操作系统复习题大题分析版

《操作系统原理》2015-2016 学年第2 学期考试复习题

一、选择题

1、 批处理系统是的主要缺点是________。

A、CPU利用率很低 B、不能支持作业的并发执行 C、缺少交互性 D、以上都不正确

2、 在支持多道程序设计的单处理机环境中，进程在多种状态下相互转换，以下 ________不是引起操作系统调度程序选择新进程分配处理机的直接原因。

A、运行进程的时间片用完 B、运行进程执行出错 C、运行进程需要等待某资源D、有新进程进入就绪队列 3、 作业周转时间为_________。

A、作业等待时间 B、作业执行时间 C、作业等待时间+作业执行时间 D、以上都不正确

4、 在下列的作业调度算法中与作业的估计运行时间有关的是_______算法。

A、先来先服务 B、短作业优先 C、优先级高者优先调度 D、时间片轮转调度 5、 操作系统是作为（ ）

A、用户与计算机软件之间的接口 B、用户与计算机硬件之间的接口 C、计算机硬件与软件之间的接口 D、计算机软件与外设之间的接口

6、 操作系统中利用信号量和P、V操作( )。

A、只能实现进程的互斥 B、只能实现进程的同步 C、可实现进程的互斥和同步 D、可完成进程调度 7、 当系统创建一个进程的时候，要为进程申请建立一个（），它是系统感知进

程存在的唯一标志。

A、作业控制块（JCB） B、进程控制块（PCB）

C、段表与页表 D、位示图 8、 在操作系统中，进程的最基本的特征是( )。

A、动态性和并发性 B、顺序性和可再现性 C、与程序的对应性 D、执行过程的封闭性

9、 在多道程序系统中，进程之间可以共享各类资源，但有一些资源一次只能供 一个进程使用，我们称这种一次仅允许一个进程访问的资源为（）

A、临界资源 B、共享设备 C、硬件资源 D、软件资源 10、系统抖动是指( )。

A、使用机器时，屏幕闪烁的现象

B、由于主存分配不当，偶然造成主存不够的现象 C、系统盘有问题，致使系统不稳定的现象

D、被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出现象 11、产生死锁的根本原因是系统资源数量不足和（）

A、用户数太多 B、进程推进顺序不当

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C、进程数太多 D、CPU太慢

12、作业调度是从输入井中处于（ ）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 13、一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（ ）状态。

A、 运行 B、等待 C、就绪 D、收容

14、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( )实现的。

A、 段表 B、页表 C、PCB D、JCB 15、共享变量是指（ ）访问的变量。

A、 只能被系统进程 B、只能被多个进程互斥 C、只能被用户进程 D、可被多个进程 16、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

17、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 18、在下面关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（ ）。

A、 要求程序运行前必须全部装入内存且在运行过程中一直驻留在内存 B、 要求程序运行前不必全部装入内存且在运行过程中不必一直驻留在内存 C、 要求程序运行前不必全部装入内存但是在运行过程中必须一直驻留在内存 D、 要求程序运行前必须全部装入内存但在运行过程中不必一直驻留在内存 19、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

20、在操作系统中，用户使用I/O设备时，通常采用的是_________。

A、 物理设备名 B、逻辑设备名 C、虚拟设备名 D、设备出厂号

21、若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( )状态。

A、 就绪 B、等待 C、运行 D、完成

22、以下算法既有利于短作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )

A、 先来先服务 B、 轮转 C、 最高响应比优先 D、 均衡调度

23、无结构文件的含义是（ ）

A、变长记录的文件 B、索引文件 C、流式文件 D、索引顺序文

件

24、在下列哪一个不是外存分配方式（ ）

A、 连续分配 B、链接分配 C、互斥分配 D、索引分配

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25、（ ）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 26、（ ）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

27、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（ ） 使用。 A、 操作员 B、联机用户 C、操作系统 D、目标程序 28、在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争( )而产生死锁。

