操作系统原理习题及答案（全书免费版）

第一章习题及答案 一、填空题

1．用户与操作系统的接口有 ， 两种。 【答案】命令接口，系统调用

【解析】按用户界面的观点，操作系统是用户与计算机之间的接口。用户通过操作系统提供的服务来有效地使用计算机。一般操作系统提供了两类接口为用户服务，一种是程序一级的接口，即通过一组广义指令（或称系统调用）供用户程序和其他系统程序调用；另一种是作业一级的接口，提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。 2．用户程序调用操作系统有关功能的途径是 。 【答案】利用系统调用命令

【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的途径，一般在汇编语言和C语言中都提供了使用系统调用命令的方法。编程人员可以在这些语言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。

3．UNIX系统是 ① 操作系统，DOS系统是 ② 操作系统。 【答案】①分时（或多用户、多任务），②单用户（或单用户、单任务）

【解析】 UNIX系统是一个可供多个用户同时操作的会话式的分时操作系统，DOS系统是为个人计算机设计的一个单用户操作系统。

4．现代计算机中，CPU工作方式有目态和管态两种。目态是指运行 ① 程序，管态是指运行 ② 程序。执行编译程序时，CPU处于 ③ 。 【答案】①用户，②操作系统，③目态

【解析】 CPU工作方式分为目态和管态，主要是为了把用户程序和操作系统程序区分开，以利于程序的共享和保护。

5．从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为 处理机 、 、 和 。操作系统相应的组成部分是 、 、 和 。 【答案】处理机、存储器、输入／输出设备和文件资源；处理机管理、存储器管理、设备管理和文件系统

【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。硬件资源有处理机、内／外存储器及输入／输出设备。而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。从资源管理的观点，操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设备管理和信息文件管理的功能。对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。

6．根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型：

允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为 ① ，它通常采用 ② 策略为用户服务；

允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS，称为 ③ ，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的 ④ ； 在 ⑤ 的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。设计这种系统时，应首先考虑系统的 ⑥ 。

【答案】①分时OS，②时间片轮转，③批处理OS，④吞吐率，⑤实时OS，⑥实时性和可靠性

【解析】分时操作系统、批处理操作系统和实时操作系统是操作系统的三种基本类型。分时系统一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力；批处理系统则是把用户提交的作业（包括程序、数据和处理步骤）成批输入计算机，然后由作业调度程序自动选择作业运行，从而缩短了作业之间的交接时间，减少了处理机的空闲等待，提高了系统效率；实时系统是操作系统的另一种类型，要求对外部输入的信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内作出快速响应，其响应时间要求特别高。由于实时系统大部分是为特殊的实时任务设计的，这类任务对系统的可靠性和安全性要求很高。

7．实时系统通常采用 方法来提高可靠性。 【答案】双工体制

【解析】在实时系统中，为了追求高可靠性，最一般的方法是采用硬件的冗余技术。所谓双工体制，就是采用性能完全一样的两套设备并让它们同步工作。 二、单项选择题

1．计算机的操作系统是一种 。

（A）应用软件 （B）系统软件 （C）工具软件 （D）字表处理软件 【答案】（B）

2．UNIX属于一种 操作系统。

（A）分时系统 （B）批处理系统 （C）实时系统 （D）分布式系统 【答案】（A）

【解析】在分时系统中，主机连接着多个终端（Terminal），用户使用各自的终端直接控制自己“程序”运行，操作系统采用时间片轮转的方法轮流为多个用户服务。UNIX就是这样的一个系统。

3．操作系统是一组 程序。

（A）文件管理 （B）中断处理 （C）资源管理 （D）设备管理 【答案】（C）

【解析】操作系统负责管理计算机系统的所有资源，并调度这些资源的使用。具体来说它将负责：处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理与作业管理。 4．下列四个操作系统中，是分时系统的为 。 （A）CP／M （B）MS－DOS （C） UNIX （D）WINDOWS NT 【答案】（C）

【解析】UNIX系统是一个分时操作系统。

5．用户要在程序一级获得系统帮助，必须通过 。 （A）进程调度 （B）作业调度 （C）键盘命令 （D）系统调用 【答案】（D）

【解析】操作系统提供的用户在程序一级获得系统帮助的途径是系统调用。 6．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）不具备并行性 （D）以上都不是 【答案】（B） 【解析】批处理系统的特点是：用户将其控制意图通过作业控制语言书写成作业说明书，然后交给系统。计算机按作业说明书去控制作业的运行，在此期间，用户没法和系统交流。 7．DOS操作系统主要的功能是 。

