《操作系统》练习一
一、单项选择题
1．为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（B ）。
A、多道批处理系统 A、继续保持管态 为管态
A、就绪运行
B、分时系统
C、实时系统
D、网络系统
D、从目态变
2．当操作系统退出执行，让用户执行时，系统会（C ）。
B、继续保持目态
C、从管态变为目态
3．下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（D ）。
B、运行就绪
C、阻塞就绪
D、就绪阻塞
4．某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。当系统完成了所需的读盘操作后，此时该进程的状态将（D ）。
A、从就绪变为运行 B、从运行变为就绪 C、从运行变为阻塞 D、从阻塞变为就绪
5．进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（D ）。
A、可以有多个进程控制块 C、可以没有进程控制块 A、公共变量 A、加1
B、可以和其他进程共用一个进程控制块 D、只能有惟一的进程控制块 C、信号量
D、标志变量
6．在大多数同步机构中，均用一个标志来代表某种资源的状态，该标志常被称为（ C）。
B、标志符
7．如果进程PA对信号量S执行P操作，则信号量S的值应（B ）。
B、减1
C、等于0
D、小于0
D、设备调度
8．进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由（C ）完成的。
A、作业调度
B、中级调度
C、进程调度
9．为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。这项工作是由（A ）完成的。
A、作业调度 A、逻辑地址 A、编译 A、段表
B、中级调度 B、物理地址
C、进程调度 C、绝对地址
D、重定位 D、JCB
C、请求分页技术
D、对换技术
D、内存调度 D、内存地址
10．通常，用户编写的程序中所使用的地址是（ A）。 11．把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作（D ）。
B、连接 B、页表
C、运行 C、PCB
12．在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过（B ）实现的。 13．以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（C ）。 A、动态分区法
B、可重定位分区法
14．请求分页存储管理中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会（B ）。 A、增加
B、减少 C、不变 D、可能增加也可能减少
15．虚拟存储管理策略可以（C ）。 A、扩大物理内存容量 C、扩大逻辑内存容量 A、预防
B、避免
B、扩大物理外存容量 D、扩大逻辑外存容量
D、恢复
C、优先级算法
D、资源按序分配
16．资源预先分配策略可以实现死锁的（A ）。
C、检测
17．避免死锁的一个著名的算法是（ B）。 A、先入先出法 法
B、银行家算法
18．（ C）不是分时系统的基本特征。
A、同时性 B、独立性 C、实时性 D、交互性
19．处理器执行的指令被分成两类，其中有一类称为特权指令，它只允许（C ）使用。
A、操作员 B、联机用户 C、操作系统 D、目标程序 20．当用户程序执行访管指令时，中断装置将使中央处理器（B ）工作。
A、维持在目态 B、从目态转换到管态 C、维持在管态 D、从管态转换到目态
21．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（D ）
A、运行态变为就绪态 B、运行态变为等待态 C、就绪态变为运行态 D、等待态变为就绪态
22．采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（ C）将其移动。
A、用户有条件地 B、用户无条件地 C、操作系统有条件地 D、操作系统无条件地
23．分页式存储管理中，地址转换工作是由（ A）完成的。
A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序
24．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（D ）来保证按名存取的安全。
A、重名翻译机构 B、建立索引表 C、建立指针 D、多级目录结构 25．对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（C ）。
A、字符 B、数据项 C、记录 D、文件 26．通常把通道程序的执行情况记录在（ D）中。
A、PSW B、PCB C、CAW D、CSW
27．作业调度是从输入井中处于（B ）状态的作业中选取作业调入主存运行。
A、运行 B、收容 C、输入 D、就绪 28．一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（ C）状态。
A、运行 B、等待 C、就绪 D、收容 29．临界区是指并发进程中访问共享变量的（ D）段。
A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序
30．若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（D ）个进程参于竞争，而不会发生死锁。
A、5 B、2 C、3 D、4 31．产生系统死锁的原因可能是由于（ C）。
