OS第4章 作业18192
最新第1-4章习题参考答案
（1）核心函数：是实现系统调用功能的代码，作为操作系统的核心驻留在内存中，是一种共享代码。运行在核心态。
（2）接口函数：是提供给应用程序的API，以库函数的形式存在于Linux的lib.a中，该库中存放了所有系统调用的接口函数的目标代码，用汇编语言书写。其主要功能是把系统调用号，入口参数地址传给相应的核心函数，并使用户态下运行的应用程序陷入核心态。
}
return 0;
}
第
一、选择题
1．文件系统保存在磁盘的B
A.引导块B.超级块C.i节点块D.数据块
2．Linux文件系统的根目录的i节点号为C
A. 0B. 1 C.2D.3
3．文件描述符的数据类型是B
A. char B.int C.double D.float
4．设置文件偏移量的系统调用是C
A. truncateB. syncC . lseekD.create
{
if(argc==1)
printf("no args\n");
else if(argc==2)
{
if(strcmp(argv[1],"-a")==0)
printf("I will deal with -a\n");
if(strcmp(argv[1],"-l")==0)
printf("I will deal with -l\n");
CC=gcc
ALL:aa bb cc
aa:aa.c
$(CC) -o aa aa.c
bb:bb.c
$(CC) -o bb bb.c
cc:cc.c
$(CC) -o cc cc.c
os4
对进程间互斥地使用临界资源，进程可以 （ ） A.互斥地进入临界区 B.互斥地进入各自的临界区 C.互斥地进入同一临界区 D.互斥地进入各自的同类资源的临界区 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号 量mutex，当mutex＝-1时表示（ ）。 A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待 B.没有一个进程进入临界区 C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待
当一进程因在记录型信号量S上执行P(S)操 作而被阻塞后，S的值为（ ）。 A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0 当一进程因在记录型信号量S上执行V(S)操 作而导致唤醒另一进程后，S的值为 （ ）。 A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0
进程及进程管理
进程及进程管理
进程及进程管理——主要内容
进程间进行通信时所记录的有关信息
家族联系 指明本进程与家族的联系 占有资源清单
22
进程及进程管理——进程概念
4. 线程
线程定义
线程是比进程更小的活动单位，它是进程中的一个执行
路径。 线程可以这样来描述 进程中的一条执行路径； 它有自己私用的堆栈和处理机执行环境 ； 它与父进程共享分配给父进程的主存； 它是单个进程所创建的许多个同时存在的线程中的 一个。
将PCB入就绪队列 将PCB入总链队列
返回进 程pid
27
进程及进程管理——进程控制
3. 进程撤销
进程撤销原语的形式 当进程完成任务后希望终止自己时使用进程撤消原语。 Kill (或exit) 进程撤销原语的功能 撤消当前运行的进程。将该进程的PCB结构归还到PCB资
源池，所占用的资源归还给父进程，从总链队列中摘除
程序是静态的概念；进程是动态的概念
进程是一个独立运行的活动单位 进程是竞争系统资源的基本单位 一个程序可以对应多个进程；一个进程至少包含一个程序。
计算机操作系统1-4章课后经典习题参考答案
课后习题第一章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3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
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。
10．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。
第四章作业参考答案
第四章作业参考答案2 答：多道程序在单CPU上并发运⾏和多道程序在多CPU上并⾏在本质上是不同的,在单CPU上，操作系统利⽤时间⽚轮转算法在⼀段时间内依次调度执⾏多个程序，宏观上多道程序并发运⾏、微观上仍是串⾏执⾏；在多CPU上，同⼀时刻可有多个程序分别在多个CPU 上并⾏执⾏，⽽某个程序也可能同时在多个CPU上并⾏执⾏。
