进程中，进程执行陷入或软中断指令硬件执行中断响应动作进入内核，CPU控制权在核心态的操作系统内核代码中，执行系统调用服务程序,并可能进行进程调度，选择下一个可运行的进程恢复可运行进程的上下文 CPU控制权又交给在用户态的进程， 7、与层次结构比较，微内核结构的主要优缺点是什么 答：优点有接口一致性、系统安全性高、功能扩展灵活性、可移植性高、适用于分布式环境。缺点是效率较低。 8、与多进程技术相比，多线程技术有哪些优点 答：同一进程的多个线程共享进程的资源，因此与进程相比，线程占用的资源极少；创建/撤消线程更快；同一进程的多个线程同属一个地址空间，可以使用共享变量直接通信；用户级线程还不需内核管理，减少了内核的开销。 9、用Test_And_Set指令如何实现互斥 10、文件打开过程主要工作及步骤 答：1搜索文件目录，以获取该文件控制信息；2 检查操作权限；3 分配活动文件表的表项和打开文件表的表项，填入相应的文件控制信息；分配必要的缓冲区；4 返回打开文件表的表项指针（文件句柄），供进程以后读写文件。 三、应用分析题（共4题，共40分） 11、（10分）k读者-写者问题：有一个文件F被多个进程读取或修改，其 中一批进程只读取F，另一些进程只修改F。为了保证系统响应时间，规 定最多只能有k个进程同时操作F。试用信号量及P、V操作实现读者与 写者的同步。 答： … Semaphore wr=1; Semaphore rd=k;;

13-14-2操作系统原理练习题

《操作系统原理》练习题 一、填空题 1. 每个进程都有一个生命周期，这个周期从_进程被创建_开始，到_进程被撤消__而结束。 2. 当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：_封闭性_和可再现性。 3. 并发进程中与共享变量有关的程序段称为_临界区_。 4. 一个进程或者由系统创建，或者由_父进程__创建。 5. 一个进程的静态描述是处理机的一个执行环境，被称为_进程上下文_。 6. 信号量的物理意义是：信号量大于0，其值为_可用资源数_；信号量小于0，其绝对值为__阻塞进程数__。 7. 系统有某类资源5个，供3个进程共享，如果每个进程最多申请__2__个该类资源，则系统是安全的。 8. 不可中断的过程称为__原语__。 9. 操作系统中，进程可以分为__系统_进程和__用户__进程两类。 10. 操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是_操作员(或用户)__接口和_程序员(或程序)_接口。 11. 批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据_作业控制说明书_的要求自动控制作业的执行。 12. 在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台作业，而由批处理系统控制的作业称为__后台_作业。 13. 采用SPOOL技术的计算机系统中，操作员只要启动__预输入__程序工作，就可以把作业存放到__输入井__中等待处理。 14. 作业控制方式有_批处理(脱机)_方式和__(20)__方式二种。 15. 对资源采用抢夺式分配可以防止死锁，能对处理器进行抢夺式分配的算法有__(21)__算法和__(22)__算法。 16. 因争用资源产生死锁的必要条件是互斥、__(23)__、不可抢占和__(24)__。 17. 死锁的形成，除了与资源的__(25)__有关外，也与并发进程的__(26)__有关。 18. 为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__(27)__，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__(28)__次序申请这些资源。 19. 内存管理的核心问题是如何实现__(29)__的统一，以及它们之间的__(30)__问题。 20. 页式存储管理中，处理器设置的地址转换机构是__(31)__寄存器。 21. 在页式和段式存储管理中，__(32)__存储管理提供的逻辑地址是连续的。 22. 实现地址重定位或地址映射的方法有两种：__(33)__和__(34)__。 23. 在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，__(35)__的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，__(36)__的作业得到优先调度。 24. 确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，即使CPU繁忙的作业和__(37)__的作业搭配使用。 25. 按照组织形式分类文件，可以将文件分为普通文件、目录文件和__(38)__。 26. 文件系统为用户提供了__(39)__的功能，以使得用户能透明地存储访问文件。 27. 文件名或记录名与物理地址之间的转换通过__(40)__实现。

