中科大操作系统原理与实现课件9_VirtualMemory1
操作系统原理答案(张丽芬)
第2章习题答案 2-9. (1)x<=3 运行顺序为Px，P3，P5，P6，P9 T=(x+(x+3)+(x+3+5)+(x+3+5+6)+(x+3+5+6+9))/5=x+ (2)3 作业4还未到，只能选作业3运行。 作业3运行到结束，再计算剩余的作业2和4： 作业2的响应比=（（）+）/= 作业4的响应比=( /=2 选作业2运行。 作业2到完成。最后运行作业4。运行到,全部结束。 各个作业的周转时间计算如下： t1=2 t2== t3= t4== 各个作业的平均周转时间计算如下： T==(2++1+/4= 各个作业的平均带权周转时间计算如下： W=(2/2++1/+/4= 2-13．已知作业A,B,C,D,E需要的运行时间分别为10,6,2,4,8分钟，优先级分别为3,5,2,1,4。 （1）轮转法（假定时间片=2分钟） 作业完成的顺序为C,D,B,E,A 开始作业轮转一周需10分钟， 作业C的周转时间：Tc=10分钟（6分） C完成后，剩下四个作业，轮转一周需8分钟, 作业D的周转时间：Td=10+8×(4-2)/2=18分钟（16分） D完成后，剩下三个作业，轮转一周需6分钟, 作业B的周转时间：Tb=18+6×(6-2-2)/2=24分钟（22分） B完成后，剩下两个作业，轮转一周需4分钟, 作业E的周转时间：Te=24+4=28分钟（28分） E完成后，只剩下作业A, 作业A的周转时间：Ta=28+2=30分钟（30分） 平均周转时间：T=(10+18+24+28+30)/5=22分（分） （2）优先级调度法 作业完成顺序为：B,E,A,C,D Tb=6分，Te=6+8=14分，Ta=14+10=24分，Tc=24+2=26分， Td=26+4=30分。 平均周转时间：T=(6+14+24+26+30)/5=20分 第3章习题答案 3-7. 系统中有n+1个进程。其中A1、A2、…、An分别通过缓冲区向进程B发送消息。相互之间的制约关系为：发送进程A1、A2、…、An要互 《操作系统原理》期末考试题 班级学号姓名 一、单项选择题（每题2分，共26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.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同在于（）。 A.实现各台计算机这间的通信 B.共享网络中的资源 C.满足较在规模的应用 D.系统中多台计算机协作完成同一任务 3.下面对进程的描述中，错误的是（）。 A.进程是动态的概念 B. 进程执行需要处理机 C.进程是指令的集合 D. 进程是有生命期的 4.临界区是指并发进程中访问共享变量的（）段。 A.管理信息 B.信息存储 C.数据 D.程序 5.要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条（）。 A.互斥 B.请求与保持 C.不剥夺 D.循环等待 6.以下哪种存储管理不可用于多道程序系统中（）。 A.单一连续区存储管理 B.固定式区存储管理 D. 段式存储管理 C.可变分区存储管理7.在可变式分区存储管理 中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与 1 / 8 相邻空闲区合并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的 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 8.系统“抖动”现象的发生不是由（）引起的。 A.置换算法选择不当 B.交换的信息量过大 C.主存容量不足 D.请求页式管理方案 9.在进程获得所需全部资源，唯却CPU时，进程处于（）状态。 A.运行 B.阻塞 C.就绪 D.新建 10.要页式存储管理系统中，将主存等分成（）。 A.块 B.页 C.段长 D.段 11.系统利用SPOOLING技术实现（）。 A.对换手段 B.虚拟设备 C.系统调用 D.虚拟存储 12.设备从磁盘驱动器中读出一块数据的总时间为（）。 A.等待时间+ 传输时间 B.传输时间 D.延迟时间+ 查找时间+ 传输时间 C.查找时间+ 传输时间 13.如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用（） 《操作系统原理》练习题 一、填空题 1. 每个进程都有一个生命周期，这个周期从__(1)__开始，到__(2)__而结束。 2. 当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__(3)__和可再现性。 3. 并发进程中与共享变量有关的程序段称为__(4)__。 4. 一个进程或者由系统创建，或者由__(5)__创建。 5. 一个进程的静态描述是处理机的一个执行环境，被称为__(6)__。 6. 信号量的物理意义是：信号量大于0，其值为__(7)__；信号量小于0，其绝对值为__(8)__。 7. 系统有某类资源5个，供3个进程共享，如果每个进程最多申请__(9)__个该类资源，则系统是安全的。 8. 不可中断的过程称为__(10)__。 