操作系统复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案

操作系统02

一、判断题：

1.多道程序系统中,因为是多道程序交替占用CPU,因而其CPU的利用率与单道系统相比,不可能提高。[ ]

2.保证“原语”执行时的不被分割，是为了提高其执行速度。 [ ]

3.死锁避免比死锁预防对系统条件限制更严格，所以使得系统资源利用率不高。 [ ]

4.分段式存储管理比分页式管理更易实现存储保护与共享。 [ ]

5.为了解决输入和输出速度相差较远的情况，引入了双缓冲机制。 [ ]

6.在文件的直接存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。 [ ]

7.对批处理作业，运行时不需提供相应的作业控制信息。 [ ]

8.进程是程序的一次执行，两个同时存在的进程所对应的程序总是不同的。 [ ]

9.采用FIFO置换算法时，当驻留集增大时，其页故障率一定不会增大。 [ ]

10.“对换”可以以整个进程为单位。 [ ]

11.缺页中断是在一条指令执行完成后检测和处理的。 [ ]

12.顺序文件适合于建立在磁带上，而不适合建立在磁盘上。 [ ]

13.保证“原语”执行时的不被分割，是为了数据的完整性和一致性。 [ ]

14.FCFS 调度算法比较有利于长作业，而不利于短作业。 [ ]

15.在分配共享设备和独占设备时，都可能引起死锁。 [ ]

16.中断驱动I/O控制方式对程序I/O方式的主要改进在于它可使CPU和I/O设备并行操作。 [ ]

17.分页存储管理是离散分配方式，而分段存储管理是连续分配方式。 [ ]

18.在进行页面置换时，被淘汰的页都要回写到辅存。 [ ]

19.操作系统的目的是提供一个让用户能方便地、高效地执行程序的环境。 [ ]

20.在单处理机系统中，多个进程并行执行是指它们同时处于进程的“运行状态”。 [ ]

21.每次“紧凑”之后，都必须对移动了的程序或数据进行重定位。 [ ]

22.页式存储管理系统不利于保护，但利于共享。 [ ]

23.磁带是可直接存取的设备。 [ ]

24.通道是通过执行通道程序来对I/O设备进行控制的。 [ ]

二、填空题:

1.常用的操作系统有( )、( )、( )、( )等。

2.在进程的轮转调度算法中，如果时间片为无穷大，则轮转调度就变为( )调度。

3.确定进程优先权的依据有( )、( )、( )三个方面。

4.死锁的必要条件是（）、（）、（）、（）。

5.虚拟存储器是指( )。

6.SPOOLING技术是通过（）实现对外设输入输出控制的。

7.多道批处理系统具有（）、（）和（）特征。

8.原语在操作其间是（）。

9.设某进程的访问串为：1，3，1，2，4，分配给它的页框数为3，按FIFO页面置换算法，当访问4号页

面时，应淘汰( )号页面。

10.动态重定位分区分配算法与动态分配算法相比增加了（）功能。

11.局部性原理包括（）、（）。

12.中断向量表中存的是（）。

13.操作系统主要是对（）、（）、（）、（）四种资源进行管理。

14.临界区是指（）。

15.处于执行状态的进程，若其“时间片结束”，则该进程在三种基本状态中应从（）状态变为（）

状态。

16.可变分区分配技术会造成（）问题。

17.文件控制块中的“文件说明”信息是当用户执行（）操作时，才从辅存调入主存。

18.所谓通道是（）。

19.操作系统的主要设计目标是（）和（）。

20.进程同步机制应遵循的原则有（）、（）、（）、（）。

21.对于交互式系统，应选择（）（填抢占或非抢占）调度算法。

22.对于段页式系统，当要访问主存中的一个数据时，若联想存储器匹配失败，则需要访问( )次主存。

23.实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为（）和（）的专门区域，以存放作业信息和作业执

行结果。

24.读／写一次磁盘信息所需的时间可分解为（）、（）和（）三类。

三、简答题:

1.操作系统的设置目标有哪些？

2.分段保护的方法通常有哪些？

3.试列出三种进程调度算法，并简述其工作原理。

4.在段页式存储管理方式中，为什么段表的每一栏都要给出页表的长度？

5.操作系统的主要功能是什么？

6.判断下列进程状态是否可以转换，如可以请说明典型原因。

运行状态就绪状态

运行状态阻塞状态

阻塞状态运行状态

运行状态终止状态。

7.简述虚拟存储器实现思想。

8.目前广泛采用的目录结构形式是哪种?它有什么优点?