（A）文件管理程序 （B）中断处理程序 （C）作业管理程序 （D）打印管理程序 【答案】（A）

【解析】从资源的角度看，计算机的操作系统是一个资源管理系统，DOS操作系统是PC机上配备的操作系统，主要是文件管理系统。

8．在Pascal程序中调用的sin（x）是 。 （A）系统调用 （B）标准子程序 （C）操作系统命令 （D）进程 【答案】（B）

9．计算机操作系统的功能是 。 （A）把源程序代码转换为目标代码

（B）实现计算机用户之间的相互交流 （C）完成计算机硬件与软件之间的转换

（D）控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 【答案】（D）

【解析】操作系统是管理和控制计算机系统中的所有软件、硬件资源，它合理地组织计算机的工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。 10．在分时系统中，时间片一定时， ，响应时间越长。 （A）内存越多 （B）用户数越多 （C）内存越少 （D）用户数越少 【答案】（B）

【解析】分时系统的响应时间T可以表达为： T≈QxN，其中Q是时间片，而N是用户数。当时间片一定，用户数越多（即N越大），T就越大。 11．“清除内存”指令是系统中的 指令。 （A）通道 （B）用户 （C）特权 （D）非特权 【答案】（C） 【解析】“清除内存”指令，显然是不容许用户使用的，否则将会引起混乱，因此该指令应为特权指令。

12．操作系统的基本特征，一是并行性，另一是 。 （A）动态性 （B）交互性 （C）共享性 （D）制约性 【答案】（C）

【解析】操作系统的基本特征，一是并行性，另一是共享性。所谓共享性是指系统中的所有进程共享系统资源，包括：处理机、内存、设备、文件等资源。 13． 程序可执行特权指令。

（A）同组用户 （B）操作系统 （C）特权用户 （D）一般用户 【答案】（B） 【解析】“特权指令”是指仅能由操作系统使用的指令，因此正确答案为（B）。 14．多道批处理系统最显著的特点是 。

（A）成批的处理用户作业 （B）作业是通过读卡机进入系统的 （C）用户和作业间没有交互作用 （D）（A）和（B） 【答案】（C） 【解析】用户在多道批处理系统中是通过提交作业说明书来表达、描述作业运行方式的。 三、多项选择题

1．关于操作系统的叙述_________是正确的。 （A）操作系统是管理资源的程序

（B）操作系统是管理用户程序执行的程序

（C）操作系统是能使系统资源提高效率的程序 （D）操作系统是能方便用户编程的程序

（E）操作系统是能方便用户使用计算机的程序 【答案】ABCE

【解析】操作系统是计算机系统中一个系统软件，它是一组用以控制、管理计算机系统中软、硬件资源，提高资源管理效率、方便用户使用计算机的程序集合 。

从操作系统的这个定义中我们可以看到备选答案中的（A）、（B）、（C）、（E）都是正确的，而（D）中“操作系统是能方便用户编程的程序”这一说法不正确。 2．设计多道批处理系统时，要考虑的因素有_________。 （A）交互性 （B）及时性

（C）系统效率 （D）吞吐量 （E）实时性 【答案】CD

【解析】多道批处理系统是一种非交互方式的操作系统，用户提交作业首先进入外存（通常是磁盘）中的作业队列，然后经过作业调度进入内存，再通过进程调度占有CPU。 该系统主要追求的是“高效率”和“高吞吐量”，所以在设计多道批处理系统时，要考虑的因素有“系统效率”和“吞吐量”，应该选择（C）、（D）。“及时性”、“交互性”、“实时性”都不是多道批处理系统所要考虑的。

3．在批处理系统中，提交的一个作业中应包含_________。 （A）作业说明书 （B）程序 （C）进程控制块 （D）PCB （E）数据 【答案】ABE

【解析】多道批处理系统中，用户提交的一个作业中应包含：作业说明书、程序、数据。其中“作业说明书”可以看成是用户要求计算机完成的工作描述。所以，应该选择（A）、（B）、（E）。

4．若中央处理机处于“目态”，可以执行的指令有_________。 （A）读系统时钟 （B）写系统时钟

（C）读用户内存自身数据 （D）写用户内存自身数据 （E）清除整个内存 【答案】ACD

【解析】计算机系统都有自己的指令系统，在多道程序设计系统中，指令系统分为“特权指令”与“非特权指令”。特权指令仅能由操作系统使用，如设置时钟、清内存等为特权指令；其它指令为非特权指令，用户只能使用非特权指令。

若中央处理机处于“目态”，仅可以执行非特权指令，在备选答案中，（A）读系统时钟、（C）读用户内存自身数据、（D）写用户内存自身数据，是非特权指令，它们的执行不会构成对系统的破坏，因此选择（A）、（C）、（D）；但在备选答案中，（B）写系统时钟、（E）清除整个内存，则可能造成对系统的破坏，所以在目态下不能执行。