A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备
32．在计算机系统中，控制和管理各种资源、有效地组织多道程序运行的系统软件称作
（ B）。
A、文件系统 B、操作系统 C、网络管理系统 D、数据库管理系统
33．多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内都得到运行。这种性质称作进程的（B ）。
A、动态性 B、并发性 C、调度性 D、异步性 34．计算机系统产生死锁的根本原因是（D ）。
A、资源有限 B、进程推进顺序不当 C．系统中进程太多 D、A和B 35．操作系统是一种（B ）。
A、应用软件 B、系统软件 C、通用软件 D、工具软件 36．操作系统是一组（ C）。
A、文件管理程序 B、中断处理程序 C、资源管理程序 D、设备管理程序 37．在单一处理机上执行程序，多道程序的执行是在（ B）进行的。
A、同一时刻 B、同一时间间隔内 C、某一固定时刻 D、某一固定时间间隔内
38．引入多道程序技术后，处理机的利用率（C ）。
A、降低了 B、有所改善 C、大大提高 D、没有变化，只是程序的执行方便了
39．顺序程序和并发程序的执行相比，（ C）。
A、基本相同 B、有点不同 C、并发程序执行总体上执行时间快 D、顺序程序执行总体上执行时间快 40．单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（ C）。
A、顺序程序 B、多道程序 C、并发程序 D、并行程序 41．进程和程序的本质区别是（D ）。
A、存储在内存和外存 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 42．操作系统中的作业管理是一种（ A）。
A、宏观的高级管理 B、宏观的低级管理 C、系统刚开始加电 D、初始化引导完成
43．用户在一次计算过程中或者一次事务处理中要求计算机完成所做的工作的集合称为（C ）。
A、进程 B、程序 C、作业 D、系统调用 44．存储管理的目的是（ C）。
A、方便用户 B、提高内存利用率 C、方便用户和提高内存利用率 D、增加内存实际容量 45．外存（如磁盘）上存放的程序和数据（ B）。
A、可由CPU直接访问 B、必须在CPU访问之前移入内存 C、是必须由文件系统管理的 D、必须由进程调度程序管理 46．当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合被称为（B ）。
A、源程序 B、目标程序 C、可执行程序 D、非执行程序
二、填空题
1．操作系统的基本特征是并发性，共享性、（虚拟性 ）和异步性。 2．计算机系统的资源包括硬件资源和（软件资源 ）两部分。
3．程序的（并发 ）执行是现代操作系统的基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了进程这一概念。
4．进程存在的标志是（ 进程控制块或PCB）。
5．进程被创建后，最初处于（ 就绪）状态，然后经过进程调度被选中后进入运行状态。 6．作业的状态分为四种：提交状态、后备状态、（ 执行状态）和完成状态。
7．常用的内存管理方法有分区存储管理、分页存储管理、分段存储管理和（段页式存储管理 ）。
8．操作系统是控制和管理计算机系统中的各种（ 资源），有效地组织多道程序运行的系统软件，是（用户 ）与计算机之间的接口。
9．进程的同步与互斥反映了进程间的（直接制约 ）和（间接制约 ）关系。 10．进程调度完成进程状态从（就绪 ）态到（执行或运行 ）态的转化。
11．在段页式存储管理系统中，面向（用户程序 ）的地址空间是段式划分，面向（物理内存 ）的地址空间是页式划分的。
12．操作系统的基本特征是（并发性 ），共享性、虚拟性和异步性。 13．进程的静态实体由代码段、（ 数据段）和PCB三部分组成。
14．如果在一个单处理机系统中有n个进程，则在就绪队列中进程的个数最多为（n-1 ）个。
15．死锁产生的四个必要条件是互斥条件、（请求和保持条件、占有且申请条件 ）、不剥夺条件和环路等待条件。
16．虚拟存储器的主要特征是多次性、（对换性 ）和虚拟性。
17．操作系统的基本特征是并发性，（共享性 ）、虚拟性和异步性。 18．进程的基本状态可分为就绪态、阻塞态和（运行态或执行态 ）。 19．进程的创建工作一般是由（系统 ）或父进程来完成。 20．（吞吐量 ）是指在单位时间内系统所完成的作业数。 21．周转时间包括等待时间、（ 就绪时间）和执行时间之和。
22．在请求分页式管理中，页表中的状态位的作用是（判断该是否在内存中 ）。 23．操作系统的基本特征是并发性，共享性、虚拟性和（ 异步性 ）。 24若进程的系统程序段在执行时，该进程处于内核态，也称为（管态 ）。
25．进程控制块中的信息包括进程描述信息、进程调度信息、进程控制信息和（处理机状态信息 ）。
26．处于活动就绪状态的进程被挂起后，其状态将变为（静止就绪 ）。 27．作业在其生存期间会经历提交、（后备 ）、执行以及完成等状态。
28．在确定进程的优先级时，可以根据进程占用CPU的时间长短来决定，进程占用CPU时间越长，其优先级就越（低 ）。
29．在程序装入之前，将各目标模块及它们所需要的库函数链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开的链接方式称为（静态链接）。
三、判断题
1．（X）用户用C语言编写的工资管理程序属于系统软件。 2．（X）操作系统的一个重要概念是进程，不同进程所执行的代码也不同。 3．（X）系统处于不安全状态必然会导致死锁。 4．（D）竞争可同时共享的资源，不会导致系统进入死锁状态。 5．（X）即使在多道程序设计的环境下，用户也能设计用物理地址直接访问内存的程序。 6．（D）在分页式存储管理和分段式存储管理中，分页的地址空间是一维的，分段的地址空
