操作系统思考题
2013-2014学年第一学期操作系统思考题
第一章操作系统概论
1、在计算机系统中，操作系统有哪两个重要作用？
2、根据操作系统的地位和作用，请给出操作系统的非形式化的定义。
3、操作系统引入的目标是什么？
4、什么叫做“假脱机”？
5、多核系统主要需要解决哪两个问题？
6、操作系统有哪四个特征？其中哪两个是基本特征？
7、程序的并发性具体体现在哪三个方面？
8、程序并发和并行有什么区别？
9、何谓资源共享性？
10、在计算机系统中，为什么会呈现出程序运行的异步性？
11、何谓虚拟？操作系统如何体现其虚拟性？
12、多道批处理系统具有哪两个特性？
13、分时操作系统具有哪三个主要特征？
14、实时操作系统应具有哪两个特征？
15、分布式操作系统出了网络操作系统的特征外，还具有哪些特征？
16、从透明性和资源共享两个方面说明网络操作系统与分布式操作系统的差异。
17、操作系统应具备哪些基本功能？
18、为什么说操作系统是中断驱动的？
19、中断与程序并发之间有什么关系？操作系统何时获得控制权？
20、系统栈有哪些作用？根据用途说明堆与栈的差别。
21、在操作系统中把处理机划分成哪两个状态？它们分别可以执行哪类指令？两个状态如
何转换？
22、操作系统提供给用户程序什么接口？
23、
第二章进程、线程和作业
1、为什么要引入多道程序设计？
2、引入多道程序设计需要解决哪三个问题？
3、什么叫进程？
4、进程有哪三个基本状态？并说明这三个基本状态是何时转换的？
5、什么是PCB?
6、一个进程由哪两部分组成？
7、什么叫做进程映像？
8、什么叫做系统开销？
9、从操作系统角度，可以把进程划分成哪两类？
10、什么叫做守护进程？
11、进程具有哪些特征？
12、下面程序运行过程中，操作系统共创建几个进程：（实验一）
main(){
fork();
fork();
fork();
}
13、进程和程序有什么联系？进程和程序有哪些差异？
14、什么是线程？为什么要引入线程？
15、用图形表示进程与线程的区别。
16、从实现角度看，有哪两类基本线程？
17、从下面四个方面阐述用户级别线程和核心级别线程的差别、优缺点：
（1）创建速度（2）切换速度（3）并行性(4)TCB存储位置
18、用户级别线程在处理机什么状态实现的？核心级别线程在处理机什么状态下实现
的？
19、什么叫做作业？
20、分析作业、进程、线程三者的关系。
21、请解析命令“ls -il”给出的信息。（实验一）
22、在Linux系统中，如何区分普通文件、目录文件、块设备文件、字符设备文件？
23、在Linux系统中，如何区分硬链接文件和符号链接文件？
24、熟练掌握用命令“chmod”修改各组用户对文件的操作权限。（实验一）
25、掌握命令“ps -ax”查看Linux进程，解析该命令给出的信息，以及终止进程的操作。
26、掌握用命令“gcc”编译链接一个程序。（实验一）
27、请说明管道操作“|”、输入重定向“<”、输出重定向“>”和“>>”的区别和用法。
28、请说明在shell中使用单引号、双引号、反撇号的用法。
第三章中断与处理机调度
1、什么叫做中断？
2、中断装置发现并响应中断有哪些基本步骤？
3、中断可以分为哪两大类？请举例说明。
4、什么叫做中断向量？
5、为什么说中断向量的位置是由硬件决定的、其内容是系统初始化时确定的？
6、什么叫做中断续元？用户栈和系统栈各自有什么用途？
7、根据程序错误中断的性质，有哪两种处理策略？可以哪些类型的程序性错误中断，中
断续元会起作用？
8、处理机调度需要解决哪三个问题？
9、什么叫做CPU阵发期？
10、什么叫做周转时间？什么叫做（平均）带权周转时间？
11、什么叫做响应时间？
12、掌握FCFS、SJF、SRTN、HRN、HPF、RR调度算法，以及调度指标的计算。
13、什么叫做剥夺式调度？什么叫做非剥夺式调度？
14、反馈排队调度算法有哪些特点？
15、什么叫做“交换”？交换的目标是什么？
16、为什么要实施中级调度？
17、什么是低级调度、中级调度、高级调度？各自的职能是什么？
18、什么是实时调度？按发生的规律分，有哪两类实时任务？
19、掌握EDF和RMS两个实时调度算法？
20、完成P79-80题31、32、35。
第四章互斥、同步与通信
1、程序顺序执行有哪些特性？
2、程序并发执行有哪些特性？
3、什么是Bernstein（伯恩斯坦）条件？并加以说明。
4、什么叫做与时间有关的错误？有时间有关的错误产生的原因是什么？
5、什么叫做临界区？什么叫做临界资源？
6、什么叫做进程互斥？请写出进程互斥的基本框架。
7、实现进程互斥，临界区管理应该满足哪三个正确性原则？
8、请分析Dekker互斥算法、Peterson互斥算法、Lamport面包店算法各自的互斥性、进
展性和有限等待性。
9、什么叫做忙式等待？其与阻塞式等待有哪些区别？
10、什么叫做原子指令？
11、请写出“测试与设置”原子指令？并给出利用“测试与设置”指令实现互斥的算法。
12、请写出“交换”的原子指令？给出利用“交换”指令实现互斥的算法。
13、什么叫做合作进程？
14、什么叫做进程同步？
15、请给出信号量类型的定义。
16、信号量变量的初值有什么要求？
17、什么叫做原语？
18、分别写出对信号量进行P操作和V操作的操作原语。
19、请给出信号量元素s.value与s.queue之间的关系。
20、说出初值分别是0、1、n(>1的值)时信号量的作用。
21、某图书馆阅览室有50个座位。进入阅览室的读者需要在登记簿上登记，登记后，如
果有空座位，安排到对应位置上；如果没有空座位，要求在入口等待。当读者离开阅览室时，进行注销登记。此时，如果有读者等待，唤醒等待读者进行阅览室。使用信号量、PV操作实现对阅览室进行管理。
【参考答案】
公共变量：
enum seat[50];(free,used)
semaphore S;(50)
semaphore mutex;(1)
进入登记控制：
int Enter(){
int i;
P(S);
P(mutex);
for(i=0;i<50;i++)
if(seat[i]==free) break;
seat[i]=used;
V(mutex);
return i;
}
离开注销登记控制：
void Leave(int j){
P(mutex);
seat[j]=free;
V(mutex);
V(S);
｝
每个读者的活动：
void Reader(){
int k;
k=enter();
阅读；
Leave(k);
}
22、 某公共汽车上司机、售票员、乘客的活动如下：
为安全起见，要求：
（1） 必须乘客全部上车，才能关闭车门；假设车门只允许一个乘客通过，且有自动
判别第一个下车乘客和最后一个上车乘客的装置，且遵守先下、后上原则；
（2）
关闭车门，才能启动汽车；
（3） 车辆到站停稳，才能打开车门。
初始时，车辆停靠在站点上，车门是打开着。
请用信号量与PV 操作实现对司机、售票员和乘客之间的同步。
【参考答案】
semaphore dc1,dc2;(0,0)
semaphore cc1,cc2;(1,0)
semaphore metux;(1)；
23、在Linux操作系统中，sem_wait(sem_t *s) 和sem_post(sem_t *s)分别表示对信号量的
什么操作？
24、假设有两个进程，P1和P2，其中P1有一个活动act1、P2有一个活动act2；要求act1
执行完成后才能执行act2，用信号量“semaphore S;”实现对两个活动进行控制。请给出其实现的一般规则。
25、P1和P2为两个同步进程. 要求P2完成动作B后P1才能执行动作A. 请根据要求
填写S的初值、P操作和V操作。
semaphore S; (initial value_(1)_)
26、请完成下面生产者-消费者程序。
itemtype B[n];//shared variables(n个空箱子)
semaphore S1,S2,mutex; (初值: S1.value=_n_; S2.value=__0__; mutex.value=__1_)
int in,out;//shared variables
void producer( ){
