操作系统概论课后习题及答案.doc.pdf

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1、第一章操作系统简介一、单项选择题1.linux操作系统是（）A.务操作系统单用户单任务操作系统B.单用户多任C.多用户单任务操作系统D.分时操作系统2.操作系统内核中文件系统模块的主要功能是（）A.实现虚拟存储B.保存系统文档和用户文档C.保护系统数据文件的存储3.下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（）A.批处理系统允许多个用户与计算机直接交互B.C.批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统。单道批处理系统也可能同时是分时系统。D.实现对文件的按名存取和D.多道程序系统就是指多道批处理系统。二、填空题1.单道批处理系统的内存中只能驻留 _ 道用户作业，CPU和内存资源被用户作业独占。2.

2、单道批处理系统与无操作系统的计算机系统相比而言，减少了的时间。3.操作系统是一组控制和管理计算机 _ 和_ 资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户的程序集合。4.并发是指两个或两个以上的事件在 _的发生。5._现代操作系统的特征包括并发、虚拟和异步。三、简答题1请说明操作系统的作用和功能。作用：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效 地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从 而起到连接计算机和用户的接口作用功能：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理。2.请说明单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统的特点及优缺点。1）单道批

3、处理系统：最早出现的一种OS,具有单道性、自动性和顺序性。与无操作系统的计算机系统相比而言，减少了人工操作的时间。但由于作业独占CPU和内存，当作业进行I/O时，CPU只能等待I/O完成而无事 可做，导致CPU资源不能得到充分利用。2）多道批处理系统：支持多道程序驻留内存，CPU不再空闲等待I/O,具有 多道性、无序性、调度性和复杂性。优点是能够提高CPU、内存和I/O设备的利用率和系统的吞吐量。缺点是系统平均周转吋间长，缺乏交互能力。3）分时系统：允许多个用户终端同时使用计算机，特点是具有多路性、独立 性、及时性和交互性。优点是向用户提供了人机交互的方便性，分吋系统的实现需要解决及 时接收和

4、及时处理的关键问题。3.内存（存储）管理有哪些主要功能？1）管理内存空间。2）进行逻辑地址到物理地址的转换3）实现内存的逻辑扩充。4）完成内存信息的共亨和保护。4.请说明指令执行的过程。1）取指令：首先将要执行的指令从内存中取出送入cpu。2）分析指令：然后由cpu对指令进行分析译码，判断该条指令要完成的 操作。3）执行指令：向各部件发出完成该操作的控制信号，实现该指令的功能。5.操作系统具有哪些特征？操作系统是覆盖在裸机上的第一层软件，为编译程序、数据库管理系统及其他应用程序提供运行环境。有以下特征。并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。共享：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同

5、使用。庞拟：通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。异步性：进程以不可预知的速度向前推进。第二章进程管理一、单项选择题1.下列选项屮，操作系统提供给应用程序的接口是（）A.系统调用B.中断C.库函数D.原语2.Wait（s）操作中的block（sj）阻塞的进程是A.申请资源的进程B.申请临界资源的进程C.调用wait（s）的进程B.4个D.6个D.提供wait（s）操作的系统进程3.在一个单处理机系统中存在5个进程，处于就序列中的就绪进程数最多为（）A.0个C.5个4.若记录型信号量的wait（s）和signal（s）操作的信号量s初值为2,当前值为 则在s的阻塞队列中处于阻塞状态的

6、进程数为（）A.0个C.2个二、填空题B.1个D.3个1.进程是由正文段、_和 _构成的实体。2.进程的3种基本状态是执行态、_态和 _态。3.整型信号量的值只能被 _和 _改变，不允许系统中的其他程序改变信号量的值。4临界区是指访问_的代码。三、简答题1.什么是进程？说明进程与程序的区别和联系。进程的定义：进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的运行过 程。进程是由正文段、用户数据段及程序控制块共同组成的执行环境。进程与程序的区别：程序是静态的，进程是动态：程序是存储在某种介质上的二进制代码，进程对应了程序的执行过程。程序是永久的，进程是暂时存在的：程序的永久性是相对于进程而言。存在实体不

