1、操作系统原理复习 题 一 填空 题 ： 1操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是 命令 接口 和 程序接口 和 图形接口 。 2 I/O 控制方式 的发展经历了 4 个阶段： 程序 查询方式 、 I/O 中断方式 、 直接存储器访问DMA 方式 和 I/O 通道方式。 3 操作系统的五大功能包括 _处理机管理 、 _存储器管理 _、 _文件管理 _、 _设备管理 _、 _用户接口 _。 4文件的逻辑结构分 流式文件 和记录式文件二种。 5 进程主要由 _程序段 _、 _数据段 _、 _进程控制块 (PCB) _三部分内容组成，其中 _进程控制块 (PCB)_是进程存在的唯 一 标志 。
2、。 6虚拟设备是指采用 SPOOLING 技术，将某个 独享 设备改进为供多个用户使用的的 共享 设备。 7文件系统中，用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是 文件控制块 。 8 段式管理中，以段为单位 ，每段分配一个 连续 区。由于各段长度 不同 ，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求 连续 。 9逻辑设备表（ LUT）的主要功能是实现 设备独立性 。 10文件的物理结构分为顺序文件 、 链接 文件 和 索引文件 。 11所谓 设备控制器 ，是一块能控制一台或多台外围设备与 CPU 并行工作的硬 件。 12. 操作系统 三 大 基本 类型： 批处理操作系统 、 分时操作系
3、统 和 实时操作系统 。 13.按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结构文件，又称为 记录式文件 和无结构文件，又称 流式文件 。 14、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 虚拟分配技术 ，即用共享设备模拟独占设备。 15、常用的内存管理方法有 分区管理 、 页式管 理 、 段式管理 和 段页式管理 。 16、 在存储管理中常用 虚拟存储器 方式来摆脱主存容量的限制。 17、置换算法是在内存中没有 空闲页面 时被调用的，它的目的是选出一个被 淘汰 的页面。如果内存中有足够的 空闲页面 存放所调入的页，则不必使用 置换算法 。 18、文件的存储器是分成大小相等
4、的 物理块 ，并以它为单位交换信息。 19、缓冲区的设置可分为 单缓冲 、 双缓冲 、 循环 缓冲 和 缓冲池 。 20. 在操作系统中，进程是一个 资源分配 的基本单位，也是一个独立运行和 调度 的基本单位。 21. 在信号量机制中，信号量 S 0 时的值表示 可用资源数目 ；若 S 0，则表示 等待该资源的进程数 ，此时进程应 阻塞 。 22. 设备从资源分配角度可分为独占设备， 共享设备 和 虚拟设备 。 23. 设备管理的主要任务是控制设备和 CPU之间进行 I/O 操作。 24. 常用的文件存取方法有 顺序存取法 ，随机存取法和 按键存取法 。 25. 地址变换机构的基本任务是将虚地
5、址空间中的 逻辑地址 变换为内存中的 物理地址 。 26现代操作系统的两个重要特征是 并发 和共享。 27在 程序执行的局部性原理体现在 _时间 _局部性和 _空间 _局部性两个方面 。 28. 正在执行的进程等待 I/O 操作，其状态将由执行状态变为 阻塞 状态。 29页是信息的 物理 单位，进行分页是出于 系统管理 的需要；段是信息的 逻辑 单位，分段是出于 用户 的需要。 30若干个事 件在同一时刻发生称为并行，若干个事件在同一时间间隔内发生称为 并发 。 31使用缓冲区能有效地缓和 I/O 设备 和 CPU之间速度不匹配的矛盾。 32进程间通信的方式有 管道 、共享存储区和 消息传递方
6、式 。 33计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机 系统资源 的系统软件。 34操作系的动态分区 管理 内存分配算法 有 首次适应算法 、 循环首次适应算法 、和 最佳适应算法 。 35 通道是一个独立于 CPU 的专管 I/O的处理机，它控制 设备 与内存之间的信息交换。 36. 在首次适应算法中，要求空闲分区按 地址递增 顺序链接成空闲分区链 ；在最佳适应算法中是按 空闲分区从小到大 顺序形成空闲分区链。 37 现代操作系统的特征是 并发 、 共享 、虚拟和异步性。 38.产生死锁的四个必要条件是互斥条件和请求和保持，不剥夺条件和 环路条件 。 39文件系统的基本任务是实现 按名存取