四、综合题:

1.在某段页式系统中，虚地址空间包含了8个段，段长为229字节。硬件把每个段分成大小为256字节

的页。问虚地址中有多少位可以用于指定：

（1）段号

（2）页号

（3）页内偏移量

（4）整个虚地址

2.试比较P , V 原语法和加锁法实现进程间互斥的区别。

3.请说出可变分区分配的实现思想。需哪些数据结构支持？有哪些方法可解决其存在的碎片(外碎片)问

题？

4.一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业?

5.汽车司机与售票员之间必须协同工作，一方面只有售票员把车门关好了司机才能开车，因此，售票员

关好车门应通知司机开车。另一方面，只有当汽车已经停下，售票员才能开门上下客，故司机停车后应通知售票员，汽车当前正在始发站停车上客，试设必要的信号灯及赋初值，写出他们的同步过程。

（用管程或信号灯机制均可）

6.说明信号量S的物理含义。

7.假定待处理的三个作业的到达时间和运行时间如下：

作业到达时间/s 执行时间/s

1 0.0 8

2 0.4 4

3 1.0 1

若采用FCFS、SJF调度算法，则作业的平均周转时间各是多少？假定要改善SJF的性能，如果让CPU 在第一个时间单位空闲，然后采用SJF策略，那么，这些作业的平均周转时间是多少？均需给出计算步骤。

8.某系统使用两级页表，页的大小是212字节，虚地址是32位。地址的前8位用作一级页表的索引。求：

（1）有多少位用来指定二级索引？（2）一级页表中有多少项？

（3）二级页表中有多少项？

（4）虚地址空间中有多少页？

参考答案

一、是非题：

1. × 7. × 13. √ 19. √

2. × 8. × 14. √ 20. ×

3. × 9. × 15. √ 21. √

4. √10. √ 16. √ 22. ×

5. ×11. × 17. × 23. ×

6. √12. × 18. × 24. √

二、填空题：

1.MsDos、OS/2、Windows、Unix、Linux等都可以

2.先来先服务

3.进程类型、进程对资源的需求、用户要求

4.互斥条件请求和保持条件不剥夺条件环路等待条件

5.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

6.8 模拟脱机输入输出程序

7.多道性，无序性，调度性

8.不可以被中断

9.1

10.紧凑

11.时间局部性空间局部性

12.中断服务程序的入口地址

13.处理器存储器文件 I/O设备

14.对临界资源进行访问的代码区

15.执行就绪

16.碎片

17.open

18.专门用来控制输出输入设备的处理机，称为I/O处理机

19.方便用户使用或界面友好，系统能高效工作或资源利用率高。

20.空闲让进忙则等待有限等待让权等待

21.抢占

22.3

23.输入井，输出井 (可交换次序)

24.寻道时间旋转延迟时间传输时间

三、简答题：

1.答：(1)方便性：操作系统为用户提供良好的、一致的用户接口。

(2)有效性：有效地管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程，提高系统工作效率。

(3)可扩充性：为满足计算机硬件与体系结构的发展以及应用不断扩大的要求，操作系统应能方便地扩

展新的功能。

(4)开放性：指的是产品和技术之间相互连接和协作的能力。

2.答：分段保护的方法通常有：⑴越界检查。在段表寄存器中存放有段表长度信息，在进行存储访问时，

将逻辑地址空间的段号与段表长度进行比较，如段号等于或大于段表长度，将发出越界中断信号；⑵存取控制检查。段表中设置存取控制字段，用于规定对该字段的访问方式；⑶环保护机构。环按高低编号，数据按不同的级别分布在各个环中，访问时，进程按自己所处的环级别对处在不同级别环中的资源进按环规则行访问。