前者实现时应考虑的因素：①在多道程序环境下如何向⽤户提供服务；②在并发程序之间如可正确传递消息（通信）；（CPU是⼀个只可调度，③如何对CPU进⾏调度，保证每个⽤户相对公平地得到CPU；不可分配的资源）后者实现时应考虑的因素：①在执⾏多道程序时应如何分配程序给CPU②多CPU之间的通信问题③在多CPU上并⾏执⾏⼀个程序时如何调度和分配CPU④9．说明下列活动时属于哪种⾄于关系？（1）若⼲同学去图书馆借书；（2）两队进⾏篮球⽐赛；（3）流⽔线⽣产中的各道⼯序；（4）商品⽣产和社会消费；答：（1）互斥关系（2）互斥关系（3）同步关系（4）同步关系⑤11．设有⼀台计算机，有两条I/O通道，分别接⼀台卡⽚输⼊机和⼀台打印机。
卡⽚机把⼀叠卡⽚逐⼀输⼊到缓冲区B1中，加⼯处理后再搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出。
问：（1）系统要设⼏个进程来完成这个任务？各⾃的⼯作是什么？（2）这些进程间有什么样的相互制约关系？（3）⽤P．V操作写出这些进程的同步算法。
（4）设系统中只有上述⼏个过程，⽤图表⽰出各⾃状态变迁情况及原因。
答：（1）系统要设3个进程来完成这个任务；第⼀个进程：从卡⽚机把⼀叠卡⽚逐⼀输⼊到缓冲区B1中；第⼆个进程：加⼯处理后再搬到缓冲区B2中；第三个进程：从缓冲区B2读出，打印机印出。
（2）第⼀个进程从卡⽚机把⼀叠卡⽚逐⼀输⼊到缓冲区B1中，第⼆个进程加⼯处理B1中的数据。
如果B1为空，则第⼆个进程⽆法进⾏；如果B1满了，第⼀个进程不能再进⾏。
第⼆个进程加⼯处理B1中的数据并搬到B2中，第三个进程从B2读出。
OS第2章 作业18192
S2 S3
S4
S5
解：
在图上标出信号量并用语言描述：设 S1S2, S1S3, S1S5, S2S4, S3S5,
S4S5 对应的信号量依次为 a,b,c,d,e,f。
Struct semaphore a=0, b=0, c=0, d=0, e=0, f=0；
void main( )
C、在执行时间上是不可重叠的 D、共享系统资源
5． 多道程序环境下，操作系统分配资源以
为基本单位。
A．程序 B．指令 C 进程 D．作业
6． 在进程管理中，当___ _____时，进程从阻塞状态变为就绪状态。
A．进程被进程调度程序选中 B. 等待某一事件
C. 等待的事件发生
D. 时间片用完
7． 分配到必要的资源并获得处理机时的状态是_____ ___。
2、在公共汽车上，司机的活动为：启动车辆、车辆正常行驶、到站停车；售票
员的活动为：关车门、售票、开车门。问题如下：
（1）在汽车不断地启动、行驶、到站停车过程中，司机、售票员的活动有什么
同步关系?
（2）请用信号量和 wait、signal 原语操作实现他们的同步。
解：
（1）同步关系：司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作同步；售票员开车门的动
16． 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
____ ___关系。
A.同步 B．互斥 C. 调度 D．执行
17． _____ ___是一种只能进行 P 操作和 V 操作的特殊变量。
A.调度 B．进程 C. 同步 D．信号量
{ 关车门; signal(Sdoor); 售票; wait(Sbus); 开车门;
OS第4章习题-答案
第四章存储器管理一、判断题1.在固定分区分配中,每个分区的大小是（）。
A.相同B.随作业长度变化C.可以不同但预先固定D.可以不同但根据作业长度固定2.在可变分区分配中，首次适应算法的空闲区是（）。
A.按地址递增顺序连在一起B.始端指针表指向最大空闲区C.按大小递增顺序连在一起D.寻找从最大空闲区开始3.在可变分区分配中，最佳适应算法的空白区是（）。
A.按大小递减顺序连在一起B.按大小递增顺序连在一起C.按地址由小到大排列D.按地址由大到小排列4.设内存的分配情况如下图所示。
若要申请一块40K的内存空间，采用最佳适应算法，则所申请到的分区首址为（）。
A．100KB．190KC．330KD．410K5.有作业序列：作业A要求18K；作业B要求25K，作业C要求30K。
系统中空闲区按三种算法组成的空闲区队列如下图所示。
其中，（）对该作业序列合适。