9. 操作系统中，进程可以分为__(11)__进程和__(12)__进程两类。 10. 操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是__(13)__接口和__(14)__接口。 11. 批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据__(15)__的要求自动控制作业的执行。 12. 在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台作业，而由批处理系统控制的作业称为__(16)__作业。 13. 采用SPOOL技术的计算机系统中，操作员只要启动__(17)__程序工作，就可以把作业存放到__(18)__中等待处理。 14. 作业控制方式有__(19)__方式和__(20)__方式二种。 15. 对资源采用抢夺式分配可以防止死锁，能对处理器进行抢夺式分配的算法有__(21)__算法和__(22)__算法。 16. 因争用资源产生死锁的必要条件是互斥、__(23)__、不可抢占和__(24)__。 17. 死锁的形成，除了与资源的__(25)__有关外，也与并发进程的__(26)__有关。 18. 为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__(27)__，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__(28)__次序申请这些资源。 19. 内存管理的核心问题是如何实现__(29)__的统一，以及它们之间的__(30)__问题。 20. 页式存储管理中，处理器设置的地址转换机构是__(31)__寄存器。 21. 在页式和段式存储管理中，__(32)__存储管理提供的逻辑地址是连续的。 22. 实现地址重定位或地址映射的方法有两种：__(33)__和__(34)__。 23. 在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，__(35)__的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，__(36)__的作业得到优先调度。 24. 确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，即使CPU繁忙的作业和__(37)__的作业搭配使用。 25. 按照组织形式分类文件，可以将文件分为普通文件、目录文件和__(38)__。 26. 文件系统为用户提供了__(39)__的功能，以使得用户能透明地存储访问文件。 27. 文件名或记录名与物理地址之间的转换通过__(40)__实现。 28. 文件的__(41)__与文件共享、保护和保密紧密相关。 第2章操作系统的界面 (1) 请说明系统生成和系统引导的过程。 解： 系统的生成过程：当裸机启动后，会运行一个特殊的程序来自动进行系统的生成（安装），生成系统之前需要先对硬件平台状况进行检查，或者从指定文件处读取硬件系统的配置信息，以便根据硬件选择合适的操作系统模块组，比较重要的信息通常有：CPU类型、内存大小、当前关联设备的类型和数量以及操作系统的重要功能选项和参数。按照这些信息的指示，系统生成程序就可以正确地生成所需的操作系统。 系统引导的过程：系统引导指的是将操作系统内核装入内存并启动系统的过程。主要包括初始引导、内核初始化、全系统初始化。初始引导工作由BIOS完成，主要完成上电自检，初始化基本输入输出设备，载入操作系统内核代码等工作。内核被载入内存后，引导程序将CPU控制权交给内核，内核将首先完成初始化功能，包括对硬件、电路逻辑等的初始化，以及对内核数据结构的初始化，如页表(段表)等。全系统初始化阶段要做的就是启动用户接口程序，对系统进行必要的初始化，使系统处于等待命令输入状态。 (2) 操作系统具有哪些接口？这些接口的作用是什么？ 解： 操作系统为用户提供的接口有图形接口、命令接口和程序接口几种形式。 操作系统包括三种类型的用户接口：命令接口（具体又可分为联机命令接口与脱机命令接口）、程序接口及图形化用户接口。其中，命令接口和图形化用户接口支持用户直接通过终端来使用计算机系统，而程序接口则提供给用户在编制程序时使用。 (3) 请说明操作系统具有的共性服务有哪些不同类别，这些类别分别用于完成什么功能？ 解：所有的操作系统都通过一些基本服务来帮助用户简单便捷地使用计算机各类资源，它们包括以下几个类别： 1.控制程序运行：系统通过服务将用户程序装入内存并运行该程序，并且要控制程序 在规定时间内结束。 2.进行I/O操作：用户是不能直接控制设备的，只能通过操作系统与外部设备进行交 互，由系统调用将结果显示在屏幕上或交给用户。 3.操作文件系统：为了保证实现“按名存取”，文件系统应该为用户提供根据文件名 来创建、访问、修改、删除文件的方法，以确保文件数据的安全可靠以及正确存取。 4.实现通信：操作系统需要提供多个程序之间进行通讯的机制，来控制程序的执行顺 序。 5.错误处理：操作系统通过错误处理机制，以便及时发现错误并采取正确的处理步骤， 避免损害系统的正确性和统一性。 (4) 系统调用的用途是什么？ 