while(1){
produceitem(&item);
_P(S1)__
P(mutex);
B[in]:= item;
in:=(in+1) % k;
_V(mutex)________
V(S2);
}
}
void consumer( ){
while(1){
P(s2);
P(mutex);
x:=B[out];
out:=(out+1) % k;
V(mutex);
__V(S1)__
consume x;
}
}
27、请完成如下R-W问题的改进算法。
semaphore r_w_w= 1 ,mutex= 1 ,s= 1 ;
int count=0;
void Reader()
{
do{
P(S);
P(mutex);
count++;
if( count==1 ) P(r_w_w);
V(mutex)
V(s);
{读操作}
P(mutex);
count--;
If(count==0) V(r_w_w);
V(mutex)
}while(1);
}
void Writer()
{
do{
P(s);
P(r_w_w) ;
{写操作};
V(r_w_w);
V(s);
}while(1);
}
参考P144题25）
28、什么叫管程(Monitor ，Hansen管程)? 一个管程由哪几部分组成?
29、请用管程写出Scan和C-scan的磁头调度算法。
30、请给出在Linux系统中采用共享内存进行进程间通信的一般步骤。（实验二）
第五章死锁与饥饿
1、什么叫死锁？在操作系统中，发生死锁有哪些特征？
2、有哪些类型的死锁？
3、从资源分配过程的角度，说明死锁与饥饿的区别？
4、参与死锁进程的个数至少几个？如果产生饥饿，发生饥饿的进程至少饥饿？
5、请给出发生死锁的必要条件（Coffman条件）并加以解析。
6、有三种死锁的处理方式？
7、熟悉资源分配图的绘制，以及资源分配图的约简。
8、死锁预防有哪两种基本策略？
9、请阐述预先分配法。它破坏发生死锁什么条件？
10、请阐述有序分配法。它破坏发生死锁什么条件？
11、 如图所示，请给出采用有序分配法、用信号量和PV 操作控制各个方向（W 、E 、S
方向）车辆进行临界区。
12、 死锁避免中，什么叫做安全序列？
13、 银行家算法：掌握p154例5-4、p170习题五第9题，及本章的作业。
14、 某系统有资源R={A,B,C}={10,5,7}和进程P={p0,p1,p2,p3,p4}。下面是该系统某进程
提出资源请求预分配后的两个状态，请分别用银行家算法检验是否为安全状态？
（状态a ）
（状态b ）
15、 在上述（13题）系统处于状态a 下，进程P0提出Request(0)={3,2,0}，请用银行家
死锁避免算法进行检测，是否可以分配？为什么？
16、 在上述（13题）系统处于状态a 下，进程P0提出Request(0)={3,3,0}，请用银行家
死锁避免算法进行检测，是否可以分配？为什么？
17、 死锁检测算法：p156例5-6，习题五第10题。
18、 有一系统拥有资源R={A,B,C}={7,3,6}，现有进行P={p0,p1,p2,p3,p4}。当前的状态
如下所示。请用死锁检测算法检测系统当前是否发生死锁，如果发生死锁，有哪些进程参与死锁？
Claim Allocation Need Available Work Finish A B C A B C A B C A B C A B C 7 5 3 0 3 0 7 2 3 1 1 2 3 2 2 2 0 0 1 2 2 9 0 2 5 0 2 4 0 0 2 2 2 2 0 1 0 2 1 4 3 3 0 1 2 4 2 1 P0
P1
P2
P3
P4 Claim Allocation Need Available Work Finish A B C A B C A B C A B C A B C 7 5 3 0 1 0 7 4 3 3 3 2 3 2 2 2 0 0 1 2 2 9 0 2 3 0 2 6 0 0 2 2 2 2 1 1 0 1 1 4 3 3 0 0 2 4 3 1
P0
P1
P2
P3
P4
Allocation Request Available Work Finish
A B C A B C A B C A B C
p0: 0 1 0 0 0 0 0 1 0
p1: 2 0 0 2 0 2
p2: 3 0 3 0 0 0
p3: 2 1 1 1 0 0
p4: 0 0 2 0 0 2
19、同类组合资源死锁的必要条件：p165例5-8。
20、死锁与饥饿有何相同点和不同点？
第六章存储管理
1、静态等长分区是在什么时候划分的？大小有什么要求？空闲内存有哪些管理方式？
2、动态异长分区是什么时候划分的？其空闲区域表有什么特点？
3、掌握动态异长分区分配的四种算法：最先适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算
法和最坏适应算法。
4、动态异长分区去配是应该考虑哪四种情况？
5、在动态异长分区管理中，为什么要进行“紧凑”操作？
6、在界地址管理方式中，覆盖技术和交换技术要解决什么问题？它们有什么不同？
7、页表有什么作用？页表是什么时候创建的？应该包括哪些内容？
8、操作系统采用分页式存储管理方式，每个进程一个页表还是整个系统共享一个页表？
9、请分别给出页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理其进程的逻辑地址形式。
它们的进程地址空间分别是几维的？
10、假设操作采用页式存储管理方式，某进程的页表如下：
页面号页架号
0 15
1 22
2 16
3 32
假设内存物理地址和进程逻辑地址均为16位的地址空间，每页的大小为1KB。请把逻辑地址为0A22H、0D75H、1E56H映射成对应的物理地址。
11、如果没有快表，采用分别页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理三种方式，
其分别需要访问几次内存？
12、操作系统采用分页式存储管理方式，要求___。
A)每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中；
B)每个进程拥有一张页表，但只要执行进程的页表驻留在内存中，其他进程的页表不
必驻留在内存中；
C)所有进程共享一张页表，以节约有限的内存空间，但页表必须驻留在内存中；
D)所有进程共享一张页表，只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中，以最大
限度节约有限的内存空间；
13、为何段式管理有段内越界，而页式管理无页内越界问题？
14、为什么分段技术比分页技术更容易实现程序或数据的共享和保护？
15、在段页式存储管理系统中，每个进程页表的个数有什么决定的？
16、试比较段式存储管理和页式存储管理的优缺点。
17
分别给出逻辑地址(2,88)和(4,100)对应的物理地址。
18、在内存管理模式中，内存利用率最高的是_______模式；动态扩充实现得最好的是
_______模式；内存利用率最高和共享容易的是_____模式。
A)分区管理B)分页管理
C)分段管理D)段页式管理
19、熟悉如下页面淘汰算法：最佳淘汰算法、FIFO淘汰算法、LRU淘汰算法、NUR
淘汰算法。
20、什么是Belady异常？采用什么页面淘汰算法会产生Belady异常现象？
21、考虑如下一个页面处理顺序，当内存的页面数为3时，分别计算各页面淘汰算法的
缺页次数。设内存初始时为空，每页装入都是请求式。
1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6
LRU算法，缺页次数为_______ OPT算法，缺页次数为_______
22、某虚存系统有3页初始为空的页架，若采用FIFO页面淘汰算法，则下列的页面需
求提出时，会产生（）次缺页中断？设页面走向为：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。
A)7 B)8 C)9 D)10
23、p225习题六第25题、26题。