A．首次适应法B.最佳适应法C.最坏适应法D.无算法6.在可变式分区存储管理中的拼接技术可以（）。
A.集中空闲区B.增加主存容量C.缩短访问周期D.加速地址转换7.支持程序浮动的地址转换机制是()。
A、动态重定位B、静态重定位C、页式地址转换D、段式地址转换8.采用页式存储管理的系统中，若地址用32位表示，其中20位表示页号，，则每页的大小为（）。
12202432A.2B.2C.2D.29.在一个页式存储管理系统中,页表内容如下所示:页号块号0211263347若页的大小为4K,则地址转换机构将逻辑地址0转换成的物理地址为（）。
A.8192B.4096C.2048D.102410.无快表的基本页式存储管理中，每次从主存中取指令或取操作数，至少要（）次访问主存。
A0次B1次C2次D3次11.某段表的内容表示如下:段号段首址段长度0120K40K1760K30K2480K20K3370K20K逻辑地址(2，154)对应的物理地址为（）。
2A.120K+2B.480K+154C.30K+154D.发生越界中断12．在段页式存储管理系统中，内存等分成（），程序按逻辑模块划分成若干（）。
第4章习题参考解答(DOC)
4-18
(1)3个进程并发活动的进程流图如下图所示，其同步算法描述如下
main()
{
int s=-1;
cobegin
p1();
p2();
p3();
coend
}
p1()
{
…
V(s);
}
p2()
{
…
V(s);
(3)设a、b两并发进程，它们共享一临界资源。其执行临界区的算法框图如下图，
进程A和进程B为互斥进程，则需一个互斥信号量s，初值为1，表示临界资源初始情况下无进程使用。
main()
{
int s=1;
cobegin
pa();
pb();
1-n：表示一个进程正在使用公共变量Q，另有n-1个进程在等待使用公共变量Q
0：表示一个进程正在使用公共变量Q，没有进程等待使用公共变量Q
1：表示初始情况下没有进程使用该变量
4-14
(a)(b)
(a)解：
main()
{
int s12=0,s13=0,s14=0;
cobegin
p1();
p2();
p3();
p2();
p3();
coend
}
p1()
{
…
V(s1);
}
p2()
{
…
V(s2);
}
p3()
{
P(s1);
P(s2);
…
}
(2)设a、b两进程共用一个缓冲区，a向t写信息，b从t读出信息，算法如下图
进程A和进程B共用一个缓冲区，则缓冲区是共享资源，进程A向其中写入信息前需由P操作控制分配资源，当进程A写完消息，则可向进程B发送消息，通知B进程可以去取消息了，故进程A和B是同步进程。
os4
Begin L: real; L:=100; Cobegin Process s1; A,b:real; Begin Read（a); B:=L; B:=b+a; L:=b;
process s2 L,d:real; begin read(c) ; d:=L; d:=L+c; L:=d; end; coend;
s.queue链头PCB出等待队列，进入就绪队列（状态改为 就绪）。
P、V操作的定义
P(S) S:=S-1 ; 若S≥0,则调用P(S)的进程继续运行； 若S<0,则调用P(S)的进程阻塞，插入S的 阻塞队列。 V(S) S:=S+1; 若S>0,则调用V(S)的进程继续执行； 若S≤0,从等待S的阻塞队列中唤醒第一个 进程，然后调用V(S)的进程继续运行。
信号灯变量
Var S:semaphore; S.value S.queue
S.value S.queue
PCB
PCB FIFO
PCB
进程互斥的软件实现
信号量和P、V操作
公用信号量 实现进程间的互斥 初值为1 它所联系的一组并发进程均可实施P、V操作
信号量
私用信号量 实现进程间的同步，初值为0，n，只允许拥有它的进程对其实施P操作
例：设一民航航班售票系统有n个售票处。 每个售票处通过终端访问系统中的公用 数据区，假定公共数据区中一些单元 Xk(k=1,2,…)分别存放某月某日某次航班 的现存票数，设P1,P2,…,Pn表示各售票 处的处理进程，R1,R2,…,Rn表示各进程 执行时所用的工作单元。
begin process Pi(i=1,2,…,n) begin 按旅客订票要求找到Xk; R1:=Xk; if R1>=1 then begin R1:=R1-1; Xk:=R1; 输出一张票 end else begin 输出“票已售完” end end;
