《操作系统》期末复习题

一、填空题（每空1分，共10分）得分：分1．计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机的系统软件。

2．采用多道程序设计技术能充分发挥与外围设备并行工作的能力。3．程序的执行事现代操作系统的基本特征之一。

4．避免死锁的一个著名的算法时。

5．将程序中的逻辑地址转换为物理地址，这种地址转换工作称为。6．一个号的页面调度算法应该避免和减少现象的发生。

7．文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应表，有此表和文件本身构成的文件是。

8．UNIX文件系统对空闲磁盘空间的管理方法是。

9．在设备管理中，为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了___ ___，即用共享设备模拟独占设备。

10．常用的I/O控制方式有：程序直接控制方式、中断方式、和通道方式。

二、单项选择题（每小题1分，共10分）得分：分1．操作系统是一种（）。

A．应用软件 B．系统软件

C．通用软件 D．工具软件

2．在分时系统中，时间片一定，（），响应时间越长。

A．内存越多 B．用户数越少

C．用户数越多 D．后备队列

3．进程和程序的本质区别是（）。

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

4．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．共享区

C．临界资源 D．临界区

5．系统调用的目的是( )

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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

6．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

C．(T1+2T2+3T3)/3 D． (3T1+2T2+T3)/3

7．支持程序存放在不连续的内存中的存储管理方法是（）。

A．固定式分区分配 B．可变式分区分配

C．可重定位式分区分配 D．分页式分配

8．在关于SPOOLing的叙述中，（）描述是不正确的。

A．SPOOLing系统中不需要独占设备

B．SPOOLing系统加快了作业执行的速度

C．SPOOLing系统使独占设备变成共享设备

D．SPOOLing系统利用了处理器与通道并行工作的能力

9．文件系统的主要目的是（）。

A．实现文件的按名存取 B．实现虚拟存储

C．提高外存的读写速度 D．用于存储系统文件

10．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（）。

A．一级目录结构 B．二级目录结构

C．树形目录结构 D．A和B

三、判断题（正确的在题后括弧内打“√”，错误的在题后括弧内打“×”，每小题1分，共10分）得分：分

1、随着进程的撤消，程序也随之消亡。 ( )

2、临界区是进程中访问临界资源的那段代码。 ( )

3、作业的调度有抢占式调度和非抢占式调度两种方式。 ( )

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4、若系统的资源分配图不可完全化简，则可判定系统发生了死锁。（）

5、可变分区管理方式不支持虚拟存储管理方案。（）

6、分段存储管理的目的是提高内存利用率，而分页存储管理的目的是满足用户的编程要求。（）

7、缺页中断处理后从产生缺页中断的指令的下一条指令继续执行。（）

8、最佳置换算法的性能最好，所以现代操作系统中多采用该算法。（）

9、磁盘是典型的独占型设备，分配不当有可能引起进程死锁。（）

10、SPOOLING技术是一种假脱机技术，利用它可以提高独占设备的利用率。（）

四、简答题（每小题6分，共30分）得分：分1．简述操作系统的基本特征。

2．试分析引起进程阻塞和唤醒的事件主要有哪些。

3．简述请求页式存储管理的优缺点。

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4．虚拟存储器的基本特征是什么?虚拟存储器的容量主要受到什么限制?

5.文件的逻辑结构、物理组织及存取方法之间的关系如何？

五、综合题（每小题10分，共40分）得分：分

1. 设有一缓冲池P，P中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出。若讲程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用记录型信号量写出两个进程的同步算法,要求写出信号量的初值。

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2．试给一个请求分页系统设计进程调度的方案，使系统同时满足以下条件。

(1)．有合理的响应时间；

(2)．有较好的外部设备利用率；

(3)．缺页对程序执行速度的影响降到最低程度。

画出调度用的进程状态变迁图，并说明这样设计的理由。

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3．设阅览室有200个座位，最多可以同时容纳200个读者，当读者进入或离开阅览室时都必须在登记表上登记，试用P，V操作编写读者进程的同步算法。

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4．分别采用先来先服务算法、最短查找时间优先算法和扫描算法分析下述磁盘调度情况，计算各算法下存取臂移动的平均量，并比较三种调度算法的优缺点。当前磁头位置在70磁道上，要访问的磁道分别是：90，34，79，2，105，42，99，11，35，130。

答案：

一、填空题（每空1分，共10分）得分：分1．资源

2．CPU

3．并发

4．银行家算法

5．重定位。

6．抖动

7．索引文件

8．成组链接法

9．___虚拟分配技术___

10．直接存储器访问

二、单项选择题（每小题1分，共10分）得分：分1．（ B ）

2．（ C ）

3．（ D ）

4．（ C ）

5．( A )

6．（ D ）

7．（ D ）

8．（ D ）

9．（ A ）

10．（ A ）

三、判断题（正确的在题后括弧内打“√”，错误的在题后括弧内打“×”，每小题1分，共10分）得分：分

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1、( F )

2、( T )

3、( F )