24、p224习题六第17、18题。
25、什么叫做颠簸？颠簸是由什么引起的？如何消除？
26、P209例6-1。
第七章文件系统
1、什么是文件的逻辑组织？什么是文件的物理组织？
2、文件的逻辑组织形式主要有哪两种？（按逻辑结构分，文件有______和_______两类。）
3、在UNIX中，把输入输出设备看作是（）。
A.普通文件
B.目录文件
C.索引文件
D.特殊文件
4、请阐述顺序结构、链接结构、索引结构和Hash结构文件的优缺点？
5、FAT32磁盘文件的物理结构属于哪一种类型？
6、文件的物理组织有哪些形式？
7、什么是文件目录？什么是目录文件？
8、把文件目录划分成主部和次部有哪些优点？主部包括哪些内容？次部包括哪些内
容？
9、在UNIX系统中，文件采用混合索引方式实现，在FCB中共有13个索引地址，其中
第0~9个地址为直接索引地址，第10个为一级间接索引地址，第11个为二级间接索引地址，第12个为三级间接索引地址。假设每个磁盘块的地址为4字节，每个磁盘快为512字节。请问：
（1）这样的方式有什么好处？
（2）它能够保存文件最大为多少字节？
10、在UNIX中，什么是I-node(I节点)？它保存那些内容？
11、一个磁盘通常划分成引导区、超级块、i-节点区和数据区四部分。请问各个部分有
哪些作用？
12、文件目录中的文件号指的是什么？
13、请阐述Unix文件硬链接的实质？
14、文件目录中的文件号指的是什么？
15、超级块有什么作用？它包括那些信息？它什么时候读入内容？
16、在UNIX系统中，空闲磁盘块采用成组管理，如图所示。
请详细描述空闲磁盘块的分配和去配过程（考虑各种可能的情况）。
17、“..”和“.”表示什么？什么叫绝对路径？什么叫相对路径？
18、在Linux/Unix系统中，要使用目前不在系统中的盘（如U盘），必须把该盘mount
在系统中的某个目录下，并登记相应的mount表，结构如下：
Struct mount{
int m_dev; //device mounted
int *m_bufp;//pointer to super block
int *m_inodep;//pointer to mounted on inode
} mount[NMOUNT];
请详细阐述mount过程系统完成操作。
19、请详细阐述Linux/Unix系统中，进程
（1）创建文件：creat(pathname,mode)
（2）打开文件：open(pathname,mode)
的基本过程。
20、什么叫做转储？实现转储有哪三种策略？
第八章设备与I/O管理
1、按I/O基本单位分，设备可以划分成哪两类设备？
2、有哪四种数据传输方式？请分别阐述四种数据传输方式的基本原理。
3、在I/O设备控制方式的发展过程中，最主要的推动因素是 A 。提高I/O速度和
设备利用率，在操作系统中主要依靠 B 功能。使用户编制的程序与所使用设备无关是由 C 功能实现的。
A: (1)提高资源利用率；(2) 提高系统的吞吐率；
（3）减少主机对I/O控制的干预；(4)提高CPU与I/O设备的并发操作程度；
B,C: (1) 设备分配；（2）缓冲技术；（3）设备管理；(4)设备独立性；(5)虚拟设备；
4、通道有哪些自己的专用运控部件？它们各自有什么作用？
5、什么是DMA方式？它与中断I/O控制方式的主要差异是什么？
6、通道与DMA有什么共同点？主要存在什么差异？
7、通道是一种特殊的 A ，具有 B 能力。
A：（1）I/O 设备；（2）设备控制器；（3）处理机；（4）I/O控制器。
B：（1）执行I/O指令集；（2）执行CPU指令集；（3）传输I/O命令；（4）运行I/O进程。
8、请阐述通道程序的执行过程。
9、常见有哪几类通道？各类通道适合连接哪些设备？
10、什么叫做设备无关性？引入设备无关性分配方案有什么优点？
11、下面关于设备独立性的论述中，第条是正确的论述。
（1）设备独立性是I/O设备具有独立执行I/O功能的一种特性。
（2）设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备的一种特性。
（3）设备独立性是指能独立实现设备共享的一种特性。
（4）设备独立性是指设备驱动独立于具体使用的物理设备的一种特性。
12、请说明通道设备的驱动过程。
13、假设当前磁头的位置是53号磁道且磁头向下（小磁道号）移动，接下来要访问的
磁道序列是：130，42，180，15，108，68，97。请分别用FCFS、SSTF、SCAN、LOOK、C-SCAN、C-LOOK调度方式，给出磁头移动过程访问的磁道序列，并分别计算其磁头移动量。
14、假设当前磁头处在45号磁道且向0号磁道移动,磁盘总磁道数为200，当其完成当
前磁道的I/O请求后，已经到达要求访问的磁道序列是：
179，134，32，41，160，122，184，151
请分别用FCFS、SSTF、SCAN、LOOK、C-SCAN、C-LOOK、N-SCAN、N-LOOK 磁头调度算法，请分别给出磁头访问磁道的序列和总移动的磁道数。
15、下面是采用Hansen管程实现SCAN算法，请把它修改成C-SCAN调度算法。
Type diskhead=MONITOR
Var busy:boolean;
headpos:0..199;
direction:(up,down);
cylinder:Array[0..199] Of condition;
count:Array[0..199] Of integer;
Define require, release;
Procedure require(dest:0..199);
Begin
If busy Then
Begin
count[dest]:=count[dest]+1;
wait(cylinder[dest])
End
busy:=true;
If dest direction:=down Else If dest>headpos Then direction:=up; headpos:=dest End; Procedure upscan; Var I:0..200; Begin End; Begin Begin signal(cylinder[I]) End End; Procedure release; Begin busy:=false; If direction=up Then Begin upscan; downscan End Else Begin downscan; upscan End End; Procedure initialize; Var I: 0..199; Begin busy:=false; headpos:=0; direction:=up; For I:=0 To 199 Do count[I]:=0; End Begin initialize End; 16、在磁盘的输入输出中，读写一个磁盘块由哪些时间组成？磁头优化调度主要减少那 部分时间？ 17、为什么要引入缓冲？软缓冲区设在内存什么区域？ 18、在系统缓冲池管理中，请给出用信号量和PV操作实现缓冲区申请和释放的过程。 19、P276图8-19给出输入型设备缓冲实现算法。请问： （1）进程方面的算法中，处于等待状态的进程如何被唤醒？ （2）中断程序何时执行？ 20、何谓RAID技术？ 21、请用图形表示RAID0、RAID 1、RAID 5数据在各个磁盘的存放规则。 22、SPOOLing系统有哪两部分组成？ 23、引入SPOOLing系统的目的是什么？ 24、SPOOLing输入系统的硬件和软件有哪几部分组成？各自有什么作用？ 25、SPOOLing输出系统的硬件和软件有哪几部分组成？各自有什么作用？ 26、下列有关SPOOLing系统的论述中，第 A 和第 B 条是正确的论述。 （1）构成SPOOLing系统的基本条件，是具有外围输入机与外围输出机。 （2）构成SPOOLing系统的基本条件，是只要具有大容量、高速硬盘作为输入井与输出井。 （3）只要操作系统中采用了多道程序设计技术，就可以构成SPOOLing系统。 （4）SPOOLing系统是建立在分时系统中。 （5）SPOOLing系统是虚拟存储技术的体现。 （6）SPOOLing系统是在用户程序要读取数据时起动输入进程输入数据。 （7）当输出设备忙时，SPOOLing系统中的用户程序暂停执行，待I/O 空闲时再被唤醒，去执行输出操作。 （8）SPOOLing系统实现了对I/O设备的虚拟，只要输入设备空闲，SPOOLing可预先将输入数据从设备传输到输入井中供用户程序随时读取。 （9）在SPOOLing系统中，用户程序可以随时将输出数据送到输出井中，待输出设备空闲时再执行数据输出操作。 27、磁盘属于 A 设备，信息存取是以 B 为单位进行的，磁盘的I/O控 制主要采用 C 方式；打印机主要采用 D 方式。 A: （1）字符设备；（2）独占设备；（3）块设备；（4）虚拟设备； B: (1)位；（2）字节；（3）帧；(4)固定长度数据块； C,D: (1) 循环测试；（2）程序中断；（3）DMA；（4）SPOOLing; 28、在具有通道处理机的系统中，用户进行请求启动外设时，由 A 根据I/O请 求构造通道程序以及通道状态字，并将通道程序保存在 B 中，然后执行启动I/O命令。 A: (1) 用户程序；（2）应用程序；（3）通道；（4）操作系统； B: (1)内存；（2）硬盘；（3）通道；（4）外部设备； 29、磁盘移动调度算法中， A 的主要缺陷是具有高度局部化倾向，会推迟某 些请求的服务，甚至引起饥饿。 A: (1)FCFS (2)SSTF (3)SCAN (4) C_SCAN 30、在设备管理中，虚拟设备的引入和实现是为了充分利用设备，提高系统效率，采用 来模拟低速设备（输入机和打印机）的工作。 （1）SPOOLing技术，利用磁带；(2) SPOOLing技术，利用磁盘； (3) 脱机批处理系统；(4) 移动磁臂和旋转调度技术，利用磁盘； 31、不通过CPU进行主存与I/O设备间大量的信息交换，可以是方式。 (1) DMA (2) 中断（3）查询等待（4）程序控制 32、什么叫做稳定存储器？如何构造稳定存储器？ 实验综合部分： 1、在Linux系统中，如何创建自己的静态函数库？函数库有什么命名规则？ 2、在Linux系统中，把I/O设备看做什么文件？ 3、如何创建自己的共享函数库？共享函数库有什么命名规则？ 4、在gcc命令中，参数-l 和-L分别表示什么含义？假设在编译某程序fabc.c需要引用路 径： /home/root/klib/libabcd.a 的静态函数库，并编译连接成可执行文件fabc，请给出完整的编译命令。 5、在Linux系统中，如何实现硬链接？如何实现符号链接？ 6、用“ls -il”如何判断哪些文件采用硬链接在同一I节点上的？ 7、有如下一个shell程序： cc –o$1 $1.c cp $1.c $2 ./$1>>$2 请问其中的$1、$2什么含义？如果该shell程序名为by01.sh，则执行如下命令： ./by01.sh abc efg 则命令行参数abc和efg分别赋给那个变量？ 8、在一个shell程序中可以执行另一个shell程序，其执行方式有两种： （1）. shell程序 （2）exec shell程序 请问两者有什么区别？ 9、假设有一字符设备驱动程序driver01.c。请给出其在Linux操作系统中安装的基本步 骤。 【参考答案】 （1）把driver01.c用gcc编译成目标模块，假设为driver01.o； （2）接着加载该目标模块：insmod –f driver01.o；假设其加载的主设备名为driver01. （3）在/proc/devices文件中查看设备名为driver01对应的主设备号，假设为253； （4）根据主设备号创建设备文件：mknod /dev/driver01 c 253 0； 这样可以在系统目录/dev中查找到driver01的设备，并可以在程序中使用该设备。 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。 《操作系统》练习题及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共15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.MS—DOS的存贮管理采用了（） A.段式存贮管理 B.段页式存贮管理 C.单用户连续存贮管理 D.固定式分区存贮管理 3.用户程序在目态下使用特权指令将引起的中断是属于（） A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.访管中断 4.MS—DOS中用于软盘整盘复制的命令是（） https://www.sodocs.net/doc/cd8402924.html,P B.DISKCOPY C.SYS D.BACKUP 5.位示图方法可用于（） A.盘空间的管理 B.盘的驱动调度 C.文件目录的查找 D.页式虚拟存贮管理中的页面调度 6.下列算法中用于磁盘移臂调度的是（） A.时间片轮转法 B.LRU算法 C.最短寻找时间优先算法 D.优先级高者优先算法 7.在以下存贮管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是（） A.单用户连续分配 B.固定式分区分配 C.可变式分区分配 D.页式存贮管理 8.已知，作业的周转时间=作业完成时间－作业的到达时间。现有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 A.T1＋T2＋T3 B.（T1＋T2＋T3） C.T1＋T2＋T3 D. T1＋T2＋T3 9.任何两个并发进程之间（） A.一定存在互斥关系 B.一定存在同步关系 C.一定彼此独立无关 D.可能存在同步或互斥关系 10.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A.被选中占有处理机 B.等待某一事件 C.等待的事件已发生 D.时间片用完 11.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成（） A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.目录文件 12.一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（） A.2 B.1 C.3 D.0.5 13.多道程序设计是指（） A.在实时系统中并发运行多个程序 B.在分布系统中同一时刻运行多个程序 C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理机上并发运行多个程序 14.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名（） A.应该相同 B.应该不同 C.可以相同，也可以不同 D.受系统约束 15.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1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 二、双项选择题（每小题2分，共16分） 1.能影响中断响应次序的技术是（）和（）。 A.时间片 B.中断 C.中断优先级 D.中断屏蔽 E.特权指令 2.文件的二级目录结构由（）和（）组成。 A.根目录 B.子目录 C.主文件目录 D.用户文件目录 E.当前目录 3.驱动调度算法中（）和（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。 A.电梯调度 B.先来先服务 C.扫描 D.单向扫描 E.最短寻找时间优先 4.有关设备管理概念的下列叙述中，（）和（）是不正确的。 A.通道是处理输入、输出的软件 B.所有外围设备的启动工作都由系统统一来做 C.来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理 D.编制好的通道程序是存放在主存贮器中的 E.由用户给出的设备编号是设备的绝对号 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 1.