操作系统作业题及标准答案
《操作系统》课程作业
（2013年春）
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作业一：作业管理
1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序
A、B、C构成如下：
A：输入32秒，计算8秒，输出5秒
B ：输入21秒，计算14秒，输出35秒
C ：输入12秒，计算32秒，输出15秒
问： （1）三道程序顺序执行的总时间是多少？
（2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、 假设一个单CPU 系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU
（1） 不采用spooling 技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始
到最后一个作业输出完毕）。
（2） 如采用spooling 技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给
出相应的示意图。
作业二：进程管理
1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。
2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。
S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y
R(c,y) W(r)
3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等
的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。
P P P i
P ..
..
1
2
i
k
..
4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V
操作写出有关互斥算法。
（1） 一次只允许一个进程进入临界区；
（2） 一次允许m （m 作业三：进程管理 1、 假若一个街道交通如下图所示，若有一长度大于两个路口距离的车，可以从东南西北四 个方向开来，问（1）何时会发生死锁？（2）请提出一种可预防死锁发生的简单方法。 2、 某超市市场科容纳100人同时购物，入口处备有篮子，每个购物者可取1只篮子入内购 物，出口处结账并归还篮子（出、入口仅容1人通过）。请试用P ，V 操作及信号量写出如下情况的购物同步算法： （1）1个出入口，且一次只允许1人通过；（2）1个入口，n 个出口（n ≥1且为整数）。 3、设有无穷多个缓冲区和无穷多个信息，甲进程把信息逐个写入每个缓冲区，乙进程则逐个地从缓冲区中取出信息。试问： （1）两个进程间的制约关系； （2）用P ，V 操作写出两个进程的同步算法，并给出信号量的初值； （3）指出信号量的值的变化范围及取值的含义。 作业四：作业、进程调度 1、下面哪几种调度算法适合于作业调度，哪些适合进程调度？ （1）先来先服务（2）轮转法（3）短作业优先（4）优先级高者优先（5）长作业优先 2、作业调度算法选择作业的原则可以是保证系统吞吐量大、对用户公平合理或者充分发挥系统资源的利用率。通常情况下，采用简单算法只能体现其中一种原则而其它原则得不到反映。为此，给出下列能反映多种原则的调度算法，并假定完全根据优先数从高到低顺序挑选作业，作业优先数按下述公式计算： R(优先数)=(作业等待时间)2+1/(作业要求运行时间) 请问这种算法反映了上述原则中的哪些原则？并简述理由。 3、假设有4 计算在单道程序环境下，采用先来先服务调度算法、最短作业优先调度算法和最高响应比优先调度算法时的平均周转时间和平均带权周转时间，并指出他们的调度顺序。 作业五：存储管理 1、假定某页式虚拟系统中，页面大小为100个单元，某作业占有实页面数为M=3，它的访问地址（走向）序列为75，175，66，267，32，102，333，166，22，255，256（数字为虚存的逻辑地址）。（1）请指出这些单元对应的页面访问顺序序列；（2）按先来先服务（FIFO）页面淘汰算法求出缺页率f，并画出图表表示之；（3）按最近最久未使用（LRU）页面置换算法求出缺页率f，并画出图表表示之。 2、有系统其主存容量为1024K（字节），有6个作业同时到达，各作业要求主存量和运行时间如下表所示。假定系统初启时，将主存1024K按作业的编号顺序分给各道作业，并假定是多CPU下，分配到主存的作业都可以立即运行。请问： （1）1秒后，主存空白区按首次适应和最佳适应算法的链接方式链接，将如何链接？（2）2秒后，主存空白区按首次适应和最佳适应算法的链接方式链接，将如何链接？ （3）在（2）后，此时有一个作业7要求进入主存，它需要主存量为30K，按上述两种 作业六：文件管理 1、在UNIX系统中，为使文件的索引表较小又能允许组织大文件，采用直接索引与多次间接索引（多级索引）方式，给出一个文件的所有磁盘的块号，如下图。假设每个磁盘块大小为1024字节，并且每个间接块容纳256个块号，试问： （1）如某进程要读取某文件的字节偏移量为9000处的数据，应如何找到它所在的磁盘块及块内位移量？ （2 2、磁道（0-90道）的存取正在处理第55道的服务请求，对于磁盘访问序列（磁道号）：22、77、35、90、40、8 3、66，试问对以下的磁盘I/O请求调度算法而言，满足以上请求序列，磁头将如何移动，移动距离为多少？若每移动一个柱面需3ms，计算总共花费的寻道时间。 （1）先来先服务算法（FCFS） （2）最短查找时间优先调度（SSTF） （3）扫描调度（SCAN）（电梯调度算法） （4）循环扫描（C-SCAN）算法 3、如果磁道范围0-99，刚结束第50道的服务请求，对于磁道序列70，25，40，85，90，55，分别按第2题（1）-（4）四种磁道扫描方法，磁头将如何移动？ 作业一：作业管理 3、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 4、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（3）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （4）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业一解答过程： 1、（1）三道程序顺序执行的总时间是：32+8+5+21+14+35+12+32+15=174秒。 （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需90秒（按BCA顺序执行），示意图如下： 注：按ABC执行需117s，按ACB执行需126s，按BAC执行需112s，按BCA执行需90s，按CAB执行114s，按CBA执行需99s。 2、（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间为： 100/1000（输入）+3（执行）+2000/1000（输出）+200/1000+2+600/1000=7.9分钟 （2）采用spooling技术，这2道作业的总运行时间为5.7分钟。 作业二：进程管理 5、请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein条件。 6、有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 7、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k .. 8、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 作业二解答过程： 1、Bernstein 条件（可并发执行的条件）： 设R(Si)={a1,a2,…,am}表示程序Si 在执行期间所需要引用（读）变量的集合---读集 W(Si)={ b1,b2,…,bn}表示程序Si 在执行期间要改变（写）变量的集合---写集 如果两个程序S1和S2能同时满足下述条件，它们便能并发执行，否则不能 R(S1)∩W(S2)= {∮}，W(S1)∩R(S2)={∮}，W(S1)∩W(S2)={∮} （也可以写成 R(S1)∩W(S2)∪W(S1)∩R(S2)∪W(S1)∩W(S2)={∮} ） 2、前趋图： 3、设第i 块缓冲区的公用信号量为buf[i]，初值为1； 生产者进程的私用信号量为produce ，初值为m ； 消费者进程的私用信号量为consume ，初值为0。 发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)描述如下： 4、（1）一次只允许一个进程进入临界区： 设s为互斥信号量，初值为1，表示有1个空闲且可用的共享临界资源 对任一进程Pi（1≤i≤k）： P(s) <进入临界区> V(s) 信号量s的变化范围为[-(k-1),…,-1,0,1]。其中，s=1表示有1个空闲且可用的临界资源，且没有进程进入类名为s的临界区；s=0表示有1个进程在临界区中（该临界资源已被某进程占用），但无等待使用该临界资源的进程；s=-n(1≤n≤k-1，n为整数)表示有1个进程在临界区中，且有n个进程等待使用该临界资源。 （2）一次允许m（m 设s为互斥信号量，初值为m，表示有m个空闲且可用的共享临界资源，即可允许m 个进程同时进入该临界区 对任一进程Pi（1≤i≤k）： P(s) <进入临界区> V(s) 信号量s的变化范围为[-(k-m),…,-1,0,1,…,m]。其中，s= m表示有m个空闲且可用的临界资源，且没有进程进入类名为s的临界区；s=j(1≤j＜m，j为整数)表示有m-j个进程正在该临界区中，且仍有j个空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；s=0表示有m个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；s=-n(1≤n≤k-m，n为整数)表示有m个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，且有n个进程等待使用该临界资源。 作业三：进程管理 3、假若一个街道交通如下图所示，若有一长度大于两个路口距离的车，可以从东南西北四 个方向开来，问（1）何时会发生死锁？（2）请提出一种可预防死锁发生的简单方法。 ./ 4、 某超市市场科容纳100人同时购物，入口处备有篮子，每个购物者可取1只篮子入内购 物，出口处结账并归还篮子（出、入口仅容1人通过）。请试用P ，V 操作及信号量写出如下情况的购物同步算法： （1）1个出入口，且一次只允许1人通过； （2）1个入口，n 个出口（n ≥1且为整数）。 3、设有无穷多个缓冲区和无穷多个信息，甲进程把信息逐个写入每个缓冲区，乙进程则逐个地从缓冲区中取出信息。试问： （1）两个进程间的制约关系； （2）用P ，V 操作写出两个进程的同步算法，并给出信号量的初值； （3）指出信号量的值的变化范围及取值的含义。 作业三解答过程： 1、（1）何时会发生死锁？ （2）请提出一种可预防死锁发生的简单方法 北 北 设4个路口为4个资源，其信号量分别设为S1，S2，S3和S4，初值均为1，代表资源 信号量S1，S2，S3和S4 的变化范围均为[-∞,…,-1,0,1]。其中，S1~S4=1表示有1个空闲且可用的临界资源，且没有进程进入类名为S1~S4的临界区；S1~S4=0表示有1个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；S1~S4=-m （m 为正整数）表示有1个进程正在该临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，且有m 个进程等待使用该临界资源。 2、（ 1 ）1个出入口，且一次只允许1人通过： 设超市容量信号量为S ，初值为100；购物进程为Pi ，购物信号量为mutex ，初值为 1。 购物进程 Pi 同步描述： P （S ） P （mutex ） <进入超市并取1只篮子> V （mutex ） <选购商品> P （mutex ） <结账并归还篮子> V （mutex ） V （S ） 信号量S 的变化范围为[-m ,…,-1,0,1,…,100] (m 为正整数)。其中，S=100表示有100个空闲且可用的临界资源，且没有进程进入类名为S 的临界区；s=j(1≤j ＜100，j 为整数)表示有100-j 个进程正在该临界区中，且仍有j 个空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；s=0表示有100个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；s=-m (m 为正整数)表示有100个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，且有m 个进程等待使用该临界资源；信号量mutex 的变化范围为 北 方向① 方向② 方向③ 方向④ 路口 S1 路口 S2 路口 S3 路口 S4 [-99,…,-1,0,1]。