间是二维的。 7．（D ）在多道批处理系统中，内存中可同时驻留多道程序，这些程序可以并发执行。 8．（ D）并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，强调时间点。 9．（X ）当进程申请CPU得不到满足时，它将处于阻塞状态。 10．（X ）实时系统的输出结果的正确性仅仅依赖于结果的正确性。 11．（ D）内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间，其所追求的主要目标是提高存储空间的利用率。 12．（X ）分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。 13．（ X）当进程由执行状态变为就绪状态时，CPU现场信息必须被保存在PCB中。 14．（ D）管程每次只允许一个进程进入。 15．（ X）临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。 16．（D ）在动态确定优先权时，随着进程执行时间的增加，其优先权降低。 17．（D ）在非虚拟存储器中，要求作业在运行前必须全部装入内存，且在运行过程中也必须一直驻留内存。 18．（ X）实时系统在响应时间、可靠性及交互作用能力等方面一般都比分时系统要求高。 19．（ D）wait、signal操作可以解决一切互斥问题。 20．（ X）资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业。 21．（ D）预防死锁设置的限制条件比避免死锁严格，不利于进程的并发执行。 22．（X）在请求段页式系统中，以页为单位管理用户的虚空间，以段为单位管理内存空间。 23．（ X）在分配共享设备和独占设备时，都可能引起进程死锁。 24．（ X）在分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是系统能及时接收多个用户的输入。 25．（ X）在软实时系统中，系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现不可预期的结果。 26．（ D）当某进程处于静止就绪状态时，该进程在外存交换区。 27．（ X）在确定优先级时，资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业。 28．（ D）在多级反馈队列调度算法中，优先权越高的队列，其执行的时间片越短。 29．（ D）在请求分段存储管理中，分段的尺寸受内存空间的限制，但作业的总的尺寸不受内存空间的限制。
四、简答题
1．什么是进程上下文？
答：进程执行活动全过程的静态描述。包括计算机中与执行该进程有关的各寄存器的值、程序段在经过编译之后形成的机器指令代码集（正文段）、数据集、各种堆栈和PCB结构。 2．死锁产生的原因和条件分别是什么？ 答：
原因：1)竞争资源。当系统中供多个进程共享的资源不足时，将引起进程对资源的竞争的而产生死锁。
2)进程推进顺序非法。进程在运行过程中具有异步性特征，如果它们之间的推进顺序不当，也同样会导致进程产生死锁。 死锁产生的必要条件：
1)互斥条件。进程所竞争的资源必须被互斥使用。
2)请求和保持条件。指进程在保留自己已经获得的资源的同时再次申请其他资源。 3)不剥夺条件。进程已经获得的资源只能在使用完时自行释放。
4)环路等待条件。存在一个至少饮食两个进程的循环等待链，链中的每个进程都正在等待下一个进程所占有的资源。
3．在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况？应怎样处理这些情况？ 答：有4种情况。
1)回收区与插入点的前一个分区相邻接。此时将回收区与插入点的前一个分区合并，不再为回收区分配新表项，而只需将前一个回收区的大小加上回收区的大小即可。
2)回收区与插入点的后一个分区相邻接。此时将回收区与插入点后的分区合并，也不再为回收区分配新表项，而只需将回收区的首地址作为新的首地址，其大小是二者之和。 3)回收区与插入点前后各一个分区相邻接。此时将回收区与这两个分区合并，其首地址保留为前一个分区的首地址，大小是三者大小之和。不仅不为回收区分配新表项，而且还需将后一个分区的表项删除。
4)回收区不与任何分区相邻接。此时需要为回收区分配一个新表项，将回收区的首地址和大小填入其中。
4．什么死锁？死锁产生的必要条件是什么？ 死锁是指一组并发进程，它们共享系统的某些资源，该组进程中每个进程都已经占有了部分资源，但都不释放自己已经占有资源的情况下要求获得被其他进程已经占有的资源，从而造成它们相互等待，永远不能继续推进的一种状态。
死锁产生的必要条件：互斥条件、请求保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。 5．什么是抖动？产生抖动的原因是什么？ 答：
1)抖动是由于内存空间竞争引起的。当需要将一个新页面调入内存时，因内存空间紧张，不得不将一个老页面置换出去，而刚刚置换出去的老页面可能又要被使用，因此需要重新将它调入。若一个进程频繁地进行页面调入调出，势必加大系统的开销，使系统运行效率降低。通常称这种现象为该进程发生了抖动。
2)产生抖动的原因主要有：系统内的进程数量太多，致使一个进程分得的存储块过少；系统采取的置换算法不够合理。
6．什么是进程同步？进程同步机制应遵循哪些基本原则？
进程同步是指一组并发进程由于相互合作，共同完成某种任务，因而相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程。
进程同步的基本原则：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待 7．试比较作业与进程的区别。