7、同：程序是指令的集合，而进程包含了正文段，用户数据 段和进程控制块。进程与程序的联系：进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特 定的程序，执行程序的代码。一个程序可以对应多个进程。2.操作系统在什么时候创建进程？操作系统如何创建一个进程？操作系统通常在用户登录、作业调度、提供服务、应用请求时创建新进 程。创建进程的一般步骤：申请空白PCB o 为新进程分配资源。初始化控制块。将新进程插入就绪队列。3.时钟中断信号是如何产生的？时钟中断处理程序（时钟驱动程序）的功能 是什么？操作系统依靠时钟駛件和时钟驱动程序完成定时测量（保存当前日期和 时I可。维持定时器）。1）OS时钟管理硬件（可编程间隔

8、定时器PIT）由晶振、计数器和保持寄存 器构成，其中晶振能够产生固定频率的脉冲，每产生一次脉冲，计数器的值 减1,当计数器的值为0时，产生一次时钟中断信号，保持寄存器的值再次 送计数器。2）时钟软件一时钟驱动程序，也成为吋钟中断处理程序，完成以下功能：维护日期和时间。递减当前进程在一个时间片内的剩余执行时间，并检查是否为零，防止进程运行超时。对CPU的使用情况记账。递减报警计时器。4.请说明单重中断的处理过程。1）系统关闭中断，保护断点。2）寻找中断入口。3）执行中断处理程序。4）中断返回：执行完中断指令后，从中断处返回主程序。5）继续执行。5.进程具有哪些特征？进程是操作系统管理的实体，对应

9、了程序的执行过程，有以下待征1）并发性：多个进程实体能在一段时间间隔内同时运行。2）动态性：创建执行撤销。3）独立性：在没有引入线程概念的操作系统中，进程是独立运行和资源调度的基本单位。4）异步性：进程的执行时断时续，不可预知。5）结构特征：包括用户正文段、用户数据段和进程控制块。6.什么是线程？为什么要引入线程？1）线程是进程的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。性线 程只拥有在运行中必需的资源，包括程序计数器、一组寄存器和栈，但它可 与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。2）传统操作系统中，进程是进行资源分配和独立执行的基本单位。为了 进一步提高程序的并发性，减少系统的

10、开销，在操作系统中引入了线程的概 念。7.实现进程互斥的基本原理是什么？1）记录性信号塑机制：在记录性信号机制里面有S.value,记录的是资 源的信号的量，通过去验证每次这个值是否大于0,来判断是否让进程来使 用此资源，但是，一旦这个值s.value=1就允许一个进程访问该资源。从而实 现了进程的互斥。这种机制用于各个进程对一个资源的共享。2）AND型信号的机制：将一个进程中运行过程中的所有需要的资源，都 一次性全部分配给进程。待进程使用完成后，在一并的去释放。这是好儿个 进程对好几个共享资源的一个实现的方法。3）管程机制：利用共享数据结构抽想的表示系统的共享资源。把对该共 享数据的操作定义

11、为一组过程。进程对共享资源的操作，就是这组过程对共 享数据的一个操作。四、综合运用有两个进程pA,pB合作解决文件打印问题：pA将文件记录从磁盘读入主存 的缓冲区，每执行一次读一个记录；pB将缓冲区的内容打印111来，每执彳亍，次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录的大小。请用记录型信号量机 制的wait(s)和signal(s)操作來保证文件的正确打印，并写出同步代码。第三章进程调度与死锁一、单项选择题1.影响时间片大小选择的主要因素有（）A.系统的响应时间C.系统在单位时间内处理的作业塑间B.系统的周转时间D.进程需要CPU服务的总时2.关于多级队列调度算法下列说法正确的是（）A.每个就

12、绪队列的优先权不同，调度算法相同B.每个就绪队列的优先权相同，调度算法不同。C.各就绪队列调度算法和优先权都有可能不同。D一个进程在运行过程屮可能被插入不同的就绪队列。3.某系统中有4个并发进程，都需要同类资源3个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是（A.6C.8二、填空题)B.7D.91.FCFS适合进程，不利于进程。2.采用基于静态优先权的调度算法时，如不断有高优先级权进程进入就绪队列，低优先权进程可能进入 _状态。3._算法是用來避免死锁的算法。4.S为死锁状态的 _条件是当且仅当S状态的资源分配图是不可完全简化的。三、简答题1.进程调度的功能是什么？按照某种策略和算法从就绪态进程中为

13、当前空闲的CPU选择在其上运 行的新进程。2.说明什么是时间片轮转调度算法？每个进程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间。如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束 前阻塞或结束，则CPU当即进行切换。调度程序所要做的就是维护一张就绪进程列表，当 进程用完它的时间片后，它被移到队列的末尾。3.什么是多级队列调度算法？将就绪队列分成多个独立队列，根据进程的某些特性（内存大小、优先 权或进程类型等）进程会被永久分配到一个队列。每个队列有白己的调度算 法。4.什么是自调度方式？自调度有什么优缺点？1）有一个公共的就绪队列，任何一个空闲

