《操作系统导论》很全考试复习题

福师《操作系统导论》课程练习题解析

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）。在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项的字母填在题干中的括号内。 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、同时性 B、独立性 C、实时性 D、交互性

3．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

4．当用户程序执行访管指令时，中断装置将使中央处理器（）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

5．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（） 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

6．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

7．分页式存储管理中，地址转换工作是由（）完成的。 A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序 8．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

9．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（）。 A、字符 B、数据项C、记录 D、文件

10．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定（）号。 A、设备类相对 B、设备类绝对 C、相对 D、绝对

11．通常把通道程序的执行情况记录在（）中。 A、PSW B、PCB C、CAW D、CSW

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．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

15．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

16．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

17．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

18．主要由于（）原因，使UNIX易于移植。 A、UNIX是由机器指令书写的

B、UNIX大部分由汇编少部分用C语言编写 C、UNIX是用汇编语言编写的

D、UNIX小部分由汇编大部分用C语言编写

19．UNIX系统中，进程调度采用的技术是（）。 A、时间片轮转 B、先来先服务 C、静态优先数D、动态优先数

20．UNIX系统中，文件存贮器的管理采用的是：（）。 A、位图法 B、空闲块表法 C、成组连接法 D、单块连接法

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。）在每小题列出的五个选项中有二至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项的字母填在题干中的括号内。多选、少选、

错选均无分。

21．引入多道程序设计的主要目的在于（） A、提高实时响应速度

B、充分利用处理机，减少处理机空闲时间 C、有利于代码共享 D、充分利用外围设备 E、减少存储器碎片

22．段式和页式存储管理的地址结构很类似，但是它们之间有实质上的不同，表现为（） A、页式的逻辑地址是连续的，段式的逻辑地址可以不连续 B、页式的地址是一维的，段式的地址是二维的 C、分页是操作系统进行的，分段是用户确定的

D、各页可以分散存放在主存，每段必须占用连续的主存空间 E、页式采用静态重定位方式，段式采用动态重定位方式

23．利用记录的成组与分解操作能（） A、有效地实现信息转储 B、提高存储介质的利用率 C、减少操作系统的程序量 D、增加启动外设的次数 E、提高文件的存取速度

24．线程是操作系统的概念，已具有线程管理的操作系统有（） A、Windows 3.2 B、OS/2

C、Windows NT D、DOS 6.22 E、Mach

25．对UNIX中的trap指令，下列说法中（）是正确的。 A、可供用户使用

B、UNIX的例外处理程序也可使用trap指令 C、trap指令是特权指令 D、trap指令是在管态下运行

E、UNIX的例外处理也是从trap指令进入的

三、填空题（本大题共8小题，每空1分，共14分）

26．在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台作业，而由批处理系统控制的作业称为后台作业。

27．操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是操作员（或用户）接口和程序员（或

程序）接口。

28．操作系统中，进程可以分为系统进程和用户进程两类。

29．用户调用建立和打开（可交换次序）文件操作来申请对文件的使用权。

30．主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。

31．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，计算时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。

32．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。

33．UNIX的shell有两层含义，一是指由shell命令组成的Shell命令语言；二是指该命令的解释程序。

四、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。）

34．进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？ 可抢占式会引起系统的开销更大。

可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间（和空间）开销增大。

35．一个含五个逻辑记录的文件，系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上，每个记录占用一个磁盘块，现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录，简述它的操作过程。 取出第一个记录块中指针，存放到新记录的指针位置；

把新记录占用的物理块号填入第一个记录的指针位置；

启动磁盘把第一个记录和新记录写到指字的磁盘块上。

36．在spool系统中设计了一张“缓输出表”，请问哪些程序执行时要访问缓输出表，简单说明之。

井管理写程序把作业执行结果文件登记在缓输出表中；

缓输出程序从缓输出表中查找结果文件并打印输出。

37．试比较进程调度与作业调度的不同点。

（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机。

（或）作业调度是高级调度，它位于操作系统的作业管理层次。进程调度是低级调度，它位于操作系统分层结构的最内层。

（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。

38．试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。

资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后，该进程才开始执行。这样，进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一“占有并等待条件”，从而防止死锁的发生。

五、综合题（本大题共4小题，共36分。）

39．（10分）在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，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调度算法将产生次缺页中断，依次淘汰的页号为，缺页中断率为。 按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；依次淘汰的页号为：0，1，2；缺页中断率为：5/10=50%

（2）按LRU调度算法将产生次缺页中断，依次淘汰的页号为，缺页中断率为。

按LRU调度算法将产生6次缺页中断；依次淘汰的页号为：2，0，1，3；缺页中断率为：6/10=60%

40．（8分）若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。

（1）先来先服务算法；

（2）最短寻找时间优先算法。 （1）3毫秒×292=876毫秒

（2）3毫秒×120=360毫秒

（注：各算法使移动臂的移动次序和移动的柱面数如下：

（1）40 → 20 → 44 → 40 → 4 → 80 → 12 → 76

（20）（24）（4）（36）（76）（68）（64）

共移动292柱面

（2）40 → 44 → 20 → 12 → 4 → 76 → 80

（4）（24）（8）（8）（72）（4）

共移动120柱面

41．（8分）某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。

系统能为进程P3分配二台打印机。因为尽管此时10台打印机已分配给进程P1 4台，P22台和P34台，全部分配完，但P3已分配到所需要的全部4台打印机，它不会对打印机再提出申请，所以它能顺利运行下去，能释放占用的4台打印机，使进程P1，P2均可能获得乘余的要求4台和5台，按银行家算法是安全的。

42．（10分）用PV操作解决读者写者问题的正确程序如下：

begin S, Sr: Semaphore; rc: integer;

S:=1; Sr:=1; rc:=0;

cobegin PROCESS Reader i ( i=1,2…)

begin P(Sr)

rc:=rc+1;

if rc=1 then P(S);

V(Sr);

read file;

P(Sr);

rc:=rc-1

if rc=0 thenV(S);

V(Sr);

end ;

PROCESS Writer j (j=1,2…)

begin P(S);

Write file;

V(S) end;

coend ; end;

请回答：（1）信号量 Sr的作用；（2）程序中什么语句用于读写互斥，写写互斥；（3）若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序？ （1）Sr用于读者计数rc的互斥信号量；（3分）

