操作系统复习题集及答案

操作系统复习题集

三、简答题

1. 分页存储管理存在的局限性是什么

逻辑地址空间：页是物理单位，共享困难、不便对代码进行分类管理，不能进行动态连接。

2. 多道程序系统为什么能提高CPU的利用率

利用了原来CPU空闲等待时间

3. 文件的逻辑结构有哪些

一种是无结构的流式文件，是指对文件内信息不再划分单位，它是依次的一串字符流构成的文件；一种是有结构的记录式文件, 是用户把文件内的信息按逻辑上独立的含义划分信息单位，每个单位称为一个逻辑记录（简称记录）。所有记录通常都是描述一个实体集的，有着相同或不同数目的数据项，记录的长度可分为定长和不定长记录两类。

4. 什么是设备独立性

应用程序独立于具体使用的物理设备。设备独立性又称为数据无关性。它指的是应用程序在使用设备进行I/O时，使用的是逻辑设备，而系统在实际执行时使用的是物理设备，由操作系统负责逻辑设备与物理设备的映射。

5. 为什么要引入线程，解释一下线程与进程之间的相互关系。

因为虽然进程可以提高CPU的利用率，但是进程之间的切换是非常耗费资源和时间的,为了能更进一步的提高操作系统的并发进,引进了线程.这样,进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位.一个进程内部的线程可以共享该进程的所分配到的资源.线程的创建与撤消,线程之间的切换所占用的资源比进程要少很多.总的来说就是为了更进一步提高系统的并发性,提高CPU的利用率. 线程是进程的基础，进程包含多个线程，是线程的载体。

6. 死锁的必要条件是什么

死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，永远不能再继续前进。产生死锁的必要条件：互斥条件：某段时间内某资源只能由一个进程使用。不剥夺条件：资源在未使用完前，不能被剥夺，由使用进程释放。部分分配（请求和保持）：进程因请求资源而阻塞时，对已分配给它的资源保持不放。环路条件：发生死锁时，有向图必构成一环路。

7. 什么是虚拟内存

虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。

8. 假脱机技术是什么

通过共享设备来模拟独享设备所采用的操作是假脱机操作，即在联机情况下外部设备设备同时操作。所使用的假脱机技术称之为假脱机技术。

9. 为银行取款机系统配备的操作系统应归类于什么类型的操作系统

10. 多道程序设计的主要优点是什么

解：多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业，使它们都处于执行的开始点和结束点之间，这些程序共享计算机系统资源。多道程序设计的主要优点有：(1) 提高CPU的利用率。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待I/O操作时，CPU可以执行其他程序，大大提高了CPU的利用率。(2) 提高设备的利用率。在多道程序环境下，多个程序共享系统的设备，大大提高系统设备的利用率。(3)提高系统的吞吐量。在多道程序环境下，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。

11. 请为的下面应用环境的计算机选择适合的操作系统。

(1）飞机的导航（2）办公室自动化系统（3）航空订票系统（4）复杂的科学计算（5）图书检索系统

12. 什么是并发、并行

并发和并行是即相似又有区别的两个概念，并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。倘若在计算机系统中有多个处理机，则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上，实现并行执行，即利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序，这样，多个程序便可以同时执行

13．什么是临界区

一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，在进程中对于临界资源访问的程序段称为临界区。

14. 引入缓冲的目的是什么

答：（1）缓和外部设备和CPU的速度差异；（2）减少CPU被中断的次数；（3）实现CPU和设备、设备和设备之间的并行操作。

15. 设备驱动程序的主要任务是什么

设备驱动程序是请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信程序，主要功能有：

①将用户的要求转换为具体要求。

②检查用户的合法性，了解设备状态，根据要求传递参数，设置设备的工作方式。

③向设备控制器发I/O命令启动设备，完成具体的I/O操作。

④及时响应外设的中断请求，根据中断类型调用相应的中断处理程序。 ⑤具有通道的控制系统，还要构造通道程序。

四、综合题

1. 信号量的PV 操作解决进程的同步问题。

2. 银行家算法判断系统状态是否安全。

3. 分页系统中逻辑地址和物理地址的转换。

4. 页面置换算法，主要掌握先进先出、LRU 、最佳置换。

5. 磁盘调度算法，包括FCFS 、短寻道优先、电梯算法、LOOK 算法等。

6. 进程调度算法，包括FCFS 、短任务优先、最短剩余时间优先、时间片轮转等。

综合题案例：

1.考虑下列进程集，进程占用的CPU 区间长度以毫秒来计算：

假设在时刻0以进程P 1，P 2，P 3，P 4，P 5的顺序到达。

a.画出4个Gantt 图分别演示用FCFS 、SJF 、非抢占优先级（数字小代表优先级高）和RR （时间片＝1）算法调度时进程的执行过程。

b.在a 里每个进程在每种调度算法下的周转时间是多少

c.在a 里每个进程在每种调度算法下的等待时间是多少

d.在a 里哪一种调度算法的平均等待时间对所有进程而言最小 答：a.甘特图（看教材138页）

0 10 11 13 14 19

0 1 2 4 9 19

非抢占优先级:

进程 区间时间 优先级 P 1 10 3 P 2 1 1 P 3 2 3 P 4 1 4 P 5 5 2