一个进程是一个程序对某个数据集的执行过程，是分配资源的基本单位。作业是用户需要计算机完成某项任务，而要求计算机所做工作的集合。一个作业的完成要经过作业提交、作业收容、作业执行和作业完成四个阶段。而进程是已经提交完毕的程序所执行过程的描述，是资源分配的基本单位。其主要区别关系如下：
1）作业是用户向计算机系统提交任务的任务实体，而进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位。
2）作业在没有进入执行状态时被存入外存的后备作业队列中等待调度执行，进程一旦被创建，总有相应总分放入内存。
3）一个作业可由多个进程组成，且必须至少由一个进程组成，反之不成立。
4）作业的概念应用范围主要局限于批处理系统中，而进程的概念则应用到几乎所有的多道程序系统中。
8．分页和分段存储管理有何区别？
1）页是信息的物理单位，是为减少内存的碎片，出于系统管理需要；段是信息的逻辑单位，
是出于用户的需要出发。
2）页的大小固定，由系统决定；段的长度不固定，由用户决定。 3）分页的地址空间是一维的，从0开始编址，而分段的地址空间是二维的，每个段的段内地址是连续的，也从0开始编址，但段间可以不连续，它们离散地分布在内存的各个分区中。
9．试修改下面生产者—消费者问题解法中的错误： producer: begin repeat „
produce an item in nextp；
wait(mutex)； 改为wait(empty); wait(full)； wait(mutex); buffer(in):=nextp； in:=(in+1) mod n;
signal(mutex)； singal(full); until false； end consumer: begin
repeat
wait(mutex)； wait(full); wait(empty)； wait(mutex); nextc:=buffer(out) out:=(out+1) mod n； signal(mutex)； signal(empty);
consume item in nextc； until false； end
10．为什么进程在进入临界区之间，应先执行“进入区”代码？在退出前又要执行“退出区”代码？
1）由于临界资源必须互斥进行访问，因此，进程在进入临界区之前，应当首先对被访问的临界资源进行检查，看它是否被访问。如果该资源未被访问的话，该进程可设备它为“正被访问”的标志，并进入临界区进行访问；否则不能进行访问。
2）进程执行完临界区之后，应当放弃临界资源，让其他需要访问的进程使用它，因此需要将该资源设置为“未被访问”标志。
11．何谓静态链接？何谓装入时动态链接和运行时的动态链接？
1）静态链接。在程序装入之前，将各目标模块及它们所需要的库函数链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开。
2）装入时动态链接。这种方式是指对于编译后得到的目标模块采用边装入边连接的方式。
3）运行时动态连接。这种方式是指将某些模块的连续推迟到程序运行时进行。即在执行过程中若发现一个被调用模块尚未调入内存，便将它装入内存并连接到调用的模块上。
12．某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：
页号 0 1 2 3
物理块号
5 10 4 7
则逻辑地址0A5CH所对应的物理地址是什么？ 答：125CH。其计算步骤如下：
分析：页式存储管理的逻辑地址分为两部分：页号和页内地址。 由已知条件“用户编程空间共32个页面”，可知页号部分占5位； 由“每页为1KB”，1K=1024，可知内页地址占10位。 由“内存为16KB”，可知有16块，块号为4位。
逻辑地址0A5C（H）所对应的二进制表示形式是：0000101001011100
根据上面的分析，单下划线部分为页内地址，双下划线为页号，编码“00010”为页号，表示该逻辑地址对应的页号为2。查页表，得到物理块号是4（十进制），即物理块地址为：0100 ，拼接块内地址10 0101 1100，得物理地址：01001001011100，即125CH。
五、计算与应用题
1． 一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一个人过桥。现假设河东、河西都有人要过桥，如果把每个过桥者看作一个进程，为保证安全，请用P、V操作实现正确管理。
令由东往西为方向1,由西向东为方向2。用计数器count[1]用来记录方向1的等待过河人数，计数器count[2]用来记录方向2的等待过河人数。让信号量wait[1]关联count［1］,信号量wait[2]关联count[2]。 程序代码如下：
bgin semaphore:mutex:=1; semaphore:wait[1..2]:=0; int: count[1..2]:=0; cobegin process GO_BRIGE(i=1..2) begin P(wait[i]); if count[i]=0 then P(mutex); count[i]:=count[i]+1; V(wait[i]); “过桥”; P(wait[i]); count[i]:=count[i]-1; if count[i]=0 then V(mutex);
V(wait[i]); end coend end
2．在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，试画出访问过程中所发生的缺页位置，并计算缺页的次数和缺页率，比较所得的结果。 解