若一只盘子一次只能放一个水果，A只往盘中放苹果，B只往盘中放梨子，C 只从盘中取苹果，D只从盘中取梨子。试用P、V操作写出同步算法。 2.有三个进程PA、PB、PC共享两个缓冲器B1和B2。缓冲器B1中可存放n 件产品，缓冲器B2中可存放m件产品。进程PA每次生产一件产品并将其存入缓冲器B1中；进程PB每次从缓冲器B1中取出一件产品后再把它送到缓冲器B2中；进程PC每次从缓冲器B2中取出一件产品去消费。为防止把产品存入已满的缓冲器、或从空的缓冲器取产品、或重复取产品，试用PV操作实现它们之间的制约。(学生可先考虑m=n=1的特例，再……) 3.3．(7分)三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲 区。P1每次用produce( )生成一个正整数并用put( )送入缓冲区某个单元中；P2每次用getodd( )从缓冲区中取出一个奇数并用countodd( )统计奇数个数；P3每次用geteven( )从缓冲区中取出一个偶数并用counteven( )统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。要求用伪代码描述。(2009全国考研题第45题)【说明】解本题时可不考虑缓冲区中存取各个单元的实现细节。 4.今有一个文件F供进程共享，现把这些进程分成A、B两组，规定同组的进程 可以同时读文件F；但当有A组（或B组）的进程在读文件F时就不允许B组（或A组）的进程读文件F。试用P、V操作（记录型信号量）来进行管理。 (从读者-写者问题得到启发) 5.生产者-消费者问题中，如果将wait（full）和wait（mutex）互相置换，或 者将signal（mutex）和signal（empty）互相置换，结果会如何？ 6.试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。 7.设自行车生产车间有两个货架，货架A可以存放8个车架，货架B可以存放 20个车轮；又设有4个工人，他们的活动是重复劳动，分别为：工人1 加工一个车架放入货架A中；工人2、3分别加工车轮放入货架B中（每人每次放入1个车轮）；工人4从货架A中取一个车架，再从货架B中取两个车轮，组装成一辆自行车。试用PV操作实现四个工人的合作。 操作系统复习题集 三、简答题 1. 分页存储管理存在的局限性是什么? 逻辑地址空间：页是物理单位，共享困难、不便对代码进行分类管理，不能进行动态连接。 2. 多道程序系统为什么能提高CPU的利用率？ 利用了原来CPU空闲等待时间 3. 文件的逻辑结构有哪些？ 一种是无结构的流式文件，是指对文件信息不再划分单位，它是依次的一串字符流构成的文件；一种是有结构的记录式文件, 是用户把文件的信息按逻辑上独立的含义划分信息单位，每个单位称为一个逻辑记录（简称记录）。所有记录通常都是描述一个实体集的，有着相同或不同数目的数据项，记录的长度可分为定长和不定长记录两类。 4. 什么是设备独立性？ 应用程序独立于具体使用的物理设备。设备独立性又称为数据无关性。它指的是应用程序在使用设备进行I/O时，使用的是逻辑设备，而系统在实际执行时使用的是物理设备，由操作系统负责逻辑设备与物理设备的映射。 5. 为什么要引入线程，解释一下线程与进程之间的相互关系。 因为虽然进程可以提高CPU的利用率，但是进程之间的切换是非常耗费资源和时间的,为了能更进一步的提高操作系统的并发进,引进了线程.这样,进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位.一个进程部的线程可以共享该进程的所分配到的资源.线程的创建与撤消,线程之间的切换所占用的资源比进程要少很多.总的来说就是为了更进一步提高系统的并发性,提高CPU的利用率. 线程是进程的基础，进程包含多个线程，是线程的载体。 6. 死锁的必要条件是什么？ 死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，永远不能再继续前进。产生死锁的必要条件：互斥条件：某段时间某资源只能由一个进程使用。不剥夺条件：资源在未使用完前，不能被剥夺，由使用进程释放。部分分配（请求和保持）：进程因请求资源而阻塞时，对已分配给它的资源保持不放。环路条件：发生死锁时，有向图必构成一环路。 7. 什么是虚拟存？ 虚拟存是计算机系统存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。 8. 假脱机技术是什么？ 1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B 同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。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是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。 0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下： 司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。 在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。 semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin 司机();售票员(); coend process 司机() ｛ while(true) { P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝ process 售票员() { while(true) { 关车门; V(s1); 售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } } 2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() { while(true) { 从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); } } process Q() { while(true) { P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } } process R() { while(true) { P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } } 一、单项选择题 1.在分时系统中，时间片一定，（B ），响应时间越长。 A.内存越多 B.用户数越多 C.后备队列越短 D.用户数越少 2.（A）内存管理存在缺页中断。 A.请求段页式 B.基本分页 C.基本分段 D.动态分区 3.临界区是指并发进程中访问共享变量的(C )段。 A.管理 B.信息 C.程序 D.数据。 4.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进 程（ D ）。 A.可以有多个进程控制块 B.可和其他进程用一个进程控制块 C.可以没有进程控制块 D.只能有惟一的进程控制 块 5.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· C.若干进程因竞争资源而无休止地相互等待它方释放已占有的资源 D.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 6.（B）是特殊文件。 A. 文本文件 B.硬件设备 C. 图像文件 D. 目录文件 7.分时操作系统采用时间片轮转进程调度算法，则该系统 的进程PCB中不包括（B）。 A.处理机状态信息 B.进程优先数 C.占用的资源清单 D.程序和数据的地址 8.在请求分页系统中，LRU算法是指( A )。 