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OS第四章作业练习一、选择题1、在固定分区分配中,每个分区的大小是（）。
A.相同B.随作业长度变化C.可以不同但预先固定D.可以不同但根据作业长度固定2、在可变分区分配中，首次适应算法的空闲区是（）。
A.按地址递增顺序连在一起B.始端指针表指向最大空闲区C.按大小递增顺序连在一起D.寻找从最大空闲区开始3、在可变分区分配中，最佳适应算法的空闲区是（）。
A.按大小递减顺序连在一起B.按大小递增顺序连在一起C.按地址由小到大排列D.按地址由大到小排列4、在动态分区分配方案中，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5、设内存的分配情况如下图所示。
若要申请一块40K的内存空间，采用最佳适应算法，则所申请到的分区首址为（）。
A．100K B．190K C．330K D．410K6、在分区分配方案中，需要执行紧凑操作的是（）A、固定式分区B、可变式分区C、重定位式分区D、多重式分区7、在可重定位分区存储管理中的拼接技术可以（）。
A 集中空闲区B 增加主存容量C 缩短访问周期D 加速地址转换8、采用页式存储管理的系统中，若逻辑地址用32位表示，其中12位表示页内地址，则地址空间最多允许（）页。
A 232B 224C 220D 2129、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是（）。
A．页式存储B．固定分区C．多重分区D．可变式分区10、联想寄存器在计算机系统中是用于（）。
A、存储文件信息B、与主存交换信息C、地址变换D、存储通道程序11、采用（）不会产生内部碎片。
A、固定式分区存储管理B、分段式存储管理C、分页式存储管理D、段页式存储管理12、段页式存储管理的实现原理是（）。
A、用分段方法分配和管理物理存储空间，分页方法管理用户地址空间。
B、用分段方法来分配和管理用户地址空间，分页方法理物理存储空间。
C、用分段方法来分配和管理主存空间，分页方法来管理辅存空间。
D、用分段方法来分配和管理辅存空间，分页方法来管理主存空间。
13、采用段式存储管理的系统中，若地址用32位表示，其中16位表示段号，则允许每段的最大长度是（）。
A 28B 216C 224D 23214、段页式存储管理中，地址映射表是（）。
A．每个进程一张段表，两张页表B．每个进程的每个段一张段表，一张页表C．每个进程一张段表，每个段一张页表D．每个进程一张页表，每个段一张段表15、虚拟存储管理系统的基础是程序的（）理论。
A 动态性B 虚拟性C 局部性D 全局性16、在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数（）。
A 减少B 增加C 无影响D 可能增加也可能减少17、虚拟存储器最基本的特征是（）。
A. 驻留性B. 固定性C. 提高内存利用率D. 从逻辑上扩充内存容量18、页式虚拟存储管理的主要特点是（）。
A、不要求将作业装入到主存的连续区域B、不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域C、不要求进行缺页中断处理D、不要求进行页面置换19、以下说法正确的是（）。
A、虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。
B、请求分页系统中，若分配给作业的物理块数增加，则缺页率将减小。
C、可重定位分区管理可以对作业分配不连续的内存单元。
D、页表的作用是实现物理地址到逻辑地址的映射。
二、填空题1、将作业地址空间中的逻辑地址转换为内存中的物理地址的过程称为__地址映射_。
2、在页式存储管理系统中，常用的页面置换算法有：_OPT选择淘汰不再使用或最远的将来才使用的页；FIFO选择淘汰在主存驻留时间最长的页；_LRU_选择淘汰最近一段时间最久未使用的页面。
3、设有16页的逻辑空间，每页有1024字节，它们被映射到64块的物理存储区中，则逻辑地址的有效位是14位，物理地址至少是16位。
4、一个32位地址的计算机使用两级页表，虚地址被分为9位的顶级页表域，12位的二级页表域，则页面大小是2KB，在地址空间中共存在221页。
5、在一个请求分页系统中，若系统分配给一个作业的物理块数为3，且该作业的页面走向为：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，2，5，若目前没有任何页装入内存，采用LRU页面置换算法时的缺页率是75%。
6、页式的地址是一维的，段式的地址是二维的。