其中，…… （2）1个入口，n 个出口（n ≥1且为整数） 设购物进程为Pi,；超市容量信号量为S ，初值为100；入口互斥信号量为mutex1，初值为1；出口互斥信号量为mutex2，初值为n 。 购物进程Pi 同步描述： P （S ） P （mutex1） <进入超市并取1只篮子> V （mutex1） <选购商品> P （mutex2） <结账并归还篮子> V （mutex2） V （S ） 信号量S 的变化范围为[-m,…,-1,0,1,…,100]（m 为正整数）。其中，……；信号量mutex1和mutex2的变化范围均为[-99,…,-1,0,1]。其中，…… 3、（1）两个进程间的制约关系：乙进程不能先于甲进程执行，而甲进程不受乙进程约束。 （2）设置1个信号量S ，S 表示甲进程写满的缓冲区的个数，S 初值为0，表示缓冲区为空，则甲、乙两进程的同步算法描述为 甲进程： i=0 i=i+1 <写入第i 个缓冲区> V （S ） 乙进程： j=0 j=j+1 P （S ） <读出第j 个缓冲区> （3）信号量S 的变化范围为[-1,+∞]中的整数，当S=-1时表示缓冲区从未被写入信息或缓冲区信息被乙进程读空，且乙进程要求进一步读缓冲区中的信息，即乙进程超前甲进程欲读取缓冲区的信息而受阻。 作业四：作业、进程调度 1、下面哪几种调度算法适合于作业调度，哪些适合进程调度？ （1）先来先服务（2）轮转法（3）短作业优先（4）优先级高者优先（5）长作业优先 2、作业调度算法选择作业的原则可以是保证系统吞吐量大、对用户公平合理或者充分发挥系统资源的利用率。下表给出了3种简单的作业调度算法： （1）请指出每种算法主要是体现了上述哪种原则。（在对应的行列上打上记号√） （2）如果在实际系统中只采用上述3种简单算法的任一种，都只能体现其中一种原则而其它原则得不到反映。为此，给出下列能反映多种原则的调度算法，并假定完全根据优先数从高到低顺序挑选作业，作业优先数按下述公式计算： R(优先数)=(作业等待时间)2+1/(作业要求运行时间) 请问这种算法反映了上述原则中的哪些原则？并简述理由。 3、假设有4 比优先调度算法时的平均周转时间和平均带权周转时间，并指出他们的调度顺序。 作业四解答过程： 1、适用于作业调度用的算法：（1）（3）（4）（5），适用于进程调度用的算法：（1）（2）（4）。 2、（1） （2）该算法体现了先来先服务原则和最短作业优先原则。理由如下： 体现先来先服务原则：假若两作业运行时间相同，但到达时间不同，早到达的作业等待时间长，根据公式计算，它的优先数大，则优先调度。 体现最短作业优先原则：假若两道作业同时到达，但运行时间不等，根据公式计算，运行时间短的作业其优先数高，因而优先调度。 3、（1 平均周转时间T=(2+2.8+3.1+3.3)/4=2.8小时 平均带权周转时间W=(1+2.8+6.2+11)/4=5.25小时 （2）最短作业优先（SJF）调度：调度顺序为1→4→3→2。 平均带权周转时间W=(1+6+4.8+3.6)/4=3.85小时 （3）最高响应比优先（HRN）调度：调度顺序为1→4→3→2。 响应比=(作业执行时间+作业等待时间)/作业执行时间 从下表可见，在作业1完成时刻（12.00），作业2、3、4的响应比最高的为4；在作业 4完成时刻（12.30 平均带权周转时间W=(1+6+4.8+3.6)/4=3.85小时 作业五：存储管理 1、假定某页式虚拟系统中，页面大小为100个单元，某作业占有实页面数为M=3，它的访问地址（走向）序列为75，175，66，267，32，102，333，166，22，255，256（数字为虚存的逻辑地址）。（1）请指出这些单元对应的页面访问顺序序列；（2）按先来先服务（FIFO）页面淘汰算法求出缺页率f，并画出图表表示之；（3）按最近最久未使用（LRU）页面置换算法求出缺页率f，并画出图表表示之。 2、有系统其主存容量为1024K（字节），有6个作业同时到达，各作业要求主存量和运行时间如下表所示。假定系统初启时，将主存1024K按作业的编号顺序分给各道作业，并假定是多CPU下，分配到主存的作业都可以立即运行。请问： （1）1秒后，主存空白区按首次适应和最佳适应算法的链接方式链接，将如何链接？ （2）2秒后，主存空白区按首次适应和最佳适应算法的链接方式链接，将如何链接？ （3）在（2）后，此时有一个作业7要求进入主存，它需要主存量为30K，按上述两种算法应把那一块空白区分给它，并画出分配后的链接情况。 作业五解答过程： 1、（1）访问序列为0，1，0，2，0，1，3，1，0，2，2。 （2）FIFO ： 缺页率（3）LRU ： 缺页率f=5/11=45.45%。 2、（1）1 首次适应算法：120→50→154 最佳适应算法：50→120→154 （2）2秒后，主存空白区的链接方式： 首次适应算法：320→50→474 最佳适应算法：50→320→474 （3）2秒后，作业7要求进入主存： 首次适应算法：290→50→474 最佳适应算法：20→320→474 作业六：文件管理 1、在UNIX 系统中，为使文件的索引表较小又能允许组织大文件，采用直接索引与多次间接索引（多级索引）方式，给出一个文件的所有磁盘的块号，如下图。假设每个磁盘块大小为1024字节，并且每个间接块容纳256个块号，试问： （1）如某进程要读取某文件的字节偏移量为9000处的数据，应如何找到它所在的磁盘块及块内位移量？ （2）如想要存取350000处，又将如何？ 2、磁道（0-90道）的存取正在处理第55道的服务请求，对于磁盘访问序列（磁道号）：22、77、35、90、40、8 3、66，试问对以下的磁盘I/O请求调度算法而言，满足以上请求序列，磁头将如何移动，移动距离为多少？若每移动一个柱面需3ms，计算总共花费的寻道时间。 （1）先来先服务算法（FCFS） （2）最短查找时间优先调度（SSTF） （3）扫描调度（SCAN）（电梯调度算法） （4）循环扫描（C-SCAN）算法 3、如果磁道范围0-99，刚结束第50道的服务请求，对于磁道序列70，25，40，85，90，55，分别按第2题（1）-（4）四种磁道扫描方法，磁头将如何移动？ 