（2）if rc=1 then P（S）中的P（S）用于读写互斥，写者进程中的P（S）用于写写互斥，读写互斥。（3分）

（3）程序中增加一个信号量S5，初值为5，P（S5）语句加在读者进程P（Sr）之前，V（S5）语句加在读者进程第2个V（Sr）之后。（4分）

一个比较完善的文件系统应该具有哪些功能？

答: 一个比较完善的文件系统应该具有如下功能:文件存储空间的管理；目录管理；文件的读写管理；文件的安全性管理；提供用户接口。

设有N个计算进程和M个打印进程共享一个缓冲区。计算进程不断地把计算结果送入缓冲区，打印进程不断地从缓冲区取出结果并进行打印。要求：既不漏打，也不重复打印任一结果，且N>1,M>1。请用PV操作描述上述进程间的同步与互斥关系。 解: var

mutex,tmpty,full;semaphore:=1,8,0; parbegin

computation1;...computationi;...;computationN; print1;...printj;...printM; parend

computationi:(i=[1,N]) var result:item;

bufferaddr:pointer of item;

begin

while(true)

wait(empty);wait(mutex); signal(mutex);

*bufferaddr:=result; signal(full);} end

考虑一个由8个页面，每页有1024字节组成的逻辑空间，把它装入到由32个物理块的存储器中，问：

1）逻辑地址需要多少位二进制来表示？ 2）绝对地址需要多少位二进制来表示？ 解：因为页面数为8=23，故需要3位二进制数表示（1分）。每页有1024个字节，1024=210，于是页内地址需要10位二进制数表示（1分）。32个物理块，需要5位二进制数表示（32=25）。 （1）页的逻辑地址由页号和页内地址组成，所以需要3+10=13位二进制数表示。 （2）页的绝对地址由块号和页内地址的拼接，所以需要5+10=15位二进制数表示。

《操作系统原理》模拟题

一．单项选择题

1．操作系统是计算机系统中的系统软件，它是一组这样的程序_____ C_______。 A．文件管理程序 B．中断处理程序 C．资源管理程序 D．命令处理程序 2．多道程序设计技术使存放在_____B_______中的若干个相互独立的程序可以相互穿插地运行。

A．磁盘 B．内存 C．磁带 D．高速缓存

3．所谓程序的并发执行是指，多个程序的执行在时间上是_____C_______。 A．顺序的 B．交替的 C．重叠的 D．间断的

4．存放在磁带上的文件，采用的物理结构是______A______结构。 A．连续文件 B．串联文件 C．索引文件 D．目录文件

5．在多道运行环境中，处理机正在执行用户程序时所处的状态称为目态。在此状态下，用户程序可以访问_____D_______。

A．整个主存区 B．除操作系统以外的主存区 C．操作系统占用的主存区 D．用户程序占用的主存区

6．当执行了一条进程等待原语后，将使进程的状态发生如下变化_____A_______。 A．由运行状态转变为等待状态 B．由运行状态转变为就绪状态 C．由等待状态转变为就绪状态 D．由就绪状态转变为运行状态

7．在操作系统中，将一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，如下属于临界资源的是_______C_____。

A．高级语言编译程序 B．磁盘存储介质 C．打印机 D．私用数据

8．文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名_____D_______。 A．应该相同 B．受系统约束

C．应该不同 D．可以相同，也可以不同 9．引入多道程序设计技术的主要目的是_____B_______。

A．减少存储器碎片 B．减少处理机空闲时间 C．有利于代码共享 D．充分利用外部设备

10．在分时系统中，为了控制程序的执行，用户在各自的终端上使用操作系统提供的用户界面是_____A_______。

A．系统调用 B．作业控制语言 C．高级语言 D．键盘命令 11．进程和程序的一个最本质的区别是______D______。

A．分时使用或独占使用计算机 B．顺序或非顺序执行机器指令 C．全部或部分拥有计算机系统资源 D．动态或静态

12．所谓设备独立性是指，用户在编程时需要给出的是______A______。 A．设备逻辑名 B．设备物理名 C．设备启动地址 D．设备卡地址 13．Unix系统采用的文件目录结构是_____C_______。

A． 一级目录结构 B． 二级目录结构 C． 多级目录结构 D． 索引目录结构

14．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_____B_______。

A．字符 B．记录 C．数据项 D．文件 15．一个进程处于就绪状态，是指该进程_____C______。

A．正等着磁盘操作的完成 B．正等着另一个进程的消息 C．正等着处理机的执行权 D．正在CPU上运行

二．判断改错题

（×）1．分时系统中，用户为控制程序的执行使用操作系统提供的用户界面是作业控制语言。改正：键盘命令

（×）2．静态地址映射是在程序执行过程中，将程序的逻辑地址转换为主存的物理地址的。 改正：程序执行前

（×）3．进程的组成是程序和数据的集合。改正：程序、数据和进程控块PCB

（×）4．我们将可以被多个进程共享的资源称为临界资源。改正：一次只能为一个 （√）5．在进程状态的转换中，可能出现的状态变迁是由运行状态转换为等待状态。 （×）6．所谓目态是指用户程序执行时机器所处的状态。在此状态下，可以访问整个内存，并能执行所有的指令。 改正：只能访问自己的存储区，不能执行特权指令

三．填空题

1．操作系统对系统硬件资源的管理包括处理机管理、存储管理和设备管理。 2．在进程管理中，最重要的数据结构是进程控制块。 3．产生死锁的原因是系统资源不足 和联合推进非法。

4．当执行了一条进程阻塞原语后，将使进程的状态由运行状态转变为等待状态。 5．常用的进程调度算法有优先数调度算法算法和循环轮转调度算法。 6．多道程序设计的特点是多道、宏观上并行、微观上串行。

7．分时操作系统采用分时技术，该系统将处理机的时间划分为很短的时间片轮流地分配给各联机用户使用。

8．分区存储管理技术存在严重的碎片问题，可以采用拼接技术把分散的主存空闲区集中起来。

9．常用的资源分配策略有先请求先服务和优先调度两种。

10．动态地址映射是在程序执行期间，将程序的逻辑地址转换为主存的物理地址。 11． Windows系统是具有图形用户界面的多任务操作系统类型的操作系统。 12．文件的存取方法分为顺序存取和随机存取两种。

13．产生死锁的必要条件是互斥条件、不剥夺条件、部分分配和环路条件。 14．常用的文件物理结构包括连续文件、串连文件和索引文件。

15．当用户想使用一个已存在的文件时，必须先请求执行打开文件操作。

四．简答题

1．什么是文件路径名？什么是工作目录？

答：文件路径名：是由根目录到该文件的通路上所有目录文件名和该文件的符号名组成的，各符号名之间用分隔符分隔。

工作目录：用户当前正在使用的文件所在的目录，又称为当前目录或值班目录。

2．试用图画出计算机系统的组成，并标出操作系统在计算机系统中的位置。 答： 件 软

作 系 作 裸机裸机

统 操 操

3．Windows系统是一个什么类型的操作系统？它提供什么样的操作界面？ 答：Windows系统是一个图形化的多任务操作系统。 提供的操作界面：图形化的用户操作界面。 4．什么是死锁？试举一例说明死锁现象。

