《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．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，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( )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<T2<T3。

系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是（）。

A．T1+T2+T3 B． (T1+T2+T3)/3C．(T1+2T2+3T3)/3 D． (3T1+2T2+T3)/37．支持程序存放在不连续的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（正确的在题后括弧打“√”，错误的在题后括弧打“×”，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。

( )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。

.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。

.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。

.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。

.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． CPU3．并发4．银行家算法.5．重定位。

6．抖动7．索引文件8．成组法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（正确的在题后括弧打“√”，错误的在题后括弧打“×”，每小题1分，共10分）得分：分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，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，用户不必担心存不够的调度操作。

动态页式管理提供了存与外存统一管理的虚存实现方式。

(2)存利用率高，不常用的页面尽量不留在存。

(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，采有外存的交换技术，各道程序在必需使用时调入存，不用的调出存，这样好象存容量不受限制。

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、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);}}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。