操作系统学习指导与习题(含答案)

操作系统

第一章概论

1. 1 学习指导

操作系统是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。它操作和管理着所有的系统硬件，也控制和管理着所有的系统软件，操作系统对计算机使用者提供了一种良好的操作环境，也为其他各种应用系统提供了最基本的支撑环境。

现代操作系统是一个复杂的系统软件，它与计算机硬件系统有千丝万缕的联系，也与用户有着密不可分的关系，它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机用户之间。紧挨着硬件的就是操作系统，它通过系统核心程序对计算机系统中的几类资源进行管理，如处理机、存储器、输入/输出设备、数据与文档资源、用户作业等，并向用户提供若干服务，通过这些服务将所有对硬件的复杂操作隐藏起来，为用户提供一个透明的操作环境。

在操作系统的外层是其它系统软件。操作系统是最基本的系统软件。用户可以直接通过系统软件层与计算机打交道，也可以建立各类应用软件和应用系统，通过它们来解决用户的问题。由此可见，操作系统是介于计算机硬件和用户之间的一个接口。

根据操作系统的功能特征，可将操作系统分为批处理系统、分时系统和实时系统三种基本类型。不同类型的操作系统有不同的作业用户，适用于不同的应用领域。

本章的重点内容是：对一些术语及概念的了解及认识，如批处理、吞吐量、作业的周转时间、分时(简单分时、具有“前台”和“后台”的分时系统、基于多道程序设计的分时系统)、实时、多道程序设计、时间片及操作系统的特征(并发、共享、虚拟、不确定性)。

1. 2 学习自评

一、选择题

1.组成计算机系统软件的基本部分是__________。

A. 应用软件

B. 语言处理程序

C. 例行服务程序

D. 操作系统

2.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. 分时技术

B. 实时技术

C. 批处理技术

D. 多道程序设计技术

3.所谓__________是指一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态。这些作业共享处

理机的时间和外围设备等其他资源。

A. 多重处理

B. 多道程序设计

C. 多道批处理

D. 共行执行

4.在一个以批处理为主的系统中，为保证系统的吞吐量，总是要力争缩短用户作业的

__________。

A . 周转时间 B. 运行时间 C. 提交时间 D. 完成时间

5.在批处理系统中，周转时间是指__________。

A. 作业的运行时间

B. 作业等待时间和运行时间之和

C. 作业的相对等待时间

D. 作业被调度进入内存到运行完毕的时间

6.在分时系统中，时间片一定，__________，响应时间越长。

A. 内存越多

B. 内存越少

C. 用户数越多

D. 用户数越少

7.操作系统中采用多道程序设计技术以提高CPU和外部设计的__________。

A. 利用率

B. 可靠性

C. 稳定性

D. 兼容性

8.多道批处理系统的硬件支持是20世纪60年代初发展起来的__________。

A. RISC技术

B. 通道和中断机构

C. 集成电路

D. 高速内存

9.下面6个系统中，必须是实时操作系统的有__________个。

计算机辅助设计系统、航空订票系统、过程控制系统、机器翻译系统、办公自动化系统、计算机激光照排系统

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

10.若操作系统看作是计算机资源的管理者，则下列不属于操作系统管理的资源的是

__________。

A. 程序

B. 内存

C. CPU

D. 中断

11.操作系统的功能是进行文件管理、处理器管理、作业管理、设备管理和（）管理。

A. 存储器

B. 进程

C. 系统

D. JCB

12.操作系统按功能特征分的基本类型主要有（）。

A. 批处理系统、分时系统及多任务系统

B. 实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统

C. 单用户系统、多用户系统及批处理系统

D. 实时系统、分时系统和多用户系统

13.下列不是操作系统关心的主要问题是( )。

A. 管理计算机裸机

B. 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面

C. 管理计算机系统资源

D. 高级程序设计语言的编译器

14.（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端

同时交互地使用计算机。

A. 网络

B. 分布式

C. 分时

D. 实时

15.在（）操作系统控制下，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. 实时

B. 分时

C. 分布式

D. 单用户

16.操作系统是一组（）。

A. 文件管理程序

B. 中断处理程序

C. 资源管理程序

D. 设备管理程序

17.计算机操作系统的功能是（）。

A. 把源程序代码转换为目标代码

B. 实现计算机用户之间的相互交流

C. 完成计算机硬件和软件之间的转换

D. 控制和管理计算机系统的资源和程序的执行

18.设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（）。

A. 可靠性和灵活性

B. 实时性和可靠性

C. 灵活性和可靠性

D. 优良性和分配性

19.从用户的观点看，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. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体

20.用户使用操作系统通常有三种手段，它们是操作控制、系统调用和（）。

A. 计算机高级语言

B. 宏命令

C. 作业控制语言

D. 汇编语言

二、填空题

21.根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型：允许多个用户在其终端

上同时交互地使用计算机的OS称为，它通常采用策略为用户服务；允许用户把若干个作业提交给计算机系统集中处理的OS称为，衡量这种系统性能的一个重要指标是；在的控制下，计算机能及时地处理由过程控制反馈的数据并作出响应。设计这种系统时，应首先考虑系统的。