答：死锁：在两个或多个并发进程中，如果每个进程持有某种资源而又都等待着别的进程释放它或它们所占有的资源，否则就不能向前推进。称这一组进程产生了死锁。

举例：进程p1、p2共享系统的一台打印机和一台输入机。在时刻t，进程p1占用了打印机，p2占用了输入机。过了一段时间，p1又申请输入机，p2又申请打印机，但由于打印机和输入机分别被p1、和p2占有，这时p1和p2都无法继续运行下去了，出现了死锁现象。

5．什么是进程？从结构上讲，进程由哪几部分组成？ 答：进程是程序在处理机上的一次执行过程。 进程由程序、数据和进程控制块PCB组成。

6．用图画出，整个中断过程中的软件中断处理的框图。

答：

进入中断

保留被中断程序的现场 进入相应的中断服务例程 恢复被中断程序的现场 退出中断 7．试画出分时系统中，具有进程三个基本状态的进程状态变迁图，并说明发生每一个变迁可能的原因。

解：分时系统中，具有进程三个基本状态的进程状态变迁图如下：

运行

时间 服务请求

片到 (请求I∕O等) 进程 调度 就绪 等待 服务完成∕事件来到

就绪→运行：时间片到 就绪→运行：进程调度

运行→等待：系统服务请求等待→就绪：服务完成或事件来到

五．三个并发进程PA、PB、PC共享一个公共变量X。用信号灯的P、V操作实现这三个进程的互斥，给出信号灯的取值范围，并说明每个取值的物理意义。

解：三个并发进程PA、PB、PC访问公共变量的临界区分别为CSA、CSB和CSC，

设置互斥的信号灯MUTEX，赋初值为1。 用信号灯实现互斥描述如下：

进程PA：进程PB：进程PC：

┇┇┇

P(MUTEX)； P(MUTEX)； P(MUTEX)； CSA； CSB； CSC； V(MUTEX)； V(MUTEX)； V(MUTEX)；

┇┇┇

互斥信号灯的值仅取1、0、-1、-2四个值：

若MUTEX=1，表示没有进程进入临界区； 若MUTEX=0，表示有一个进程进入临界区；

若MUTEX= -1，表示一个进程进入临界区，另一个进程等待进入；

若MUTEX= -2，表示一个进程进入临界区，另二个进程等待进入。

六．在一个数据采集系统中，输入进程和输出进程共用一个缓冲区S（其大小为每次存放一个数据）。输入进程不断地输入数据，并存放到缓冲区S中，输出进程负责从缓冲区S中取

出数据并打印，直到将输入数据处理完毕。试用信号灯的P、V操作实现输入进程和输出进程的同步（要求用一种结构化的程序设计语言写出程序描述）。 解：

main( ) {

int sa=0；∕*表示buf中有无信息*∕ int sb=1；∕*表示buf中有无空位置*∕ cobegin

cp( )； iop( )； coend

}

cp( ) iop( ) { {

while(计算未完成) while(打印工作未完成) { { 得到一个计算结果； p(sa)； p(sb)；从缓冲区中取一数； 将数送到缓冲区中； v(sb)； v(sa)；从打印机上输出； } }

} } 七．已知主存容量为64KB，某一作业A的地址空间为3KB，它的3个页面 (页面大小为1KB) 0、1、2被分配到主存的3、6、8块中。要求回答如下问题： 1．画出作业A的页表；

2．当作业A的地址空间200号单元处的指令“mov r1，[1026]”执行时，如何进行正确的地址变换，以使1026处的内容12345送入r1中。要求用图画出地址变换过程； 3．简要说明地址变换的步骤，并给出最后得到的物理地址。

解：1．作业A的页表 页号块号 3 0 6 1 2 8 2．地址变换：

页号p 页内位移w 0 000001 0000000010 0 mov r1, 15 10 9 0 ? [1026] 页表始址寄存器 p=1 w=2 3KB 1KB mov r1,[2500] 12345

2KB ? + 6KB 12345 3KB?1 000110 0000000010 6146 作业A地址空间

8KB 页号块号 ? 0 1 2 3 6 8 256KB?1 主存

3．地址变换的步骤：

①由分页机构自动地把它分为两部分，得到页号p=1，页内位移w=2； ②依页表始址寄存器指示的页表始地址，以页号为索引，找到第1页所对应的块号为6； ③将块号6和页内位移w拼接在一起，就形成了访问主存的物理地址。 访问主存的物理地址：6*1024+2 = 6146

八．某文件系统采用树型文件目录结构。某时刻在根目录下已建立sys、user和tmp三个子目录，在user子目录下用户A和用户B分别建立名为 user1和user2二个子目录。用户A在 user1目录下创建了sub子目录和proc.c文件，在sub子目录下又创建了my.c和test.c文件。用户B在 user2目录下创建了test.c和clock.asm二个文件。另外，在tmp目录下已建立了pa.tmp文件。要求： 1．画出此文件目录结构图；

2．什么是文件路径名？什么是工作目录？ 3．试写出文件my.c的文件路径名

4．若当前工作目录为user1，试写出此时文件my.c的路径名。

解：1．此文件目录结构图

根目录 sys tmp user

pa.tmp user1 user2 test.c clock.asproc.c sub pa.tmp my.c test.proc.c test.c clock.as

my.c test.

2．答：文件路径名：是由根目录到该文件的通路上所有目录文件名和该文件的符号名组成的，各符号名之间用分隔符分隔。

工作目录：用户当前正在使用的文件所在的目录，又称为当前目录或值班目录。 3．文件my.c的文件路径名：\%user\\ user1\\sub\\my.c （注：分隔符可用其他符号，如斜杠）

4．若当前工作目录为user1，此时文件my.c的路径名：sub\\my.c

福师09秋学期《操作系统导论》考试复习题一

本模拟题页码标注所用教材为：

计算机操作系统（第三版）

汤小丹等 主编

2007年5月第3版

西安电子科技大学出版社

书

如学员使用其他版本教材，请参考相关知识点。

一、单项选择题 （每小题2分，共20分） 1．（ D ）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

考核知识点：操作系统的发展过程，参见P5

2．（ 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

考核知识点：分时系统的特征，参见P9

3．对计算机系统起着控制和管理作用的是（ B ）。 A. 硬件 B. 操作系统 C. 编译系统 D. 应用程序

考核知识点：操作系统的作用，参见P2

4．发生死锁的必要条件有4个，要防止死锁的发生，可以破坏这4个必要条件，但是破坏（ A ）条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待