5．设计多道批处理系统时，不需要考虑的因素有_________。 （A）交互性 （B）及时性 （C）系统效率 （D）吞吐量 （E）实时性 【答案】ABE 【解析】“交互性”是分时系统要考虑的，“及时性”、“实时性”一般在实时系统中主要关心，因此应该选择（A）、（B）、（E）。 6．若中央处理机处于“管态”，可以执行的指令有_________。 （A）读系统时钟 （B）写系统时钟

（C）读用户内存自身数据 （D）写用户内存自身数据 （E）清除整个内存 【答案】ABCDE

【解析】若中央处理机处于“管态”，此时可以执行系统的全部指令，所以选择（A）、（B）、（C）、（D）、（E）。

7．程序状态字（PSW）通常应包括_________。

（A）作业说明书地址 （B）程序基本状态 （C）中断码 （D）中断屏蔽位 （E）系统所使用的调度算法 【答案】BCD

【解析】程序状态字（PSW）是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态。一般包括三部分内容：程序基本状态（指令地址、条件码、管目态位等）；中断码；中断屏蔽位。所以选择（B）、（C）、（D）。

每个程序都有一个程序状态字，但整个系统设置一个程序状态字寄存器，存放当前正在运行程序的程序状态字。

8．分布式计算机系统的结构通常包括_________。 （A）环形结构 （B）星形结构

（C）方形结构 （D）树形结构 （E） 圆形结构 【答案】ABD

【解析】分布式计算机系统的结构通常包括：环形结构、星形结构、树形结构。所以，应该选择（A）、（B）、（D）。

9．操作系统与用户的接口包括_________。

（A）编译程序 （B）系统调用

（C）作业调度 （D）进程调度 （E）作业控制 【答案】BE

【解析】按用户界面的观点，操作系统是用户与计算机之间的接口。用户通过操作系统提供的服务来有效地使用计算机。一般操作系统提供了两类接口为用户服务，一种是程序一级的接口，即通过一组广义指令（或称系统调用）供用户程序和其他系统程序调用；另一种是作业一级的接口，提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。所以选择（B）、（E）。 10．操作系统的基本特征有________。

（A）动态性 （Ｂ）交互性

（Ｃ）共享性 （Ｄ）制约性 （E）并行性 【答案】CE

【解析】操作系统的基本特征，一是并行性，另一是共享性。所谓“共享性”是指系统中的所有进程共享系统资源，包括：处理机、内存、设备、文件等资源；所谓“并行性”是指系统中进程之间并发执行。所以选择（C）、（E）。 11．以下________属性不属于分时系统的特征。

（Ａ）多路性 （B）成批性 （C）交互性 （D）独占性 （E）非交互性 【答案】BE

【解析】分时系统的特征主要表现在：多路性、交互性和独占性三个方面。所谓“多路性”是指用户可通过多个通路，借助各自的终端与系统联系；“交互性”是指用户在系统中是以交互方式使用的；“独占性”是指用户感觉像自己在使用整个系统一样。 所以，应该选择（B）、（E）。

12．以下________不属于实时系统的特征。

（Ａ）及时性 （B）可靠性 （C）专用系统 （D）通用系统 （E）交互性 【答案】DE

【解析】实时系统主要追求的目标即是：及时性、可靠性，它是一种专用系统。而“通用系统”、“交互性”显然不是实时系统的特征。因此应该选择（D）、（E）。 四、是非判断题

1．在现代计算机系统中，用户用高级语言编写的源程序必须通过编译程序翻译成目标程序之后方可运行，因此，用户与计算机之间的接口是编译程序。（ ） 【答案】错误。

【解析】用户与计算机的接口是操作系统。

2．当处理机处于管态时，只能执行特权指令。 （ ） 【答案】错误 【解析】“特权指令”仅能由操作系统使用；其它指令为“非特权指令”，用户只能使用

非特权指令，操作系统可以使用全部指令。 五、简答题

1．简述操作系统有哪些特征？ 【解析】

（1）并行性：即系统中存在着多个程序，宏观上它们同时“运行”。而实际上，在单CPU系统中，这些并发执行的程序是交替的在CPU上运行。

（2）共享性：即系统中存在的多个并发执行的程序，它们共享系统所有的软、硬件资源。

2．操作系统的功能有哪几方面？它们各自的含义是什么？ 【解析】

操作系统负责管理计算机系统的所有资源，并调度这些资源的使用。具体来说，其主要功能有：

（1）（1）处理机管理

处理机管理也称为进程管理，主要解决的问题是按一定的算法将处理机分配给系统中某个并发执行的程序即“进程”，使CPU资源得到充分地应用。

（2）（2）存储管理

存储管理主要负责内存空间的管理，按一定策略为多个并发执行的程序（进程）分配内存空间，以充分利用内存空间，并负责保证内存中各程序间的信息不相互破坏、窃取。

（3）（3）设备管理

设备管理负责对系统中所有的输入/输出设备进行管理，除了一般意义上的I/O设备外，这里还应包括外存、通道、控制器。设备管理负责对设备进行分配、启动和故障处理。目的是提高设备使用效率，方便用户进行输入/输出。