4、（T ）

5、（T ）

6、（F ）

7、（F ）

8、（F ）

9、（F ）

10、（T ）

四、简答题（每小题6分，共30分）得分：分1．简述操作系统的基本特征。

答：

（1）并发。在单处理机、多道程序环境下并发是指一段时间内，宏观上多个程序同时运行、微观上交替运行的情形。OS中引入进程的概念就是为了实现并发；

（2）共享。是指系统中并发执行的多个进程共享系统资源。根据资源属性可以有互斥共享和同时访问两种方式；

（3）虚拟。OS会通过虚拟技术实现系统功能的扩充。

（4）异步性。并发执行的多个进程由于资源的限制会出现“走走停停”的运行模式。2．试分析引起进程阻塞和唤醒的事件主要有哪些。

答：

（1）请求系统服务。当正在执行的进程请求系统提供服务而系统无法满足其请求时，进程阻塞等待；由释放服务的进程唤醒阻塞进程。

（2）启动某种操作。当进程启动某种I/O操作后阻塞以等待操作完成；由中断处理程序唤醒阻塞进程。

（3）新数据尚未到达。相互合作的进程中，消费者进程阻塞等待数据到达；生产者进程在数据

到达后唤醒阻塞进程。

（4）无新工作可做。系统进程没有新工作可做时阻塞等待；当有进程发出请求时唤醒阻塞进程。

3．简述请求页式存储管理的优缺点。

答：

优点：(1)虚存量大，适合多道程序运行，用户不必担心内存不够的调度操作。动态页式管理提供了内存与外存统一管理的虚存实现方式。

(2)内存利用率高，不常用的页面尽量不留在内存。

(3)不要求作业连续存放，有效地解决了“碎片”问题。与分区式比，不需移动作业；与多重分区比，无零星碎片产生。UNIX操作系统较早采用。

缺点：(1)要处理页面中断、缺页中断处理等，系统开销较大。

(2)有可能产生“抖动”。

(3)地址变换机构复杂，为提高速度采用硬件实现，增加了机器成本。

4．虚拟存储器的基本特征是什么?虚拟存储器的容量主要受到什么限制?

答：虚存是由操作系统调度，采有内外存的交换技术，各道程序在必需使用时调

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入内存，不用的调出内存，这样好象内存容量不受限制。但要注意：

(1)虚存容量不是无限的，极端情况受内存、外存的可使用的总容量限制；

(2)虚存容量还受计算机总线长度的地址结构限制；

(3)速度和容量的“时空”矛盾，虚存量的“扩大”是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。

5.文件的逻辑结构、物理组织及存取方法之间的关系如何？

答：面向用户从使用角度确定的文件结构称为文件的逻辑结构；文件系统从文件的存储和检索的角度，在存储介质上的文件组织方式称为文件的物理结构。

文件的逻辑结构离不开文件的实际物理结构。同时又与文件的存取方法有关。

按存取的次序分，文件的存取方法分为顺序存取和直接存取。一般来说对顺序存取的文件，文件系统可把它组织成顺序文件和链式文件；对于随机存取的文件，文件系统可把它组织成索引文件。但索引文件也可以进行顺序存取。

五、综合题（每小题10分，共40分）得分：分

1. 设有一缓冲池P，P中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出。若讲程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用记录型信号量写出两个进程的同步算法,要求写出信号量的初值。

解：

Semaphore mutex=1;

Semaphore empty=20;

Semaphore full=0;

int in,out = 0;

item p [20];

void Producer(){

while(ture){

producer an item in nextp;

wait(empty);

wait(mutex);

p[in] := nextp;

in := (in+1) mod 20;

signal(mutex);

signal(full);

}

}

void Consumer(){

while(ture){

wait(full);

wait(mutex);

nextc := p[out];

out := (out+1) mod 20;

signal(mutex);

signal(empty);

}

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}

2．试给一个请求分页系统设计进程调度的方案，使系统同时满足以下条件。（1）．有合理的响应时间；

（2）．有较好的外部设备利用率；

（3）．缺页对程序执行速度的影响降到最低程度。

画出调度用的进程状态变迁图，并说明这样设计的理由。

解答：调度用的进程状态变迁图如下图所示。

1．有合理的响应时间：采用时间片调度；

2．有较好的外部设备利用率：请求I/O的进程，I/O完成后进入中优先就绪状态；

3．缺页对程序执行速度的影响降到最低程度：请求页面的进程，页面调入后进入高优先就绪状态。

当CPU空闲时，首先从高优先就绪队列中选择队首元素去运行；若高优先就绪队列为空，则从中优先就绪队列中选择队首元素去运行；若中优先就绪队列为空，则从低优先就绪队列中选择队首元素去运行。

3．设阅览室有200个座位，最多可以同时容纳200个读者，当读者进入或离开阅览室时都必须在登记表上登记，试用P，V操作编写读者进程的同步算法。

解：

设读者进程为P i(i=1，2，3…)，设互斥信号量S=1，同步信号量S1=200。2分

读者P i(i=1，2，3…)

P(S1)

P(S)

登记

V(S)

进入

阅览

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结束

P(S)

撤消登记

V(s)

V(S1)

离开

4．分别采用先来先服务算法、最短查找时间优先算法和扫描算法分析下述磁盘调度情况，计算各算法下存取臂移动的平均量，并比较三种调度算法的优缺点。当前磁头位置在70磁道上，要访问的磁道分别是：90，34，79，2，105，42，99，11，35，130。

平均寻道长度=628/10=62.8

此种算法按访问请求磁道的先后次序进行调度，算法简单、公平，每个请求都能依次得到处理，不会出现某请求长期得不到满足的情况，但由于此算法未对寻道进行优化，往往致使平均寻道距离较大。

平均寻道长度=188/10=18.8

此种算法每次访问的磁道是离当前磁头最近的那个请求磁道，寻道性能比先来先服务算法要好，但可能会使某些寻道时间长的访问请求总是得不到响应，并且磁头要来回移动，影响机械部件的寿命。

平均寻道长度=196/10=19.6

此种算法访问在磁头当前移动方向上离得最近的请求磁道，具有较好的寻道性

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能，并不会出现某些的访问请求总是得不到响应的情况，但此算法不利于远离磁头一端的访问请求，即会出现请求严重推迟现象。

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