考核知识点：死锁发生的必要条件，参见P105

5．运行时间最短的作业被优先调度，这种企业调度算法是（ A ）。 A. 优先级调度 B. 响应比高者优先 C. 短作业优先 D. 先来先服务

考核知识点：调度算法，参见P91

6.操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（C ）。

A. shell命令 B. 图形界面 C. 系统调用 D. C语言函数

考核知识点：操作系统接口，参见P248

7.、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（B ）。 A.先进先出调度算法 B. 优先数法

C.最短作业优先调度 D. 定时轮转法

考核知识点：调度算法，参见P91

8、关于处理机调度，以下说法错误的是（ C）。

A. 衡量调度策略的主要指标有：周转时间、吞吐率、响应时间和设备利用率。 B. 处理机调度可以分为 4 级：作业调度、交换调度、进程调度和线程调度。 C. 作业调度时，先来先服务法不利于长作业， 最短作业优先法不利于短作业。 D. 进程调度的算法有：轮转法、先来先服务法、优先级法和线性优先级法。

考核知识点：处理机调度机制，参见P84

10. 使用户所编写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。

A ．设备独立性 B ．设备分配 C ．缓冲管理 D ．虚拟设备

考核知识点：设备独立性，参见P184

二、 填空题（每空2分，共20分）

1．在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台 作业，而由批处理系统控制的作业称为后台 作业。

考核知识点：分时系统、批处理系统，参见P7、P9。

2．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式、

系统调用接口和图形用户界面接口。 考核知识点：操作系统与用户接口，参见P22

3． 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是作业控制块JCB。

考核知识点：批处理系统中作业标志，参见P6

4．作业的基本状态有进入状态、后备状态，运行状态，完成状态。

考核知识点：作业的概念，参见P84

7.使每道程序能在内存中“各得其所”是通过内存分配功能实现的； 保证每道程序在不受干扰的环境下运行，是通过内存保护功能实现的； 为缓和内存紧张的情况而将内存中暂时不能运行的进程调至外存，这是

通过对换功能实现的；能让较大的用户程序在较小的内存空间中运 行，是通过内存扩充功能实现的。

考核知识点：程序的特征及状态，参见P36

8.在分页系统中，必须设置页表，其主要作用是实现_页号到_物理块号的 映射。

考核知识点：分页存储管理，参见P130

三、综合题（每小题20 分，共60分）

1．设有N个计算进程和M个打印进程共享一个缓冲区。计算进程不断地把计算结果送入缓冲区，打印进程不断地从缓冲区取出结果并进行打印。要求：既不漏打，也不重复打印任一结果，且N>1,M>1。请用PV操作描述上述进程间的同步与互斥关系。

答：1):分析两组进程之间的同步互次关系.

2):请定义信号量及其初值.

3):根据定义的信号量,在(a)至(h)的空格中填入适当的P或V操作,正确实现计算进程和打印进程的并发执行. Cobegin

process计算进程i()(i=1,2,...,N) begin repeat

计算并得到结果; (a) ; (b) ;

结果存入缓冲区 ; (c) ; (d) ; until false; end coend

process打印进程i()(i=1,2,...,M) begin repeat

计算并得到结果; (e) ;

(f) ;

取出缓冲区冲的结果数据 ; (g) ; (h) ;

打印结果数据 ; until false;

end

考核知识点：进程的同步与控制，参见P47

2.什么是批处理系统？为什么要引入批处理系统？

所谓批处理(batch processing )就是将作业按照它们的性质分组（或分批），然后再成组（或成批）地提交给计算机系统，由计算机自动完成后再输出结果，从而减少作业建立和结束过程中的时间浪费。根据在内存中允许存放的作业数，批处理系统又分为单道批处理系统和多道批处理系统

答：批处理系统指用户的作业成批的处理，作业建立、过渡、完成都自动由系统成批完成。因为 58~64 年，晶体管时代，计算机速度、容量、外设品种和数量等方面和第一代计算机相比都有了很大发展，计算机速度有几十倍、上百倍的提高，故使手工操作的慢速度和计算机运算的高速度之间形成一对矛盾。只有设法去掉人工干预，实现作业自动过渡，这样就出现了成批处理。

考核知识点：批处理系统的概念、特点，参见P6、P7

3. 试说明进程互斥、同步和通信三者之间的关系。

答：进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系。在多道程序系统中，由于资源共享与进程合作，这种进程间的制约称为可能。为了保证进程的正确运行以及相互合作的进程之间交换信息，需要进程之间的通信。

进程之间的制约关系体现为：进程的同步和互斥。

进程同步：它主要源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为进程之间的直接制约关系。在多道环境下，这种进程间在执行次序上的协调是必不可少的。

进程互斥：它主要源于资源共享，是进程之间的间接制约关系。在多道系统中，每次只允许一个进程访问的资源称为临界资源，进程互斥就是保证每次只有一个进程使用临界资源。 进程通信是指进程间的信息交换。PV操作作为进程的同步与互斥工具因信息交换量少，效率太低，称为低级通信。而高级通信则以较高的效率传送大批数据。

考核知识点：进程的控制、同步及通信，参见P47、P65

福师09秋学期《操作系统导论》考试复习题二

一、单项选择题 （每小题2分，共20分）

1．若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由（ D ）临界区构成。 A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个

考核知识点：进程临界资源，参见P48

2．用户在一次计算过程中，或者一次事物处理中，要求计算机完成所做的工作的集合，这是指（ C ）。 A. 进程 B. 程序 C. 作业 D. 系统调用

3．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

4．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

5．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

5.数据传送方式的作用是在外围设备和内存之间开辟直接的数据 交换通道。（B ）

A . 程序直接控制 B . DMAC . 通道控制 D . 中断

6.通道是一种（ D） A.保存I/O信息的部件 B.传输信息的电子线路

C.通用处理器 D.专用处理器

7.文件系统为用户提供了(A )功能，使得用户能透明地存储访问文件。 A. 按名存取 B. 密码存取 C. 路径存取 D. 命令调用

考核知识点：文件的操作，参见P206

8.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成 (A ) A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.目录文件

考核知识点：文件的逻辑结构，参见P203

9.文件系统在创建一个文件时，为它建立一个（ A）。 A.文件目录 B.目录文件 C.逻辑结构 D.逻辑空间

考核知识点：文件的逻辑结构，参见P203

10.如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（A ）。 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