A、 打印机 B、磁带机 C、磁盘 D、CPU 29、在现代操作系统中采用缓冲技术的主要目的是（ ）。

A、 改善用户编程环境 B、提高CPU的处理速度 C、提高CPU和设备之间的并行程度 D、实现与设备无关性

30、系统中进程的3种基本状态分别是就绪、执行和等待状态。为了便于对这些

不同状态进程的管理，可以使用就绪队列、等待队列来存放相应状态进程的PCB，进程状态发生变化，其对应的PCB所在的队列也会随之发生变化，如果系统设计的时候存在进入死锁的危险，那么当系统中有N个进程时，在等待队列中的进程个数最多为（ ）个。

A、0 B、1 C、N D、N-1

31、进程所请求的一次打印输出结束后，将使45进程状态从（ ）

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

32、采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（ ）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 二、填空题

1、 单道批处理系统具有自动性、____顺序性_____和单道性的特征。

2、 分时操作系统具有多路性、独立性、_____及时性_____和交互性的特征。 3、 虚拟存储器具有的主要特征为多次性、对换性和虚拟性。

4、 对于磁盘的访问时间，包括以下三个部分，分别是寻道时间、旋转延迟时 间和传输时间。

5、 进程的基本状态有就绪状态、执行状态和______阻塞状态_______三种。 6、 进程控制块中主要包括______进程标识符_____、处理机状态、进程调度信息

和进程控制信息。

7、 进程调度又称为______低级调度______，它用于决定就绪队列中的哪个进程应

获得处理机。

8、 程序顺序执行时有顺序性、封闭性和_____结果可再现性_____的特征。

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9、当______时间片用完被剥夺处理机暂停执行______到时，进程从执行状态转变为就绪状态。

10、 作业周转时间为作业等待时间+作业______执行时间______。 11、 把逻辑地址转换为______物理地址______的工作称为地址映射。 12、 操作系统的三大基本特征是并发性、共享性和____虚拟性____。

13、 实时操作系统具有多路性、独立性、及时性、交互性和____可靠性____

的特征。

14、 产生死锁的根本原因是系统资源数量不足和进程推进____顺序不当____。 15、 一般地说，在计算机上配置操作系统的目标是有效性、方便性、_____可

扩充性_____ 和开放性四点。

16、 用户可以通过操作系统以命令方式、系统调用方式和______图形用户界

面_______方式使用计算机。

17、 在请求式分页存储管理系统的页面置换算法中，最理想但无法在计算机中实现的页面淘汰算法是最佳置换算法。 18、 单级（一级）文件目录不能解决 文件重名的问题。多用户系统所用的文件目录结构至少应是二级文件目录。

三、判断题 1、 操作系统是用户与计算机程序之间的接口。（0） 2、 程序并发执行时由于失去了封闭性，也将导致其再失去可再现性。（1） 3、 操作系统引入线程的目的是为了使 OS 具有更好的并发性，减少程序在

并发执行时的时空开销。（1）

4、 在请求段页式系统中，以段为单位管理用户的虚空间，以页为单位管理

内存空间。（0）

5、 对设置信箱的通信方式，信箱是一种可共享的硬件资源。（1） 6、 具有多道功能的操作系统一定是多用户操作系统。（0） 7、 FCFS 调度算法比起 SJ(P)F 来更有利于长作业。（1） 8、 设置地址变换机构的作用是将用户地址空间中的逻辑地址变换为内存空

间中的物理地址。（1）

9、 LRU 置换算法产生的缺页中断次数某些情况下可能比 FIFO 更多。（1） 10、 用户程序应与实际使用的物理设备无关，这种特性就称作与设备无关性。 （1）

11、 进程的互斥和同步是进程通信的基本内容。（1） 12、 不同的进程所执行的程序代码一定不同。（0）

13、 虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备。（1） 14、 进程调度可采用非抢占方式和抢占方式两种调度方式。（1） 15、 进程推进顺序不当有可能造成死锁。（1）

16、 虚拟存储器具有多次性、虚拟性和顺序性的特征。 （0） 17、 SPOOLing系统将独占设备改造为了共享设备。（1）

18、 V操作是对信号量执行加1操作，意味着释放一个单位资源，加l后如

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果信号量的值小于等于零，则从等待队列中唤醒一个进程，使该进程变为阻塞状态，而现进程继续进行。（ 1 ） 19、 分时系统中，时间片越小越好。（ 0 ）