作业六解答过程： 1、（1）根据9000/1024=8.8，故该字节在文件索引8（从0开始计）直接块中，于是可从表目项中读出内容为367，即该字节在磁盘块号为367的盘块中；再根据9000mod1024=808，查表在367号磁盘块的808字节即为文件的9000字节。 （2）350000/1024=341.8，则该字节在文件的逻辑块号为341的块中，故可知它必在二次间接寻址中（因为直接+1次间接可寻256+10=266块）。根据(341-266)/256=75/256=0.29（整数部分为0），可知其在二次间接块中0的表目上，又因为75mod256=75，可知在一次间接75表目处，从题表中可分别读出表目项内容为331和3333，可知在磁盘块3333中。由350000mod1024=816，得出文件的350000字节是3333磁盘块的816字节。 2、（1）先来先服务算法（FCFS）：访问序列55→22→77→35→90→40→83→66 总移动柱面距离为：33+55+42+55+50+43+17=295，总寻道时间为3ms*295=885ms。（2）最短查找时间优先调度（SSTF）：根据各个I/O请求的不同，总是为接近当前磁头位置的请求提供优先服务，也就是先执行查找时间最小的那个请求。由于查找时间正比于两个请求的柱面差值，所以磁头移动总是移到距当前最近的柱面上去。很明显，它比FCFS改善了磁盘的服务。从本质上讲，它是SJF短作业优先调度的形式。同样，可能导致某些请求长期得不到服务（被饿死）（当不断有I/O请求时）。 访问序列55→66→77→83→90→40→35→22 总移动柱面距离为：11+11+6+7+50+5+13=103，总寻道时间为3ms*103=309ms。 （3）扫描调度（SCAN）：由于I/O请求具有动态性质，所以可以采取扫描法。磁头从磁盘的一端出发，向另一端移动，扫过所有柱面，遇到请求就服务。直到移到另一端后，移动方向反过来，继续做下面的服务。 访问序列55→66→77→83→90→40→35→22 总移动柱面距离为：11+11+6+7+50+5+13=103，总寻道时间为3ms*103=309ms。 （4）循环扫描（C-SCAN）算法：它是SCAN扫描算法的变种，这是为了适应极大量存取请求而设计的。磁头臂总是从0号柱面至最大号柱面顺序扫描，到头后直接返回0号柱面重复进行，就像是循环至0号柱面一样（也可视为单向扫描）。在一个柱面上，磁头臂往往停留，待磁盘旋转一定圈数之后，再移向另一个柱面。为了在磁盘移动每一周时间内执行更多 的存取，必须考虑旋转优化（考虑等待时间与传送时间）。 访问序列55→66→77→83→90→0→22→35→40 总移动柱面距离为：11+11+6+7+90+22+13+5=165，总寻道时间为3ms*165=495ms。 一、单选题 1、(D)不就是基本的操作系统。 A.批处理操作系统 B.分时操作系统 C.实时操作系统 D.网络操作系统 2、(A)不就是分时系统的基本特征: A.同时性 B.独立性 C.实时性 D.交互性 3、实时操作系统追求的目标就是(C )。 A.高吞吐率 B.充分利用内存 C.快速响应 D.减少系统开销 4、操作系统就是为了提高计算机的[1 B]与方便用户使用计算机而配置的基本软件。它负责管理计算机系统中的[2 C],其中包括[3 F],[4 A],外部设备与系统中的数据。操作系统中的[3 F]管理部分负责对进程进行管理。操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做[5 B]。 供选择的答案: [1] A.速度 B.利用率 C.灵活性 D.兼容性 [2] A.程序 B.功能 C.资源 D.进程 [3] [4] A.主存储器 B.虚拟存储器 C.运算器 D.控制器 E.微处理器 F.处理机 [5] A.数据库系统 B.文件系统 C.检索系统 D.数据库 E.数据存储系统 F.数据结构 G.数据库管理系统 5、批处理系统的主要缺点就是(B )。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不就是 6、操作系统就是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同,可把操作系统分为[1 B]、[2 E]、[3 C]、网络操作系统与分布式操作系统基本类型。其中[1 B]的主要目标就是提高系统的吞吐率与效率,而[2 E]就是一旦有处理请求与要求处理的数据时,CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回,例如[4 D]等。 供选择的答案: [1][2][3] A.单用户系统 B.批处理系统 C.分时系统 D.微机操作系统 E.实时系统 [4] A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.计算机辅助设计系统 D.航空订票系统 1操作系统概述自测题 1 选择题 1.以下_____操作系统中的技术是用“时间”来换取“空间”的。 A.虚拟存储器 B.缓冲技术 C.SPOOLing技术 D.快表 2.设计实时操作系统必须首先考虑系统的______。 A.效率 B.可移植性 C.可靠性 D.使用的方便性 3.一个作业第一次执行时用了5min，而第二次执行时用了6min,这说明了操作系统的______特点。 A.并发性 B.共享性 C.虚拟性 D.不确定性 4.下述操作系统类型中，哪个操作系统一定是由多台计算机组成的系统？ A.实时 B.批处理 C.分时 D.分布式 5.操作系统中，以下______采用了以“空间”换“时间”的技术。 A.终端技术 B.缓冲技术 C.通道技术 D.虚拟存储技术 6.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于_______。 A.支撑软件 B.用户软件 C.应用软件 D.系统软件 7.操作系统的主要功能是存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口和______。 A.进程管理 B.用户管理 C.信息管理 D.操作系统管理 8.操作系统的最基本的两个特征是资源共享和_______。 A.多道程序设计 B.程序的并发执行 C.中断 D.程序顺序执行 9.采用多道程序设计技术可以提高CPU和外部设备的______。 A.稳定性 B.可靠性 C.利用率 D.兼容性 10.在计算机系统中，操作系统是_______。 A.处于裸机之上的第一层软件 B.处于硬件之下的底层软件 C.处于应用软件之上的系统软件 D.