操作系统精髓与设计原理课后答案

操作系统精髓与设计原理课后答案 第1章计算机系统概述 1.1列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。 主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。 1.2定义处理器寄存器的两种主要类别。 用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。 控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。 1.3一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？ 处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。 处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。 数据处理：处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。 控制：某些指令可以改变执行顺序。 1.4什么是中断？ 中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。 1.5多中断的处理方式是什么？ 处理多中断有两种方法。第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。 1.6内存层次的各个元素间的特征是什么？ 存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。 1.7什么是高速缓冲存储器？ 高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。1.8列出并简要地定义I/O操作的三种技术。 可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。 中断驱动I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。如果它对于进程等待I/O的完成来说是不必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被执行。 直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向DMA模块发送一个传送数据块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。 1.9空间局部性和临时局部性间的区别是什么？ 空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。临时局部性（即时间局部性）是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。 1.10开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？ 空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。时间局部性的开发是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据，并且定义缓冲存储的优先级。 第2章操作系统概述

操作系统原理考题及答案

《操作系统原理》期末考试题 班级学号姓名 一、单项选择题（每题2分，共26分） 1.操作系统是一种()。 A. 系统软件 B. 系统硬件 C. 应用软件 D. 支援软件 2.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同在于（）。 A.实现各台计算机这间的通信 B.共享网络中的资源 C.满足较在规模的应用 D.系统中多台计算机协作完成同一任务 3.下面对进程的描述中，错误的是（）。 A.进程是动态的概念 B. 进程执行需要处理机 C.进程是指令的集合 D. 进程是有生命期的 4.临界区是指并发进程中访问共享变量的（）段。 A.管理信息 B.信息存储 C.数据 D.程序 5.要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条（）。 A.互斥 B.请求与保持 C.不剥夺 D.循环等待 6.以下哪种存储管理不可用于多道程序系统中（）。 A.单一连续区存储管理 B.固定式区存储管理 D. 段式存储管理 C.可变分区存储管理7.在可变式分区存储管理

中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与 1 / 8 相邻空闲区合并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的 情况是（）。 A.无上邻空闲区也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区但无下邻空闲区 C.有下邻空闲区但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区也有下邻空闲 区 8.系统“抖动”现象的发生不是由（）引起的。 A.置换算法选择不当 B.交换的信息量过大 C.主存容量不足 D.请求页式管理方案 9.在进程获得所需全部资源，唯却CPU时，进程处于（）状态。 A.运行 B.阻塞 C.就绪 D.新建 10.要页式存储管理系统中，将主存等分成（）。 A.块 B.页 C.段长 D.段 11.系统利用SPOOLING技术实现（）。 A.对换手段 B.虚拟设备 C.系统调用 D.虚拟存储 12.设备从磁盘驱动器中读出一块数据的总时间为（）。 A.等待时间+ 传输时间 B.传输时间 D.延迟时间+ 查找时间+ 传输时间 C.查找时间+ 传输时间 13.如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用（）

(完整word版)操作系统参考书目

参考书目： 1.[美]William Stallings，陈渝等译．操作系统-精髓与设计原理(第五版)．北 京：电子工业出版社，2006 2.James L. Peterson，Operating System Concepts（Second Edition）， Addison-Wesley Publishing Company Inc.，1985 3.[荷]特纳鲍姆，现代操作系统（英文版.第2版），北京，机械工业出版社， 2002 4.[美]Andrew S．Tanenbaum & Albert S．Woodhull，王鹏等译．操作系统： 设计与实现(第二版)．北京：电子工业出版社，1998 5.[美]Larry L.Peterson, Bruce S.Davie著, 计算机网络系统方法（英文.第 三版）, 机械工业出版社，2005 6.张尤腊，仲萃豪等，计算机操作系统，北京，科学出版社，1979 7.孙钟秀，费翔林，骆斌，谢立，操作系统教程（第三版），北京，高等教育 出版社，2003 8.汤子瀛，哲凤屏，汤小丹．计算机操作系统(修订版)．西安，西安电子科技 大学出版社，2001 9.何炎祥，李飞等，计算机操作系统，北京，清华大学出版社，2006 10.陈向群，向勇等，Windows 操作系统原理（第2版），北京，机械工业出版社， 2004 11.左万历，周长林，计算机操作系统教程（第二版），北京，高等教育出版社， 2005 12.孟庆昌，操作系统，北京，电子工业出版社，2004 13.蒋静，徐志伟，操作系统-原理.技术与编程，北京，机械工业出版社，2004 14.张尧学，史美林．计算机操作系统教程(第2版)．北京：清华大学出版社， 2000 15.盂静．操作系统原理教程．北京：清华大学出版社，2001 16.冯耀霖，杜舜国，操作系统（第2版），陕西，西安电子科技大学出版社， 1996 17.李学干，计算机系统结构（第三版），陕西，西安电子科技大学出版社，2000 18.曾平，曾慧．操作系考点精要与解题指导.北京，人民邮电出版社，2002 19.徐甲同，网络操作系统，吉林，吉林大学出版社，2000 20.David A. Rusling，The Linux Kernel，北京，机械工业出版社，2000 21.陈莉君，Linux操作系统内核分析，北京，人民邮电出版社，2000