20、 常用的解除死锁的方法是剥夺资源和撤销进程。（1） 21、 线程是一个可拥有资源的独立单位。（0）

四、简答题

1、请描述程序、作业和进程的概念以及它们之间的相互关系和区别

进程是具有独立功能程序在某个数据集合上的一次执行过程 线程是进程内的一个执行实体或执行单元 作业是作业说明书，程序和数据的集合

联系：一个作业可以由多个进程来完成，多个进程可以并发进行，一个进程可以产生多个线程，多个线程可以并发进行。

区别：作业是死的，不能被操作系统执行。进程是活二档，是作业执行的过程，是系统调用的一个独立单位。线程是进程的执行单元。一个进程死掉后，不会影响其他进程。一个线程死掉之后，该进程也就死掉了。所以进程比线程健壮。

2、PCB 作用是什么？它是怎样描述进程的动态性质的？

进程控制块PCB是进程组成中最关键的部分。每个进程有唯一的进程控制块；操作系统 根据PCB对进程实施控制和管理，进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的；PCB是 进程存在的唯一标志。

PCB中有表明进程状态的信息：该进程的状态是运行态、就绪态还是阻塞态，利用状态 信息来描述进程的动态性质。

3、试画出下面条语句的前趋图:

S1: a=5-x; S2: b=a*x; S3: c=4*x; S4: d=b+c; S5: e=d+3.

4、何谓静态链接及装入时动态链接和运行时的动态链接?

5、什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于

彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。 （1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

（2） 请求与保持条件：一个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，在末使用完之前，不能强行剥夺。

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（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。 6、简述死锁的防止与死锁的避免的区别。

二者都是通过施加某些限制条件，来预防死锁发生。

差别：防止死锁所施加的限制条件较严格，可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。（设置某些条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个）

避免死锁所施加限制条件较宽松，可获得较高的资源利用率和系统吞吐量，有利于进程的并发执行。（在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态）

7、 为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各方面用户的需求？ 答：（1）终端型作业用户提交的作业大多属于较小的交互型作业，系统只要使这些作业在第一队列规定的时间片内完成，终端作业用户就会感到满足。

（2）短批处理作业用户，开始时像终端型作业一样，如果在第一队列中执行一个时间片段即可完成，便可获得与终端作业一样的响应时间。对于稍长作业，通常只需在第二和第三队列各执行一时间片即可完成，其周转时间仍然较短。

（3）长批处理作业，它将依次在第1，2，…，n个队列中运行，然后再按轮转方式运行，用户不必担心其作业长期得不到处理。所以，多级反馈队列调度算法能满足多用户需求。 8、 目前常用的磁盘调度算法有哪几种？

答：目前常用的磁盘调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先及扫描等算法。

(1) 先来先服务算法优先考虑进程请求访问磁盘的先后次序；

(2) 最短寻道时间优先算法优先考虑要求访问的磁道与当前磁头所在磁道距离是否最近；

(3) 扫描算法考虑欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑磁头当前的移动方向。

9、 什么是临界区？进程进入临界区应遵循的准则是什么？ 答：（1）每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区（临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源）。每次只准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。 （2）①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。

10、 什么是 Spooling 技术？Spooling 系统有哪些主要组成部分？

答：SPOOLing技术是指在多道程序的环境下，利用多道程序中的一道或两道程序来模拟外围控制机，从而在联机的条件下实现脱机I/O的功能。其系

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统组成：

（1） 输入井和输出井；

（2）输入缓冲区和输出缓冲区； （3） 输入进程Spi和输出进程Spo. 11、 试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因？

a.处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.

b.当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状 态.

c.当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态.

d.其他进程结束，资源被释放，可以该进程的资源请求能够被满足，该进程进入就绪状态。 12、 分页和分段有何区别?