3.先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务最短作业优先调度算法：在就绪

队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务

4.在段页式系统中，地址结构由段号、段内页号、页内地址组成，在断表中通过段号获得相应的页表大

小，然后看段内页号是否超过页表大小，如果超过，则发生越界中断。

5.（1）处理机管理（2）存储器管理（3）设备管理（4）文件管理（5）用户接口

6.（1）可以，当时间片用完时，或者就绪队列来了更高优先权进程

（2）可以，当进程所需要的资源得不到满足时

（3）不可以

（4）可以，当进程执行完成终止时

7.虚拟存储器的实现思想是将正在执行的部分程序放在内存中，而将其他部分程序放在外存中，内存和

外存之间程序空间的交换由虚拟存储管理机制自动完成。这样在用户看来所能使用的内存空间就比实际的物理内存大得多。

8.目前广泛采用的是树型目录结构。其优点有检索效率高、允许重名、便于实现文件共享等。

四、综合题：

1.答：（1）3 ，由于8=23，要有3位指定段号

（2）21，页大小为256=28字节，一个大小为229字节的段由229/28=221页。因此，要有21位指定页号

（3）8，要指定大小为28字节的页的偏移量，需要8位

（4）32，3+21+8=32

2.互斥的加锁实现是这样的：当某个进程进入临界区之后，它将锁上临界区，直到它退出临界区时为止。

并发进程在申请进入临界区时，首先测试该临界区是否是上锁的，如果该临界区已被锁住，则该进程要等到该临界区开锁之后才有可能获得临界区。但是加锁法存在如下弊端：(1)循环测试锁定位将损耗较多的CPU 计算时间；(2）产生不公平现象。

为此，P , V 原语法采用信号量管理相应临界区的公有资源，信号量的数值仅能由P , V 原语操作改变，而P , V 原语执行期间不允许中断发生。其过程是这样的：当某个进程正在临界区内执行时，其他进程如果执行了P 原语，则该进程并不像lock 时那样因进不了临界区而返回到lock 的起点，等以后重新执行测试，而是在等待队列中等待由其他进程做V 原语操作释放资源后，进入临界区，这时P 原语才算真正结束。若有多个进程做P 原语操作而进入等待状态之后，一旦有V 原语释放资源，则等待进程中的一个进入临界区，其余的继续等待。

3.答：可变分区分配技术是相对于固定分区分配技术而言的，即根据进程的实际需要，动态地为之分配

连续的与其程序空间相适合的内存空间，在该技术中分区个数是可变的，同时分区大小也是不固定的。

该技术需要的数据结构主要是对空闲分区和已分配的分区进行描述，每个分区表项应包括分区序号，分区始址和分区大小等。分区表的组织方式可采用数据表和链表。针对可变分区中的碎片问题，可采用“拼接”或“紧凑”方法解决，即将内存中分散的作业进行移动，使他们相邻接，使分散的小分区拼接成大分区。

4.（1）优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时，可以调度批处理作

业。（2）允许终端作业和批处理作业混合同时执行。（3）把终端作业的就绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中。（4）有终端作业进程就绪时，优先让其按“时间片轮转”法先运行。没有终端作业时再按确定算法选批处理作业就绪进程运行。

5.设置信号量close表示车门是否关好，初值为0，表示门未关好，不允许司机启动汽车；设置信号量

stop表示汽车是否停稳，初值为0，表示未停稳，售票员不能开车门。 Semaphore stop=0,close=0;

Driver() {wait(close);//先测试车门是否关好（看是否有来自售票员的信息）

启动汽车正常开车

到站停车 signal(stop);//停车了，向售票员发送信息（可以开门了）

}

busman()

{

关车门；

signal(close);//关门后向司机发送门已关的同步信息

售车票；wait(stop); //开门前先测试是否停车（是否有来自司机的信息）。

开车门；

乘客上下车；

}

6.答：

S＞0时，S表示可使用的资源数；或表示可使用资源的进程数；

S＝0时，表示无资源可供使用；或表示不允许进程再进入临界区；

S＜0时，－S表示等待使用资源的进程个数；或表示等待进入临界区的进程个数；

当S＞0时，调用P（S）的进程不会等待；调用V（S）后使可用资源数加1或使可用资源的进程数加1；当S＜0时，调用P（S）的进程必须等待；调用V（S）后将释放一个等待使用资源者或释放一个等待进入临界区者。

7.解：FCFS: ((8-0)+(12-0.4)+(13-1))/3=10.53

SJF: ((8-0)+(13-0.4)+(9-1))/3=9.53

等待1个时间+SJF: ((14-0)+(6-0.4)+(2-1))/3=6.87

8.解：（1）12位，因为给定页的大小为212字节，所以要用12位来指定偏移量。这样剩下32-（12+8）=12位

（2）28，8位可以指定28项

（3）212，12位可以指定212项

（4）220，20位可以寻址220页。或者，28个一级页表项的每个页表项都访问有212项的二级页表。28*212=220