22.实时系统一般采用方法来提高可靠性。

23.从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为、、

和。

24.在分时和批处理系统结合的操作系统中引入了“前台”和“后台”作业的概念，其目的

是。

25.采用多道程序设计技术能充分发挥与并行工作的能力。

26.按内存中同时运行程序的数目可以将批处理系统分为两类：和

。

27.并发和是操作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。

28.操作系统的主要性能参数有和等。前者指的是单位时间内系

统处理的作业量，后者指的是在一个给定时间内，系统的一个指定成分被使用的时间比例。

三、自评参考答案

21.分时OS，时间片轮转，批处理OS，吞吐量，实时OS，实时性和可靠性 22. 双工体制 23. 处理机、存储器、输入输出设备、文件 24. 为了提高CPU的利用率、外设 26.单道批处理系统、多道批处理系统 27.共享 28.吞吐量、利用率

第二章进程管理

2. 1 学习指导

本章是操作系统中最重要的一章，它涉及的内容和概念较多，而且有一部分概念具有一定的难度。

程序在顺序执行时，具有顺序性、封闭性和可再现性。但为了提高计算机资源的利用率和增强系统的处理能力而引入了硬件并行操作，这可使某些程序并发执行，所谓并发是指在同一时间间隔内有若干事件发生。程序的并发执行不仅能提高系统的吞吐量，而且可显著地改善资源的利用率，所以并发已成为现代操作系统的一个基本特征。但是，程序的并发执行，使之失去了顺序程序的封闭性和可再现性，程序与计算不再一一对应，并产生了相互制约。为了描述程序的并发执行而引入了进程的概念。

所谓进程可理解为“可与其他程序并发执行的程序的一次执行”。为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构，该数据结构被称为PCB，PCB是进程存在的帷一标志。进程具有五个基本特征：动态性、并发性、独立性、异步性和结构特征。

由于进程运行的间断性，决定了进程至少有三种基本状态：就绪、执行和阻塞(等待)，三种基本状态可经一定的触发条件而转换。

进程是资源分配的基本单位，同时进程也可作为独立运行的基本单位，用户可以从进程的观点来研究操作系统。但由于系统资源数量的有限，必然导致诸进程间竞争资源。用户进程和系统进程之间、同一用户作业的内部进程之间、不同用户各作业的进程之间、各系统进程之间都存在资源竞争问题。竞争资源的进程间存在着两种关系：(1)资源共享。虽然诸进程可以共享资源，但有些资源仅允许一个进程使用，我们把这种资源称为“临界资源”，每个进程访问临界资源的那段代码称为“临界区”，应保证诸进程互斥地进入临界区，即进程互斥；(2)资源共享。两个或多个相关进程相互合作，完成一共同任务，此时，它们在执行时序上必须协调，即进程同步。为实现进程的互斥与同步，系统中必须设置相应的同步机构，该机构应遵循的准则是：空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。常用的同步机构有锁和信号量等。

信号量是管理临界区的公有资源，它代表可用资源实体。信号量仅能由P、V原语来对

其进行修改。利用信号量可实现进程的互斥与同步，经典的进程同步问题有：生产者和消费者问题、读者和写者问题、哲学家进餐问题等。

所谓进程通信是指进程之间交换信息，通信可分为低级通信和高级通信。P、V操作属于低级通信方式，该方式以控制进程并发执行为主要目的，而利用通信原语进行高级通信则是以通信为主要目的。

一个作业从提交到完成一般要经历三个阶段：(1)高级调度。它决定了将哪些处于后备状态的作业调入内存准备执行；(2)低级调度。它决定了就绪队列中的哪一个进程将获得处理机，并使之执行；(3)中级调度。它实现内外存进程的对换。进程调度有两种方式：剥夺调度(抢占式调度)和非剥夺调度(非抢占式调度)方式。在批处理系统中常用的进程调度算法有：先来先服务FCFS、最短CPU运行期优先、高优先数优先、响应比高者优先等，在分时系统中常用的进程调度算法有：时间片轮转、多级反馈队列等调度算法。

进程间的关系非常复杂。如果对竞争失控，产生的后果是要么资源在使用过程中遭到破坏，要么各进程为争夺资源而形成僵持局面(死锁)。产生死锁的原因可归结为诸进程对共享资源的竞争和进程推进顺序不当。产生死锁的必要条件有：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件和环路等待条件。解决死锁的办法也有四种：预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁。在预防死锁中我们可以通过破坏产生死锁的四个必要条件的后三个来实现，如静态资源分配法和有序资源分配法，但它们都加了较强的限制条件。避免死锁是在资源分配过程中防止系统进入不安全态，我们可以用银行家算法。检测死锁是在系统中设置一死锁检测机构，能及时地检测出发生的死锁。解除死锁是当检测到发生死锁后，将进程从死锁状态中解脱出来，常采用剥夺资源和撤消进程两种方法。

本章的重点内容是：进程的基本概念(包括进程的定义、进程的特征、进程的状态及其变迁、进程的组成、进程控制块的内容及作用)；进程的控制(包括进程的建立、进程的撤消、进程的阻塞、进程唤醒等)；原语的含义、作用及内容；临界资源、临界区的基本概念；进程互斥与同步的基本概念；P、V操作的控制机理；进程间的通信；常用进程调度算法；死锁的基本概念；产生死锁的原因和预防死锁产生的具体措施等。

