操作系統習題(有答案)《計算機操作系統》習題一．選擇題從供選擇的答案中選出應填入下列敘述中的()內的最佳答案，把答案寫在答卷紙上的相應處。(每題8分，共40分)1．操作系統的基本特性是(A)，按功能特征的不同而把操作系統分為(B)類型；以作業為處理對象的操作系統是(C)類型和(D)類型，其中(C)的主要優點是系統的吞吐量大、資源利用力高；而(D)的主要優點是具有很好的交互性；分時系統中，影響響應時間的因素是(E)，在不影響系統性能的前提下來可用于改善響應時間的方法是(F)；網絡操作系統的基本功能是(G)，而分布式計系統的基本特征是(H)A：(1)不確定性、虛擬性、共享性、并發性(2)不確定性、共享性、并發性、高可靠性(3)不確定性、虛擬性、共享性、交互性(4)虛擬性、共享性、并發性、交互性B：(1)多處理機操作系統、微機操作系統、網絡操作系統、分布式操作系統(2)實時操作系統、分時操作系統、批處理操作系統(3)實時操作系統、分時操作系統、批處理操作系統、多處理機操作系統、微機操作系統、網絡操作系統(4)(1)和(2)C，D：(1)實時操作系統(2)分時操作系統 (3)批處理操作系統E：(1)系統開銷、對換時間、對換信息量、用戶數(2)對換時間、時間片、用戶數、系統開銷(3)對換時間、時間片、用戶數、對換信息量(4)對換時間、對換信息量、用戶數、系統開銷F：(1)減少用戶數和時間片(2)減少對換時間(3)選用高速的外存和減少對換信息量(4)(1)和(2)G：(1)資源管理(2)提供網絡接口(3)網絡通信(4)提供多種網絡服務(5)以上所有的(6)管理進程浮動(7)以上所有的H：(1)分布性、并行性、模塊性、偶合性(2)分布性、自制性、并行性、偶合性(3)分布性、自制性、并行性、模塊性、偶合性(4)分布性、自制性、并行性、模塊性2．(A)是可并發執行的(B)，在一個數據集合上的執行過程。(A)與(B)的區別是(A)是動態概念，而(B)是靜態概念；正在運行的(A)，由于等待外部事件的發生，將執行(C)原語進入(D)狀態，為了騰出內存給其它(A)運行，它可能被(E)到外存，當外部事件完成后，由(F)程序負責把它(E)回內存；進程間存在的制約關系(G)，引起(G)的原因是(H)。因此要建立相應的同步機構來解決。A，B：(1)作業(2)程序(3)線程(4)進程(5)數據C，D：(1)掛起(2)靜止 (3)阻塞(4)刪除E：(1)調度(2)對換(3)分配(4)逐出F：(1)高級調度(2)中級調度(3)低級調度(4)作業調度G，H：(1)資源共享、合作進程(2)直接的制約關系(3)間接的制約關系(4)(2)和(3)3．假設某多道系統有供用戶使用的內存空間200K，磁帶機2臺，打印機1臺，系統采用可變分區管理方式，對磁帶機和打印機采用靜態分配，并假設輸入輸出操作的時間忽略不記。現有一作業序列如下：作業號進入輸入井時間要求計算時間要求主存量申請磁帶機數申請打印機數18：00 25分鐘 30K 1臺1臺28：20 15分鐘 60K 0臺1臺38：20 20分鐘 120K 1臺0臺48：30 20分鐘 40K 1臺0臺58：35 10分鐘 20K 1臺1臺假設作業調度采用短作業優先算法，優先分配主存的低地址區域且不能移動已在內存的作業，在內存的作業平分CPU時間，則作業調度選中的次序是(A)，如果忽略系統工作時間，最大的作業周轉時間是(B)，最小的作業周轉時間是(C)，作業的平均周轉時間是(D)，作業的平均帶權周轉時間是(E)，作業全部執行結束的時間是(F)。如果假設以上系統是一單道程序系統，則作業調度選中的次序為(G)，如果忽略系統工作時間，作業的平均周轉時間是(H)。A，G：(1)(1，3，2，4，5)(2)(1，2，3，4，5)(3)(1，3，4，2，5)(4)(1，2，4，3，5)(5)(1，3，4，5，2)(6)(1，2，5，3，4)B，C，D，H：(1)30分鐘(2)36分鐘(3)40分鐘(4)44分鐘(5)55分鐘(6)64分鐘(7)70分鐘(8)80分鐘(9)10分鐘(10)25分鐘(11)18分鐘(12)34分鐘E：(1)13.87(2)2.77(3)1.5(4)8.8F：(1)9：22(2)9：30(3)9：40(4)9：50解：題號ABCDEFGH11232235424233224135714226124421242225234316444．按設備的分配方式，可把設備分為獨享設備、共享設備和(A)，(A)是通過SPOOLing技術把獨享設備改造成為若干用戶共同使用的設備，以提高設備利用率。而實現SPOOLing技術要求計算機系統除具有一般計算機硬件基礎外，還需要處理功能較強的(B)，以及屬于(C)的硬件和軟件(D)進程的支持，(B)的作用是在CPU授意下管理I/O操作，(C)保證SPOOLing系統的(D)進程能與用戶進程并行執行。UNIX系統把設備分為(E)和(F)。屬于(E)的設備有磁盤和磁帶，而終端設備屬于(F)。UNIX系統為(G)設備設置一個驅動程序，對不同商標的磁盤，把它們視成(H)類型的設備，為它們配置(H)的磁盤驅動程序。