（1）分页的作业地址空间是一维的，分段的作业地址空间是二维的 （2）页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位

（3）分页是出于系统管理的需要，分段是为了满足用户的需要

（4）页的大小固定且由系统决定，一个系统内只能有一种页面大小；段的长度不固定，段含有一组意义相对完整的信息，段的长度取决于信息的长度 13、 什么是虚拟存储器？虚拟存储器有哪些特征？要实现虚拟存储器需要哪

些硬件支持？

a. 虚拟存储器具有离散性，多次性，对换性和虚拟性的特征；

b. 其中最本质的特征是离散性，在此基础上又形成了多次性和对换性，所表现出来的最重要的特征是---虚拟性.

c. 对于为实现请求分页存储管理方式的系统，除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外，还需要有页表机制，缺页中断机构以及地址变换机构；

d . 对于为实现请求分段存储管理方式的系统，除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外，还需要有段表机制，缺段中断机构以及地址变换机构； 14、 高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 高级调度的主要任务：决定后备队列中的哪个作业调入内存，并为他们创建进程，分配必要的资源，并放入就绪队列。 低级调度的主要任务：决定就绪队列中的哪个进程获得处理机。 引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。

五、分析与计算题

1、采用请求式分页存储管理的系统，接收了一个共 7 页的作业，作业执行时依次访问的页为：1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、1、3、7。当内存块数

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量为 4 时，请用最近最少使用调度算法(LRU)，计算作业执行过程中会产生多少次缺页中断和缺页率?写出依次产生缺页中断后应淘汰的页。 缺页4+4=8次 缺页率8/14 淘汰页3 4 5 6

2、设有两类资源 A 和 B，A 类资源 10 个，B 类资源 14 个，当前系统的资源分配情况进程 Allocation 如下Max Need Available 表所示。A B A B A B A B 根P0 据分2 0 2 4 2 7(1) 0 4 配表，

3 2 10 2 70 7 12(5) 答下回P1 面的问

P2 1 4 5 4 4 0 4 7(2) 题： P3 P4 2 1 0 0 3 1 4 2 1 0 4 2 5 11(3) 7 12(4) （1） 请填写系统的需求矩阵

（2） 根据银行家算法分析，当前状态是否是不安全状态？如果是安全的，

请给出安全序列，否则请给出死锁的四个条件。 是安全的，存在安全序列P0->P2->P3->P4->P1

（3） 当这时P0 请求资源，请求向量 Request(0，2)，是否分配资源给进程

P0 呢？说明理由。

1.Request(0,2)

3.分配后修改相应矩阵做安全检查存在一个安全序列P0->P2->P3->P4->P1(要重新做矩阵 P0和需求为 0 2)

3、在一个操作系统的并发环境中，多个进程的代码或语句之间存在如下前驱关系：S1?S2， S1?S3，S1?S4，S2?S5，S2?S6，S3?S6，S5?S7，S6?S7，S4?S7。假定语句 Si属于进程 Pi。

（1）请根据题中给出的前驱关系画出语句的前驱图

（2）以进程为单位，用信号量实现题中给出的语句间的前驱关系，用伪代码写

出相应的程序

另前驱关系分别为信号量a,b,c,d,e,f,g,h,i.代码为： P1{S1;singal(a);singal(b);singal(c);} P2{wait(a);S2;singal(d);singal(e);} P3{wait(b);S3;singal(f);} P4{wait(c);S4;singal(i)} P5{wait(d);S5;singal(g);}

P6{wait(e);wait(f);S6;singal(h);}

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P7{wait(g);wait(h);wait(i);S7;}

Main（）｛semaphore a,b,c,d,e,f,g,h,i;

a.value=b.value=c.value=d.value=e.value=f.value=g.value=h.value=i.value=0;cobegin p(1);p(2);p(3);p(4);p(5);p(6);p(7);coend｝

4、假定一个操作系统的进程调度采用抢占式短作业优先调度策略（单 CPU）系统中各进程到达的时间如表所示。请给出各进程的调度次序，并计算平均周转时间和平均带权周转时间。（说明：表中的时间均为基本单位时间）

进程 P1 P2 P3 P4 到达就绪队列的时间 1 2 3 4 执行时间 8 4 9 5 周转时间（完成-到达） 17 4 24 7 次序为P1-P2-P4-P1-P3 平均周转=（17+4+24+7）/4 带权周转=周转/执行（服务时间）=(17/8+4/4+24/9+7/5)/4=1.798 5、有作业序列：作业 A 要求 18KB 内存空间；作业 B 要求 25KB 内存空间，作业C要求30KB内存空间。系统中空闲区的开始地址和大小如下图阴影部分所示，图中标明“作业”的内存空间表示已被其它作业所用。请按首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法组成相应空闲区队列，并分析哪个算法对作业序列(即按照 A、B、C 顺序进行划分内存)是合适的？