2. 2 学习自评

一、选择题

1．关于对进程概念的叙述，下列说法错误的是。

A. 进程是一个程序与数据的集合

B. 进程是程序的一次执行

C. 进程是内存中一组指令序列的执行过程

D. 进程是一个计算过程

2．对进程的描述中，下列说法错误的是。

A. 一个进程可以包含若干个程序

B. 一个程序可以对应多个进程

C. 进程必须由程序作为其组成部分

D. 一个程序仅对应一个进程

3．下列关于进程的叙述中，正确的是。

A. 进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态

B. 在单CPU系统中，任一时刻可有多个进程处于运行状态

C. 优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定，不能改变

D. 进程获得处理机而运行是通过调度而得到的

4．进程是。

A. 一个程序段

B. 一个程序单位

C. 一个程序与数据的集合

D. 一个程序的一次执行

5．，不是引入进程的直接目的。

A. 多道程序同时在主存中运行

B. 主存中各程序之间存在着相互依赖、相互制约的关系

C. 程序的状态不断地发生变化

D. 程序需要从头至尾的执行

6．下列有关进程和程序的主要区别中，叙述是错误的是。

A. 进程是程序的执行过程，程序是代码的集合

B. 进程是动态的，程序静态的

C. 进程可为多个程序服务，而程序不能为多个进程服务

D. 一个进程是一个独立的运行单位，一个程序段不能作为一个独立的运行单位

7．不是组成进程的元素。

A. 数据

B. 程序段

C. 进程控制块

D. 变量

8．不是进程的特征。

A. 动态性

B. 并发性

C. 共享性

D. 同步性

9．已经获得除CPU以外的所有所需资源的进程处于（）状态。

A. 运行状态

B. 就绪状态

C. 自由状态

D. 等待状态

10．如果一个进程获得了除CPU以外的所有所需运行资源，经调度分配CPU给它后，该进程进入（）。

A. 执行状态

B. 停止状态

C. 等待状态

D. 静止状态

11．某进程等待的一次打印输出结束，该进程的状态将从（）。

A. 运行状态到等待状态

B. 就绪状态到运行状态

C. 等待状态到就绪状态

D. 运行状态到就绪状态

12．下列进程状态转换中，哪一个是不正确的（）。

A. 就绪到运行

B. 运行到就绪

C. 就绪到等待

D. 等待到就绪13．CPU的状态分为目态和管态两种，从目态转换到管态的唯一途径是（）。

A. 运行中进程修改程序状态字

B. 中断屏蔽

C. 中断

D. 进程调度程序

14．对进程的管理和控制使用（）。

A. 原语

B. 指令

C. 信号量

D. 信箱通信

15．操作系统通过（）对进程进行管理。

A. JCB

B. PCB

C. JCL

D. FCB

16．CPU响应中断的时间是（）。

A. 一条指令执行结束

B. 外设提出中断

C. 取指周期结束

D. 控制信号开始

17．如果发现定点操作数溢出、除数为0、地址越界等错误而发生的中断称为（）。

A. 外部中断

B. 程序中断

C. 输入/输出中断

D. 访管中断18．用户要求分配一台外围设备、要求分配一些主存区域、要求启动外围设备读一批数据等而发生的中断称为（）。

A. 外部中断

B. 程序中断

C. 输入/输出中断

D. 访管中断19．在中断处理中，输入/输出中断是指（）。①设备出错；②数据传输结束。

A. ①

B. ②

C. ①和②

D. 都不是

20．在进程管理中，一旦出现比执行进程有更高优先数的进程进入就绪状态时，就停止正在执行的进程，把CPU分配给优先数更高的就绪进程，这种进程调度方法称为（）。

A. 静态优先权法

B. 动态优先权法

C. 抢占式优先权法

D. 非抢占式优先权法

21．在分时系统中，进程调度经常使采用的算法是（）。

A. 先来先服务

B. 最高优先权

C. 时间片轮转

D. 随机

22．在（）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。

A. 先来先服务

B. 最高优先权

C. 时间片轮转

D. 随机

23．在采用时间片轮转调度算法的分时系统中，如果时间片一定，那么（），则响应时间越长。

A. 用户进程数越少

B. 用户进程数越多

C. 内存越少

D. 内存越多

24．下面所述步骤中，不是创建进程所必需的步骤是（）。

A．由CPU调度程序为进程调度CPU B．建立一个过程控制块

C．为进程分配内存D．将进程控制块链人就绪队列

25．下列关于状态转换的条件及发生状态的转换叙述中，说法错误的是。

A. 由进程调度，使就绪状态的进程转到执行状态

B. 因时间片用完，使正在执行的进程转到就绪状态

C. 因时间片用完，使正在执行的进程转到阻塞状态

D. 因输入、输出完成事件的发生，处于阻塞状态的进程进入就绪状态

26．下列关于进程控制块的叙述中，说法错误的是。

A. 进程控制块对每个进程仅有一个

B. 进程控制块记录进程的状态及名称等

C. 进程控制块位于主存储区内

D. 进程控制块的内容、格式及大小均相同27．不是进程控制块包含的内容。

A. 进程的标识，如名称等

B. 当前进程所处的状态及转换条件

C. CPU的现场信息

D. 进程占用的资源及相关程序的起始地址28．下列关于PCB的叙述中，说法错误的是。

A. PCB还记录进程的优先级及调度信息

B. PCB是进程存在的唯一标识

C. PCB是在建立进程之后建立的

D. PCB随进程的撤消而撤消

29．在进程的调度算法中，是动态优先数的确定算法。

A. 按进程使用资源进行调度

B. 按进程在队列中等待的时间进行调度

C. 按时间片轮换调度

D. 非剥夺式优先数调度

30．在下列进程调度算法中，可能引起进程长时间得不到运算的算法是。

A. 不可抢占式动态优先数法

B. 可抢占式静态优先数法

C. 不可抢占式静态优先数法

D. 时间片轮转法

31．进程调度有两种方式，一是剥夺方式，另一是非剥夺方式，是非剥夺方式。

A. 将处理机上正在运行的进程暂停，分配给更紧急的进程

B. 将队列中的紧急进程调入，使之处于运行状态

C. 紧急进程在队列中照样等待