操作系统原理及应用试题附答案

操作系统原理及应用试题附答案 第一部分选择题一、单项选择题（本大题共4小题，每小题2分，共8分） 1、从静态角度来看，进程由__________、数据集合、进程控制块及相关表格三部分组成。（）A、JCB B、PCB C、程序段 D、I/O缓冲区 2、请求页式管理方式中，首先淘汰在内存中驻留时间最长的帧，这种替换策略是_____.（）A、先进先出法（FIFO） B、最近最少使用法（LRU） C、优先级调度 D、轮转法 3、文件安全管理中，___________安全管理规定用户对目录或文件的访问权限。（）A、系统级 B、用户级 C、目录级 D、文件级 4、排队等待时间最长的作业被优先调度，这种算法是___________。A、优先级调度 B、响应比高优先 C、短作业优先D、先来先服务第二部分非选择题 二、填空题（本大题共16小题，每小题1分，共16分） 5、常规操作系统的主要功能有：_处理机管理_、存贮管理、设备管理、文件管理以及用户界面管理。 6、操作系统把硬件全部隐藏起来，提供友好的、易于操作的用户界面，好象是一个扩展了的机器，即一台操作系统虚拟机。 7、进程管理的功能之一是对系统中多个进程的状态转换进行控制。 8、逻辑_文件是一种呈现在用户面前的文件结构。 9、操作系统中实现进程互斥和同步的机制称为同步机构_。 10、内存中用于存放用户的程序和数据的部分称为用户区（域）。 11、存贮器段页式管理中，地址结构由段号、段内页号和页内相对地址三部分组成。 12、在操作系统中，通常用户不使用设备的物理名称（或物理地址），而代之以另外一种名称来操作，这就是逻辑设备名。 13、在操作系统中，时钟常有两种用途：报告日历和时间，对资源使用记时。 14、库文件允许用户对其进行读取、执行，但不允许修改.

操作系统精髓与设计原理-第2章 操作系统概述

第二章操作系统概述 复习题 2.1操作系统设计的三个目标是什么？ 方便：操作系统使计算机更易于使用。 有效：操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源。 扩展的能力：在构造操作系统时，应该允许在不妨碍服务的前提下有效地开发、测试和引进新的系统功能。 2.2什么是操作系统的内核？ 内核是操作系统最常使用的部分，它存在于主存中并在特权模式下运行，响应进程调度和设备中断。 2.3什么是多道程序设计？ 多道程序设计是一种处理操作，它在两个或多个程序间交错处理每个进程。 2.4什么是进程？ 进程是一个正在执行的程序，它被操作系统控制和选择。 2.5操作系统是怎么使用进程上下文的？ 执行上下文又称为进程状态，是操作系统用来管理和控制所需的内部数据。这种内部信息和进程是分开的，因为操作系统信息不允许被进程直接访问。上下文包括操作系统管理进程以及处理器正确执行进程所需要的所有信息，包括各种处理器寄存器的内容，如程序计数器和数据寄存器。它还包括操作系统使用的信息，如进程优先级以及进程是否在等待特定I/O事件的完成。 2.6列出并简要介绍操作系统的五种典型存储管理职责。 进程隔离：操作系统必须保护独立的进程，防止互相干涉数据和存储空间。 自动分配和管理：程序应该根据需要在存储层次间动态的分配，分配对程序员是透明的。因此，程序员无需关心与存储限制有关的问题，操作系统有效的实现分配问题，可以仅在需要时才给作业分配存储空间。 2.7解释实地址和虚地址的区别。 虚地址指的是存在于虚拟内存中的地址，它有时候在磁盘中有时候在主存中。实地址指的是主存中的地址。 2.8描述轮循调度技术。 轮循调度是一种调度算法，所有的进程存放在一个环形队列中并按固定循序依次激活。因为等待一些事件（例如：等待一个子进程或一个I/O操作）的发生而不能被处理的进程将控制权交给调度器。