处于系统软件之上的用户软件 11.操作系统是对_____进行管理的软件。 A.软件 B.硬件 C.计算机资源 D.程序 12.从用户的观点，操作系统是______。 A.用户与计算机之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C.合理地组织计算机工作流程的软件 D.是扩充裸机功能的软件，是比裸机功能更强、使用方便的虚拟机 13.操作系统的基本类型是_____。 A.批处理系统、分时系统和多任务系统 B.实时系统、分时系统和批处理系统 C.单用户系统、多用户系统和批处理系统 D.实时系统、分时系统和多用户系统 14.为了使系统中的所有用户都得到及时的响应，操作系统应该是___. A.实时系统 B.批处理系统 C.分时系统 D.网络系统 15.如果分时系统的时间片一定，那么____会使响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越少 D.内存越多 内存1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（）？ 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制 8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加内存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（） 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （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。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源 （2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 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 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1 中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 操作系统1 一、判断题： 1.资源共享是现代操作系统的一个基本特征。（） 2.信号量机制中，P、V操作必须成对出现。（） 3.若进程资源分配图中含有环，则一定有进程处于死锁状态。（） 4.绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。（） 5.“分页对换”和“分段对换”是为了支持虚拟存储系统。（） 6.通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的。（） 7.程序的并行执行是现代操作系统的一个基本特征。（） 8.一个进程被唤醒意味着重新占有了CPU。（） 9.进程在运行过程中，请问和释放资源顺序不当，同样可以引起死锁。（） 10.分段存储管理的引入是为了满足用户（程序员）在编程和使用上多方面的要求。（） 11.系统中的各个部件，如CPU、存储设备等的连接都是由总线设备来实现的。（） 12.在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。（） 13.程序在并发执行时会失去封闭性。（） 14.由于用户的响应时间要求，因此要求设置大的时间片长度。（） 15.预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。（） 16.内存的单一连续分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（） 17.虚拟存储器的“虚拟”是指用户可使用的内存容量比实际的内存容量大的多。（） 18.在文件系统支持下，用户也需知道文件存放的物理地址。（） 19.在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。（） 20.程序与进程最主要的区别在于程序是静态实体，而进程是动态实体。（） 21.死锁与程序的死循环一样。（） 22.内存固定分区分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（） 23.采用LRU置换算法时，当驻留集增大时，页故障率一定不会增加。（） 24.通道与CPU共享内存。（） 二、填空题： 1.操作系统的基本任务是( )。 2.从资源分配的角度看，P(wait)操作意味着向系统( )一个资源，V(signal)操作意味着( )一个资 源。 3.一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历下 述三级调度（）、（）、（）。 4.产生死锁的四个必要条件是（）、（）、（）和（）。 5.（）称之为“页内碎片”。 6.文件按其用途可分为：用户文件、（）和（）。 7.分时系统的四个主要特征是（）、（）、（）、（）。 8.进程调度分为以下两种方式（）、（）。 9.死锁的必要条件之一是“互斥”，该条件是指（）。 10.根据链接时间的不同，可把链接分为（）、（）、（）三种。 11.I/O控制方式主要分为（）、（）、（）。 12.直接存储器DMA方式是专对（）设备进行I/O控制的。 13.多道批处理系统的优缺点主要有（）、（）、（）。 14.程序的并发执行的特征有（）、（）、（）。 15.调度队列模型分为（）、（）、（）。 16.程序的装入分为（）、（）、（）。 17.缓冲区可工作在（）、（）、（）和提取输出四种工作方式下。 操作系统第四版-课后习题答案 第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。 作业2 1.若1页大小为4KB，计算机地址总线为32位，则页号共有多少位？逻辑地址 空间最多包含多少页？逻辑地址60000在第几页？页内偏移是多少？若该页被装进物理块1280中，则物理地址是多少？ 解:所以页内偏移即页内地址占 12 位页号占 32-12=20 位逻辑地址空间最大页数为页 60000=(EA60)16=(1110 1010 0110 0000)2 其中低 12 二进制位为页内偏移，即(A60)16=2656。高 4 二进制位为页号，即(E)16=14。