解： 通常，在操作系统内核设置有一组用于实现各种系统功能的子程序(过程)，并将它们提供给用户程序调用。每当用户在程序中需要操作系统提供某种服务时，便可利用一条系统调用命令，去调用所需的系统过程。这即所谓的系统调用。系统调用的主要类型包括： 1.进程控制类，主要用于进程的创建和终止、对子进程结束的等待、进程映像的替换、 进程数据段大小的改变以及关于进程标识符或指定进程属性的获得等； 2.文件操纵类，主要用于文件的创建、打开、关闭、读/写及文件读写指针的移动和 一．分析文档 1. 目前项目所在领域的现状和发展趋势 《编译原理》课程设置的目的在于让学生系统的了解并掌握程序设计语言编译程序的构造原理和技术。它是国内外大学计算机专业学生的一门重要专业基础课，它的主要内容被列入国际ACM2000教程。其原因如下：1.随着计算机技术的飞速发展，应用范围的迅速扩大。新的程序设计语言和新的CPU将不断诞生，因此不仅需要掌握编译技术的人才，而且需要新的编译技术；2.编译技术不仅适用于处理程序设计语言，实际上，只要涉及符号语言处理，就需要采用编译的基本原理和技术；3.编译原理与技术在软件工程，语言转换等许多领域有着广泛的应用，对于软件开发也有一定的启发和指导作用，因此，一个优秀的程序员应该对编译原理与技术有相当程度的了解。 《编译原理》课程是重要的，但对于许多学生来说掌握它又显得有些困难。利用网络多媒体技术，能把《编译原理》课程中的诸多原理，技术和方法，非常形象的演示出来。 新的程序设计语言和新的CPU将不断诞生，《编译原理》课程的内容要求不断更新，要做到这一点，靠传统出版教课书的途径是困难的，而用HTML+JAVA制成的课件，进行更新将是比较容易的。 目前，有一些高校使用的教材比较陈旧，把过时的技术作为重点进行讲授；有的高校甚至找不到合适的教员。 国外网站上，也没有发现合适的《编译原理》教学课件，一般来说，网站上有的仅是教员上课用的幻灯片。 鉴于上述情况，《编译原理》网络版教程，将会产生明显的社会效益和经济效益。 2．本项目的目标和教学内容 (1)本项目的目标是： 建立《编译原理》网络课程, 学生使用它学习《编译原理》课程,能够掌握构造编译程序的原理，技术和工具，而且使学生对该领域产生浓厚的兴趣和求知欲。为以后进一步从事软件工作打下良好的基础。 （2）教学内容： 各章节基本内容如下： 第一章：概述 编译和解释，编译程序的组成，现状及展望。 第二章：语言的基本知识 语言和文法的形式定义，分析树和二义性，形 式语言概观 第三章：词法分析 词法分析器的手工构造，正规表达式，有限自 动机，lex介绍 第四章：语法分析 自顶向下分析，预测递归下降分析，LL(1)分析 自底向上分析，算符优先分析，LR(SLR,LR(1), LALR)分析,yacc介绍 第五章：语法制导翻译 语法制导定义，语法树的构造，S-属性定义及自底向上的计算， 《操作系统原理》期末考试题 、单项选择题（每题 分，共分） 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. 分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同在于（ ）。 A. 实现各台计算机这间的通信 B. 共享网络中的资 源 C.满足较在规模的应用 D. 系统中多台计算机协作完成同一任务 3. 下面对进程的描述中，错误的是（ A.进程是动态的概念 B. C.进程是指令的集合 D. 4?临界区是指并发进程中访问共享变量的（ ）段。 5. 要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条 。 A.互斥 B. 请求与保持 C. 不剥夺 D. 循环等待 6. 以下哪种存储管理不可用于多道程序系统中（ ）。 A.单一连续区存储管理 B.固定式区存储管理 C.可变分区存储管理 D.段式存储管理 7. 在可变式分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与 相邻空闲区合 并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的 ）。 进程执行需要处理机 进程是有生命期的 A.管理信息 B.信息存储 C. 数据 D. 程序 情况是（）。 A.无上邻空闲区也无下邻空闲区 C.有下邻空闲区但无上邻空闲区 8. 系统“抖动”现象的发生不是由 A.置换算法选择不当 C.主存容量不足 9. 在进程获得所需全部资源，唯却 A.运行 B.阻塞 10. 要页式存储管理系统中，将主存等分成（ A.块 B.页B. D. B. D. CPU 时,有上邻空闲区但无下邻空闲区 有上邻空闲区也有下邻空闲 区）引起的。 交换的信息量过大 请求页式管理方案 进程处于（ C.就绪 ）。 C. 段长 状态。 D.新建 D.段 智慧树知到《操作系统原理》章节测试答案 第一章单元测试 1、允许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为（）。A:网络操作系统 B:分时操作系统 C:实时操作系统 D:批处理系统 正确答案：批处理系统 2、（）是指两个或两个以上的活动或事件在同一时间间隔内发生。 A:并行 B:并发 C:共享 D:同步 正确答案：并发 3、操作系统（）采用了分层式结构进行设计。 