操作系统原理试题

操作系统原理试题 一. 名词解释题 1. 中断 2. 进程控制块(PCB) 3. 虚时钟 4. 段式管理 5. 文件控制块(FCB) 6. 对换(SWAPPING) 7. 系统调用 8. 绝对路径名 9. 特别文件10. 虚设备技术 11. 管道 12. 中断接收 13. 恢复现场 14. 页式管理 15. 作业步 16. 字符流文件 17. 通道 18. 页面淘汰 19. 多道程序设计 20. 死锁 21. 当前目录 22. 快表 23. 作业调度 24. 原语 25. 中断屏蔽 26. 地址映射 27. 文件目录 28. 死锁避免 29. 原语 30. 作业控制块 31. CPU状态 32. 虚存 33. 磁盘调度 34. 缓冲技术 35. 中断 36. 进程调度 37. 虚设备 39. 死锁预防 40. 文件目录 41. 原语 42. 交换技术 43. 互斥区 二. 填空题 1. 分时系统追求的目标是_____. 2. 用户进程从目态(常态)转换为管态(特态)的唯一途径是____. 3. 从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序段、数据和____三部分组成. 4. 在系统内核中必须包括的处理模块有进程调度、原语管理和____. 5. 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是____. 6. 操作系统中的一种同步机制, 由共享资源的数据及其在该数据上的一组操作组成, 该同步机制称为________. 7. 在可变分区存储管理中, 为实现地址映射, 一般由硬件提供两个寄存器, 一个是基址寄存器, 另一个是____. 8. 联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是____. 9. 在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生____中断. 10. 文件系统中若文件的物理结构采用顺序结构, 则文件控制快FCB 中关于文件的物理位置应包括____. 11. 在操作系统设计时确定资源分配算法, 以消除发生死锁的任何可能性, 这种解决死锁的方法是____. 12. 选择对资源需求不同的作业进行合理搭配, 并投入运行是由____来完成的. 13. 实时系统应具有两个基本特征: 及时性和______. 14. 磁带上的文件只能采用_____存取方式. 15. 不让死锁发生的策略可以分成静态和动态的两种, 死锁避免属于_____. 16. 在UNIX系统中, 文件分成三类, 即普通文件, 目录文件和_____. 17. 在磁盘调度策略中有可能使I/O请求无限期等待的调度算法是_____. 18. 进程获得了除CPU外的所有资源, 一旦获得CPU即可执行, 这时进程处于_____状态.

操作系统精髓与设计原理-第12章-文件管理

第12章文件管理 复习题： 12.1、域和记录有什么不同？ 答：域（field）是基本数据单位。一个域包含一个值。记录（record）是一组相关的域的集合，它可以看做是应用程序的一个单元。 12.2、文件和数据库有什么不同？ 答：文件（file）是一组相似记录的集合，它被用户和应用程序看做是一个实体，并可以通过名字访问。数据库（database）是一组相关的数据集合，它的本质 特征是数据元素间存在着明确的关系，并且可供不同的应用程序使用。 12.3、什么是文件管理系统？ 答：文件管理系统是一组系统软件，为使用文件的用户和应用程序提供服务。12.4、选择文件组织时的重要原则是什么？ 答：访问快速，易于修改，节约存储空间，维护简单，可靠性。 12.5、列出并简单定义五种文件组织。 答：堆是最简单的文件组织形式。数据按它们到达的顺序被采集，每个记录由一串数据组成。顺序文件是最常用的文件组织形式。在这类文件中，每个记录 都使用一种固定的格式。所有记录都具有相同的长度，并且由相同数目、长度 固定的域按特定的顺序组成。由于每个域的长度和位置已知，因此只需要保存 各个域的值，每个域的域名和长度是该文件结构的属性。索引顺序文件保留 了顺序文件的关键特征：记录按照关键域的顺序组织起来。但它还增加了两个 特征：用于支持随机访问的文件索引和溢出文件。索引提供了快速接近目标记 录的查找能力。溢出文件类似于顺序文件中使用的日志文件，但是溢出文件中 的记录可以根据它前面记录的指针进行定位。索引文件：只能通过索引来访 问记录。其结果是对记录的放置位置不再有限制，只要至少有一个索引的指针 指向这条记录即可。此外，还可以使用长度可变的记录。直接文件或散列 文件：直接文件使用基于关键字的散列。 12.6、为什么在索引顺序文件中查找一个记录的平均搜索时间小于在顺序文件中的平均 搜索时间？ 答：在顺序文件中，查找一个记录是按顺序检测每一个记录直到有一个包含符合条件的关键域值的记录被找到。索引顺序文件提供一个执行最小穷举搜索的索引 结构。 12.7、对目录执行的典型操作有哪些？ 答：搜索，创建文件，删除文件，显示目录，修改目录。 12.8、路径名和工作目录有什么关系？ 答：路径名是由一系列从根目录或主目录向下到各个分支，最后直到该文件的路径 中的目录名和最后到达的文件名组成。工作目录是一个这样的目录，它是含有用 户正在使用的当前目录的树形结构。 12.9、可以授予或拒绝的某个特定用户对某个特定文件的访问权限通常有哪些？ 答：无（none），知道（knowledge），执行（execution），读(reading)，追加（appending）， 更新（updating），改变保护（changing protection），删除（deletion）。 12.10、列出并简单定义三种组块方式。 答：固定组块（fixed blocking）：使用固定长度的记录，并且若干条完整的记录被保存在一个块中。在每个块的末尾可能会有一些未使用的空间，称为内部碎片。