7、。 40.一次只允许一个进程访问的资源叫 临界资源 。 41文件系统中，用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是 文件控制块（或： FCB） 。 42所谓 通道 ，是一块能控制一台或多台外围设备与 CPU 并行工作的硬件。 43. 当处理器空闲时，调度程序从 就绪 _进程队列中选择一个进程 给其分配 CPU，处于_阻塞 _ 状态的进程是不会获得 CPU 的。 44、产生死锁的原因主要是 竞争资源 和 进程间推进次序非法。 45、 若信号量 S 的初值定义为 10，则在 S 上调用了 16 次 P 操作和 15 次 V 操作后 S 的值应该为 _10-16+15=9_。 46、按用途可以把文件分
8、为 系统文件 、 用户文件 和 库文件 三类。 二、单选题 1（ ）不是基本的操作系统。 A、批处理操作系统 B、分时操作系统 C、实时操作系统 D、网络操作系统 2（ ）不是分时系统的基本特征： A、 多路性 性 B、独立性 C、实时性 D、交互性 3进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（ ） A、 执行 态变为就绪态 B、 执行 态变为等待态 C、就绪态变为 执行 态 D、 阻塞 态变为就绪态 4.在现代操作系统中引入了（ ），从而使并发和共享成为可能。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 5 从用户的观点看，操作系 统是（ ）。 A. 用户与计算机硬件之间的接口
9、 B.控制和管理计算机资源的软件 C. 合理组织计算机工作流程的软件 D.计算机资源的的管理者 6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（ ）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 7 在下面的 I/O 控制方式中，需要 CPU 干预最少的方式是（ ）。 A程序 I/O 方式 B中断驱动 I/O 控制方式 C直接存储器访问 DMA控制方式 D I/O 通道控制方式 8 作业存在的唯一标识是 _。 A. 作业名 B. 进程控制块 C. 作业控制块 D. 程序名 9共享变量是指（ ）访问的变量。 A、只能被系统进程 B、只能被多个进程
10、互斥 C、只能被用户进程 D、可被多个进程 10临界区是指并发进程中访问共享变量的（ ）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序 11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（ ）个进程参于竞争，而不会发生死锁。 A、 5 B、 2 C、 3 D、 4 12、 有 m 个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是（ ）。 A.1 至 (m-1) B.1 至 m-1 C.1 至 m D.1 至 m 13产生系统 死锁的原因可能是由于（ ）。 A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个
11、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 14 已经获得了除 _以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。 A. 存储器 B.打印机 C.磁盘空间 D.CPU 15产生死锁的主要原因是进程运行推进的顺序不合适（ ） A 系统资源不足和系统中的进程太多 B 资源的独占性和系统中的进程太多 C 进程调度不 当和资源的独占性 D 资源分配不当和系统资源不足 16、 系统可把等待资源的进程组织成等待队列，这样的等待队列有 _。 A. 0 个 B. 1 个 C. 2 个 D. 1 个或多个 17. 批处理系统的主要缺点是（ ）。 A.CPU 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行
12、性 D.以上都不是 18. 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.树型目录结构 C.二级目录结构 D.A 和 C 19、 虚拟内存的容量只受（ ）的限制。 A.物理内存的大小 B.磁盘空间的大小 C.数据存放的实际地址 D.计算机地址位数 20、分段管理提供（ ）维的地址结构。 A.1 B.2 C.3 D.4 21、（ ）实现了段式、页式两种存储方式的优势互补。 A.请求分页管理 B.可变式分区管理 C.段式管理 D.段页式管理 22、下列（ ）存储管理方式 能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高。 A.固定分区 B.可变分区 C.分页管理 D.段页式管理