A:UNIX B:IBM OS/360 C:Multics D:MS-DOS 正确答案：Multics 4、批处理系统的运行方式有（）等几种。 A:执行系统 B:加载系统 C:早期批处理 D:脱机批处理 E:联机批处理 正确答案：执行系统,早期批处理,脱机批处理,联机批处理 5、分时操作系统具有（）的特征。 A:及时性 B:多路性 C:异步性 D:独占性 E:交互性 正确答案：及时性,多路性,独占性,交互性 6、多道程序设计技术必须要在多个处理器上才能实现。 A:对 B:错 正确答案：错 7、虚拟机通过软件模拟硬件系统功能，可以将一台计算机虚拟成多个计算机。A:对 B:错 正确答案：对 8、互斥访问的计算机资源不能被共享。 A:对 B:错 正确答案：错 9、实时操作系统不需要具有很强的交互能力。 A:对 B:错 正确答案：对 10、Minix3是由荷兰Vrije大学计算机科学系Dijkstra 教授领导开发的。A:对 B:错 正确答案：错 第二章单元测试 1、处理器管理的核心问题是（）。 A:处理器调度 B:进程管理 C:作业管理 D:线程管理 正确答案：进程管理 2、（）是操作系统感知进程存在的惟一标志。 A:JCB B:TCB C:FCB D:PCB <<操作系统原理复习题答案>> 第一部分名词解释答案 第一章概论 计算机系统: 计算机系统由硬件和软件两大部分组成. 硬件(即物理计算机)是系统 的基本资源, 在硬件基础上配置的软件是对硬件功能的扩充和完善. 裸机: 即不附加任何软件的物理计算机. 虚拟机: 所谓虚拟是指逻辑的而非物理的计算机, 是指在物理计算机上加上若干层 软件上构成的比裸机功能更强的、使用更方便的``虚拟计算机''. 操作系统是加在裸机 上的第一层软件. 它是对裸机的首次扩充. 操作系统: 从结构上看, 操作系统是用户程序及系统应用, 应用程序, 单道程序系统, 多道程序系统, 中断, 通道, 异步事件, 批处理, 脱机方式, 批处理系统, 分时, 时间片, 响应时间, 分时系统, 实时, 单用户交互式系统, 实时系统, 网络操作系统, 管态, 目态, 特权指令, 非特权指令, 系统调用, 访管指令, 访管中断, 程序级接口, 人-机接口, 脱机级接口, 联机级接口, 前台作业, 后台作业, 并发性, 共享性, 不确定性, 并发, 并行, 顺序共享, 并发共享, 中断机构, 中断源, 中断请求, 断点, 中断响应, 中断处理程序, 中断处理, 中断返回, 输入输出中断, 故障中断, 程序状态字, 外部中断, 时钟, 界限寄存器, 存储保护键, 冷启动, 热启动. 2. 顺序性, 封闭性, 确定性, 可再现性, 竞争性, 制约性, 与速度无关, 进程概念, 执行状态, 就绪状态, 等待状态, 死锁状态, 挂起状态, 进程控制块, 纯代码, 可再入程序, 用户进程, 系统进程, 进程模块, 非进程模块, 原语, 内核, 进程控制, 互斥, 同步, 广义同步, 临界资源, 临界区, 同类临界区, 信号量, 忙等待方式, 让权等待方式, P V 操作, 生产者与消费者, 公用信号量, 私用信号量, 消息缓冲, 消息队列, 管道, 作业, 脱机作业, 联机作业, 作业控制, 作业控制块. 3. 高级调度, 中断调度, 低级调度, 进程调度, 调度方式, CPU 周期, 剥夺方式, 非剥夺方式, 吞吐量, 平均周时间, 平均带权周转时间, 平均等待时间, 响应比, 先来先服务, 短作业优先, 最高响应比优先, 轮转法, 高优先级优先, 静态优先数, 动态优先数, 多级反馈队列, 调度程序, 系统开销, 系统颠簸. 4. 存储空间, 地址空间, 物理地址, 逻辑地址, 绝对地址, 相对地址, 名空间, 虚空间, 地址映射, 静态映射, 动态映射, 静态分配, 动态分配, 内存保护, 内存扩充, 分区, 碎片, 内碎片, 首次适应法, 最佳适应法, 最坏适应法, 固定分区, 可变分区, 地址越界, 越界中断, 覆盖, 交换, 整体交换, 部分交换, 习题六参考答案（P132） 6-2某系统进程调度状态变迁图如图6.5所示（设调度方式为非剥夺方式），请说明： （1）什么原因将引起发生变迁2、变迁3、变迁4？ （2）当观察系统中所有进程时，能够看到某一进程产生的一次状态 变迁能引起另一进程作一次状态变迁，在什么情况下，一个进程的变 迁3能立即引起另一个进程发生变迁1？ （3 生？ （a ） 图6.5 解答：（1）当运行进程在分得的时间片内未完成，时间片到将发生变 迁2； 当运行进程在执行过程中，需要等待某事件的发生才能继续向下执行，此时会发生变迁3； 当等待进程等待的事件发生了，将会发生变迁4。 o m P D F d T r i a l （2）正在运行的进程因等待某事件的发生而变为等待状态的变迁3，在就绪队列非空时会立即引起一个就绪进程被调度执行的变迁1。 （3）a .3->1的因果变迁可能发生 正在运行的进程因等待某事件的发生而变为等待状态的变迁3，在就绪队列非空时必然引起一个就绪进程被调度执行的变迁1。 b.3->2的因果变迁不可能发生。 c.2->1的因果变迁必然发生 正运行的进程因时间片到变为就绪状态的变迁2，必然引起一个就绪进程被调度执行的变迁1。 6-3若题2中所采用的调度为可剥夺式，请回答题2中提出的问题： （1）什么原因将引起发生变迁2、变迁3、变迁4？ （2）当观察系统中所有进程时，能够看到某一进程产生的一次状态变迁能引起另一进程作一次状态变迁，在什么情况下，一个进程的变迁3能立即引起另一个进程发生变迁1？ （3）下述因果变迁是否可能发生？如果可能的话，在什么情况下发 生？ （a ）3->1；（b ）3->2；（c ）2->1 解答：（1）当运行进程在分得的时间片内未完成，时间片到将发生变 迁2；或者新创建一个进程或一个等待进程变成就绪，它具有比当前进程更高的优先级，也将发生变迁2。 h t t p ://w w w .p d f d o .c o m P D F d o P a s s w o r d R e m o v e r T r i a l <<操作系统原理复习题答案>> 第一部分名词解释答案第一章概论计算机系统: 计算机系统由硬件和软件两大部分组成. 硬件(即物理计算机)是系统的基本资源, 在硬件基础上配置的软件是对硬件功能的扩充和完善. 裸机: 即不附加任何软件的物理计算机. 虚拟机: 所谓虚拟是指逻辑的而非物理的计算机, 是指在物理计算机上加上若干层软件上构成的比裸机功能更强的、使用更方便的``虚拟计算机''. 操作系统是加在裸机上的第一层软件. 它是对裸机的首次扩充. 操作系统: 从结构上看, 操作系统是用户程序及系统应用, 应用程序, 单道程序系统, 多道程序系统, 中断, 通道, 异步事件, 批处理, 脱机方式, 批处理系统, 分时, 时间片, 响应时间, 分时系统, 实时, 单用户交互式系统, 实时系统, 网络操作系统, 管态, 目态, 特权指令, 非特权指令, 系统调用, 访管指令, 访管中断, 程序级接口, 人-机接口, 脱机级接口, 联机级接口, 前台作业, 后台作业, 并发性, 共享性, 不确定性, 并发, 并行, 顺序共享, 并发共享, 中断机构, 中断源, 中断请求, 断点, 中断响应, 中断处理程序, 中断处理, 中断返回, 输入输出中断, 故障中断, 程序状态字, 外部中断, 时钟, 界限寄存器, 存储保护键, 冷启动, 热启动. 2. 顺序性, 封闭性, 确定性, 可再现性, 竞争性, 制约性, 与速度无关, 进程概念, 执行状态, 就绪状态, 等待状态, 死锁状态, 挂起状态, 进程控制块, 纯代码, 可再入程序, 用户进程, 系统进程, 进程模块, 非进程模块, 原语, 内核, 进程控制, 互斥, 同步, 广义同步, 临界 操作系统原理作业 第1章 1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？ 答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并由计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。 1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。 答：多道程序设计技术是指同时把多个作业（程序）放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因（如I/O 请求）而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。多道程序运行具有如下特征： 多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。 1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？ 答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。 1-7 （1）工作情况如图。 （2）CPU有空闲等待，它发生在100 ms150 ms时间段内，此时间段内程序A 与程序B都在进行I/O操作。 （3）程序A无等待现象，程序B在0 ms50 ms时间段与180 ms200 ms时间段内有等待现象。 第2章 2-1 什么是操作系统虚拟机？ 答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机 2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？ 答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。为了保护操作系统，至少需要区分两种状态：管态和用户态。 2-5 什么是中断？在计算机系统中为什么要引用中断？ 答：中断是指某个事件发生时，系统终止现行程序的运行、引出处理该事件程序进行处理，处理完毕后返回断点，继续执行。为了实现并发活动，为了实现计算机系统的自动化工作，系统必须具备处理中断的能力。 2-8中断和俘获有什么不同？ 答：中断指由处理机外部事件引起的中断称为外中断，又称中断。包括I/O中断、外中断。俘获是指由外处理内部事件引起的中断称为俘获。包括访管俘获、程序性中断、机器故障中断。 2-9 什么是中断响应，其实质是什么？ 答：中断响应是当中央处理机发现已有中断请求时，中止现行程序执行，并自动引出中断处理程序的过程。中断响应的实质是交换指令执行地址和处理器状态，以达到如下目的：（1）保留程序断点及有关信息；（2）自动转入相应的中断处理程序执行。 