D. 一旦正在运行的进程被阻塞或完成，紧急进程立即占用CPU

32．在下列叙述中，正确的一条是。

A. 分时系统中，时间片越小，响应时间越短

B. 多道程序的引入，主要是为了提高CPU的利用率

C. 飞机票订票系统是分时系统

D. PCB是进程存在的唯一标志，而程序是系统感知进程存在的唯一实体

33．进程的共行性是指。

A. 不同进程的动作可以在时间上重叠

B. 几个进程可以同时使用CPU

C. 进程之间可以相互依从地并发执行

D. 进程之间不能各自独立地前进34．下列关于进程控制原语的叙述，说法错误的是。

A. 原语是一条指令，该指令完成一个指定功能

B. 原语是一组机器指令组成的程序段

C. 原语在执行期间不能被中断

D. 原语不同于广义指令

35．下列关于创建原语的叙述中，说法错误的是。

A. 创建原语的作用于是自行建立一个进程

B. 创建原语的工作是为被创建进程形成一个进程控制块

C. 创建原语都是由进程调用执行

D. 创建原语不能自己单独执行

36．下列关于进程撤消原语的叙述中，说法错误的是。

A. 撤消原语只能撤消一个处于挂起状态的进程

B. 撤消原语只能撤消一个正在运行的进程

C. 撤消原语可以撤消一个具有指定标识的进程

D. 撤消原语可以撤消某进程下属的一个子进程及其所属的子孙进程

37．下列关于进程阻塞原语的叙述中，说法错误的是。

A. 阻塞原语的作用是将进程由执行状态变到阻塞状态

B. 进程的阻塞状态是由进程自身调用阻塞原语实现的

C. 阻塞原语的第一个操作是中断CPU，并保存CPU的现场信息到PCB中

D. 进程由阻塞状态变为就绪状态也是由进程自身调用原语来实现的

38．进程的管理由进程原语实现，不是进程管理的内容。

A. 进程的建立

B. 进程的撤消

C. 进程的保持

D. 进程的阻塞39．在一段时间内只允许一个进程访问的资源，称为（）。

A．共享资源B．临界区 C．临界资源D．共享区40．若S是P、V操作的信号量，当S<0时，其绝对值表示。

A. 排列在信号量等待队列中的进程数

B. 可代表使用的临界资源数

C. 无资源可用

D. 无进程排队等待

41．用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为（）。

A. -1

B. 0

C. 1

D. 任意值

42．用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为（）。

A. 等待

B. 就绪

C. 运行

D. 完成

43．进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互（）关系。

A. 联接

B. 制约

C. 继续

D. 调用

44．关于进程同步的叙述中，说法错误的是。

A. 为使进程共享资源，又使它们互不冲突，因此必须使这些相关进程同步

B. 系统中有些进程必须合作，共同完成一项任务，因此要求各相关进程同步

C. 进程互斥的实质也是同步，是一种特殊的同步

D. 由于各进程之间存在着相互依从关系，必须要求各进程同步工作

45．，这是进程的同步和互斥的根本原因。

A. 进程是动态的

B. 进程有一个进程控制块

C. 进程是并行的

D. 进程是互相依存的

46．临界资源包括硬件临界资源和软件临界资源，其中不是任何形式的临界资源。

A. 输入、输出设备

B. 操作系统及其所属系统软件

C. 某一批公用数据

D. 一批公用变量

47．关于临界区的叙述中，下列说法错误的是。

A. 进程中访问临界资源的程序是临界区

B. 同时进入临界区的进程必须互斥

C. 进入临界区内的两进程访问临界资源时必须互斥

D. 同一时刻只允许一个进程进入临界区

48．P操作记为P（S），其中S为信号量，该操作执行时完成S=S-1。若S≥0，则进程继续进行；若S<0，则。

A. 进程被调入执行

B. 进程被阻塞，并插入等待队列

C. 进程被撤消

D. 进程被唤醒

49．V操作记为V（S），其中S为信号量，该操作执行时完成S=S+1。若S>0，则进程继续进行；若S≤0，则。

A. 将进程阻塞，插入等待队列

B. 将队列中的一个进程移出，使之处于运行状态

C. 将进程变为挂起状态

D. 将队列中的一个进程移出，使之处于就绪状态

50．利用P、V操作可实现进程之间的。

A. 同步

B. 互斥

C. 同步与互斥

D. 进程状态的变换

51．关于进程通信的叙述中，是高级通信。

A. P、V操作

B. 生产者和消费者问题

C. 直接通信和间接通信

D. 同步与互斥

52．在非剥夺调度方式下，运行进程执行V原语之后，其状态。

A. 不变

B. 要变

C. 可能要变

D. 可能不变

53．对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则（）

A. 表示没有进程进入临界区

B. 表示有一个进程进入临界区

C. 表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入

D. 表示有两个进程进入临界区

54．两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（）。

A. 同步

B. 互斥

C. 调度

D. 执行

55．为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据

的方式进行，这种方式称为（）。

A. 进程互斥

B. 进程同步

C. 进程制约

D. 进程通信

56．死锁产生是有一定条件的，下列不是死锁产生的必要条件是。

A. 永久资源一次只能被一个进程独占

B. 进程独占某种资源时，在其未使用完之前不能被其他进程夺走

C. 一个进程占用两个或两个以上资源

D. A进程占有资源P，B进程占有资源Q，同时A又要求Q，B又要求P

57．预防死锁的有效措施是。

A. 破坏对独占资源的互斥条件

B. 破坏进程对资源独占后的不可剥夺性

C. 采用预先静态分配算法，将全部资源一次性分配给各个作业

D. 采用有序资源使用法

58．资源的有序分配策略可以破坏（）条件。

Ａ. 互斥使用资源Ｂ. 占有且等待资源(请求和保持资源)