A：(1)邏輯設備(2)物理設備(3)用戶設備(4)虛擬設備B：(1)中斷(2)通道(3)緩沖(4)進程C：(1)多道程序系統(2)單道程序系統 (3)單道批處理系統(4)實時系統D：(1)護衛(2)輸入/輸出守護 (3)緩沖(4)驅動E：(1)輸入設備(2)輸出設備(3)存儲設備(4)塊設備F：(1)輸入設備(2)字符設備(3)輸出設備(4)緩沖設備G：(1)個(2)類(3)所有(4)同組H：(1)相同(2)不同(3)同組(4)不同組5．內存儲器管理的主要任務是(A)，其中(B)是指作業裝入到一與其地址空間不一致的存儲空間而做的地址部分的調整過程，而(B)的類型分為(C)和(D)。(C)是在裝入作業時由裝配程序進行的(B)，(D)是在作業的執行過程中，而進行的(B)，(D)是靠(E)機構來實現的。擴充內存的方法有(F)，其中(G)是一個地址空間。虛擬地址空間的最大容量是(H)來決定。A：(1)內存管理、內存保護、內存擴展、重定位(2)內存管理、地址變化、內存擴充、重定位(3)內存分配、內存回收、內存保護、內存擴展、重定位(4)內存分配、內存回收、內存保護、內存擴展、重定位、動態聯接B：(1)內存分配(2)地址定位(3)地址重定位(4)內存保護C：(1)預先方式(2)執行方式(3)動態方式(4)靜態方式(5)實時方式D：(1)預先方式(2)執行方式(3)動態方式(4)靜態方式(5)實時方式E：(1)硬件(2)軟件F：(1)交換(2)擴展(3)覆蓋(4)虛擬存儲器(5)以上所有(6)(1)、(3)和(4)(7)(1)、(2)和(3)(8)(2)、(3)和(4)G：(1)交換(2)擴展(3)覆蓋(4)虛擬存儲器H：(1)內存加外存的總容量(2)內存容量(3)外存容量(4)計算機的地址結構2．假定某采用分頁式存儲管理的系統中，主存的容量為1M，被分成256塊，塊號為0，1，2，……，255。某作業的地址空間占用4頁，其頁號為0，1，2，3，被分配到主存中的第2，4，1，5塊中。主存地址應該用（A）位來表示，作業中的每一頁長度為（B），邏輯地址中的頁內地址應占用（C）位來表示，邏輯地址空間至小是（D）位，作業中第2頁在分到的主存塊中的起始地址是（E）。A，C，D：（1）8（2）10（3）12（4）20B：（1）512字（2）1024字節（3）2048字節（4）4096字節E：（1）2（2）1024（3）4096（4）4095答案：A：（4）B：（4）C：（3）D：（1）E：（3）二．判斷題。將答案(Ture或False)寫在答卷紙相應的位置(共20分)1．一個由8頁且每頁512字節組成的地址空間，如果內存被劃分成32768塊，則邏輯地址的有效位為物理地址位的一半。2．設某移動磁頭磁盤有200個柱面，編號為0~199，磁頭當前正處在144柱面，對于如下請求所得序列：88，148，92，179，90，151，103，176，131采用SSTF(最短尋道時間優先)比采用SCAN(掃描，移動磁頭方向=OUT)的調度策略移動總柱面數要少。3．在段式系統中，段的動態聯結有利于段的共享。如果訪問某段時，其段表項的某位為0，則表示缺段，應調用缺段中斷處理程序把該頁調入內存。4．當作業需要的所有資源都得到滿足后，則把它從后備狀態調入內存執行。5．進程可以是一個單線程進程或多線程進程。在現代操作系統中，線程是調度和分派的基本單位。6．保護鍵的方法可以用來保護內存，其值為整數，運行時放在PSW中。7．系統發生“抖動“現象，可以采用掛起用戶進程方法。8．信號量方法也是進程間的通信的方式，是一種低級的進程的通信方式。對其進行的P操作，可用減1操作代替，表示申請一個資源。9．由于為了增加程序性能，一般把被調用的模塊，寫在調用模塊相鄰的位置上。10．某文件系統使用1K字節的物理塊和16位的盤地址，FCB中含有8個物理塊號以及一個一重間接索引塊指針和一個二重間接索引塊指針，那么一個文件最大可達4168K。解：題號12345678910答案TFFFTTTFTT三．簡答題。答案寫在答卷紙相應位置上。(每題6分，共30分)1．在UNIX系統中，其進程調度方式是什么？引起進程調度的時機有那些？解：UNIX系統中，進程的調度采用多級反饋隊列輪轉調度方式。引起進程調度的時機有：（1）當前進程的時間片用完，由核心將當前進程放入下一級的優先級隊列的末尾，并調度另一進程運行；（2）在當前進程執行了sleep例程，進入睡眠狀態而放棄處理機時；（3）進程通過核心執行了自我終止的系統調用exit時；（4）在執行完系統調用而返回到用戶態時，如果此時系統中已出現了更高優先級的進程在等待運行，此時核心將剝奪當前進程的執行；（5）當核心完成中斷處理，控制被返回到用戶態而要執行原進程時，若有更高優先級的進程在等待運行，等等。2．為什么要打開文件？敘述在UNIX文件系統，打開文件/home/user01/myfile的過程？解：當用戶要求對一個文件實施多次讀/寫或其他操作時，每次都要從檢索目錄開始。為了避免多次重復地檢索目錄，在大多數OS中都引入了“打開”（open）這一文件系統調用，當用戶第一次請求對某文件進行操作時，先利用open系統調用將該文件打開。在UNIX文件系統，打開文件/home/user01/myfile的過程四步：（1）檢索目錄