2-12 以trap指令为例，用图说明自陷处理的一般过程？ 一、名词解释 1．中断 中断是现代计算机系统中基本设施之一,它起着通讯联络作用,协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是实现多道程序的必要条件。 2．进程控制块（Process Control Block） PCB是系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。 系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。 进程与PCB是一一对应的。 3．虚时钟 虚时钟是分配给每个进程记录CPU时间的。 虚时钟存放于PCB中，属于现场一部分，进程运行时，将虚时钟放入内存开避的专门单元，离开CPU放入 PCB中。 4．段式存储管理 ①用户程序的划分 按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的。 ②内存空间的划分 内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，这些区域被称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定。 ③内存分配 以段为单位分配内存，每一个程序段在内存中占据连续空间（内存随机分割，需要多少分配多少），但各段之间可以不连续存放。 ④管理 每一个程序设一个段表，它记录了段号，段的首（地）址和长度之间的关系。 空闲块管理，记录了空闲区起始地址和长度。 内存的分配算法有，首先适配；最佳适配；最坏适配。 5. 文件控制块（FCB） 文件控制块是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了为管理文件所需的所有有关信息。 文件控制块是文件存在的标志。 6. 系统调用 用户程序中对操作系统的功能调用称为系统调用（system call） 中国地质大学（武汉）2017年度第学期期末考试 《操作系统原理》课程试卷答案 班级_______________ 学号_____________ 姓名______________ 一、选择题（本大题共40分，每小题2分） 1、在现代操作系统中引入了（ D ），从而使并发和共享成为可能。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 2、( B )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 3、从用户的观点看，操作系统是（A ）。 A. 用户与计算机硬件之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C. 合理组织计算机工作流程的软件 D.计算机资源的的管理者 4、当CPU处于管态时，它可以执行的指令是（A ）。 A. 计算机系统中的全部指令 B. 仅限于非特权指令 C. 仅限于访管指令 D. 仅限于特权指令 5、用户在程序中试图读取某文件的第100个逻辑块时，使用操作系统提供的（ A ）接口。 A. 系统调用 B.图形用户接口 C.原语 D.键盘命令 6、下列几种关于进程的叙述，（ A ）最不符合操作系统对进程的理解？ A.进程是在多程序并行环境中的完整的程序。 B.进程可以由程序、数据和进程控制块描述。 C.线程是一种特殊的进程。 D.进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 7、当一个进程处于（ B ）状态时，称其为等待（或阻塞）状态。 A. 它正等待中央处理机 B. 它正等待合作进程的一个消息 C. 它正等待分给它一个时间片 D. 它正等待进入内存 8、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（ D ）。 A.由就绪变运行 B.由运行变就绪 C.由阻塞变运行 D.由阻塞变就绪 9、下面关于线程的叙述中，正确的是（ C ）。 A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。 B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。 C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。 D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。 10、设有3个作业，它们同时到达，运行时间分别为T1、T2和T3,且T1≤T2≤T3，若它 专升本《操作系统原理》 一、（共75题,共150分） 1. 操作系统的资源管理功能，通常可划分为（）。（2分） A.二个部分 B.三个部分 C.四个部分 D.五个部分 .标准答案：C 2. 操作系统的一个主要特征是（）。（2分） A.针对性 B.高效率 C.复杂性 D.共享 .标准答案：D 3. 批处理优于分时处理的一个优点是（）。（2分） A.CPU的利用率较高 B.内存的利用率较高 C.一次能执行多个程序 D.能进行并发处理 .标准答案：A 4. 