13、23、操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（ ）的能力。 A.串行操作 B. 控制操作 C.重执操作 D.并行操作 24. B 是指从作业进入系统到作业完成所经过的时间间隔； D 是从作业进入后备队列起，到被调度程序选中时的时间间隔。 A：响应时间； B：周转时间； C：运行时间； D：等待时间； F：触发时间。 25. 产生死锁的四个必要条件是互斥条件和 (1) ，不剥夺条件和 (2) 。 (1) A：请求和阻塞条件； B：请求和释放条件； C：请求和保持条件； D：释放和阻塞条件； E：释放和请求条件。 (2) A：线性增长条件； B：环路条件； C：有序请求条件； D：无序请求条件
14、。 26. 在 A 中，要求空闲分区按空闲区地址递增顺序链接成空闲分区链；在 _C_中是按空闲 区大小递增顺序形成空闲分区链；在 B 中，是按空闲区大小递减的顺序形成空闲分区链。 A：首次适应算法； B：最坏适应算法； C：最佳适应算法； D：循环首次适应算法。 27 CPU 的调度分为高级、中级和低级三种，其中低级调度是指 调度。 A：作业 B：交换 C：进程 28在请求调页中可采用多种置换算法，其中 LRU 是 置换算法。 A：最佳 B：最近最久未用 C：最近未用 D：最少使用 29. 现代操作系统的两个基 本特征是（ ） 和资源共享。 A.多道程序设计 B. 中断处理 C.程序的并发执行
15、 D. 实现分时与实时处理 30. 以下（ ）项功能不是操作系统具备的主要功能。 A内存管理 B中断处理 C 文档编辑 D CPU 调度 31. 引入多道程序的目的在于（ ）。 A. 充分利用 CPU，减少 CPU 等待时间 B. 提高实时响应速度 C. 有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量 充分利用存储器 32. 在分时 系统中，时间片一定，（ ），响应时间越长。 A.内存越多 B.用户数越多 C.后备队列 D.用户数越少 33 外存（如磁盘）上存放的程序和数据（ ）。 A可由 CPU 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 34. 文件系统
16、在创建一个文件时，为它建立一个（ ）。 A.文件目录 B.目录文件 C.逻辑结构 D.逻辑空间 35. 数据库文件的逻辑结构形式是（ ）。 A.字符流式文件 B. 档案文件 C.记录式文件 D.只读文件 36. 逻辑文件是（ ）的文件组织形式。 A.在外部设备上 B.从用户观点看 C.虚拟存储 D.目录 37、 存储管理的目的是（ ）。 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 38、在请求页式存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起（ ）。 A.输入输出中断 B. 时钟中断 C.越界中断 D. 缺页中断 ； 39、碎片现象的存在使得（ ）。 A.
17、内存空间利用率降低 B. 内存空间利用率提高 C.内存空间利用率得以改善 D. 内存空间利用率不影响 40、通道是一种（ ）。 A.I/O 端口 B.数据通道 C.I/O 专用处理机 D.软件工具 41、缓冲技术用于（ ）。 A、 提高主机和设备交换信息的速度 B、提供主、辅存接口 C、提高设备利用率 D、扩充相对地址空间 42、采 用 SPOOLing 技术的目的是（ ）。 A.提高独占设备的利用率 B.提高主机效率 C.减轻用户编程负担 D.提高程序的运行速度 42. 产生死锁的基本原因是 (1) 和 (2) 。 (1) A：资源分配不当； B： 系统资源不足； C：作业调度不当； D：资
18、源的独占性。 (2) A： 进程推进顺序非法； B：进程调度不当； C：系统中进程太多； D： CPU 运行太快。 43. 文件系统最基本的目标是 A ，它主要是通过目录管理功能实现的，文件系统所追求的最重要目标是 D 。 A：按名存取； B：文件共享； C：文件保护； D：提高对文件的存取速度； E：提高 I / O速度； F：提高存储空间的利用率。 44. 按逻辑结构可把文件分为 E 和 F 两类。 A：读，写文件； B：只读文件； C：索引文件； D：链式文件； E：记录式文件； F：流式文件。 45.一作业 8： 00 到达系统，估计运行时间为 1 小时，若 10： 00 开始执行该作