Ｃ. 非抢夺资源Ｄ. 循环等待资源

59．死锁一旦发生，只能设法将死锁解除，常采用两种方法，一是资源剥夺，二是。

A. 挂起运行中的进程，将其资源分配给死锁进程

B. 停机重新启动系统

C. 撤消系统中的一个或几个死锁进程

D. 更换系统

60．在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是。

A. 银行家算法

B. 资源有序分配法

C. 死锁检测算法

D. 资源分配图化简法

二、填空题

61.并发是现代操作系统的最基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了

这一概念。

62.进程被创建后，最初处于状态，然后经选中后进入

状态。

63.进程的同步和互斥反映了进程间和的关系。

64.死锁产生的原因是和。

65.进程调度的方式通常有和方式两种

66.在操作系统中，信号量表示的物理实体，它是一个与有关的整

型变量，其值仅能由原语改变。

67.现代计算机中，CPU工作方式有目态和管态两种。目态是指运行程序，管

态是指运行程序。执行编译程序时，CPU处理。

68.进程的静态描述由、和三部分组成。

69.产生死锁的四个必要条件是、、

和。

70.一个进程的可以划分为一组状态，一个进程至少应有基本状

态：、、。

71.每执行一次P原语，信号量的数值S减1。如果S＞=0，该进程；若S＜0，

则该进程，并把它插入该对应的队列中，重新进行进程调度。

72.每执行一次V原语，信号量的数值S加1。如果，则q进程继续执行；如果

S<=0，则从对应的队列中移出进程并将状态赋予该进程。

73.利用信号量实现进程的，应为临界区设置一个信号量mutex。其初值

为，表示该资源尚未使用，临界区应置于和原语之间。

74.进程创建工作主要完成的是创建进程控制块（PCB），并把它挂到队列中。

75.如果系统中有n个过程，则在就绪队列中进程的个数最多为。

76.进程之间的联系称之为进程通信，是进程的通信工具。

三、自评参考答案

61. 进程

62.就绪、进程调度、运行 63.直接制约、间接制约 64.竞争资源、进程推进顺序不当 65.剥夺调度（可抢占式）、非剥夺调度（不可抢占式） 66.可用资源、队列 67.用户、操作系统、目态、程序部分、相关的数据结构集 69.互斥条件、不剥夺条件、部分分配条件、环路条件 70. 资源队列、P－V 71..生命期、三种、运行状态、就绪状态、等待状态 72. 继续执行、阻塞（等待）、信号量、阻塞（等待） 73. S＞0、等待、一个、就绪 73. 互斥、1、P（mutex）、V（mutex） 74. 就绪 75. n－1 76. 通信原语

第三章作业管理

3. 1 学习指导

操作系统为用户提供两个接口，一个是系统为用户提供的各种命令接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统一个是程序接口，编程人员使用它们来请求操作系统服务。

按命令方式对作业控制方式的不同，可将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。

联机命令接口又称交互式命令接口，它由一组键盘操作命令组成。用户通过控制台或终端键入操作命令，向系统提出各种服务要求。在微机系统中，通常把键盘命令分为内部命令和外部命令两大类。脱机命令接口也称批处理命令接口，它是一组作业控制命令(或称作业控制语言)组成。脱机用户是指不能直接干预作业运行的用户，他们事先用相应的作业控制命令写成一份作业操作说明书，连同作业一起提交给系统，当系统调度到该作业时，由系统中的命令解释程序对作业说明书上的命令或作业控制语句逐条解释执行。

程序接口由一组系统调用组成。用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统提供的服务。所谓系统调用就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。具体地讲，系统调用就是通过系统调用命令中断现行程序，而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。对操作系统而言，其所提供的系统调用命令条数、格式以及所执行的功能等都不尽相同。系统调用命令是为了扩充机器指令、增强系统功能、方便用户使用而提供的。因此，在一些计算机系统中，把系统调用命令称为广义指令。广义指令与机器指令在性质上是不同的，机器指令是用硬件线路直接实现的，而广义指令则是由操作系统提供的一个或多个子程序模块实现的。

用户使用操作系统的主要目的是作业处理。一个作业进入系统到运行结束，一般需经历收容、运行、完成三个阶段，与这三个阶段对应的作业处于后备、运行和完成三种状态。作业调度的主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取作业进入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。常用的作业调度算法有：先来先服务、短作业优先、响应比高者优先、优先数优先等调度算法。衡量作业调度算法性能的主要指标有：作业的周转时间、作业的平均周转时间和平均带权周转时间。