程序状态字PSW的一部分内容，在小型机中是放在（）中。（2分） A.缓冲寄存器 B.指令计数器PC C.控制器 D.地址寄存器 .标准答案：B 5. 根据中断完成的功能，从内存取数据出错时引起的中断称为（）。（2分） A.系统中断 B.机器故障中断 C.外部中断 D.程序性中断 .标准答案：B 6. （）是由系统功能调用来实现。（2分） A.文件复制 B.读文件的信息 C.执行下一条指令 D.读内存单元的数据 .标准答案：B 7. 操作系统的命令接口又可进一部分为（）。（2分） A.联机用户接口和程序接口 B.联机用户接口和脱机用户接口 C.程序接口和图形接口 D.联机用户接口和图形接口 .标准答案：B 8. 下面（）所列的内容属于临界资源。（2分）A.读写磁盘的磁头 B.扫描仪 C.CPU D.程序的私用数据 .标准答案：B 9. 进程的基本状态有三种，其中一个是（）。（2分） A.开始态 B.就绪态 C.唤醒态 D.结束态 .标准答案：B 10. 对进程进行控制的原语包括（）原语。（2分） A.执行 B.唤醒 C.就绪 D.淘汰 .标准答案：B 11. 动态分配是指在（）时进行资源的分配。（2分） A.作业提出申请 B.作业开始执行 C.进程开始执行 D.进程运行中提出申请 .标准答案：D 12. 在资源/进程有向图中，由资源指向进程的有向边表示（）。（2分） A.进程等待资源 B.进程申请资源 C.资源被该进程占有 D.该资源空闲 .标准答案：C 13. 批处理系统中，作业的状态可分为多种，其中一种为（）。（2分） A.创建 B.后备 C.就绪 D.等待 .标准答案：B 14. 某作业的提交时间为7.00、执行时间为2.00、完成时间为11.00，它在系统中的带权周转时间为（）。（2分） A.1 B.2 C.3 D.4 .标准答案：B 15. 采用基址、限长的存储保护时，满足判别式（）的就允许访问。（2分） A.0＜访问的物理地址≤限长寄存器内容 B.0 ≤访问的物理地址＜限长寄存器内容 C.0＜访问的逻辑地址≤限长寄存器内容 D.0 ≤访问的逻辑地址＜限长寄存器内容 .标准答案：C 16. 当分区采用最佳适应算法放置时，自由主存队列必须按（）排序。（2分） A.空闲区的首址递增 B.空闲区的首址递减 C.空闲区的大小递增 D.空闲区的大小递减 .标准答案：C 习题二参考答案（P43） 2-1什么是核态？什么是用户态？ 答：核态是指系统程序执行时，机器所处的状态。 用户态是指用户程序执行时，机器所处的状态。 2-2为什么必须区分二态？系统如何区分出二态？ 答：二态是指核态（系统程序执行时处理机所处的状态）和用户态（用户程序执行时处理机所处的状态）。 操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，为了能正确地进行管理和控制，其本身是不能被破坏的。为此，系统应能建立一个保护环境，因此系统必须区分处理机的工作状态。系统中有两类程序在运行，它们的任务是不同的，系统程序是管理和控制者，用户程序是被管理和被控制的对象，因此应将它们运行时处理机的工作状态区分出来，即系统必须区分二态。系 2-5按中断的功能来分，中断有哪几种类型？答：按中断的功能来分，中断有如下五种类型： I/O中断外中断硬件故障中断程序性中断访管中断 2-8什么是程序状态字？在微机中它一般由哪两个部分组成？答：程序状态字是指反映程序执行时机器所处的现行状态的代码。在微机中它一般由指令计数器（PC）和处理机状态寄存器（PS）。 2-9什么是向量中断？什么是中断向量？ 答：向量中断是指当中断发生时，由中断源自己引导处理机进入中断服务程序的中断过程。中断向量就是存储该类型中断服务例行程序的入口地址和处理器状态字的存储单元。 2-12什么是操作系统虚拟机？ 答：操作系统是最基本的系统软件，它是硬件功能的第一层扩充。配置了操作系统的计算机称为操作系统虚拟机。扩充了的计算机除了可以使用原来裸机提供的各种基本硬件指令，还可以使用操作系统增加的许多其它指令。 习题三参考答案（P54） 3-1用户与操作系统的接口是什么？一个分时系统提供什么接口？一个批处理系统又提供什么接口？ 答：用户与操作系统的接口是指操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制。 一个分时系统提供的接口有系统功能调用和键盘操作命令。一个批处理系统提供的接口有系统功能调用和作业控制语言。 3-2计算机对用户算题任务的加工过程一般分哪几个作业步？各作业步之间的关系如何？用自己的上机体会说明。 答：计算机对用户算题任务的加工过程一般分四个作业步：编辑、编译、连接和运行。 各作业步之间的关系如下： 前一个作业步的结果是下一个作业步的操作对象；一个作业步的成功完成依赖于上一个作业步的成功完成。 3-3什么是系统调用？对操作系统的服务请求与一般的子程序调用有什么区别？答：系统调用是操作系统提供给编程人员的惟一接口。编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。因此，系统调用像一个黑箱子那样，对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。系统调用与一般过程调用的主要区别如下： <<操作系统原理复习题答案>> 第一部分名词解释 答案第一章概论计算机系统: 计算机系统由硬件和软件两 大部分组成. 