物理块号1280=(500)16 物理地址=(500A60)16=5245536. 2.假定当前磁头位于100号磁道，进程对磁道的请求序列依次为57，61，39， 20，88，161，139，38，175。当采用先来先服务和最短寻道时间优先算法时，总的移动的磁道数分别是多少？（请给出寻道次序和每步移动磁道数） 解：先来先服务最短寻道时间优先 43 +4+ 22+ 19+ 68+ 73+ 22+ 101 + 137 = 489 12 + 27 + 4 +18 + 1+ 18 + 119 + 22 + 14 = 235 。 3.设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5）， A资源的数量17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。请回答下列问题： （1）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2）若进程P4请求资源（2，0，1），能否实现资源分配？为什么？ （3）在（2）的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），能否实现资源分配？为什么？ 进程最大资源需求量已分配资源量系统剩余资源数量 A B C A B C A B C P1559212233 P2536402 P3******* P4425204 一、什么是操作系统？你都用过什么操作系统？各有什么特点？ 操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。DOS系统都是以命令的方式运行指令，有的也支持鼠标，甚至也可以做成菜单方式，但跟windows的亲和性相比是无法相比的。windos系列的操作系统主要特点就是简单，图形操作，不需要死记命令，适合非专业人士使用。unix系列由于是开源的，所以操作复杂，功能强大，可以按自己的需求设计与改造，适合专业人士，不适合初学者。 二、试说明操作系统系统的主要功能模块及其主要任务？ 处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度； 进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。 进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。 进程通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。 处理机调度： （1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需 的资源（首选是分配内存）。 （2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给 它，并设置运行现场，使进程投入执行。 内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配：为每道程序分配内存。 内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。 地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。 内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等。 设备管理主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 主要任务: 完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设 备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备. 文件管理的主要功能是文件存储空间的管理，目录管理，文件的读写管理和文件的共享与保护。主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。 三、什么是多道程序设计技术？试叙述多道程序运行的特征。 所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用CPU，交替执行。多道程序技术运行的特征：多道、宏观上并行、微观上串行。 四、在一个分时操作系统中，用户提交了一个作业，作业的内容包括：①请求内存（memory)； 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者； (3)OS实现了对计算机资源的抽象。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 11．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 20．试描述什么是微内核OS。 答：(1)足够小的内核;(2)基于客户/服务器模式;(3)应用机制与策略分离原理;(4)采用面向对象技术。 25．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？ 答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。 第二章进程管理 2. 画出下面四条语句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b；S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：(1)就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源;(2)执行状态→就绪状态：时间片用完;(3)执行状态→阻塞状态：I/O请求;(4)阻塞状态→就绪状态：I/O完成. 19．为什么要在OS 中引入线程？ 第一章 1 ．设计现代OS 的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2 ．OS 的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS 作为计算机系统资源的管理者 （3）OS 实现了对计算机资源的抽象 4 ．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （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。 