A. 近期最长时间以来没被访问的页先淘汰 B. 最早进入内存的页先淘汰 C.近期被访问次数最少的页先淘汰 D.以后再也不用的页先淘汰 9.（D）内存管理方法不需一次将作业全部装入内存。// 请求段页式分类也不需要 A. 固定分区 B. 可变分区 C. 简单分页 D. 请求分页 10.下列选项中，满足短任务优先且不会发生饥饿 现象的调度算法是（A）。 A.高响应比优先 B.先来先服 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( B )。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(D ) 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 )。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( C )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( D )。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( C )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( D )。 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( B)。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( C )。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( B)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( C )。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( D )。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( B)。A．存储管理B．设备管理C．文件管理D．作业管理14．( B )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_数据处理____并输出结果信息的系统。 2.计算机是由硬件系统和_软件系统______系统组成。3．软件系统由各种_程序______和数据组成。4．计算机系统把进行_资源管理______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_共享资源_____，防止各用户间相互干扰。6．使计算机系统使用方便和_高效工作______是操作系统的两个主要设计目标。7．批处理操作系统、分时操作系统_______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__作业_____。9．批处理操作系统按照预先写好的_作业说明书______控制作业的执行。10．在多道操作系统控制下，允许多个作业同时装入_内存______，使中央处理器轮流地执行各个作业。11．批处理操作系统提高了计算机系统的_工作效率______，但在作业执行时用户不能直接干预作业的执行。12．在分时系统中，每个终端用户每次可以使用一个由_时间片______规定的cPu时间。13分时系统具有同时性、独立性、及时性和__交互性_____等特点。14．在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控 操作系统复习题 一、单项选择题：在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（）。【D 】A．程序B．数据 C．文件D．资源 2．产生死锁的基本原因是（）和进程推进顺序非法。【 A 】A．资源分配不当B．系统资源不足 C．作业调度不当D．进程调度不当 3．动态重定位是在作业的（）中进行的。【D 】A．编译过程B．装入过程 C．连接过程D．执行过程 4．存放在磁盘上的文件，（）。【A 】A．既可随机访问又可顺序访问B．只能随机访问 C．只能顺序访问D．只能读写不能访问 5．对于硬盘上存放的信息，物理上读写的最小单位是一个（）。【C 】A．二进制（bit）B．字节(byte) C．物理块D．逻辑记录 6．操作系统中利用信号量和P、V操作，（）。【C 】A．只能实现进程的互斥B．只能实现进程的同步 C．可实现进程的互斥与同步D．可完成进程调度 7．SPOOLing技术可以实现设备的（）。【C 】A．独占B．共享 C．虚拟D．物理 8．在存储管理的各方案中，可扩充主存容量的方案是（）存储管理。【D 】A．固定分区B．可变分区 C．连续D．页式虚拟 9．磁盘是可共享的设备，每一时刻（）进程与它交换信息。【C 】A．允许有两个B．可以有任意多个 C．最多一个D．至少有一个 10．逻辑文件存放到存储介质上时，采用的组织形式是与（）有关。【B 】 ×××××试题答案及评分参考（×）第1页（共×页） A．逻辑文件结构B．存储介质特性 C．主存管理方式D．分配外设方式 11．在操作系统中，（）是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。【B 】A．程序B．进程 C．作业D．线程 12．作业调度的关键在于（）。【C 】A．选择恰当的进程管理程序B．用户作业准备充分 C．选择恰当的作业调度算法D．有一个较好的操作环境 13．文件的保密是指防止文件被（）。【C 】A．篡改B．破坏 C．窃取D．删除 14．系统抖动是指（）。【 D 】A．使用机器时，屏幕闪烁的现象 B．由于主存分配不当，偶然造成主存不够的现象 C．系统盘有问题，致使系统部稳定的现象 D．被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出现象 15．避免死锁的一个著名的算法是（）。【C 】A．先入先出算法 B．优先级算法 C．银行家算法D．资源按序分配法 16．在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争（）而产生死锁。【D 】A．打印机B．磁带机 C．磁盘D．CPU 17．用户程序中的输入、输出操作实际是由（）完成。【C 】A．程序设计语言B．编译系统 C．操作系统D．标准库程序 18．在分页存储管理系统中，从页号到物理块的地址映射是通过（）实现的。【B 】A．段表B．页表 C．PCB D．JCB 19．在操作系统中，进程的最基本特征是（）。【A 】A．动态性和并发性B．顺序性和可再现性 C．与程序的对应性D．执行过程的封闭性 20．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是（）。【C 】A．先来先服务B．轮转 C．最高响应比优先D．均衡调度 ×××××试题答案及评分参考（×）第2页（共×页） 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。 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 第一章绪论复习题 1、操作系统有多种类型，允许多个用户将若干个作业提交给计算机集中处理的操作系统，称为_A_。 A. 批处理操作系统 B ?分时操作系统 C.实时操作系统 D .多处理机操作系统 2、_C_操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机系统。 A、单用户 B、分布式 C、批处理 D、监督 3、以下4个特征中，_D_不是分时OS的特征。 A、多路性 B、交互性C 、及时响应性D、批量性 4、操作系统有多种类型，允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统，称为 __B_。 A.批处理操作系统 B. 分时操作系统 C.