考核知识点：文件的目录管理，参见P223

二、 填空题（每空2分，共20分）

1．在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行

程序的操作加以改变，此时的程序执行具有自动性和_单道性。

考核知识点：操作系统的发展，参见P13

2．在操作系统中，进程是一个_进程实体的基本单位，也是一个_资源分配和

调度的基本单位。

考核知识点：进程的概念，参见P37

3．操作系统中，进程可以分为用户进程和系统 进程两类。

考核知识点：进程的特征，参见P37

4．实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为输入井和

输出井 (可交换次序)的专门区域，以存放作业信息和作业执行结果。 考核知识点：SPOOLing技术，参见P189

5．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 。

考核知识点：文件的逻辑结构，参见P208

6.进程的基本状态有执行状态、阻塞状态、就绪状态。

考核知识点：进程的三种状态，参见P38

7. 作业调度性能的优劣主要用_平均周转周期___和_平均带权周转时间__来衡量的。

考核知识点：作业调度性能，参见P90

8.在分页系统中的地址结构可分为_页号、和页内偏移量两部分；在分段系统 中的地址结构可分为＿段号、和段内偏移量两部分。

考核知识点：分页存储、分段存储，参见P130、P135

三、综合题（每小题20 分，共60分） 1．对于如下的页面访问序列：

1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 1 ， 2 ， 5 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5

当内存块数量分别为 3 和 4 时，试问：使用 FIFO 、 LRU 置换算法产生的缺页中断是多少？（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断）

答：FIFO淘汰算法：

内存块为3时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为9； 内存块为4时，缺页中断为10。 LRU淘汰算法：

内存块为3时，缺页中断为10； 内存块为4时，缺页中断为8。

考核知识点：FIFO 、 LRU置换算法，参见P150

2.简述操作系统的五大管理功能。

操作系统的五大管理功能:

（1）作业管理：包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等；

（2）文件管理：又称为信息管理；

（3）存储管理：实质是对存储“空间”的管理，主要指对主存的管理；

（4）设备管理：实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收；

（5）进程管理(处理机管理)：实质上是对处理机执行“时间”的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。

考核知识点：操作系统的功能，参见P18

3. 设备驱动程序是什么？为什么要有设备驱动程序？用户进程怎样使用驱动程序？

答：设备驱动程序（device driver），简称驱动程序（driver），是一个允许高级(High level)

计算机软件（computer software）与硬件（hardware）交互的程序，这种程序建立了一个硬件与硬件，或硬件与软件沟通的界面，经由主板上的总线（bus）或其它沟通子系统（subsystem）与硬件形成连接的机制，这样的机制使得硬件设备（device）上的数据交换成为可能。

答：设备驱动进程（I/O进程，进程是并发环境下程序的一次执行，详细说明见教材第6章117页）与设备控制器之间的通信程序称为设备驱动程序。

设备驱动程序是控制设备动作的核心模块，如设备的打开、关闭、读、写等，用来控制设备上数据的传输。它直接与硬件密切相关，处理用户进程发出的I/O请求。

用户进程使用设备驱动程序时，设备驱动程序的处理过程为：将用户进程抽象的I/O要求转换为具体的要求，检查I/O请求的合法性，读出和检查设备的状态，传送必要的参数，设置设备工作方式，启动I/O设备。

考核知识点：设备驱动程序的概念、功能、特点，参见P181

福师09秋学期《操作系统导论》考试复习题三

一、单项选择题 （每小题2分，共20分）

1．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是（ C ）。 A. 先来先服务 B. 轮转

C. 最高响应比优先 D. 均衡调度

考核知识点：调度算法，参见P91

2．文件的保密是指防止文件被（C ）。 A. 篡改 B. 破坏 C. 窃取 D. 删除

考核知识点：文件的操作，参见P203

3．以下著名的操作系统中，属于多用户分时系统的是（ C ）。 A. DOS系统 B. Windows NT系统 C. UNIX系统 D. OS/2系统

考核知识点：多用户分时系统，参见P9

4．对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短（ A ）时间。 A. 寻找 B. 延迟 C. 传送 D. 启动

考核知识点：移臂调度算法，参见P91

5．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（ A ） 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

考核知识点：进程的状态，参见P37

6.在_C_操作系统的控制下，计算机能及时处理过程控制装置反馈的信息，并作出响应。 A. 网络 B. 分时 C. 实时 D. 批处理

考核知识点：实时系统，参见P11

7. _C__是计算机和用户的交互接口软件。 A. 主存 B. 辅存

C. 输入输出设备 D. CPU

考核知识点：输入输出设备接口，参见P160

8. 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，该标志常常被称为_C_。 A. 公共变量 B. 标志符 C. 信号量 D. 标志变量

考核知识点：信号量的概念，参见P50

9. 目录文件所存放的信息是_D_。 A. 某一文件存放的数据信息 B. 某一文件的文件目录 C. 该目录中所有数据文件目录

D. 该目录中所有子目录文件和数据文件的目录

考核知识点：目录管理，参见P223

10. 在一般操作系统中必不可少的调度是 D

A、高级调度 B、中级调度 C、作业调度 D、进程调度

考核知识点：处理机调度的层次，参见P84

二、 填空题（每空2分，共20分）

1．从资源分配的角度看，可以把设备分为独占设备和共享设备。打印机属于 独

占设备，而磁盘属于共享设备。

考核知识点：设备分类，参见P161

2．文件存取控制是解决文件的基本信息、存取控制信息和使用信息。

考核知识点：文件存取控制，参见P224

3．作业 I/O 方式有联机输入___、___脱机输入____、_假脱机（spooling）三种。

考核知识点：作业 I/O 方式，参见P167

4．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，

计算时间短 的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的

时间相同时，等待时间长 的作业得到优先调度。

考核知识点：调度算法，参见P91

5. 在请求分页中可采用多种置换算法，其中ＯＰＴ是＿最佳＿＿置换算 法，ＬＲＵ是_最近最久未用置换算法，ＮＲＮ是最近未用＿_置换算法，而ＬＦ

Ｕ

则是_＿＿最少使用＿置换算法。

考核知识点：页面置换算法，参见P149

6.、在分页系统中进行地址变换时，应将页表寄存器中的_页表始址＿和＿页表长

度进行相加，得到该页的页表项位置，从中可得到物理块号＿。

考核知识点：分页系统，参见P130

7. 虚拟设备是通过SPOOLing技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。

SPOOLing，独占，共享

考核知识点：虚拟设备的特点，参见P189

三、综合题（每小题20 分，共60分） 1．什么是文件系统？ 文件系统的特点？

答：操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件以及实施文件管理所需的数据结构。

文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。因此，可以说\我有2个文件系统\意思是他有2个分区，一个存文件，或他用\扩展文件系统\，意思是文件系统的种类。 磁盘或分区和它所包括的文件系统的不同是很重要的。少数程序(包括最有理由的产生文件系统的程序)直接对磁盘或分区的原始扇区进行操作；这可能破坏一个存在的文件系统。大部分程序基于文件系统进行操作，在不同种文件系统上不能工作。

一个分区或磁盘能作为文件系统使用前，需要初始化，并将记录数据结构写到磁盘上。这个过程就叫建立文件系统。也就是说对硬盘的分区.