（4）（4）文件管理

计算机系统中的信息是以文件形式存放在外存上的。文件管理的任务是负责对系统中的文件进行存储、组织、检索等对文件的操作，以方便用户对文件的访问，并解决多用户间文件的共享、保护、保密等问题。

（5）（5）作业管理

作业管理的任务是为用户提供一个使用计算机系统的环境，使用户能有效、方便地组织自己的作业（工作流程），并尽可能地提高整个系统的效率。 3．操作系统有哪几种类型，各自的工作方式是怎样的？ 【解析】

操作系统的基本类型有：批处理系统、分时系统、实时系统、个人计算机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。 （1）批处理系统

在批处理系统中，用户不能直接控制其作业的运行。一个作业包括：程序、数据和作业说明书，作业说明书中描述该作业的处理要求。 用户通过输入设备将作业提交给系统后，系统将其放入外存的后备作业队列中，系统按一定调度策略从后备作业队列中选择一个或多个作业进入内存，系统按作业说明书运行作业。即运行过程中，用户与作业间没有交互作用，不能直接干预作业的运行。 （2）分时系统

在分时系统中，主机连接着多个终端（Terminal），用户使用各自的终端直接控制自己“程序”运行，操作系统采用时间片轮转的方法轮流为多个用户服务。UNIX就是一个非常著名的分时系统。

分时系统具有以下特点：

? ? 多路性 微观上各用户轮流使用计算机，宏观上各用户并行工作。 ? ? 交互性 用户直接控制自己的“程序”运行，以人-机会话方式工作。 ? ? 独立性 各用户可独立操作，互不干涉，不会发生混淆或破坏现象。 ? ? 及时性 对用户的请求能及时作出响应，尤其是较批处理系统响应时间快。

（3）实时系统

实时系统往往是作为一控制设备使用的，它能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成事件的处理，主要特点一是及时性、一是高可靠性。实时系统又分为实时控制系统（如工业过程控制）和实时信息处理系统（如航空、铁路订票系统）。 （4）个人计算机操作系统

由于近年来个人计算机（PC）的发展，个人计算机操作系统也有了很大发展，如Windows 95/98/2000系列操作系统、DOS、OS2等，它们都是较为著名的个人计算机操作系统，用户以联机交互方式使用计算机。 （5）网络操作系统

网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地通信及共享网络资源，为网络用户提供所需各种服务的软件、有关协议的集合。包括网络管理、通信、系统安全和多种服务。 （6）分布式操作系统

分布式操作系统也是通过网络将具有自治功能的计算机互联，实现通信和资源共享，并协作完成任务。它更强调如何将某个大任务划分为小任务，分派到不同系统协作完成。 4．简述用户如何利用系统调用，以及系统在执行系统调用时的工作过程。 【解析】

现代计算机系统都有一条“访管指令”，这是一条可在目态下执行的指令，用户程序中凡是要调用操作系统功能时，就安排一条访管指令并设置一些参数。当处理器执行到访管指令时就产生一个中断事件，实现用户程序与系统调用程序之间的转换，系统调用程序按规定的参数实现调用功能，当一次系统调用结束后再返回到用户程序。 当用户程序执行到访管指令产生一次中断后，把操作系统程序的PSW送入程序状态字寄存器，使机器在原来目态下执行用户程序变成在管态下执行操作系统的系统调用程序。一次系统调用功能完成后，操作系统又把用户的PSW重新送入程序状态字寄存器，使机器又返回到目态下执行用户程序。

5．简述操作系统在一个计算机系统中的地位。 【解析】

操作系统是计算机系统中非常重要的系统软件，它是紧挨着硬件的第一层软件，提供其它软件的运行环境，可以将其看成是用户与硬件的接口，是整个计算机系统的控制和指挥中心。

它是一组用以控制、管理计算机系统中软、硬件资源，提高资源管理效率、方便用户使用计算机的程序集合。

6．为什么系统的指令分为“特权指令”和“非特权指令” 【解析】

系统中类似于“设置时钟”、“清内存”等这样的指令，如果用户可以使用它们，就会造成系统的混乱，因此系统将全部指令分为“特权指令” 和“非特权指令”，将那些可能对系统造成破坏、涉及系统资源分配的指令作为“特权指令”，只能由操作系统使用，不容许用户使用，以保证系统能在操作系统的控制下正常地运行。

第二章 习题及答案 一、填空题

1．进程的静态描述由三部分组成： ① 、 ② 和 ③ 。 【答案】①PCB、②程序部分、③相关的数据结构集 【解析】PCB是系统感知进程的唯一实体。进程的程序部分描述了进程所要完成的功能，而数据结构集是程序在执行时必不可少的工作区和操作对象。后两部分是进程完成所需功能的物质基础。