核心先調用檢索目錄過程namei從根目錄或從當前目錄開始，沿目錄樹查找指名文件的索引結點。在查找時，利用線性檢索法，將文件路徑名中的各分量名，與相應目錄文件中的文件名逐一進行比較。若未找到指名文件，或者該文件不允許存取，便做出錯處理；否則，進入第二步。（2）分配內在索引結點如果該文件已被其他用戶打開，此時只需對在第一步中所找到的i結點，執行其引用計數加1的操作；否則，應為被打開文件分配一內存i結點，并調用磁盤讀過程將磁盤i結點的內容拷貝到內存i結點中，并設置i.count為1。（3）分配文件表

這是指為已打標開的文件分配一個文件表項,使文件表項中的f.node指向內存索引結點。通常還將讀寫指針f.offset置為0，以表示從頭開始讀／寫此文件；置讀寫標志f．flag，及將文件的引用計數f．count加1，并記入該表項的首址fp。（4）分配用戶文件描述表項在用戶文件描述表中取得一空表項。若成功，便將fp填入該表項中，并把該表項的序號fd作為文件描述符，寫入調用進程的U區中。3．某一系統進程的資源分配“瞬間狀態”為已分配資源矩陣最多資源矩陣可用資源向量P0001200121520P110001750P213542356P306320652P400140656使用銀行家算法回答：系統是否安全？如果進程P1要求(0，4，2，0)，系統能否立即滿足進程的要求？解：利用安全算法對該時刻資源分配情況進行分析，如下圖所示：WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP01520000000121532trueP21532100213542886trueP3288600200632214118trueP4214118064200142141212trueP12141212075010003141212true由以上分析可知，在該時刻存在著一個安全序列{P0，P2，P3，P4，P1}，故系統是安全的。如果進程P1要求（0，4，2，0），系統假定可為P1分配資源，由此形成的資源變化情況如圖示：已分配資源矩陣需求資源矩陣最多資源矩陣可用資源向量P11420033017501100利用安全算法對該時刻資源分配情況進行分析，如下圖所示：WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP01100000000121112trueP21112100213542466trueP324660020063221098trueP421098064200142101012trueP12101012033014203141212true由以上分析可知，可找到一個安全序列{P0，P2，P3，P4，P1}，故系統能立即滿足進程的要求。4．考慮一個請求分頁系統，測得如下的時間利用率：CPU：20%；分頁磁盤：97.7%；其它外設：5%下列措施中，哪個(些)可改善CPU的利用率？說明理由：因為分頁磁盤占95%，主要是考慮頁表的存儲問題，掛起某個進程，可擴大進程的存儲空間；更換更大容量的分頁磁盤，可增加頁表的分頁速度，從而改善CPU的利用率。所以應選擇（2）和（4）。5．對于一個利用快表且頁表存于內存的分頁系統，假定CPU一次訪問時間為1us，訪問快表的時間可以忽略不記。如果85%的地址影射可直接通過快表完成，那么進程完成一次內存讀寫的平均有效時間是多少？解：0.85*1μ+0.15*2μ=1.15μs四．操作題。(10分)用信號量和P，V操作描述讀者-寫者問題：即允許多個讀者同時讀一個共享對象，但絕不允許一個寫者和其它進程同時訪問共享對象。(答案寫在答卷紙相應位置上)。解：varrmutex,wmutex:semaphore:=1,1;