操作系统原理题库

一、单项选择题(每题1分，共15分) 1．实时系统（）。 ①．是依赖人为干预的监督和控制系统 ②．必须既要及时响应、快速处理，又要有高可靠性和安全性 ③．强调系统资源的利用率 ④．实质上是批处理系统和分时系统的结合 2．能实现存器保护方法（）。 ①.当“基址寄存器值≤访问地址≤限长寄存器值”时不允许访问 ②每次地址访问需修改基址寄存器和限长寄存器的值 ③．基址寄存器+限长寄存器的值是访问的有效地址 ④.采用基址寄存器和限长寄存器可以实现存储保护 3．支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程运行来实现CPU的共享，不是引起操作系统选择新进程的直接原因是（）。 ①.运行进程的时间片用完②.运行进程出错 ③.运行进程要等待某一事件的发生④.有新进程进入就绪状态 4．用磁带作为文件存储介质时，文件只能组织成（）。 ①.顺序文件②.链接文件 ③.索引文件④.目录文件 5．UNIX系统中，正确描述文件目录和索引结点的概念（）。

①.文件目录和索引结点相同②文件目录和索引结点无联系③文件目录中有文件的控制信息④.索引结点中有文件的控制信息 6．串联文件适合于（）。 ①直接存取②随机存取 ③顺序存取④索引存取 7．建立多级目录（）。 ①便于文件的保护②便于关闭文件 ③解决文件的重名与共享④提高系统的效率 8．分页存储管理中,主存的分配是（）。 ①以块为单位进行②以作业的大小分配 ③以物理段进行分配④以逻辑记录大小进行分配 9．分页存储管理要求（） ①用户程序给出页号②地址空间必须连续。 ③磁盘空间必需连续④物理空间必须是连续。 10．根据作业说明书中的信息，对作业进行控制,称此种作业为()①计算型作业②终端型作业 ③联机作业④脱机作业 11．正确描述关闭文件的概念（）。 ①将磁盘上该文件目录删除②将磁盘上文件内容删除 ③将内存中该文件目录删除④将内存中文件内容删除