硬件(即物理计算机)是系统的基本资源, 在硬件基础 上配置的软件是对硬件功能的扩充和完善. 裸机: 即不附加任何 软件的物理计算机. 虚拟机: 所谓虚拟是指逻辑的而非物理的计 算机, 是指在物理计算机上加上若干层软件上构成的比裸机功能更 强的、使用更方便的``虚拟计算机''. 操作系统是加在裸机上的第一 层软件. 它是对裸机的首次扩充. 操作系统: 从结构上看, 操作系 统是用户程序及系统应用, 应用程序, 单道程序系统, 多道程序系统, 中断, 通道, 异步事件, 批处理, 脱机方式, 批处理系统, 分时, 时间片, 响应时间, 分时系统, 实时, 单用户交互式系统, 实时系统, 网络操 作系统, 管态, 目态, 特权指令, 非特权指令, 系统调用, 访管指令, 访管中断, 程序级接口, 人-机接口, 脱机级接口, 联机级接口, 前 台作业, 后台作业, 并发性, 共享性, 不确定性, 并发, 并行, 顺序共享, 并发共享, 中断机构, 中断源, 中断请求, 断点, 中断响应, 中断 处理程序, 中断处理, 中断返回, 输入输出中断, 故障中断, 程序状态字, 外部中断, 时钟, 界限寄存器, 存储保护键, 冷启动, 热启动. 2. 顺序性, 封闭性, 确定性, 可再现性, 竞争性, 制约性, 与速度无关, 进 程概念, 执行状态, 就绪状态, 等待状态, 死锁状态, 挂起状态, 进 程控制块, 纯代码, 可再入程序, 用户进程, 系统进程, 进程模块, 非进程模块, 原语, 内核, 进程控制, 互斥, 同步, 广义同步, 临界资源, 临界区, 同类临界区, 信号量, 忙等待方式, 让权等待方式, P V 操作, 生产者与消费者, 公用信号量, 私用信号量, 消息缓冲, 消息 队列, 管道, 作业, 脱机作业, 联机作业, 作业控制, 作业控制块. 3. 高级调度, 中断调度, 低级调度, 进程调度, 调度方式, CPU 周期, 剥 夺方式, 非剥夺方式, 吞吐量, 平均周时间, 平均带权周转时间, 平 均等待时间, 响应比, 先来先服务, 短作业优先, 最高响应比优先, 操作系统原理离线作业 一、单选题 1.进程P0和P1的共享变量定义及其初值为 boolean flag[2]； int turn=0； flag[0]=FALSE；flag[1]=FALSE； 若进程P0和P1访问临界资源的类C代码实现如下： void P0() //P0进程 { while（TURE）{ flag[0]=TRUE; turn = 1; while (flag[1] && turn == 1) ; 临界区; flag[0] = FALSE; } } void P1() //P1进程 { while（TURE）{ flag[1]=TRUE; turn = 0; while (flag[0] && turn == 0) ; 临界区; flag[1] = FALSE; } } 则并发执行进程P0和P1时产生的情况是：D A.不能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象 B.不能保证进程互斥进入临界区、不会出现“饥饿”现象 C.能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象 D．能保证进程互斥进入临界区、不会出现“饥饿”现象 2.有两个进程P1和P2描述如下: shared data： int counter = 6; P1 : Computing; counter=counter+1; P2 : Printing; counter=counter-2; 两个进程并发执行，运行完成后，counter的值不可能为 C 。 A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 3.某计算机采用二级页表的分页存储管理方式，按字节编址，页大小为210字节，页表项大小为2字节，逻辑地址结构为： 页目录号页号页内偏移量 逻辑地址空间大小为216页，则表示整个逻辑地址空间的页目录表中包含表项的个数至少是B A．64 B．128 C．256 D．512 4.在动态分区系统中，有如下空闲块: 空闲块块大小（KB）块的基址 1 80 60 2 75 150 3 55 250 4 90 350 此时,某进程P请求50KB内存,系统从第1个空闲块开始查找，结果把第4个空闲块分配给了P进程，请问是用哪一种分区分配算法实现这一方案? C 第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴B; ⑵B; ⑶C; ⑷B; ⑸C; ⑹B; ⑺B；⑻D；⑼A；⑽B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题 ⑴B；⑵B；⑶ A C B D; ⑷C; ⑸C; ⑹D; ⑺C; ⑻A; ⑼C; ⑽B; ⑾D; ⑿A; ⒀D; ⒁C; ⒂A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①；操作系统原理考题及答案
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