2．进程存在的标志是 。 【答案】进程控制块PCB

【解析】系统根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项变量的变化，掌握进程所处的状态以达到控制进程活动的目的。

3． ① 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 ② 这一概念。

【答案】①程序的并发执行，②进程 【解析】程序的并发执行和资源共享是现代操行系统的基本特征。程序的并发执行使程序失去了程序顺序执行时所具有的封闭性和可再现性。在程序并发执行时，程序这个概念不能反映程序并发执行所具有的特性，所以引入进程概念来描述程序并发执行所具有的特点。 4．给出用于进程控制的四种常见的原语 ① 、 ② 、 ③ 和 ④ 。

【答案】①创建原语、②撤消原语、③阻塞原语、④唤醒原语 【解析】进程控制是系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤消进程以及完成进程各状态间的转换，从而达到多个过程高效率地并行执行和协调，实现资源共享的目的。把那些在管态下执行的具有特定功能的程序段称为原语。

5．进程被创建后，最初处于 ① 状态，然后经 ② 选中后进入 ③ 状态。 【答案】①就绪，②进程调度程序，③运行

【解析】进程的从无到有，从存在到消亡是由进程创建原语和撤消原语完成的。被创建的进程最初处于就绪状态，即该进程获得了除处理机以外的所有资源，处于准备执行的状态；从就绪状态到运行状态的转换是由进程调度程序来完成的。 6．进程调度的方式通常有 ① 和 ② 方式两种。 【答案】①可剥夺、②非剥夺 【解析】所谓可剥夺方式，是指就绪队列中一旦有优先级高于当前运行进程的优先级的进程存在时，便立即发生进程调度，转让处理机。而非剥夺方式则是指：即使在就绪队列中存在有优先级高于当前运行进程的进程，当前进程仍将继续占有处理机，直到该进程完成或某种事件发生（如I／O事件）让出处理机。

7．轮转法主要是用于 ① 的调度算法，它具有较好的 ② 时间，且对每个进程来说都具有较好的 ③ 性。 【答案】①分时系统 ②响应 ③公平

【解析】所谓轮转调度算法，就是将CPU的处理时间分成固定的时间片，处于就绪状态的进程按一定的方式（如先到先服务FCFS）排成一个队列，该队列中的各进程按时间片轮流占用处理机。这种调度算法主要用于分时系统，因为，分时系统的主要目标就是要让每个用户都能快速地得到系统的服务，响应时间和公平的分配处理机就成为分时系统选择调度算法的主要指标。

8．一个进程的生命期可以划分为一组状态，一个进程可能具有 ① 基本状态。这几种状态是 ② 、 ③ 、 ④ 。

【答案】①三种，②运行状态，③就绪状态，④等待状态

【解析】在操作系统中，用状态来刻划进程的生存周期。当一个进程获得了除处理机以外的所有资源时，该进程处于就绪状态；当一个进程不但得到了其他资源而且正在处理机上运行时，该进程处于运行状态；而运行状态的进程因某事件发生（如申请I／O）便处于暂时等待状态。 二、单项选择题

1．在下列叙述中，错误的一条是 。 （A）操作系统是用户与计算机之间的接口

（B）程序的并发执行，使程序失去了顺序执行时具有的封闭性和可再现性，程序与程序的执行不再一一对应

（C）进程从一个状态到另一个状态的转换，都是靠使用不同的原语来实现的

（D）在单CPU的系统中，任何时刻处于就绪状态的进程有多个，而且只有处于就绪状态的进程经调度程序选中后才可进入运行状态 【答案】（C）

【解析】从用户的角度看，操作系统是用户使用计算机的桥梁，用户通过操作系统的两类接口来达到操纵计算机的目的。叙述（A）正确。

选项（B）的叙述也是正确的，因为这正是引入进程概念的原因。

进程从一个状态到另一个状态的转换是一个非常复杂的过程，除了要使用不同的原语外，有时还要借助于硬件触发器才能完成。例如，UNIX系统中，从系统态到用户态的转换要借助硬件触发器。因此，叙述（C）错误。

处于就绪状态的进程已经获得了除CPU之外的所有资源，由于只有一个CPU，任何时刻就只能有一个进程获得CPU，而其他的就只能在就绪状态对应的队列上排队等待调度程序的调度。所以叙述（D）也正确。

2．根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型：

（l）允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为 ，它通常采用 策略为用户服务。

（2）允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS，称为 ，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的 。

（3）在 的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。设计这种系统时，首先考虑系统的 。 （A）网络OS （B）分步式OS （C）分时OS （D）时间片轮转 （E）单用户OS （F）批处理OS （G）可靠性和灵活性 （H）吞吐率