1)当分配给该作业的物理块数M=3时，其缺页时间如下：“▲”表示缺页的位置。 页面访问序列：4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物理内存：4 4 4 1 1 1 5 5 5 2 2 2 3 3 3 4 4 4 4 4 4 1 1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 5 缺页标志：▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 计算结果：缺页次数为10次，缺页率为5/6。
2)当分配给该作业的物理块数M=4时，其缺页时间描述如下：“▲”表示缺页的位置。 页面访问序列：4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 物理内存：4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 5 5 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 缺页标志：▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 计算结果：缺页次数为8次，缺页率为2/3。
比较：当里程分配的内存块数较多时，进程的缺页率较低。
3．三个进程A、B、C，共享两个缓冲区B1和B2。缓冲区B1中可存放n件产品，缓冲区B2中可存放m件产品。进程A每次生产一件产品并将其存入缓冲区B1中；进程B每次从缓冲区B1中取出一件产品后再把它送到缓冲区B2中；进程C每次从缓冲区B2中取出一件产品去消费。为防止把产品存入已满的缓冲区，或从空的缓冲区取产品、或重复取产品，试用信号量机制实现它们之间的同步。 解：
（1）进程间关系为：A→B1→B→B2→C
A受B制约：当B未把B1信息取走，A不能输入下一信息。 C受B制约：当B未把B1信息送入B2，C不能打印B2信息。
B同时受A、C约束：把A未把信息写入B1；C未把B2信息印出，则B不能把B1信息送至B2。
（2）设四个信号量。它们初值均为0 A私用信号量S1空。（为“0”表示B1空） B私用信号量S1满。（为“1”表示B1满） B私用信号量S2空。（为“0”表示B2空） C私用信号量S2满。（为“1”表示B2满） PV原语同步算法如下：
A： 输入到B1→V（S1满）→P（S1空）过程循环往复
B： P（S1满）→B1的信息送入B2→V（S1空）→V（S2满）→P（S2空）过程循环往复
C： P（S2满）→B2的信息被打印→V（S2空）过程循环往复 4．假设有4道作业，它们的提交时间及执行时间由下表给出。 作业号 1 2 3 4 提交时刻（时） 10：00 10：20 10：40 10：50 执行时间（小时） 2 1 0.5 0.3 计算在单道程序环境下，采用先来先服务调度算法和最短作业优先调度算法时的平均周转时间和带权平均周转时间，并指出它们的调度顺序。
假设作业i提交时间为Tsi，完成时间为Tei，执行时间为Ti，等待时间为Twi，周转时间为Tzi，带权周转时间为Wi，平均周转时间为T，平均带权周转时间为W。 1）先来先服务（FCFS）
顺序： 1. Ts1=10:00 Tw1=0 T1=2.0 Te1=12:00 Tz1=2.0 W1=1 2. Ts2=10:20 Tw2=2.0 T2=1.0 Te2=13:00 Tz2=5/3 W2=5/3 3. Ts3=10:40 Tw3=7/3 T3=0.5 Te3=13:30 Tz3=8/3 W3=16/3 4. Ts4=10:50 Tw4=8/3 T4=0.3 Te4=13:48 Tz4=89/30 W4=89/9 T=(2.0+5/3+8/3+89/30)/4=279/120=2.325 W=(1+5/3+16/3+89/9)/4=161/36=4.472 2)最短作业优先（SJF）
顺序： 1. Ts1=10:00 Tw1=0 T1=2.0 Te1=12:00 Tz1=2.0 W1=1 2. Ts4=10:50 Tw4=7/6 T4=0.3 Te4=12:18 Tz4=44/30 W4=44/9 3. Ts3=10:40 Tw3=49/30 T3=0.5 Te3=12:48 Tz3=64/3 W3=128/30 4. Ts2=10:20 Tw2=74/30 T2=1.0 Te2=13:48 Tz2=104/30 W2=104/30 T=(2.0+44/30+64/30+104/30)/4=272/120=2.267 W=(1+44/9+128/30+104/30)/4=1226/360=3.406
5．设有一台计算机有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠
卡片逐一输入到大小为n1缓冲区B1中，加工处理后在搬到大小为n2缓冲区B2中，并在打印机上印出，问：
①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？ ②这些进程间有什么样的相互制约关系？ ③用P、V操作写出这些进程的同步算法。 ．解：
①系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。
②R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③6个信号量含义及初值：
full1—— 缓冲区B1满，初值为0； empty1——缓冲区B1空，初值为n1； full2—— 缓冲区B2满，初值为0； empty2——缓冲区B2空，初值为n2；
S1——对B1互斥访问的互斥信号量，初值为1； S2——对B2互斥访问的互斥信号时，初值为1； R、C、P同步的代码如下：
var s1,s2,full1,full2,empty1,empty2:semaphore:=1,1,0,0,n1,n2; begin parbegin