14、的处理器都可以自行从公共 队列中选取一个进程或一个线程运行。2）优点是易移植，很容易将单处理器环境下的调度机制移植到多处理 器系统中，同时有利于提高CPU的利用率。系统中只有一个必须互斥访问的队列，当处理器的数目过大时，采用自调度算法的瓶颈问题会非常严重；并且具有低效性和线程切换频繁的缺点。5.什么是死锁？引起死锁的原因是什么？由于多个进程竞争共亨资源而引起的进程不能向前推进的偎死状态称 为死锁。产生死锁的原因：竞争共享资源且分配资源的顺序不当。四、简单应用考虑下面的一个系统在某一时刻的状态，如表所示。进程名称Allocati on(A B C D)00121000135406320014Ma

15、x(A B C D)0017230606125056525615Available(A B C D)20P0P1P2P3P4用银行家算法回答下列问题1）need矩阵的内容是什么？2）系统是否处于安全状态？3）如果进程P1提岀资源请求（0,4,2,0）,这个请求能否立刻被满足？第四章内存管理一、单项选择题1.关于操作系统内存管理的功能，下列叙述错误的是（）A.回收内存C.使程序尽可能用物理地址访问内存物理地址的转换B.为进程分配内存D.与硬件协同完成逻辑地址到2.在基于分页的虚拟存储管理系统中，页表项增加了修改位字段，下列程序 中，需要使用这个字段的是（）A.分配页框的程序C.从外存调入页的程序

16、B.选择换出页的程序D.访问页的程序3.多道程序环境下，操作系统分配CPU资源的基本单位是（）A.程序C.作业B.进程D.指令4.采用二级分页的存储管理系统屮，若分页逻辑地址用32位表示，其屮高10位表示页目录号pl,中间十位表示叶号p2,低12位表示页内偏移，则一 个进程的逻辑地址空间大小最大为（）A.4GBC.4MBB.2GBD.4KB5.在一个实际系统中，进行页置换时，通常选择换出的页是（）A.经常不用的页C.最近既没有被修改也没有被访问过的页的页二、填空题B.不会被修改的页D.将来最久不会被访问1.连续内存管理方式有3种，即 _、_ 和_。2.CPU的页表寄存器用于存放_进程的页表起始

17、地址。3.LRU置换算法选择的换出页是 _ 的页。4快表屮存放的内容是 _。5.在分段存储管理系统中，段表项中包插的基本内容有 _、_和 _O6.虚拟存储管理系统的特征有多次性、_、_ 和 _三、简答题1.静态链接程序完成什么功能？静态链接是在程序运行前，用链接程序将目标模块链接成一个完整的装 入模块。静态连接程序的任务是对逻辑地址进行修改以及变换外部调用符号。2.请说明分页存储管理的基本原理。1）分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的 片，称为页面或页，并为各页加以编号。2）把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为页框，也加以编号。3）分页存储：在为进程分配内存时

18、，以页框为单位将进程中的若干个页分 别装入到多个可以不相邻接的页框屮。4）进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为“页内 碎片。5）页表：系统为进程建立的数据结构，作用是实现从页号到页框号的映射。3.什么是抖动？抖动产生的原因是什么？在请求分页系统中，若在内存引入过多的进程，会使进程的大部分时间 都用于页面的换入/换出的操作，而几乎不能完成任何有效的工作。我们称这 时的进程处于“抖动状态。抖动产生的原因是在内存中引入过多的进程而产生的。4.请说明分段存储管理的原理。1）分段：在分段存储管理方式屮，作业的地址空间被划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。2）分段的逻辑地址结构

19、：逻辑地址是二维的，由段号和段内地址所组成。3）段表：由操作系统维护的用于支持分段存储管理地址映射的数据结构。4）分段系统的地址变换：为了实现从进程的逻辑地址到物理地址的变换功能，在系 统中设置了段表寄存器，用于存放段表始址和段表长度TL。（在进行地址变换时，系统将逻辑地址中的段号与段表长度TL进行比较。若STL,表示段号太大,是访问越界，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段衣的始址和该段的段号，计算出该段对应段衣项的位置，从中读出该段在内存的起始地址，然后，再检查段内地址d是否超过该段的段长SL。若超过，即dSL,同样发出越界屮断信号；若未越界，则将该段的基址d与段内地址相加，即可得到要