（I）优先权分配 （J）实时性和可靠性 （K）短作业优先 （L）实时OS （M）用磁带的和不用磁带的作业搭配 【答案】（l）（C）、（D）；（2）（F）、（H）；（3）（L）、（J） 3．进程调度是从 选择一个进程投入运行。 （A）就绪队列 （B）等待队列 （C）作业后备队列 （D）提交队列 【答案】（A）

【解析】处于就绪队列的进程是获得了除处理机以外的所有资源处于准备执行的状态。进程调度就是负责从就绪队列中挑选进程投入运行。 4．在下列叙述中，正确的一条是 。 （A）分时系统中，时间片越小，响应时间越长

（B）多道程序的引入，主要是为了提高CPU及其它资源的利用率 （C）飞机票计票系统是分时系统

（D）PCB是进程存在的唯一标志，而程序是系统感知进程存在的唯一实体 【答案】（B）

【解析】分时系统的响应时间 T≈nq， n是用户数目，而 q是时间片。当在用户数目一定的情况下，时间片越小，响应时间越短。因此，选项（A）错误。 在单道程序环境中，系统的全部资源为一个作业所独占，如果该作业在进行输入或输出时，CPU仍然被它所占有，处于等待状态。由于CPU与外设处理速度上的差异，如果采用多道程序设计技术，当某个作业输入或输出时，CPU就可处理其他的作业，其它资源也是类似的。选项（B）正确。

飞机票订票系统是实时信息处理系统。所以，选项（C）错误。

PCB是进程存在的唯一标志，也是系统感知进程存在的唯一实体。而进程的程序部分描述了进程所要完成的功能。选项（D）错误。 5．一个进程被唤醒，意味着 。

（A）该进程重新占有了CPU （B）进程状态变为就绪

（C）它的优先权变为最大 （D）其PCB移至就绪队列的队首 【答案】（B）

【解析】进程被唤醒是进入就绪队列。是否插入到就绪队列的什么地方，取决于就绪的管理方法和进程调度的算法。如果进程调度是最高优先数优先，该进程按优先数插入该队列中；如果该队列是按到达的先后次序排列的，则按到达的先后插入。 6．进程和程序的本质区别是 。

（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 【答案】（D） 【解析】程序是指令的集合，而进程是可以和其它程序并发执行的程序的一次执行过程。程序可以作为资料长期保存，而进程有从产生到消亡的过程。

7．某进程所要求的一次打印输出结束，该进程被 ① ，进程的状态将从 ② 。 （A）阻塞 （B）执行

（C）唤醒 （D）运行状态到阻塞状态 （E）就绪到运行 （F）阻塞到就绪 （H）运行到就绪 【答案】①（C），②（F）

【解析】当某进程在进程输入／输出时，进程的状态是处于阻塞或等待状态，输入／输出完成后，进程被唤醒，其状态将从阻塞变为就绪。 8．系统感知进程的唯一实体是 。

（A）JCB （B）FCB （C）PCB （D）SJT 【答案】（C）

【解析】进程控制块PCB是进程存在的唯一标志。 9．一进程在某一时刻具有 。

（A）一种状态 （B）两种状态 （C）三种状态 （D）四种状态 【答案】（A）

【解析】进程可能处于就绪、运行、等待三种基本状态，但进程在任一时刻只能处于一种状态。

10．进程从运行状态变为等待的原因可能是 。 （A）输入／输出事件发生 （B）时间片到

（C）输入／输出事件完成 （D）某个进程被唤醒 【答案】（A）

【解析】正在运行的进程如果要申请输入或输出，这时进程的状态将从运行变为等待，将CPU让出，等待输入或输出完成。 11．进程创建原语的任务是 。

（A）为进程编制程序 （B）为进程建立PCB表

（C）为进程分配CPU （D）为进程分配所需的各种资源 【答案】（B）

【解析】进程存在的标志是进程控制块，所以创建进程就是要创建PCB，并将有关参数填入PCB中。

12．进程被创建后即进入 排队。

（A）阻塞队列 （B）就绪队列 （C）缓冲队列 （D）运行队列 【答案】（B）

【解析】进程创建后，按就绪队列的排列顺序插入其中，等待进程调度程序的调度。 13．多道程序系统中， 的作用是从就绪状态中挑选一个进程投入运行。 （A）作业调度 （B）交换调度

（C）进程调度 （D）SPOOLING调度 【答案】（C）

14．多道系统环境下，操作系统分配资源是以 为基本单位。 （A）作业 （B）指令 （C）程序 （D）进程 【答案】（D）

【解析】多道环境下，程序这个概念已经难于反映程序并发执行的特点，所以，在多道环境下，为了更好地描述程序并发执行的特点，引入了进程的概念。进程是在多道环境下资

源分配的基本单位。

15．一个进程是由三部分组成的即 、 和 。 【答案】程序、数据、进程控制块（PCB） 【解析】所谓“进程”是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，因此进程中包含：程序和数据，但这样一个动态过程还需要有内存的一块区域（PCB）来登记进程的有关状态、环境等信息。