readcount:integer:=0;writer:

begin

repeat

wait(wmutex);

performwriteoperation;

signal(wmutex);

untilfalse;

end

reader:

begin

repeat

wait(rmutex);

ifreadcount=0thenwait(wmutex);

readcount:=readcount+1;

signal(rmutex);

┇

Performreadoperation;

┇

wait(rmutex);

readcount:=readcount-1;

ifreadcount=0thensignal(wmutex);

signal(rmutex);

untilfalse;

endLecture11、什么為核心態、用戶態、特權指令？下列哪些指令為特權指令？（1)改變存儲器管理寄存器（2）寫程序計數器（3）讀日歷鐘（4）設置日歷鐘（5）改變處理器優先級（6）寫指令寄存器答：核心態是CPU運行操作系統代碼。用戶態是CPU運行用戶程序代碼的狀態。通過系統調用、Trap、中斷可以使得系統從用戶態到核心態。特權指令指的是只能由操作系統而不是用戶調用的指令。（1）是。（2）否（3）否（4）是（5）是（6）否2、將下列應用程序分成交互性和面向批處理的（1）字處理（2）按月生成的銀行報表（3）生成個人的電子郵箱注冊表單（4）計算精確到百萬分為的圓周率答：（1）交互（2）批處理（3）交互（4）批處理Lecture2一個多級反饋隊列的系統中，一個使用CPU較多的進程需要執行50秒。如果第一個隊列時間片為5，并且較低一級的時間片是上一級的時間片的2倍，那么這個作業會被中斷多少次？當他終止的時候，處于那一級隊列？答：經過三次中斷后，在第4個隊列中終止運行Lecture31、某計算機有32位虛地址空間，且頁大小為1024字節。每個頁表項長4個字節。因為每個頁表都必須包含在一頁中，所以使用多級頁表，問共需要幾級？答：因為一張頁表只能包含1024/4=256個頁表項。而頁的大小為210，所以共需要32-10=22位來表示頁號。而每一級頁表只能處理22位中的8位，所以共需要3級。有兩級頁表有28個頁表項，另一級只有26個頁表項2、在某簡單分頁系統中，有224字節的物理內存，256頁的邏輯地址空間并且頁的大小為210字節，問邏輯地址為多少位？答：18位3、在某段頁式系統中，虛地址空間包含了8個段，段長為229字節。硬件把每個段分成大小為256字節的頁。問虛地址中有多少位可以用于指定：（a）段號？（b）頁號？（c）頁內偏移量（d）整個虛地址答：（a）3（b）229/28＝221，因此為21頁（c）8（d）3＋21＋8＝324、已知某程序訪問以下頁面：0、1、4、2、0、2、6、5、1、2、3、2、1、2、6、2