本章的重点内容有：用户与操作系统之间的接口；作业的分类和作业控制；作业的状态及其转换；作业调度算法及周转时间、平均周转时间、平均带权周转时间的计算。

3. 2 学习自评

一、选择题

1.从控制角度看，用户作业分两大类，它们是。

A. 分时作业和实时作业

B. 单用户作业和多用户作业

C. 批处理作业和终端作业

D. 本地作业和远程作业

2.联机作业控制的特点是采用（）的方式来进行作业控制。

A. 人机对话

B. 作业控制卡

C. 作业说明书

D. 命令文件

3.批处理作业的控制是由组成的。

A. 交互命令

B. 内部命令

C. 外部命令

D. 作业控制命令

4.用交互命令方式对作业的控制属。

A. 脱机作业控制

B. 联机作业控制

C. 既可对脱机作业进行控制，又可对联机作业进行控制

D. 不能对作业进行控制

5.作业调度的任务不是。

A. 从后备作业队列中选出作业并调入主存

B. 作业完成后，做好事后处理工作

C. 做好作业运行前的准备工作，分配一定的资源

D. 建立作业控制块

6.确定作业调度算法应重点考虑。

A. 使进入系统的作业尽可能在规定时间内运行完成

B. 使用户满意

C. 使CPU处于繁忙状态

D. 充分发挥计算机资源的利用率

7.计算时间短的作业优先调度算法中，不是这种调度算法的优点。

A. 可以提高系统的吞吐量

B. 可降低作业的平均等待时间

C. 缩短作业等待队列

D. 可缩短大作业的等待时间

8.在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是（）。

A. 先来先服务

B. 优先数

C. 最高响应比优先

D. 短作业优先

9.既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法有（）。

A. 响应比高者优先

B. 短作业优先

C. 优先级调度

D. 先来先服务

10.作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业投入运行。

A. 运行

B. 提交

C. 完成

D. 后备

11.（）是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。

A. 周转时间

B. 响应时间

C. 等待时间

D. 运行时间

12.作业从进入后备队列到被调度程序选中的时间间隔称为（）。

A. 周转时间

B. 响应时间

C. 等待时间

D. 运行时间

13.用户通过终端使用计算机系统控制作业执行的方式称为（）方式。

A. 自动

B. 联机

C. 脱机

D. 假脱机

14.的作业调度算法，对于执行时间对短的长作业较为有利。

A．FCFS B．SJF C．HRN D．优先级调度

15.在作业管理中，JCL是指（）。

A. 作业控制语言

B. 作业命令行

C. 作业命令连接

D. 作业控制方式

16.用户使用OS通常有三种手段，它们是终端命令、系统调用和。

A. 计算机高级指令

B. 宏命令

C. 作业控制语言

D. 汇编语言

17．在配有操作系统的计算机中，用户程序通过向操作系统指出使用外部设备的要求。

A. 作业申请

B. 原语

C. 广义指令

D. I/O指令

18．系统调用是指。

A. 用户执行一个操作系统文件

B. 用户执行一个应用文件

C. 用户在程序或键盘操作中调用OS的各项功能

D. 用户键盘命令的执行

19．用户调用的执行控制是采用。

A. 硬件中断

B. 软中断

C. 阻塞进程

D. 挂起作业

20．当用户的作业由终端提交并投入运行后，往往要求作业脱离开用户的干预，使用可将作业由前台转为后台。

A. 资源分配命令

B. 前台作业转换命令

C. 文件操作命令

D. 程序运行命令

21．作业的状态分为。

A. 就绪、执行、完成

B. 提交、收容、执行

C. 后备、执行、退出

D. 后备、执行、完成

22.对作业的控制方式有两种，一是脱机控制，另一是联机控制。是脱机控制。

A. 使用作业控制语言

B. 使用键盘操作命令

C. 使用shell语言

D. 使用交互式程序设计语言

23.脱机用户接口是由组成的。

A. 交互命令

B. 内部命令

C. 外部命令

D. 作业控制命令

24.实现脱机作业控制的方式有作业控制卡和作业说明书，它们使用由系统规定的（）

来编制。

A．作业控制语言 B．原语C．批处理语言D．机器语言

25.在操作系统中，用户界面换的是（）。

A．硬件接口、软件接口和操作环境B．命令接口、程序接口和操作环境

C．硬件接口、命令接口和操作环境D．硬件接口、命令接口、程序接口

26.用户可以通过下列（）方式提交作业。

A．联机作业 B．DMA C．FIFO D．FCFS

27.通过直接命令方式提供用户作业的方式是（）。

A．联机作业方式 B．脱机作业方式

C．单独作业方式 D．连续作业方式

28.用户在自己的用户终端上连续键人组成作业的若干命令，无需等待一条命令是否执行完

毕。所键人的命令形成了一道命令串，存储在一个系统缓冲区中，由操作系统自动地对这些命令逐步提取并解释执行，最后向用户提供处理结果。在这样的多用户、多作业、

多命令串的系统中，前后台作业的执行调度（）。

A．全由操作系统自动完成，无需用户干预 B．由用户干预完全

C．由系统和用户干预结合完成 D．全由用户完成

29.作业调度的任务不是。