16．进程调度主要负责 。

（A）选作业进入内存 （B）选一进程占有ＣＰＵ （C）建立一进程 （D）撤消一进程 【答案】（B） 17．“可抢占”和“不可抢占”的优先级调度算法相比 。 （A）前者开销小 （B）前者开销大

（C）两者开销大致相同 （D）两者开销不能相比 【答案】（B）

【解析】因为“可抢占”优先级调度始终保证在处理机上运行的是优先级最高的进程，这样，当处理机正在运行某个进程时，很可能会被其他优先级更高的进程“抢占”引起处理机调度，和“不可抢占”算法相比，前者的调度次数会更频繁，而每调度一次都会引起保护现场、恢复现场的工作，所以“可抢占”的优先级调度算法开销更大。 18．中断扫描机构是 扫描一次中断寄存器。

（A）每隔一个时间片 （B）每条指令执行周期内最后时刻 （C）每当进程释放ＣＰＵ （D）每产生一次中断 【答案】（B）

【解析】处理器执行完一条指令后，硬件的中断装置（中断扫描机构）立即检查有无中断事件发生，若无中断事件发生，则处理机继续执行下面的指令；若有中断事件发生，则暂停现行进程的运行，而让操作系统中的中断处理程序占用处理器，这一过程称为“中断响应”。 19．一个进程获得了除CPU以外的所需资源，则该进程可能处于 状态。 （A）运行 （B）就绪 （C）等待 （D）（B）和（C） 【答案】（B）

【解析】处于就绪状态的进程，只要获得处理机（被进程调度选中），即可变为运行状态。

20．保护现场是指将现场信息保存至 。 (A)磁盘 (B)各相应的寄存器

(C)进程的PCB中 (D)内存系统区 【答案】（C）

【解析】进程控制块（PCB）是记录进程有关信息的一块主存，其中包括该进程的中断现场保护区，它是进程存在的唯一标识。 三、多项选择题

1．进程所具有的基本状态包括_________。

（A）后备状态 （B）运行状态 （C）完成状态 （D）就绪状态 （E）等待状态 【答案】BDE

【解析】进程是操作系统中的一个最基本、最重要的概念，所谓进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动。它实际上是对“程序”在系统中运行活动的描述。进程在它存在过程中，其状态处于不断地变化中，通常一个进程至少有三种不同的状态：运行状态、就绪状态、等待状态，并且在这三种状态下不断地变化。所以，选择（B）、（D）、（E）。

2．进程所具有的基本特征包括_________。

（A）动态性 （B）顺序性

（C）并发性 （D）封闭性 （E）异步性 【答案】ACE

【解析】进程具有的特征包括：动态性、并发性和异步性，而“顺序性”和“封闭性”都不是进程具有的特征。所以，选择（A）、（C）、（E）。 3．一个进程通常包括_________。

（A）程序 （B）作业说明书 （C）数据 （D）运行日志 （E）进程控制块（PCB） 【答案】ACE

【解析】一个进程由三部分组成：程序、数据及进程控制块（PCB）。进程控制块是记录进程有关信息的一块主存，是进程存在的程序唯一标识。所以，选择（A）、（C）、（E）。 4．运行状态的进程由于某种原因可能变为_________。 （A）就绪状态 （B）等待状态

（C）后备状态 （D）完成状态 （E）活跃状态 【答案】AB

【解析】运行状态的进程有可能由于时间片到而变为“就绪状态”；也有可能由于等待某事件的发生而变为“等待状态”。“后备状态”、“完成状态”、“活跃状态”都不是进程的状态。所以，选择（A）、（B）。

5． 进程调度算法中，可以设计成“可抢占式”的算法有_________。 （A）先来先服务调度算法 （B）优先数调度算法

（C）最高响应比优先 （D）时间片轮转调度算法 （E）最短作业优先 【答案】BD

【解析】常用的进程调度算法有先来先服务、优先数、时间片轮转及多级调度等算法。而先来先服务调度算法是“非抢占式”的；“优先数调度算法”可以是“非抢占式”的，也可以是“抢占式”的；“时间片轮转调度算法”是一种“抢占式”的。算法“最高响应比优先”、“最短作业优先”适用于作业调度，而不适于进程调度。所以选择（B）、（D）。三种进程调度算法的含义如下：

（－）先来先服务调度算法

这种调度算法是按照进程进入就绪队列的先后次序选择可以占用处理器的进程。当有进程就绪时，把该进程排入就绪队列的末尾，而进程调度总是把处理器分配给就绪队列中的第一个进程。一旦一个进程占有了处理器，它就一直运行下去，直到因等待某事件或进程完成了工作才让出处理器。