7 ．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是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，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。 解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 12 ．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：（ 1 ）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100 微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度 的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13 ．OS 有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 操作系统练习题 第一章引言 (一单项选择题 1操作系统是计算机系统的一种( 。A.应用软件 B.系统软件c.通用软件D.工具软件 2.操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( A.使用方便 B.高效工作 C.合理使用资源 D.使用方便并高效工作 3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( 。A.分时操作系统 B.批处理单道系统 C.实时操作系统 D.批处理多道系统 4.下列系统中( 是实时系统。A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D.计算机辅助设计系统 5.操作系统是一种系统软件,它( 。A.控制程序的执行 B.管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行 6.计算机系统把进行( 和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统 A.CPU管理 B.作业管理 C.资源管理 D.设备管理 7.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( 。 A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源分配 c.不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 8.分时操作系统适用于( 。A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享 9.在混合型操作系统中,“前台”作业往往是指( 。A.由批量单道系统控制的作业 B.由批量多道系统控制的作业 c.由分时系统控制的作业D.由实时系统控制的作业 10.在批处理兼分时的系统中,对( 应该及时响应,使用户满意。A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信 11.实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( 。A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度 c.不强求系统资源的利用率 D.不必向用户反馈信息 12.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于( 。A.实现各台计算机之间的通信B.共享网络个的资源 c.满足较大规模的应用 D.系统中若干台计算机相互协作完成同一任务 13.SPOOL技术用于( 。A.存储管理B.设备管理C.文件管理 D.作业管理 14.( 为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。 A处理器管理 B.存储管理 c.文件管理 D.作业管理 (二填空题 1. 计算机系统是按用户要求接收和存储信息,自动进行_______并输出结果信息的系统。 2.计算机是由硬件系统和_______系统组成。 3.软件系统由各种_______和数据组成。 4.计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 5.操作系统使用户合理_______,防止各用户间相互干扰。 6.使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 7.批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 8.用户要求计算机系统中进行处理的一个计算机问题称为_______。 2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。 一、单选题 1、（D）不是基本的操作系统。 A．批处理操作系统B．分时操作系统 C．实时操作系统D．网络操作系统 2、（A）不是分时系统的基本特征： A．同时性B．独立性 C．实时性D．交互性 3、实时操作系统追求的目标是（C ）。 A．高吞吐率B．充分利用内存C．快速响应D．减少系统开销4、操作系统是为了提高计算机的[1 B]和方便用户使用计算机而配置的基本软件。它负责管理计算机系统中的[2 C]，其中包括[3 F]，[4 A]，外部设备和系统中的数据。操作系统中的[3 F]管理部分负责对进程进行管理。操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做[5 B]。 供选择的答案： [1] A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性 [2] A．程序B．功能C．资源D．进程 [3] [4] A．主存储器B．虚拟存储器C．运算器 D．控制器E．微处理器F．处理机 [5] A．数据库系统B．文件系统C．检索系统 D．数据库E．数据存储系统F．数据结构 G．数据库管理系统 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．