R:begin
repeat
从卡片输入机上读入卡片信息; P(empty1); P(s1);
将信息放入buff1中; V(s1); V(full1);
until false;
end C:begin
repeat
P(full1); P(s1);
从buff1中取出数据;
end
V(s1); V(empty1); 处理取出的数据; P(empty2); P(s2);
将数据处理结果送入buff2中; V(s2); V(full2);
until false
end P:begin
repeat
P(full2); P(s2);
从buffer2中取出数据; V(s2); V(empty2);
将信息从打印机输出;
until false;
end parend;
6．设有三个批作业JOB1、JOB2、JOB3，其到达时间、处理时间及完成时间如下： 作业 （时）
JOB1
作业到达时间（时）
15
开始处理时间（时）
18
处理完成时间
22
JOB2 JOB3
18 17
21 19
23 21
试计算：（1）各个作业的周转时间；（2）所有作业的平均周转时间；（3）各个作业的等待时间。
(1)T1:7 T2:5 T3:4 (2)5.33 (3)J1：3。J2：3。J3：2
7．在一个采用页式虚拟存储管理的系统中有一个用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题：
（1）按FIFO调度算法将产生多少次缺页中断？依次淘汰的页号是什么？缺页中断率是多少？
（2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断？，依次淘汰的页号是什么？缺页中断率是多少？
1):5次中断，页号：0。1。2 断率：50% 2）：6次中断，页号：2。0。1。3 断率：60%
8．某一系统进程的资源分配“瞬间状态”如下： 进程名 已分配资源矩阵 最多资源矩阵 可用资源向量 P0 0 0 1 2 0 0 1 2 1 5 2 0 P1 1 0 0 0 1 7 5 0 P2 1 3 5 4 2 3 5 6 P3 0 6 3 2 0 6 5 2 P4 0 0 1 4 0 6 5 6
使用银行家算法回答：系统是否安全？如果进程P1要求(0，4，2，0)，系统能否立即满足进程的要求？
解：利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析，如下图所示
Work Need Allocation work+Allocation Finish P0 1 5 2 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 5 3 2 true P2 1 5 3 2 1 0 0 2 1 3 5 4 2 8 8 6 true P3 2 8 8 6 0 0 2 0 0 6 3 2 2 14 11 8 true P4 2 14 11 8 0 6 4 2 0 0 1 4 2 14 12 12 treu P5 2 14 12 12 0 7 5 0 1 0 0 0 3 14 12 12 true 由上分析可知，在该时刻存在着一个安全序列{P0，P2，P3，P4，P5}，故系统是安全的 如果进程P1要求（0。4。2。0），系统假定可为P1分配资源，由此形成的资源变化情况 如图示：
已分配资源矩阵 需求资源矩阵 最多资源矩阵 可用资源向量 P1 1 4 2 0 0 3 3 0 1 7 5 0 1 1 0 0 利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析，如下图所示：
Work Need Allocation work+Allocation Finish P0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 1 1 1 2 true P2 1 1 1 2 1 0 0 2 1 3 5 4 2 4 6 6 true P3 2 4 6 6 0 0 2 0 0 6 3 2 2 10 9 8 true P4 2 10 9 8 0 6 4 2 0 0 1 4 2 10 10 12 treu
P5 2 10 10 12 0 3 3 0 1 4 2 0 3 14 12 12 true 由上分析可知，可找到的一个安全序列{P0,P2,P3,P4,P1}，故系统能立即满足进程的要求。
9．设公共汽车上有一位司机和一位售票员，它们的活动如下： 司机： 售票员： 启动车辆 售票 正常行车 开车门 到站停车 关车门 请分析司机与售票员之间的同步关系，如何用PV操作实现。
解：为了安全，要求：关车门后才能启动车辆：到站停车后才能开车门。所以司机和售票员 在到站，开门，关门，启动车这几个活动之间存在着同步关系，用两个信号量S1，S2分别表示可以开车和可以开门，S1的初值为1，S2的初值为0。用PV操作实现司机进程和售票员进程同步的算法描述如下： 司机： 售票员 P（S1） 售票 启动车辆P（S2） 正常行车 开车门 到站停车 关车门 V（S2） V（S1）
另外，程序中PV操作出现的顺序与信号量的初值设置有关，以本题为例，算法如下描述时，S1，S2的初值均为0 司机：售票员： 正常行车 售票 到让停车：（S2） V（S2） 开车门 P（S1） 关车门 启动车辆V(S1)
《操作系统原理》练习二
一、单项选择题
1．当前目录是/usr/meng，其下属文件prog/file.c的绝对路径名是（D ）。
A、/usr/meng/file.c C、/prog/file.c A、设备独立性 A、用户程序
B、/usr/file.c D、/usr/meng/prog/file.c B、设备分配
C、缓冲管理
D、虚拟设备 D、设备驱动程序