20、访问的内 存物理地址。）四、综合应用初始空闲链如图所示，分别表示第一个空闲区起始地址为20KB,大小为10KB；第二个空闲区起始地址为50KB,大小为100KB；第三个空闲区起始地址为300KB,大小为10KB。20KB:10KB300KB:10KB初始空闲链画出在题目给定条件下系统释放下列空闲区后的空闲链50KB:100KB1)给定条件（1）400KB:200KB2）给定条件（2）30KB:20KB3）给定条件150KB:20KB第五章文件系统一、单项选择题1.关于文件系统，下列叙述正确的是（）A.文件的集合C.实现文件管理的一组软件构的总体2.位图可用于管理（）a.文件目录C.文件的访问B

21、.磁盘空间D.文件的保护B.文件的目录D.文件、管理文件的软件及数据结3.从用户角度看，引入文件系统的主要目的是（）A.实现虚拟存储C.保存用户文档二、填空题B.保存系统文档D.实现对文件的按名存取1._常用的文件存取方式有两种：顺序存储和 _。2在使用文件之前，必须先打开文件。打开文件的目的是将文件的和信息装入主存，以便于在对文件的后续访问中能快 速存取文件信息。3.目录是文件系统中实现_ 的重要数据结构。三、简答题1.举例说明文件系统是如何实现文件的“按名存取”的？（实现从逻辑文件到物理文件间的转换，即按名存取外存上的文件。）2.文件系统如何管理空闲磁盘空间？3.什么是i结点？在i结点中使

22、用间接地址项有什么好处？1）i节点可看作是一个指向磁盘上该文件存储区的地址。2）当一个文件比较大，所含簇的数目太多时，i结点将无法记录所有的 簇号，釆用间接地址项，存放簇号，间接获取地址，能解决这个问题。四、综合运用Ext2文件系统的一个i结点包括15个地址项，没个地址项存32位地址（4个字节），其中12个地址项存直接地址；一个地址项存一次间接地址；一个地址项存二次间接地址；一个地址项存三次间接地址。当簇大小为4KB时，Ext2能管理的文件的最大长度是多少？第六章I/O设备管理一、单项选择题1.关于DMA控制方式，下列说法正确的是（）A.采用DMA控制方式时，CPU不用干预整个输入/输出过程。

23、B.采用DMA控制方式时，每传输完一个数据块，CPU要执行中断处理。C.采用DMA传输方式，CPU只在输入/输出开始和结束时干预输入/输出。D.采用DMA传输方式只能提高传输速度，不能提高CPU与输入/输出设备的 并行程度。2.关于spooling系统的组成，下列说法正确的是（）A.输入井和输出井都在内存中。B.输出井和输出缓存都在硬盘屮。C.输入井和输入缓存都在硬盘中。D.输入井和输出井都在硬盘中。3.设备控制器的I/O逻辑包含的主要部件是（）A.指令译码器C.仅地址译码器二、填空题B.指令译码器和地址译码器D.仅控制寄存器1.I/O设备按信息交换的单位分类，可分为字符设备和_设备。2.在数

24、据到达速率和数据离去速率不同的地方，都可以引入 _。3设备独立性的基本含义是_ 独立于具体使用的物理设备。三、简答题1.说明设备控制器的结构和功能。逻辑构成：设备控制器和处理机的接口（数据线、控制线和地址线）。设备控制器与设备的接口（3类信号为数据、状态和控制信号）。I/O逻辑（主要由指令译码器和地址译码器两部分功能部件构成）。功能：接受和识别命令：接收CPU的命令和参数存放在控制器的控制寄存器中。数据交换：通过数据寄存器进行数据交换。设备状态的了解和报告。地址识别。数据缓冲。差错控制。2.说明DMA控制器的结构和控制方式。逻辑组成：主机与DMA的接口，DMA与设备的接口，以及I/O控制逻辑。控制方式：DMA有两种方式，一种是查询方式，一种是中断方式。查询方式是通过查询标志位來判定DMA结束，中断方式是DMA结束的时候返回 中断，在程序中不需要一直查询标志位。3.什么是设备驱动程序？设备驱动程序是I/O进程与设备控制器之间的通信程序，其主要任务是 接受上层软件发来的抽象的I/O请求，如read或write命令，把它们转换为 具体要求后，发送给设备控制器，启动设备去执行。