A. 从后备作业队列中选出作业并调入主存

B. 作业完成后，做好事后处理工作

C. 做好作业运行前的准备工作，分配一定的资源

D. 建立作业控制块

30.确定作业调度算法应重点考虑。

A. 使进入系统的作业尽可能在规定时间内运行完成

B. 使用户满意

C. 使CPU处于繁忙状态

D. 充分发挥计算机资源的利用率

31.最短作业优先调度算法中，不是这种调度算法的优点。

A. 可以提高系统的吞吐量

B. 可降低作业的平均等待时间

C. 缩短作业等待队列

D. 可缩短大作业的等待时间

32. 不是分时和优先数相结合的调度算法所具备的特点。

A. 既获得合理的运行时间，又限制多道运行的作业数目

B. 主要用于实时OS中

C. 主要为确保用户合理的响应时间

D. 主要用于分时OS中

33.用户在一次计算过程中，或者一次事物处理过程中，要求计算机系统所作的工作的集合，

这是指（）。

A．进程B．程序C．作业D．系统调用

34.一个作业的完成，要经过若干步骤，这其中的每一个步骤，称为（）。

A．作业流B．子程序C．子进程D．作业步

35.系统调用的目的是（）。

A．请求系统服务B．终止系统服务

C．申请系统资源 D．释放系统资源

36.处于后备状态的作业存放在（）中。

A．外存B．内存C．外存和内存D．扩展内存

37.当一个作业的作业控制块等表格填写完毕后，任务作业的JCB就连成一串而形成了一个

排队队列，该队列称为作业（）。

A．阻塞队列B．后备队列C．就绪队列D．运行队列

38.为了照顾执行时间比较短的作业，使其优先调度，应选择（）算法。

A．FCFS B．SJF C．HRN D．优先级调度在进行

39.作业调度时，要想兼顾作业等待时间和作业执行时间，应选取（）算法。

A．FCFS B．SJF C．HRN D．优先级调度

40.当一个位于后备队列中的作业被选中调入内存的时候，按照其作业步的顺序，依次为每

个作业建立对应的主进程，并为它分配必要的资源，然后提交给进程管理模块，由（）管理。

A进程调度程序B．作业调度程序C．UO管理程序D．内存管理程序

41.作业已经进入内存，由于作业步的主进程又可以建立若干子进程，这样对一个作业来讲，

有的子进程正占用处理机而处于进程运行状态，有的子进程又可能在等待，应该认为此时该作业处于（）状态。

A．等待B．阻塞C．执行D．就绪

二、填空题

42.作业调度从处于状态的队列中选取适当的作业投入运行。从作业提交给系统到作

业完成的时间间隔叫做。是指作业进入后备队列到被调度程序选中时的时间间隔。假定把下列四个作业同时提交系统并进入，当使用短作业优先调度算法时，单道环境下，四个作业的平均等待时间是小时；当使用高优先数优先的调度算法是时，作业的平均周转时间是

系统为用户提供了面向操作的接口和面向程序的接口。

44.作业调度又称，它的主要功能是。

45.如果系统中所有作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度算法

是。

46.在批处理操作系统中，当用户提交其作业时，应使用书写作业说明书。

47.设有一组作业，它们的提交时刻及运行时间如下：

作业号提交时刻运行时间（分钟）

作业号提交时间运行时间

1 9：00 70

2 9：40 30

3 9：50 10

4 10：10 5

在单道方式下，采用短作业优先作业调度算法，作业的执行顺序为（）。

三、自评参考答案

42.后备、周转时间、等待时间、后备队列、、

、系统调用 44.高级调度、从后备队列中选取作业，为之建立进程，分配必要的资源，并插入就绪队列 45.计算时间短的作业优先算法 46.作业控制语言或JCL 47. 1，4，3，2

第四章存储管理

4. 1 学习指导

存储管理即是对主存的管理，它是操作系统的重要功能之一。主存储器是计算机系统中的一种宝贵资源，对主存的管理和有效使用是操作系统中十分重要的内容。为了便于对主存进行有效的管理，应该将主存分成若干个区域，以便同时存放多个用户程序和系统软件。因此，存储管理应具有如下功能：主存的分配和回收、提高主存的利用率、“扩充”主存容量和存储保护。

存储分配主要解决多道作业之间划分主存空间的问题，存储分配有三种主要方式：直接分配方式、静态分配方式和动态分配方式。绝大多数计算机系统都采用静态分配方式或动态分配方式。

为了实现静态和动态两种存储分配策略，需要采用将逻辑地址与物理地址分开，并对逻辑地址实施地址重定位技术。所谓重定位是由于一个作业装入到与其地址空间不一致的存储空间时所引起的有关地址调整过程，实质上，这是一个地址变换过程，地址变换也称为地址映射。根据地址变换进行的时间及采用的技术手段不同，可以把重定位分为两类：静态重定位和动态重定位。所谓静态重定位是在程序运行之前，由链接装配程序进行的重定位。静态重定位的特点是无需增加硬件地址变换机构，但要求为每个程序分配一个连续的存储区，且在程序执行期间不能移动，故难于做到程序和数据的共享；动态重定位是在程序的执行过程中，每当访问到指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址。动态重定位的实现需要依靠硬件地址变换机构。最简单的实现方法是利用一个重定位寄存器。动态重定位的特点是需要附加硬件的支持，优点是可以将程序分配到不连续的存储区中，在程序运行之前可以只装入部分代码即可运行，然后在程序运行期间，根据需要动态地申请分配内存，所以，便以程序段的共享，并且可向用户提供一个比主存的存储空间大得多的地址空间，该地址空间也称为虚拟存储器。