2．使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的（ A）功能实现的。 3．设备的打开、关闭、读、写等操作是由（ D）完成的。
B、编译程序
C、设备分配程序
4．引入缓冲技术的主要目的是（ C）。
A、改善用户编程环境
B、提高CPU的处理速度 D、降低计算机的硬件成本
C、提高CPU与设备之间的并行程度
5．在UNIX系统中，目录结构采用（ D）。
A、单级目录结构 形目录结构 A、连续文件 A、独占
B、二级目录结构 C、单纯树形目录结构 D、带链接树
6．在以下的文件物理存储组织形式中，（ D）常用于存放大型的系统文件。
B、串连文件
C、索引文件
D、物理
D、单块
D、多重索引文件
7．SPOOLing技术可以实现设备的（C ）分配。
B、共享
C、虚拟
8．UNIX系统中，文件存贮器的管理采用的是（C ）。
A、位图法 B、空闲块表法 C、成组连接法 连接法
9．SPOOLing技术可以实现设备的（ C）分配。
A、独占 B、共享 C、虚拟 D．物理 10．文件代表了计算机系统中的（ C）。
A、硬件 B、软件 C、软件资源 D、硬件资源 11．使用绝对路径名访问文件是从（C ）开始按目录结构访问某个文件。
A、当前目录 B、用户主目录 C、根目录 D、父目录 12．操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（D ）的能力。
A、串行操作 B、控制操作 C、重执操作 D、并行操作
二、填空题
1．缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、循环缓冲和（级冲池 ）。 2．（ 文件控制块或FCB）是文件存在的标志，它记录了系统管理文件所需要的全部信息。 3．（ 链路加密）是对在网络相邻结点之间通信线路上传输的数据进行加密。 4．（设备控制器 ）是控制设备动作的核心模块，如设备的打开、关闭、读、写等，用来控制设备数据的传输。
5．把一个进程能对某对象执行操作的权力称为（访问权 ）。
6．用户编写的程序与实际使用的物理设备无关，而由操作系统负责地址的重定位，我们称之为（设备无关性或设备独立性 ）。
7．逻辑文件可以有两种形式，一种是（有结构文件 ），另一种是（无结构文件 ）。 8．（ 程序接口或系统调用）是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。
9．一种在某企业网络和外部网络之间的界面上，利用专用软件所构建的用于监控所有进、出Intranet的数据流，以保障Intranet安全的网络通信监控系统称为（防火墙 ）。
10．常用的设备分配算法包括（先来先服务算法 ）和优先级高的优先服务算法两种。 11．从设备的固有属性看，设备可以分为独占设备、共享设备、虚拟设备三种，打印机属于（独占 ）设备。 12．逻辑文件可以有两种形式，一种是有结构文件，也称记录式文件，另一种是无结构文件，也称为（流式 ）文件。 13．（数据加密 ）是指对系统中所有存储和传输的数据进行加密，使之成为密文。 14．磁盘的访问时间包括寻道时间、旋转延迟时间和（ 传输时间）。 15．影响文件安全的主要因素包括人为因素、（系统国素 ）和自然因素三种。 16．系统安全性包括三个方面的内容，即物理安全、（逻辑安全 ）和安全管理。
三、判断题
1．（X ）在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、设备控制器和设
备三个层次来实现，其中设备控制器可控制通道，设备在通道控制下工作。 2．（D ）文件的物理结构不仅与外存的分配方式相关，还与存储介质的特性相关，通常在磁带上只适合使用顺序结构。 3．（X ）联机命令接口是用户程序与OS之间的接口，因此它不是命令接口。 4．（ D）DES加密算法属于对称加密算法。 5．（ X）字符设备的一个基本特征是可寻址的，即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址。 6．（X ）顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上。 7．（X ）DES加密算法属于非对称加密算法。 8．（X ）驱动程序与I/O设备的特性紧密相关，因此应为每一个I/O设备配备一个专门的驱动程序。 9．（ X）显式链接文件将分配给文件的下一个物理盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。 10．（D ）对话框与窗口都可以改变大小。 11．（D ）通常情况下，包过滤防火墙不记录和报告入侵包的情况。 12．（D ）顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散分配方式。 13．（ D）联机命令接口包括一组键盘命令、终端处理程序及命令解释程序三部分。 14．（ D）对称加密算法的实现速度快，因此适合大批量的数据的加密。 15．（ D）同一用户所使用的I/O设备也可以并行工作。 16．（ X）对一个具有三级索引表的文件，存取一个记录通常需要三冷饮访问磁盘。 17．（ X）代理服务技术允许IP数据包直接从Internet中的主机传送到内部网的应用服务器中。
四、简答题
1．目前常用的磁盘调度算法有哪几种？每种算法优先考虑的问题是什么？
答：目前常用的磁盘调度算法有三种，包括FCFS、SSTF和SCAN。它们优先考虑的问题分别如下：
FCFS算法，即先来先服务算法，优先考虑请求的先后次序。SSTF算法，即最短寻道优先，优先考虑寻道时间短的请求。SCAN算法，即扫描算法，主要从寻道较短且无“饥饿”现象两方面考虑。目前该算法又发展了多个修正版本，电梯调度算法就是其中之一。