就目前流行的操作系统来看，常用的分区格式有四种，分别是FAT16、FAT32、NTFS和Linux。 FAT16

FAT16是采用的是16位的文件分配表，在早期的MS-DOS和Windows95操作系统中最常见的一种磁盘分区格式。FAT16能够支持最大为2GB的硬盘。从早期的MS-DOS、Windows95、Windows97到现在的Windows98、Windows2000、Windows NT，以及Linux都支持FAT16分区格式。FAT16分区格式中，一个最大的缺就是：磁盘利用效率低。因为在DOS和Windows操作系统中，磁盘文件的分配是以簇为单位的，一个簇只分配给一个文件使用，不管这个文件占用整个簇容量的多少。这样，即使一个文件很小的话，它也要占用了一个簇，剩余的空间便全部闲置在那里，形成了磁盘空间的浪费。由于分区表容量的限制，FAT16支持的分区越大，磁盘上每个簇的容量也越大，造成的浪费也越大。所以为了解决这个问题，微软公司在Win97中推出了一种全新的磁盘分区格式FAT32。 FAT32

FAT32是采用的是32位的文件分配表，使其对磁盘的管理性能大大增强，与FAT16相比它的一个簇的大小要小的多。因此可以节省磁盘空间FAT32还解决了FAT16对每一个分区的容量只有2GB的限制。现在的硬盘生产成本下降，随着容量也越来越大，采用FAT32的分区格式后，我们可以将一个大硬盘定义成一个分区而不必分为几个分区使用，大大方便了对磁盘的管理。而且，FAT32具有一个最大的优点：在一个不超过8GB的分区中，FAT32分区格式的每个簇容量都固定为4KB，与FAT16相比，可以大大地减少磁盘的浪费，提高磁盘利用率。目前，支持FAT32分区格式的操作系统有Windows97、Windows98和Windows2000。但是，这种分区格式也有它的缺点，首先是采用FAT32格式分区的磁盘，由于文件分配表的扩大，运行速度比采用FAT16格式分区的磁盘要慢。另外，由于DOS不支持这种分区格式，所以采

用这种分区格式后，就无法再使用DOS系统。 NTFS

它的优点是安全性和稳定性极其出色，在使用中不易产生文件碎片。它能对用户的操作进行记录，通过对用户权限进行非常严格的限制，使每个用户只能按照系统赋予的权限进行操作，充分保护了系统与数据的安全。但是，目前支持这种分区格式的操作系统不多，只有WindowsNT和Windows2000、WindowsXP

考核知识点：文件系统的概念与特点，参见P203

2.什么是中断？中断处理的一般过程分为哪几个阶段？？

答：中断是指CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应。CPU暂停正在执行的程序保留现场后自动转去执行相应的处理程序，处理完该事件后再返回断点继续执行被“打断”的程序。阶段：保存现场，分析原因，处理中断，返回断点 考核知识点：中断的概念及特征，参见P5

3.某段表内容如下：

段号 0 1 2 3

段首地址 120K 760K 480K 370K

段长度 40K 30K 20K 20K

一逻辑地址为（2，154）的实际物理地址为多少？

答：逻辑地址（2154）表示段号为2，即段首地址为480K，154为单元号，则实际物理地址为480K+154。

考核知识点：逻辑地址与物理地址，参见P208

１、用户程序在目标下使用特权指令将引起的中断是属于 ( )

A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.访管中断

２、使用户所编写的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的（）功能实现的。

A ．设备独立性 B ．设备分配 C ．缓冲管理 D ．虚拟设备

３、数据传送方式的作用是在外围设备和内存之间开辟直接的数据 交换通道。（）

A .程序直接控制B . DMAC .通道控制 D . 中断

４、通道是一种（） A.保存I/O信息的部件

B.传输信息的电子线路

C.通用处理器

D.专用处理器

５、CPU对通道的请求形式是（） A.自陷

B.中断

C.通道命令

D.转移指令

６、通道对 CPU的请求形式是（） A.自陷

B.中断

C.通道命令

D.跳转指令

７、环形缓冲区是一种（） A.单缓冲区

B.双缓冲区

C.多缓冲区

D.缓冲池

８、系统利用 SPOOLING技术实现（） A.对换手段

B.虚拟设备

C.系统调用

D.虚拟存储

９、在配有操作系统的计算机中，用户程序通过（）向操作系统提出使用外部设备的要求。

A.作业申请 B.原语

C.系统调用

D.I/O指令

１０、CPU与通道可以并行执行，并通过（）实现彼此间的通讯和同步。 A.I/O指令

B.I/O中断

C.I/O指令和I/O中断

D.操作员

１１、（）是直接存储设备。 A.磁盘

B.磁带

C.打印机

D.键盘显示终端

１２、下列叙述，正确的一条是（）

A.在设备I/O中引入缓冲技术的目的是为了节省内存

B.指令中的地址结构和外存容量是决定虚存作业地址空间的两个因素

C.处于阻塞状态的进程被唤醒后，可直接进入运行状态

D.在请求页式管理中，FIFO置换算法的内存利用率是较高的

１３、系统中，象键盘、终端、打印机等以字符为单位组织和处理信息的设备称为（） A.字符设备 B.块设备

C.虚拟设备

D.独享设备

二、填空题 １、操作系统的设备管理应具备的主要功能提供和进程管理系统的接口、进行设备分配、实现设备和设备，设备和CPU等之间的并行操作、进行缓冲区管理。 ２、缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池。

３、利用缓冲区能有效地缓和 外围设备、处理机 和 一个物理设备 之间速度不匹配地矛盾，虚拟设备功能是使 逻辑设备 变成能被多个进程同时使用的 。 ４、从资源分配的角度看，可以把设备分为独占设备和共享设备。打印机属于独占设备，而磁盘属于共享设备。

５、虚拟设备是通过SPOOLing技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。 ６、通道是一个独立于CPU的专管的处理机，它控制外围设备与内存之间的信息交换。

三、问答题

1、 SPOOLing技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机？ 答：

将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机，是应用 SPOOLing技术的典型实例。具体做法是：系统对于用户的打印输出，并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井中申请一个空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表，将该表挂到请求打印队列上。若打印机空闲，输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。

2、按资源分配管理技术，输入输出设备类型可分为哪三类？ 答：

按资源分配管理的特点，输入输出设备可分为独享设备、共享设备和虚拟设备三类。 独享设备：即不能共享的设备，一段时间只能由一个作业独占。如打印机、读卡机、磁带机等。所有字符型输入输出设备原则上都应是独享设备。