不具备并行性D．以上都不是 6、操作系统是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同，可把操作系统分为[1 B]、[2 E]、[3 C]、网络操作系统和分布式操作系统基本类型。其中[1 B]的主要目标是提高系统的吞吐率和效率，而[2 E]是一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回，例如[4 D]等。 供选择的答案： [1][2][3] A．单用户系统B．批处理系统C．分时系统 D．微机操作系统E．实时系统 [4] A．计算机激光照排系统B．办公自动化系统 C．计算机辅助设计系统D．航空订票系统 7、现代操作系统的两个基本特征是（C）和资源共享。 A．多道程序设计B．中断处理 C．程序的并发执行D．实现分时与实时处理 8、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使用 D．与系统的命令一样 精品文档 课本课后题部分答案 第一章 的主要目标是什么？OS1．设计现代答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度； 进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。 进程同步：为多个进程（含线程）的运行______________进行协调。 通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。 处理机调度： （1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需 的资源（首选是分配内存）。 （2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给 它，并设置运行现场，使进程投入执行。 15．内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？ 北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48 答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配：为每道程序分配内存。 内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。 地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。 内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等。 16．设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 主要任务: 完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设 备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备. 17．文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。 文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性。 第二章 1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的安全度？并解释乀。 Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空闱，外围设备）ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。（ａ）大型电脑戒迷你电脑系统（ｂ）不服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑戒迷你电脑系统：内存呾CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）不服务器相联癿工作站：内存呾CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户 工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。 1.4在下面丼出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实 时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需癿。 1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理乀间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，不剩下癿处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而丏I/O也叧在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，返是因为他们能共享外设，大容量存储呾电源供给。它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、觃模经济、增加可靠性） 1.6集群系统不多道程序系统的区别是什举？两台机器属二一个集群来协作提 供一个高可靠性的服务器的要求是什举？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。集群系统通过消息迕行通信，而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。为了两台处理器提供较高癿可靠性服务，两台机器上癿状态必项被复制，幵丏要持续癿更新。当一台处理器出现敀障时，另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。 1.7试区分分布式系统（distribute system）的客户机-服务器（client-server）模型不对等系统（peer-to-peer）模型计算机操作系统作业一附答案
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