2．文件系统的模型可分为三层，试说明每一层所包含的基本内容。 答：
文件系统的模型可分为最低层、中间层和最高层。 1)最低层（对象及属性说明层），指出文件的各种类型、目录的组织形式、外在空间的说明等。
2)中间层（对对象操纵和管理层），包括大量对文件管理的软件，诸如对文件与目录的操作、地址映射、存储块组装与解析、设备驱动等。 3)最高层（文件系统接口层），提供了用户与文件系统的界面。接口的形式有两种：命令接口和程序接口。
3．为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？ 答：
1)设备独立性又称为设备无关性。它指的是应用程序在使用设备进行I/O时，使用的是逻辑设备系统，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。引入设备独立性可以使设备的分配具有极大的灵活性，并易于实现I/O重定向。
2)系统为每个进程设置一张“逻辑设备表（LUT）”。当某进程用逻辑名来请求设备时，系统查阅“系统设备表SDT”,为它分配相应的可用物理设备。系统将这种用户逻辑设备与系统物理设备的映射建立在该用户的LUT中，并将该物理设备的驱动程序入口的地址填入LUT中。以后，该进程利用逻辑设备名请求I/O操作时，系统通过查找LUT即可找到物理设备及其驱动程序。
4．目前广泛采用的目录结构形式是哪种？它有什么优点？
答：目前广泛采用的目录结构是多级树型目录结构。它具有以下优点：
1）能有效地提高对目录的检索速度。假定文件系统中有N个文件，在单级目录中，最多要检索N个目录项；但对有i级的树型目录，在目录中每检索一指定的文件，最多可能要检索到项。
2）允许文件重名。由于在树型结构的文件系统中，是利用文件路径名来检索文件的，故允许每个用户在自己的分目录中使用与其他用户文件相同的名字。
3）便于实现文件共享。在树型目录中，用户可通过路径名来共享他人的文件；也可将一个共享文件链接到自己的目录下，从而使文件的共享变得更为方便，其实现方式也非常简单，系统只需在用户的目录文件中增设一目录项，填上用户赋予该共享文件的新文件名，以及该共享文件的唯一标识符（或索引结点编号）即可。
5．文件系统的模型可分为三层，试说明每一层所包含的基本内容。 答：
文件系统的模型可分为最低层、中间层和最高层。 1)最低层（对象及属性说明层），指出文件的各种类型、目录的组织形式、外在空间的说明等。
2)中间层（对对象操纵和管理层），包括大量对文件管理的软件，诸如对文件与目录的操作、地址映射、存储块组装与解析、设备驱动等。 3)最高层（文件系统接口层），提供了用户与文件系统的界面。接口的形式有两种：命令接口和程序接口。
6．按文件的物理结构可将文件分为哪几类？ 答：按物理结构可将文件划分为以下几类：
1）顺序文件。文件中的记录被顺序地存放到连续的物理盘块中。
2）链接文件。文件中的记录可以被存放到不连续的物理盘块中，通过物理块中的指针将物理块连接成一个链表。
3）索引文件。文件中的记录可以被存放到不连续的物理盘块中，通过索引表实现记录和物理块之间的映射。
4）索引顺序文件。这是索引文件和顺序文件引结合的产物，每一个索引指针指向一组记录中的第1条记录。
7．有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？ 答：共有4种I/O方式。
1）程序I/O方式，又称作“忙-等”方式。该方式执行一个循环程序，反复查询外设状态，如果外设“忙碌”则循环查询，直至查得外设状态为“闲置”时为止。该方式适用于系统内没有中断机制的情况下。
2）中断驱动I/O控制方式。该方式在进行I/O时，CPU向控制器发出I/O命令后，由控制器控制外设操作，CPU转其他任务的处理，即CPU与外设并行工作。当外设完成I/O后向CPU发中断信号，CPU只需花费很少的时间进行I/O的善后处理，此前不需要进行干预。该方式可适于低速外设I/O，并可配合DMA和通道方式实现I/O。 3）DMA）（直接内存访问）控制方式。该方式适合于高速外设I/O，一次可以在外设与内存之间传输一个或多个数据块。传输完毕后才需CPU干预。
4）I/O通道控制方式。该方式中，系统预先要将I/O的过程实现为一段通道程序，置于内存的特定位置，而后启动通道。由通道负责执行通道程序对外设进行I/O控制，CPU转其他程序运行。I/O完成后通道向CPU发出中断信号，CPU只需花很少的时间作善后处理。
五、计算与应用题
1．有4个按时间次序排列的磁道请求，序列如下： 1)95,185,5,25,50,10,82,70,90,15。 2)35,65,70,185,100,125,130,95,20,15。 3)5,15,35,125,50,130,60,70,80,20。 4)90,15,25,125,10,130,82,70,100,20。 如果磁头的初始位置在85号磁道上，试问上述哪个请求序列将使最短寻道优先算法和SCAN算法得到的服务序列完全一致，请写出访问过程。（假定磁头当前正在由里向外的方向移动） 1.sstf:82.70.50.25.15.10.5.90.95.185 Scan: 90.95185.70.50.25.15.10.5 2.ss:70.65.35.20.15.95.100.125.130.185 Sc: 70.65.35.20.15.95.100.125.130.185 3.ss:80.70.60.50.35.20.15.5.125.130 Sc: 125.130. 80.70.60.50.35.20.15.5 4:ss:82.70.25.20.15.10.90.100.125.130 Sc: 90.100.125.130. 82.70.25.20.15.10 第二个一致
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容