19、业，其响应比是 。 A.2 B.1 C.3 D.0.5 46.在讨论死锁问题时，采用银行家算法分 配资源可以 _ 死锁。 A. 防止 B. 避免 C. 检测 D.解除 47. 两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的 ( )关系。 A同步 B互斥 C竞争 D合作 48、若 P、 V操作的信号量 S 初值为 2，当前值为 -1，则表示有 ( )个等待进程 。 A 1 B 2 C 0 D 3 三、简答题 1. 什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？ 所谓死锁，是指多个进程在运行过 程中因竞争资源而造成的一种僵局，
20、若无外力作用，这些进程都将无法再向前推进。 死锁产生的 4个必要条件： （ 1）互斥条件。进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅被一个进程所占有。 （ 2）请求和保持条件。当进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。 （ 3）不剥夺条件。进程已获得的资源在未使用完之前不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。 （ 4）环路等待条件。在发生死锁时，必然存在一个进程 资源的环形链。 2 什么叫临界资源？什么叫临界区？ 在计算机中有许多资源一次只能允许一个进程使 用，如果多个进程同时使用这些资源，则有可能造成系统的混乱，这些资源被称作 临界资源 ，如打印机和一些共享变量。 在
21、每个进程中，访问临界资源的那段代码称为 临界区 。 。 3.请画出进程的状态转换图。并说明是什么事件引起每种状态的变迁？ 答：状态转换图如下： 就绪到执行：处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理器之后，该进程就进入执行状态。 执行到就绪：正在执行的进程，如果分配给它的时间片用完，则暂停 执行，该进程就由执行状态转变为就绪状态。 执行到阻塞：如果正在执行的进程因为发生某事件（例如：请求 I/O，申请缓冲空间等）而使进程的执行受阻，则该进程将停止执行，由执行状态转变为阻塞状态。 就绪 阻塞 执行 I/O 完成 I/O 请求 进程调度 时间片完 阻塞到就绪：处于阻塞状态的进程，如果引起其阻塞的
22、事件发生了，则该进程将解除阻塞状态而进入就绪状态。 4 什么是进程？ 什么是线程？进程与线程有何区别？ 答： 进程是程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位。 在引入线程的操作系统中，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。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器、一组寄存器和栈），但它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。 从调度、并发性、系统开销、拥有资源等方面来比较线程和进程： （ 1）调度。在传统的操作系统中，独立调度、分派的基本单位是进程。而在引入线程的操作系统中，则把线程作为调度和
23、分派的基本单位。 （ 2）并发性。在引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一 个进程中的多个线程之间亦可并发执行，因而使操作系统具有更好的并发性，从而能更有效地使用系统资源和提高系统的吞吐量。 （ 3）拥有资源。不论是传统的操作系统，还是设有线程的操作系统，进程都是拥有资源的基本单位，它可以拥有自己的资源。一般地说，线程自己不拥有系统资源（也有一点必不可少的资源），但它可以访问其隶属进程的资源。 （ 4） 系统开销。由于在创建、撤销或切换进程时，系统都要为之分配或回收资源，保存 CPU现场。因此，操作系统所付出的开销将显著地大于在创建、撤销或切换线程时的开销。 5 什么是高级调
24、度、中级调度和 低级调度？ 答： 作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。 进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用 CPU。 交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。 6.什么是文件的逻辑结构和物理结构？ 文件的逻辑结构（文件的组织）：从用户角度看到的文件的全貌，也就是它的记录结构，包括流式文件、顺序文件、索引文件和索引顺序文件。 文件的物理结构（文件的存储结构）：文件在外存上的 存储组织形式，包括连续文件、串联文件和索引文件。 7试比较进程和程