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（1）要求画出三种算法在首次分配内存之前的空闲链表。

（2）要求给出分析原因。

可以看出首次适应和最坏适应都不能分配空间给作业C按照该作业系列A,B,C

6、在一个请求分页系统中，一个进程具有（6，1，0，2，0，3，0，2，4，3，0， 2，3，1， 2，0，1，6，0，1）页面访问序列，假设系统为该进程分配了三个物理内存块，则：

（1）请用最佳置换算法（Optimal）进行页面置换，画出置换图。 （2）请用最近最久未使用算法（LRU）进行页面置换，画出置换图。

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对比分析两种算法的页面置换次数以及算法本身的可实现性？分析：最佳置换算法有6次页面志愿，LRU只有9次，因此最佳置换最优，但是最佳置换需要知道页面的将来访问情况，是无法实现的，而LRU只需知道过去页面的访问情况，所以能实现，是一个可用的页面置换算法。

7、一个系统采用页式存储管理，其页表存放在主存中，则：

（1）假设对主存的访问时间为 100ns，请问内存的有效访问时间（EAT）为多少？无块表的情况下，页表存放在内存中，CPU存取一个数据要访问两次内存，所以T=2*100=200ns

（2）假设系统加有快表，命中率为 90%，快表的访问时间为 20ns，不考虑修改快表的时间，则内存的有效访问时间为多少？

Eat=a*b+(t+b)(1-a)+t=2t+b-t*a （a为命中率，b为快表的访问时间） Eat=0.9*20+(1-0.9)(100+20)+100=130ns

(3)假设系统实现了页式虚存管理，缺页率为 10%，缺页中断处理时间为 1us，则内存的有效访问时间为? 因为

1us=1000nseat=0.9*(0.9*20+0.1*(20+100)+100)+0.1*(0.9*20+0.1*(20+100)+1000+100)= 230ns

8、在测量控制系统中的数据采集任务，把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务从该

单缓冲中取出数据进行计算.试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲的同步算法

Semahphoremutex=1;itembuffer;begin producer; begin repeat produce an item nextp; wait(mutex);buffer:=nextp;signal(mutex); until false;end;consumer;begin repeat wain(mutex);nextc:=buffer;

singal(mutex); consume the item in nextc; until false; end end 9、 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 32KB。

假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面对应的物理块号如下表：

则逻辑地址 0A5C(H)所对应的物理地址为？1k=2，可知内页地址占10位，页号占6位。由内存为32KB，可知有32块。0A5C（H）的二进制是0000 1010 0101 1100，页号为0000 10为2（二进制），所以物理块号为4（000100），可得最后物理地址为0001 0010 0101 1100 即为125C

10

10、一个系统中有 10 个进程先后提出磁盘 I/O 请求，磁道号依次为：（55，58，

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90，18，39，151，162，120，38，190），假定磁头当前所在磁道号为 110，则： （1） 请给出先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）两种磁盘调度算法的磁道访问顺序并分别计算平均寻道长度。对比分析两种算法的性能。 FCFS根据进程访问磁盘的先后次序进行调度，按他们发出的请求的先手次序排队。所以题中磁道号的顺序即为访问的顺序，初始位置100号并计算移动距离，求和除以进程数为平均寻道长度。SSTF为根据当前磁头与要求访问的磁道所在距离最近的访问，所以第一次访问的磁道号为120其与初始110号相距最近，以此类推。答案为58.2和28.4

（2） 假定磁头首先向磁道号增加方向进行访问，请给出电梯调度（SCAN）、循环扫描（CSCAN）两种磁盘调度算法的磁道访问顺序并分别计算平均寻道长度。

对比分析两种算法的性能。两张算法区别在于，开始都是从120号开始访问直到访问190后，SCAN因为收到离他最近的进程请求去访问了90号-18号按距离递减，而CSCAN从18号开始访问到90号结束。所以两者的平均寻道长度分别为25.2，32.4

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