三、简答题1、简述基本分页系统和基本分段系统的相似之处，并说明分页和分段的主要区别。
答：相同：（1）都采用离散分配方式；( 2）都要通过地址映射机构来实现地址变换。
不同：（1）页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位；（2）页的大小固定，段的大小动态变化；（3）分页系统中的逻辑地址是一维的，分段系统中的逻辑地址是二维的。
2、什么是虚拟存储器？它的基本特征是什么？答：虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。
基本特征：离散性、多次性、对换性、虚拟性四、综合题1、某OS采用可变分区分配方法管理，用户区主存512KB，自由区由可用空区表管理。
若分配时采用分配自由区的低地址部分的方案，假设初始时全为空。
对于下述申请次序：req(300KB),req(100KB),release(300KB),req(150KB),req(30KB),req(40KB),req(60K B), release(30KB)回答下列问题：（1）采用首次适应法，自由空区中有哪些空块（写出起始地址、大小）？（2）若采用最佳适应法，回答（1）中的问题。
（3）如果再申请100KB，针对（1）和（2）各有什么结果？解：（1）首次适应法分区大小起始地址0 30KB 150KB1 20KB 280KB2 112KB 400KB（2）最佳适应法分区大小起始地址0 30KB 400KB1 42KB 470KB2 90KB 210KB（3）若再申请100KB空间，采用首次适应法后剩余空闲区能够满足该申请，而采用最佳适应法后剩余空闲区最大者已不能满足该申请。
2. 已知某分页系统，主存容量为64KB，页面大小为1KB，对一个4页大的作业，第0、1、2、3页被分配到内存的2、4、5、7块中。
请将十进制的逻辑地址2500、5000分别转换成物理地址。
解：(1) 2500/1K=2，得到页号为22500%1K=452，页内地址452。
又对应的物理块号为5，故物理地址为5*1k+452=5572(2)5000/1K=4，得到页号为4因为页号等于页表长度，故产生越界中断。
3、在一个分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4KB，对一个4页大的作业，第0、1、2、3页依次存放在物理块5、10、11、2中，请问：（1）本页式系统的逻辑地址结构是什么？（2）逻辑地址2C6EH对应的物理地址为多少？请画出地址变换图。
解：（1）由题目所给条件可知，本页式系统的逻辑地址结构为：（2）逻辑地址2C6E H的二进制表示如下：P W0010 110001101110由此可知逻辑地址2C6E H的页号为2。
根据已知条件：第0、1、2、3页依次存放在物理块5、10、11、2中可知2号页存放在第11号物理块中，用十六进制表示块号为B，又因为页内地址等于块内地址，所以物理地址为BC6E H。
地址变换图如下：C6E4、现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其分配主存，建立的段表内容如下：段号段首地址段长度0 120K 4K1 760K 3K2 480K 1K3 370K 2K则逻辑地址（2，150），（0，6000）所对应的物理地址分别是多少？. 解：（1）逻辑地址（2，150）查段表，段长度为1K ，段内地址150<1K ，地址不越界，2号段段首地址为480K ，物理地址=480K+150=491670（2）逻辑地址（0，6000）查段表，段长度为4K ，段内地址6000>4K ，发生“地址越界”中断5、在一个请求分页系统中，假如系统分配给一个作业的物理块数为3，且该作业的页面走向为1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1， 2， 3， 2， 5。
若目前没有任何页装入内存，请分别计算采用（1）FIFO 、（2）LRU 、（3）OPT 页面置换算法时的缺页率、置换次数，并依次写出产生缺页中断时应淘汰的页。
解:（1）FIFO 置换算法：缺页次数：8，缺页率：8/12，置换次数：5。
产生缺页中断时应淘汰的页：1 2 3 4 1（2）LRU 置换算法：缺页次数：9，缺页率：9/12，置换次数：6产生缺页中断时应淘汰的页：1 2 3 4 5 1（3）OPT 置换算法：缺页次数：6，缺页率：6/12，置换次数：3产生缺页中断时应淘汰的页：3 4 1。