共享设备：可由若干作业同时共享的设备，如磁盘机等。共享分配技术保证多个进程可以同时方便地直接存取一台共享设备。共享提高了设备的利用率。块设备都是共享设备。 虚拟设备：利用某种技术把独享设备改造成多台同类型独享设备或共享设备。虚拟分配技

术就是利用独享设备去模拟共享设备，从而使独享设备成为可共享的、快速I/O的设备。实现虚拟分配的最有名的技术是SPOOLing技术，即假脱机技术。

3 、设备管理的目标和功能是什么？ 答：目标：

（1）按用户提出的要求接入外部设备，系统按一定算法分配和管理控制，而用户不必关心设备的实际地址和控制指令。

（2）尽量提高输入输出设备的利用率。

功能：（1）提供和进程管理系统的接口。 （2）进行设备分配。

（3）实现设备和设备，设备和CPU等之间的并行操作。 （4）进行缓冲区管理。

4、数据传送方式有哪几种？

答：四种：程序直接控制方式、中断控制方式、 DMA方式、通道方式。

5、什么是通道？试画出通道控制方式时的CPU、通道和设备的工作流程图。

答：通道是一种专用处理部件，它能控制一台或多台外设工作，负责外部设备和储存之间的信息传输。它一旦被启动就能独立于 CPU运行，这样可使CPU和通道并行操作，而且CPU和各种外部设备也能并行操作。

6、什么叫中断？什么叫中断处理？什么叫中断响应？什么叫关中断？什么叫开中断？什么叫中断屏蔽？

答：中断是指计算机在执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。

中断处理是指CPU响应中断，转入中断处理程序，系统开始处理中断。 中断响应是指CPU收到中断请求后转向相应的事件处理程序。

开中断后，系统就可以响应其他的中断了，关中断后，系统不响应其他的中断除非优先级高的中断。

中断屏蔽是指在中断请求产生后，系统用软件方式有选择地封锁部分中断而允许其余部分中断仍能得到响应。

7、什么是缓冲？为什么要引入缓冲？

答：缓冲指缓冲存储器。为了匹配外设与CPU之间的处理速度，为了减少中断次数和中断处理时间，也是为了解决DMA或通道方式时的瓶颈问题，在设备管理中引入了用来暂存数据的缓冲技术。

8、设备驱动程序是什么？为什么要有设备驱动程序？用户进程怎样使用驱动程序？ 答：设备驱动进程与设备控制器之间的通信程序称为设备驱动程序。

设备驱动程序是控制设备动作的核心模块，如设备的打开、关闭、读、写等，用来控制设备上数据的传输。它与硬件密切相关，处理用户进程发出的I/O请求。

用户进程使用设备驱动程序时，设备驱动程序的处理过程为：将用户进程抽象的I/O要求

转换为具体的要求，检查I/O请求的合法性，读出和检查设备的状态，传送必要的参数，设置设备工作方式，启动I/O设备。

9、 UNIX系统中将设备分为块设备和字符设备，它们各有什么特点？

答：字符设备是以“字符”为单位进行输入、输出的设备，即这类设备每输入或输出一个字符就要中断一次主机CPU请求进行处理，故称为慢速设备。

块设备是以“字符块”为单位进行输入输出的设备，在不同的系统或系统的不同版本中，块的大小定义不同。但在一个具体的系统中，所有的块一旦选定都是一样大小，便于管理和控制，块设备的传送效率较高。

10、什么叫通道技术？通道的作用是什么？

答：通道是一个独立于 CPU的专管输入/输出控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，并在操作结束时向CPU发中断信号。

通道方式进一步减轻了CPU的工作负担，增加了计算机系统的并行工作程度。

11、简述中断、陷阱、软中断之间的异同。

答：中断即外中断，指来自处理机和内存外部的中断，包括 I/O 设备发出的 I/O中断、外部信号中断、各种定时器引起的时钟中断以及调试程序中设置的断点等引起的调试中断等。陷阱即内中断，主要指在处理机和内存内部产生的中断。它包括程序运算引起的各种错误。软中断是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式。中断和陷阱的主要区别： 1 、陷阱通常由处理机正在执行的现行指令引起，而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。 2 、陷阱处理程序提供的服务为当前进程所用，而中断处理程序提供的服务则不是为了当前进程的。 3 、CPU 在执行完一条指令之后，下一条指令开始之前响应中断，而在一条指令执行中也可以响应陷阱。 4 、在有的系统中，陷入处理程序被规定在各自的进程上下文中执行，而中断处理程序则在系统上下文中执行。软中断与硬中断的比较：相同点：其中断源发中断请求或软中断信号后， CPU 或接收进程在适当的时机自动进行中断处理或完成软中断信号所对应的功能。不同点：接收软中断信号的进程不一定正好在接收时占有处理机，而相应的处理必须等到该接收进程得到处理机之后才能进行。

河南理工大学 2009-2010 学年第一学期 一、选择题

1、在计算机系统的层次关系中，最贴近硬件的是（）

A．应用软件B．实用程序

C．操作系统 D．用户

2、下列几种操作系统中，不具备交互性的是（）。 A．分时系统

B．网络操作系统

C．实时系统

D．批处理系统

3、操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的（）。 A．利用率

B．可靠性

C．兼容性

D．公平性

4、从下面对临界区的论述中，正确的论述是（）。 A．临界区是指进程中用于实现进程并发控制的那段代码。 B．临界区是指进程中访问临界资源的那段代码。 C．临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码。 D．临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。 5、从下面预防死锁的论述中，正确的论述是（）。

A．由于产生死锁的基本原因是系统资源不足，因而预防死锁的有效方法，是根据系统规模，配置足够的系统资源。

B．由于产生死锁的另一基本原因是系统资源不足，因而预防死锁的有效方法，是使进程的推进顺序合法。

C．因为只要系统不进入不安全状态，便不会产生死锁，故预防死锁的有效方法，是防止系统进入不安全状态。

D．可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或其中几个的方法，来预防发生死锁。

6、作业控制块由（）。

A．操作系统建立并保存于内存 B．用户建立并保存于内存 C．操作系统建立并保存于外存 D．用户建立并保存于外存

7、在最佳适应算法中按（）顺序链接成空闲分区链

A．空闲区地址递增B．空闲区首址递减 C．空闲区大小递增D．空闲区大小递减 8、下列关于虚拟存储器的论述中，正确的论述是（）。

A．由于有了虚拟存储器，于是允许用户使用比内存更大的地址空间。 B．为提高请求分页系统中内存利用率，允许用户使用不同大小的页面。 C．在段页式系统中，以页为单位管理用户的虚空间，以段为单位管理内存空间。 D．实现虚拟存储器的最常用的算法，是最佳适应算法ＯＰＴ。