实时操作系统 D. 多处理机操作系统 5、一个完整的计算机系统是由C组成 的。 A、硬件 B. 软件 C.硬件和软件 D.用户程序6操作系统是一种B ，它负责为用户和用户程序完成所有与硬件相关并与应用无关的工作。 A.应用软件B .系统软件C .通用软件D .软件包 7、把处理机的时间分成很短的时间片（如几百毫秒），并把这些时间片轮流地分配给各联机作业使用的技术称为A_。 A.分时技术 B.实时技术 C.批处理技术 D.多道程序设计技术 8、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 9、分时操作系统通常采用_B_策略为用户服务。 A、可靠性和灵活性 B、时间片轮转 C、时间片加权分配 D、短作业优先 10、操作系统是对丄进行管理的软件。 A、软件 B、硬件 C、计算机资源 D、应用程序 11、现代操作系统的主要目标是提高资源利用率和方便用户。 12、 操作系统的基本类型主要有 分时系统（或分时操作系统）、实时系统（或 实时操作系统）和_批处理系统（或批处理操作系统）。 13、 操作系统五个功能是：处理机管理、 存储器管理 、 设备管理、 以及 __________ 和 为用户提供操作接口 。 14、 操作系统的基本特征是 并发，共享，虚拟 和异步。 15、 操作系统一般为用户提供了三种界面，它们是 命令界面,图形界面 和系统调 用界面 。 第二章进程管理复习题 1、 并发性是指若干事件在 B 发生。 A.同一时刻B .同一时间间隔内 C .不同时刻 D .不同时间间隔内 2、 进程和程序的本质区别是 D 。 A.存储在内存和外存 B .顺序和非顺序执行机器指令 C ?分时使用和独占使用计算机资源 D .动态和静态特征 3、 进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是 D 。 6正在执行的进程由于其时间片完而被暂停执行，此时进程应从执行状态变为 D 。 A.静止阻塞 B.活动阻塞 C.静止就绪 D.活动就绪 7、 下列各项工作中，哪一个不是创建进程必须的步骤_B_。 A.建立一个PCB 进程控制块 B.由进程调度程序为进程调度 CPU C.为进程分配内存等必要的资源 D.将PCB 链入进程就绪队列 8、 已经获得除C_以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。 A.被选中占有处理机 C ?等待的事件已发生 B.等待某一事件 D.时间片用完 4、 一个进程被唤醒意味着B < A.该进程重新占有了 CPU C.它的优先权变为最大 5、 进程和程序的本质区别是D A.存储在内存和外存 B .进程状态变为就绪 D .其PCB 移至就绪队列的队首 B .顺序和非顺序执行机器指令 C ?分时使用和独占使用计算机资源 D .动态和静态特征 第一章操作系统引论 一、填空题 1~5 BCABA 6~8BCB 、填空题 处理机管理 计算机硬件 分时系统 单道批处理系统 、简答题 1. 什么叫多道程序？试述多道程序设计技术的基本思想 及特征。为什么对作业 进行多道批处理可以提高系统效率？ 多道程序设计技术是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序， 使它 们在管理程序控制下，相互穿插运行。 基本思想：在计算机的内存中同时存放多道相互独立的程序， 当某道程序因 某种原因不能继续运行下去时候，管理程序就将另一道程序投入运行，这样使几 道程序在系统内并行工作，可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态， 从而大大 提高计算机使用效率。 特征：多道性；无序性；调度性 在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统， 多个作业成批送入 计算机，由作业调度程序自动选择作业运行，这样提高了系统效率。 2. 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点？各适合应用于哪些方面？ 批处 理系统得特征：资源利用率高；系统吞吐量大；平均周转时间长；无交 互能力。适用于那些需要较长时间才能完成的大作业。 分时系统的特征：多路性；独立性；及时性；交互性。适合进行各种事务处 理，并为进行软件开发提供了一个良好的环境。 实时系统的特征：多路性；独立性；实时性；可靠性；交互性。适合对随机发生 的外部事件能做出及时地响应和处理的系统， 如实时控制系统，实时信息处理系 统。1、 2、 存储器管理 设备管理 计算机软件 实时系统 批处理系统 多道批处理系统 文件管理 第二章进程管理 一、填空题 1~6 CBABBB 7 ① A ② C ③ B ④ D 8 ① D ② B 9 ~10 CA 11~15 CBBDB 16~18 DDC 20~21 BB 22 ① B ② D ③ F 25 B 26~30 BDACB 31~32 AD 二、填空题 1、动态性并发性 2、可用资源的数量等待使用资源的进程数 3、一次只允许一个进程使用的共享资源每个进程中访问临界资源的那段代码 4、执行态就绪态等待态 5、程序数据进程控制块进程控制块 &同步关系 7、等待 8、进程控制块 9、P V 11、同步互斥同步互斥 12、P V P V P V 13、封闭性 14、-（m-1）~1 15、② 16、动静 17、4 0 18、s-1<0 19、①③ 三、简答题 1.在操作系统中为什么要引入进程的概念？进程和程序的关系？ 现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要，使得系统的工作情况变得非常复杂，而程序作为机器指令集合，这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性，因此，引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。 进程和程序关系类似生活中的炒菜与菜谱。菜谱相同，而各人炒出来的菜的味道却差别很大。原因是菜谱基本上是一种静态描述，它不可能把所有执行的动态过程中，涉及的时空、环境等因素一一用指令描述清楚。 2.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。 动态性：进程的实质是进程实体的一次执行过程。动态性是进程的基本特征。而程序只是一组有序指令的集合，其本身不具有动态的含义，因而是静态的。 并发性：并发性是进程的重要特征，引入进程的目的也正是为了使其进程实体能和其他进程实体并发执行，而程序是不能并发执行的。 独立性：进程的独立性表现在进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而程序不能做为一个独立的单位参与运行。 3.何谓进程，进程由哪些部分组成？ 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位进程由程序段，数据段，进程控制块三部分组成。 第二章进程的描述与控制 【例1】判断题：并发是并行的不同表述，其原理相同。（） 答案×。分析并发是指多道程序的执行在时间上是重叠的，一个程序的执行尚未结束，另一个程序的执行已经开始。但对单CPU系统而言，每一时刻只有一个程序在CPU上运行（有可能此时其他的程序在进行输入、输出）。也就是说，占有CPU的只能有一个程序。因此，并发实际上是“在宏观上并行执行，在微观上串行执行”。而并行是真正意义上的并行执行，因此两者的含义是不同的。 【例2】在操作系统中引入“进程”概念的主要目的是（）。 A．改善用户编程环境B．提高程序的运行速度 B．C．描述程序动态执行过程的性质D．使程序与计算过程一一对应 答案C 分析操作系统中多道程序的引入，使得它们在并发执行时共享系统资源，共同决定这些资源的状态，因此系统中各道程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系，程序的执行出现“走走停停”的新状态。这些都是在程序的动态过程中发生的。