中山大学操作系统原理A卷试题答案

2008操作系统A卷参考答案 班级 __________ 姓名____________ 学号________ 成绩_________ 一、术语解释（5个，共20分） 1、内核：实现操作系统的最基本功能、常驻内容并要求CPU在核心态方式下运行的代码 和相关数据结构。 2、信号量：操作系统内容定义和管理的一种特殊数据结构，提供了初始化、增值和减值等操 作供进程调用，以实现进程互斥或同步。 3、临界区：两个或多个进程中，对应的程序中各存在一段访问共享数据的代码块，设 为CS1、CS2、。。。，这些代码块中，若有某个进程执行其中一个（设CSi）,则其它进 程执行其它相应代码块只能在CSi完成后才能开妈执行。具有这种要求的代码块称为临界 区 4、线程：进程中的一个独立的调度执行单位。多线程技术中，同一进程中可以有多个独立的 调度执行单位，并且可以并发执行。 5、逻辑地址：程序设计员在程序中使用的地址。 二、简答题（5题，共30分） 6、系统调用的过程中，控制的转移步骤如何？ 答：CPU控制权在用户态的进程中，进程执行陷入或软中断指令硬件执行中断响应动作进入内核，CPU控制权在核心态的操作系统内核代码中，执行系统调用服务程序,并可能进行进程调度，选择下一个可运行的进程恢复可运行进程的上下文CPU 控制权又交给在用户态的进程， 7、与层次结构比较，微内核结构的主要优缺点是什么？ 答：优点有接口一致性、系统安全性高、功能扩展灵活性、可移植性高、适用于分布式环境。 缺点是效率较低。 8、与多进程技术相比，多线程技术有哪些优点？ 答：同一进程的多个线程共享进程的资源，因此与进程相比，线程占用的资源极少；创建/撤消线程更快；同一进程的多个线程同属一个地址空间，可以使用共享变量直接通信；用户级线程还不需内核管理，减少了内核的开销。 9、用Test_And_Set指令如何实现互斥？ 10、文件打开过程主要工作及步骤 答：1搜索文件目录，以获取该文件控制信息；2检查操作权限；3分配活动文件表的 表项和打开文件表的表项，填入相应的文件控制信息；分配必要的缓冲区；4返回打开文件表的表项指针（文件句柄），供进程以后读写文件。 三、应用分析题（共4题，共40分） 11、（10分）k读者-写者问题：有一个文件F被多个进程读取或修改，其中一批进程 只读取F，另一些进程只修改F。为了保证系统响应时间，规定最多只能有k个进 程同时操作F。试用信号量及P、V操作实现读者与写者的同步。 答: Semaphore wr=1;

操作系统原理复习题

操作系统原理复习题 一、名词解释题 1. 中断 2. 进程控制块(PCB) 3. 虚时钟 4. 段式管理 5. 文件控制块(FCB) 6. 对换(SWAPPING) 7. 系统调用 8. 绝对路径名 9. 特别文件10. 虚设备技术 11. 管道 12. 中断接收 13. 恢复现场 14. 页式管理 15. 作业步 16. 字符流文件 17. 通道 18. 页面淘汰 19. 多道程序设计 20. 死锁 21. 当前目录 22. 快表 23. 作业调度 24. 原语 25. 中断屏蔽 26. 地址映射 27. 文件目录 28. 死锁避免 29. 原语 30. 作业控制块 31. CPU状态 32. 虚存 33. 磁盘调度 34. 缓冲技术 35. 中断 36. 进程调度 37. 虚设备 39. 死锁预防 40. 文件目录 41. 原语 42. 交换技术 43. 互斥区 二. 填空题 1. 分时系统追求的目标是_____. 2. 用户进程从目态(常态)转换为管态(特态)的唯一途径是____. 3. 从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序段、数据和____三部分组成. 4. 在系统内核中必须包括的处理模块有进程调度、原语管理和____. 5. 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是____. 6. 操作系统中的一种同步机制, 由共享资源的数据及其在该数据上的一组操作组成, 该同步机制称为________. 7. 在可变分区存储管理中, 为实现地址映射, 一般由硬件提供两个寄存器, 一个是基址寄存器, 另一个是____. 8. 联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是____. 9. 在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生____中断. 10. 文件系统中若文件的物理结构采用顺序结构, 则文件控制快FCB 中关于文件的物理位置应包括____. 11. 在操作系统设计时确定资源分配算法, 以消除发生死锁的任何可能性, 这种解决死锁的方法是____. 12. 选择对资源需求不同的作业进行合理搭配, 并投入运行是由____来完成的. 13. 实时系统应具有两个基本特征: 及时性和______. 14. 磁带上的文件只能采用_____存取方式. 15. 不让死锁发生的策略可以分成静态和动态的两种, 死锁避免属于_____. 16. 在UNIX系统中, 文件分成三类, 即普通文件, 目录文件和_____. 17. 在磁盘调度策略中有可能使I/O请求无限期等待的调度算法是_____. 18. 进程获得了除CPU外的所有资源, 一旦获得CPU即可执行, 这时进程处于_____状态. 19. 为实现CPU与外部设备的并行工作, 系统必须引入_____硬件基础. 20. 操作系统为保证不经文件拥有者授权, 任何其它用户不能使用该文件所提出的解决措施是_____. 21. 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始和结束之间的状态, 这就称为_____. 22. 在操作系统的存储管理中, 存储共享的两个目的是_____和实现进程通信. 23. 在存储管理中, 为进程分配内存时, 取满足申请要求且长度最大的空闲区域, 这一算法称为_____.