9、用磁带作为文件存储介质时，文件只能组织成（）。 A．顺序文件

B．链接文件

C．索引文件

D．目录文件

10、文件系统采用二级文件目录可以（）。

A．缩短访问存储器的时间 B．实现按名存取 C．节省内存空间D．解决不同用户间的文件命名冲突

二、填空题

1． 操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是▁系统调用▁。 2．

程最基本的特征是▁动态性▁，因为进程的实质是程序的一次执行过程，而且该特征还表现在进程由▁创建▁而产生，由▁被调度▁而执行，由▁执行结束▁而消亡，即进程具有一定的生命期。 3．

分页系统中必须设置页表，其作用是实现从▁逻辑页号▁到▁物理页号▁的映射。在分页系统中为实现地址变换而设置的页表寄存器，其中存放了▁页表始址▁和▁页表长度▁。 4．

了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用▁优先数▁。 5．

处理系统中的作业在其存在过程中经历四种状态，依次为▁提交▁、▁后备▁、 ▁执行▁和▁完成▁。 6．

址重定位有两种方式，分别是▁静态重定位▁和▁动态重定位▁。 7． 常用的文件物理结构有▁连续结构▁，▁链接结构▁和▁索引结构▁。 8． 使用绝对路径名访问文件是从▁根目录▁开始按目录结构访问某个文件。

三、判断题

1、退出中断时所恢复的CPU环境肯定只能是被中断时的那个程序的CPU环境。（×）

2、信号量的值不一定非要P和V操作才能改变。（×）

3、进程上下文是进程执行活动全过程的静态描述。（√）

地批为在进

4、如果系统中有n个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为n-1个。（×）

5、采用SPOOLing技术的目的是提高独占设备的利用率。（√）

四、综合题

1、 试对分时操作系统和实时操作系统进行比较。（5分）

解：我们可以从以下几个方面对这两种操作系统进行比较：

实时信息处理系统与分时操作系统一样都能为多个用户服务。系统按分时原则为多个终端用户服务；而对实时控制系统，则表现为经常对多路现场信息进行采集以及对多个对象或对个执行机构进行控制。

实时信息处理系统与分时操作系统一样，每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰。因此用户感觉就像他一个人独占计算机；而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不干扰的。

实时信息系统对响应时间的要求与分时操作系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定的；而实时控制系统的响应时间则是以控制对象所能接受的延时来确定的 分时操作系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因此它具有较强的交互能力。而实时操作系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者。

分时操作系统要求系统可靠，相比之下，实时操作系统则要求系统高度可靠。

（要点：响应时间、交互能力、可靠性）

2、什么是中断？中断处理的一般过程分为哪几个阶段？（5分）

所谓中断是指CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应：CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动地转去执行相应的处理程序，处理完该事件后再返回断点继续执行被\打断\的程序。（1分）

中断处理的一般过程分为以下阶段：保存现场，分析原因，处理中断，返回断点。（4分）

3、什么是快表？它在地址转换中起什么作用？（5分）

快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。（2分）

加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。（3分）

4、一台计算机有8台磁带机。它们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。请问N最大为多少时，系统没有死锁危险，并说明其原因。（5分）

N为3时没有死锁的危险，因为这时系统不满足死锁的条件，即有足够的资源供各个进程使用。

5、有4个作业，只完成计算，没有I/O操作，各作业有关参数如下表所示，优先数大者优先级高，操作系统采用不可抢占优先数处理机调度算法，试完成下列要求： （1）计算各作业平均周转时间T。

（2）计算各作业平均带权周转时间W。（6分） 作业名 A B C D 优先数 1 2 3 4 进入输入井时间 9:00 9:30 9:40 9:50 运行时间TRi (min) 60 50 30 10 开始执行时间 完成时间 （1）周转时间=完成时刻-提交时刻

平均周转时间=1/4*（60+120+60+20）=65（3分）

（2）加权周转时间=周转时间/运行时间

平均加权周转时间=1/4*（60/60+120/50+60/30+20/10）=1.85 （3分）

6、在一个请求分页系统中，有一个长度为 5 页的进程，假如系统为它分配 3 个物理

块，并且此进程的页面走向为 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。试用 FIFO 和 LRU 两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数。（6分）

解：FIFO：

2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 第1页 2 2 2 5 5 5 3 3 3 第2页 3 3 3 2 2 2 5 5 第3页1 1 1 4 4 4 2

2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 第1页 2 2 2 5 5 5 3 3 3 第2页 3 3 3 2 2 2 5 5 第3页1 1 1 4 4 4 2

缺页中断次数 = 6

LUR：

2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 第1页 2 2 2 2 5 5 5 3 第2页 3 3 5 2 3 3 5 第3页 1 1 4 4 2 2

缺页中断次数 = 5

7、若干个等待访问磁盘的进程依次要访问的磁道为27，63，57，24，107，35，106当前磁头的位置为57号磁道，根据下面的磁盘调度算法，请给出调度的顺序，并计算平均寻道长度。（6分） 1. 先来先服务算法 2. 最短寻道时间优先

3. 扫描算法（当前磁头移动的方向为磁道递增）

答：1、响应次序：27、63、57、24、107、35、106，磁头移动总量：331 （2分） 2、响应次序：57、63、35、27、24、106、107，磁头移动总量：128（2分） 3、响应次序：57、63、106、107、35、27、24，磁头移动总量：133（2分）

8、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

卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后再搬到缓冲区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分） ②这些进程间有什么样的相互制约关系？（1分） ③用P、V操作写出这些进程的同步算法。（4分）

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。 ③信号量含义及初值：

B1full——缓冲区B1满，初值为0； B1empty——缓冲区B1空，初值为0； B2full——缓冲区B2满，初值为0； B2empty——缓冲区B2空，初值为0；

R进程 C进程 P进程

输入信息写入缓冲区B1 P(B1full) V(B1full) 从B1中取出信息从B2中取出信息进行打印P(B1empty)加工信息V(B2empty) 结果送入B2 V(B1empty)

V(B2full) P(B2empty)

P(B2full)

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。 ③信号量含义及初值：

B1full——缓冲区B1满，初值为0； B1empty——缓冲区B1空，初值为0； B2full——缓冲区B2满，初值为0； B2empty——缓冲区B2空，初值为0；

R进程 C进程 P进程

输入信息写入缓冲区B1 P(B1full) V(B1full) 从B1中取出信息从B2中取出信息进行打印P(B1empty)加工信息V(B2empty) 结果送入B2 V(B1empty)

V(B2full) P(B2empty)

P(B2full)

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