25、序的区别 答：（ 1）进程是一个动态概念，而程序是一个静态概念，程序是指令的有序集合，无执行含义，进程则强调执行的过程。 (2) 进程具有并行特征（独立性，异步性），程序则没有。 （ 3）不同的进程可以包含同一个程序，同一个程序在执行中也可以产生多个进程。 8. 什么是虚拟存储器，其特点是什么？ 答： 所谓虚拟存储器，是指仅把程序的一部分装入内存便可运行程序的存储器系统，具体地说，虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。实际上，用户所看到的大容量只是一种感觉，是虚的，故称之为虚拟存储器 。 其特点是：（ 1）程序装入时，不必将其全部读入到内存，而
26、只需将当前需要执行的部分页或段读入到内存，就可让程序开始执行；（ 2）在程序执行过程中，如果需执行的指令或访问的数据尚未在内存（称为缺页或缺段），则由处理器通知操作系统将相应的页或段调 入到内存，然后继续执行程序；（ 3）操作系统将内存中暂时不使用的页或段调出保存在外存上，从而腾出空间存放将要装入的程序以及将要调入的页或段（即具有请求调入和置换功能，只需程序的一部分在内存就可执行）。 9、 简述段和页的区别。 分页和分段有许多相似之处，但是在概念上两者完全不同，主要表现在： （ 1）页是信息的物理单位，分页是为了系统管理内存方便而进行的，故对用户而言，分页是不可见的，是透明的；段是信息的逻辑单
27、位，分段是作业逻辑上的要求，对用户而言，分段是可见的。 （ 2）页的大小是固定的， 由系统决定；段的大小是不固定的，由用户作业本身决定。 （ 3）从用户角度看，分页的地址空间是一维的，而段的地址空间是二维的。 四、计算题 和综合分析题 1、 在分页存储管理系统中，逻辑地址的长度为 16位，页面大小为 4096 字节，现有一逻辑地址为 2F6AH，且第 0、 1、 2 页依次存放在物理块 5、 10、 11 中，问相应的物理地址是多少？ 答： 由于 4096=212，故 页内地址为 12 位，逻辑长度为 16 位，则页号为 4 为。 逻辑地址 2F6AH）所对应的二进制表示形式是： 0010 1
28、111 0110 1010 ，该 逻辑地址对应 的页号为2 查页表，得到物理块号是 11（十进制），即物理块地址为： 1011 1111 0110 1010 ，即 BF6A（ H）。 2 系统中有五个进程 P1、 P2、 P3、 P4、 P5，有三种类型的资源： R1、 R2、和 R3。在 T0时刻系统状态如表所示。若采用银行家算法实施死锁避免策略，回答下列问题： （共 9分 ，每小题 3分 ） 1 T0 时刻是否为安全状态？为什么？ 2 若这时 P4 请求资源（ 1， 2， 0），是否能实施资源分配？为什么？ 3 在上面的基础上，若进程 P3 请求资源（ 0， 1， 0），是否能实施资源分配
29、？为什么？ T0时刻 系统状态 Allocation Max R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 0 0 1 0 0 1 P2 2 0 0 2 7 5 P3 0 0 3 6 6 5 P4 1 1 5 4 3 5 P5 0 3 3 0 6 5 R1 R2 R3 剩余资源数 3 3 0 解： 1、利用安全性算法检查系统是否安全，可得此时刻的安全性分析情况： 进程 Work Need Allocation Work+Allocation Finish P1 P4 P5 P2 P3 3, 3, 0 3, 3, 1 4, 4, 6 4, 7, 9 6, 7, 9 0, 0, 0 3, 2, 0 0
30、, 3, 2 0, 7, 5 6, 6, 2 0, 0, 1 1, 1, 5 0, 3, 3 2, 0, 0 0, 0, 3 3, 3, 1 4, 4, 6 4, 7, 9 6, 7, 9 6,7,12 1 1 1 1 1 由上可知， T0 时刻存在 安全序列为： P1， P4， P5， P2， P3,故 T0 时刻是安全的， 2、 若这 时 P4 请求资源（ 1， 2， 0）， 系统 根据银行家算法 检查： Request(1,2,0)=Need(3,2,0) Request(1,2,0)=Available(3,3,0) 系统试探分配，修改相应的向量，形成的资源变化情况如下表所示： Allocation Need R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 0 0 1 0 0 0 P2 2 0 0 0 7 5 P3 0 0 3 6 6 2 P4 2 3 5 2 0 0 P5 0 3 3 0 3 2 R1 R2 R3 剩余资源数 2 1 0 再利用安全性算法检查系统是否安全，可得此时刻的安全性分析情况： 进程 Work Need Allocation Work+Allocation Finish