虚拟存储器的实质是让作业存在的地址空间和运行时用于存放作业的存储空间区分开

来，程序员可以在地址空间内编写程序，而完全不用考虑实际主存的大小。当然，虚拟存储器的容量也不是无限的，它的最大容量是由计算机的地址结构确定的。实现虚拟存储技术，需要有一定的物质基础：其一是要有相当数量的外存，足以存放多用户的作业；其二是要有一定容量的主存，因为在处理机上运行的作业必须有一部分信息存放在内存中；其三是要有地址变换机构，以动态实现逻辑地址到物理地址的地址变换。

存储管理技术在计算机系统的展过程中大致经历了如下阶段：单一连续分配、分区分配、页式管理、段式管理和段页式管理。

分区式分配是实现多用户系统最简单的一种存储管理技术。分区式分配有两种形式，一种是固定式分区，另一种是动态分区。固定式分区是在操作系统装入时进行的，因此，一旦操作系统装入后，可供用户使用的分区数目及其大小是不能改变的。其主要缺点是内零头问题严重。动态分区是由操作系统装入作业响应存储分配请求时确定分区的数目和大小。动态分区消除了内零头，但不可避免地由于形成一些小分区而导致在存储空间中产生另一种零头问题——外零头。内零头和外零头统称为“碎片”。紧凑是碎片的一种拼接技术。动态分区的常用的分区分配策略有：最佳适应算法、最差适应算法、首次适应算法和循环首次适应算法等。实现存储分区保护一是用界限寄存器，二是采用基址、限长寄存器，三是采用存储保护键。

为了取消作业对其存储区域邻接性的要求，并提高主存的利用率，引入了分页管理技术。在页式存储管理中，用户作业的地址空间被划分成大小相等的区域，称为页或页面。相应地，将主存空间也分成与页大小相等的区域，称为块或物理块。在为作业分配存储空间时，总是以块为单位来分配，并可以将作业中的任意一页装入主存的任意一个块中。为了便以在内存中找到进程中每个页面所对应的物理块，系统为每个进程建立一张页面映象表，简称为页表(PMT)，页表一般放在内存中。分页系统中的地址映射要查找PMT表，为了提高查表速度，可在地址变换机构中增设一个具有并行查找能力的高速缓冲存储器(又称联想寄存器或快表)，将页表放在这个高速缓冲存储器中。

分段管理技术是为了满足用户的需求而采用的一种存储管理技术。

不管是分区式分配、纯分页系统还是分段管理，存储管理方式有一个共同的特点，即它们都要求将一个作业全部装入内存方能运行，于是，出现了这样的两种情况：（1）有的作业很大，其所要求的内存空间超过了内存总容量，作业不能全部被装入内存，致使该作业无法运行；（2）有大量作业要求运行，但由于内存容量不足以容纳所有这些作业，只能将少数作业装入内存让它们先运行，而将其它大量的作业留在外存上等待。显而易见的一种解决方法是：从物理上增加内存容量，但这往往会受到机器自身的限制，而且无疑要增加系统的成本，因此，这种方法是受到一定限制的；另一种方法是从逻辑上扩充内存容量，这正是虚拟存储技术所要解决的主要问题。虚拟存储器实现的方式是请求页式管理、请求段式管理。

请求页式管理是在纯分页系统的基础上发展起来的，请求分页系统中的地址变换机构也

是在分页系统的地址变换机构的基础上形成的，只不过为了实现虚拟存储器系统又增加了某些功能，如：产生和处理缺页中断、置换等。常用的页面置换算法有：OPT、FIFO、LRU、clock(NRU)、LFU算法等。页面置换算法选择得不当，可能会使系统产生颠簸(抖动)现象，进程过多也是导致颠簸(抖动)的主要原因。

段页式存储管理是一种既能有效地提高内存利用率，又能很好地满足用户需要的一种存储管理技术。

本章的重点内容是：存储管理的目的及概念(包括存储管理的对象、目的及存储器的分配方式、重定位和虚拟存储器的概念)；存储管器的管理技术，包括单一连续区的分配技术及优缺点，分区式分配技术，其中包括各种具体实现方案及其主要特点；覆盖与交换技术的有关概念、用途；页式管理的概念及实现方法；段式管理的技术；段页式管理技术。特别是(1)页式管理技术的实现方法与特点；(2)段式管理技术的实现方法，段式管理技术与页式管理技术相比有何异同；段页式管理技术；虚存技术的特点；各种存储管理技术的地址变换过程等。

4. 2 学习自评

一、选择题

1．存储器管理的目的是实现。

A. 提高计算机资源的利用率

B. 扩充主存容量，并提高主存利用率

C. 有效使用和分配外存空间

D. 提高CPU的执行效率

2．下列有关虚拟存储器的叙述中，说法错误的是。

A. 虚拟存储器是物理上并不实际存在的存储器

B. 虚拟存储器以时间为代价换取空间

C. 虚拟存储器的存储容量可以无限地使用其虚存地址

D. 虚拟存储器不仅要有足够容量的外存，而且还必须有一定的主存支持

3．重定位是指。

A. 用户作业中的逻辑地址变换成相对地址

B. 将用户作业中的绝对地址变换成物理地址

C. 将主存中的物理地址变换成绝对地址

D. 将用户作业中的逻辑地址变换成绝对地址

4．关于动态重定位的叙述，反映了动态重定位的特征的是。

A. 在程序装入内存中进行重定位

B. 在程序执行后立即对下一个程序进行重定位

C. 在作业执行过程中由硬件的地址变换机构动态地进行地址转换

D. 在主存与外存之间进行重定位

5．静态重定位的缺点是。