而程序本身是机器能够翻译或执行的一组动作或指令，它或者写在纸面上，或者存放在磁盘等介质上，是静止的。很显然，直接从程序的字面上无法看出它什么时候运行、什么时候停顿，也看不出它是否影响其它程序或者一定受其它程序的影响。因此，用程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。为此，人们引入进程的概念来描述程序动态执行过程的性质，这是引入“进程”概念的主要目的。 【例3】下列进程状态的转换中，不正确的是（）。 A．就绪 阻塞B．运行 就绪 C．就绪 运行D．阻塞 就绪 答案A 分析回答这道题要知道进程的3种基本状态，以及它们之间的转换关系。通过下图可以看到，凡是图中有箭头指向的转换都是可行的，而没有箭头指向的则不可能。因此A 是不正确的。 如果有的同学记不住这张图，那就从理解的角度进行思考。首先要理解3种状态的含义，然后再理解它们之间的转换。例如：运行的进程能变成就绪吗？可以，如果运行进程的时间片到了，就必修让出CPU，转换为就绪态。就绪的进程能变成阻塞吗？不可以，就绪态的进程已经具备了运行条件，只在等待CPU，怎么可能还退回到还不具备运行条件的阻塞态呢？因此，如果理解了，这张图就可以自己画出来，并不需要死记硬背。 【例4】进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（）。 A．可以有多个进程控制块B．可以和其他进程共用一个进程控制块 第三章处理机调度与死锁 1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入内存，取决于采用的调度算法。最简单的是先来服务调度算法，较常用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。 7．试说明低级调度的主要功能。 【解】（1）保存处理机的现场信息（2）按某种算法选取进程（3）把处理机分配给进程。 8、在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？ 【解】剥夺原则有：（1）时间片原则各进程按时间片运行，当一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数实时系统，以及要求较高的批处理系统。（2）优先权原则通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权。当这种作业到达时，如果其优先权比正在执行进程的优先权高，便停止正在执行的进程，将处理机分配给优先权高的进程，使之执行。（3）短作业（进程）优先原则当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程）明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理机分配给短作业（进程），使之优先执行。 9、选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 【解】应遵循的准则有（1）面向用户的准则：周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，优先权准则。（2）面向系统的准则：系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用。 10、在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几种进程（作业）调度算法？ 【解】 批处理系统：FCFS算法、最小优先数优先算法、抢占式最小优先数优先算法 2 分时系统：可剥夺调度、轮转调度 实时系统：时间片轮转调度算法、非抢占优先权调度算法、基于时钟中断抢占的优先权调度算法、立即抢占的优先权调度。 11、何谓静态和动态优先权？确定静态优先权的依据是什么？ 【解】静态优先权是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。动态优先权是指，在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。确定静态优先权的依据是：（1）进程类型，通常系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。（2）进程对资源的需要。（3）用户要求，用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。 12、试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。 【解】FCFS算法按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派CPU。当前作业或进程占有CPU，直到执行完或阻塞，才让出CPU。在作业或进程唤醒后，并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程让出CPU。FCFS比较有利于长作业，而不利于短作业；有利于CPU繁忙的作业，而不利于I/O繁忙的作业。SPF有利于短进程调度，是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进 第一章复习 1、关于操作系统，下列叙述不正确的是（）。A、管理系统资源B、控制程序执行C、改善人机界面D、提高用户软件运行速度 2、以下哪个系统不是基本的操作系统（). A、分时操作系统B、实时操作系统C、分布式操作系统D、多道批处理系统 3、计算机系统由__________和__________组成。 4、分时操作系统具有的四个主要特点是同时性、_________、__________和_________。 5、多道程序设计的根本目标是____________________。 6、多项选择：操作系统设计目标是（）。A、管理系统资源B、提高安全性C、方便用户使用系统D、使系统能高效工作 7、操作系统的资源管理功能主要包括处理器管理、_________、________、设备管理和___________。 8、在（）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并作出响应。 A、批处理操作系统 B、实时操作系统 C、分时操作系统 D、多处理机操作系统9、多项选择:引入多道程序设计的主要目的在于（）。A、提高实时响应速度B、充分利用处理机，减少机空闲时间C、有利于代码共享D、充分利用外围设备 E、减少存储器碎片 10、计算机发展到第三代，操作系统已成为软件的一个重要分支，最早的操作系统是______________。 11、设计实时操作时(）不是主要的追求目标。A、安全可靠B、资源利用率C、及时响应D、快速处理 参考答案: 1、D2、C3、硬件子系统软件子系统4、独立性及时性交互性5、提高计算机系统的工作效率6、C D7、存储管理文件管理作业管理8、B9、BD 10、批处理操作系统11、B 第一章复习题答案 1、计算机系统由哪些部分组成? 答： 2、什么是计算机的操作系统? 答：操作系统是计算机的一种系统软件，由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。操作系统既是一种资源管理程序，又是一种其他程序执行的控制程序，其目的是提供一个供其它程序执行的良好环境。 3、操作系统管理计算机系统的哪些资源? 答：操作系统管理的计算机系统资源包括两大类：硬件资源和软件资源。计算机系统的硬件资源主要包括CPU、主存储器、辅助存储器(磁带、磁盘等)以及各种输入输出设备(键盘、显示器、打印机等)；软件资源包括各种程序和数据。 4、操作系统怎样提高系统的效率? 答：为提高系统的效率：操作系统扩充硬件的功能，使硬件的功能发挥得更好；操作系统使用户合理共享资源，防止各用户间的相互干扰；操作系统以文件形式管理软件资源，保操作系统第四版-课后习题答案
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