（二）优先数调度算法

对每个进程确定一个优先数，进程调度总是让具有最高优先数的进程先使用处理器。如果进程具有相同的优先数，则对这些有相同优先数的进程再按先来先服务的次序分配处理器。就绪队列中进程可按优先数从大到小排列，这样，进程调度也总是把处理器分配给就绪队列中的第一个进程。

进程被创建时系统为其确定一个优先数，进程的优先数可以是固定的，也可随进程的执行过程而动态变化。

优先数调度算法分为“非抢占式”的与“可抢占式”的两种。

（三）时间片轮转调度算法

系统规定一个“时间片”的值。调度算法让就绪进程按就绪的先后次序排成队列，每次总是选择就绪队列中的第一个进程占用处理器，但规定只能使用一个“时间片”。如果一个时间片用完，进程工作尚未结束，则它也必须让出处理器而被重新排到就绪队列的末尾，等待再次运行，当再次轮到运行时，重新开始使用一个新的时间片。这样，就绪队列中的进程就依次轮流地占用处理器运行。

6．从中断事件的性质来说，一般中断包括_________。 （A）硬件故障中断 （B）程序中断

（C）外部中断 （D）输入输出中断 （E）访管中断 【答案】ABCDE

【解析】不同硬件结构的计算机，它们的中断源不尽相同。但从中断事件的性质来说，一般可以分成下述几类：硬件故障中断、程序中断、外部中断、输入输出中断、访管中断。所以选择（A）、（B）、（C）、（D）、（E）。

前面四类中断是由于外界的原因迫使正在运行的进程被打断，因此可称为强迫性中断事件。而第五类中断是正在运行的进程所期待的，可称为自愿性中断事件。 7．在下列叙述中，错误的是 。

（A）分时系统中，时间片越小，响应时间越长

（B）多道程序的引入，主要是为了提高CPU及其它资源的利用率 （C）飞机票订票系统是分时系统

（D）PCB是进程存在的唯一标志，而程序是系统感知进程存在的唯一实体

（E）通常在处理器执行完一条指令后，硬件的中断装置立即检查有无中断事件发生 【答案】ACD

【解析】分时系统的响应时间 T≈nq， n是用户数目，而 q是时间片。当在用户数目一定的情况下，时间片越小，响应时间越短。因此，选项（A）错误。 在单道程序环境中，系统的全部资源为一个作业所独占，如果该作业在进行输入或输出时，CPU仍然被它所占有，处于等待状态。由于CPU与外设处理速度上的差异，如果采用多道程序设计技术，当某个作业输入或输出时，CPU就可处理其他的作业，其它资源也是类似的。选项（B）正确。

飞机票订票系统是实时信息处理系统。所以，选项（C）错误。

PCB是进程存在的唯一标志，也是系统感知进程存在的唯一实体。而进程的程序部分描述了进程所要完成的功能。选项（D）错误。

通常在处理器执行完一条指令后，硬件的中断装置立即检查有无中断事件发生，若有中断事件发生，则暂停现行进程的运行，而让操作系统中的中断处理程序占用处理器，这一过程称为“中断响应”。选项（E）正确。 8．在下列叙述中，正确的是_________。

（A）进程之间的状态变化，一定在PCB中反映出来 （B）当进程完成I/O后，进程的状态由等待变为运行 （C）中断屏蔽是不允许发生中断

（D）Ｏ.Ｓ的特征之一为并行性，所谓并行性是指多个进程同时处于运行状态 （E）中断屏蔽是暂时不响应中断 【答案】AE 【解析】

PCB中记录了进程当前的状态，所以进程之间的状态变化，在 PCB中一定有记录。选项（A）正确。

当进程完成I/O后，进程的状态变为就绪，何时运行由进程调度程序决定。选项（B）错误。

中断屏蔽期间允许发生中断，但暂时不响应。选项（C）错误，选项（E）正确。

所谓并行性是指多个作业同时处于运行状态，这是一种宏观上的并行，对于进程来说，还是按处理机调度交替地（轮流）占有处理机。选项（D）错误。

所以，选择（A）、（E）。 9．可以做为进程调度算法的有_________。

（A）先来先服务调度算法 （B）时间片轮转调度算法 （C）最高优先级调度算法 （D）响应比高者优先调度算法 （E）均衡调度算法 【答案】ABC

【解析】参见前面的第5题解析。

10．影响时间片轮转调度算法对进程响应时间的因素有________。

（A）内存容量 （B）时间片值的选取 （C）外存容量 （D）交互进程的数量

（E）IO设备的速度 【答案】BD

【解析】分时系统的响应时间T可以表达为： T≈QxN，其中Q是时间片，而N是交互进程数量。因此，对进程响应时间的因素主要有：“时间片值的选取”和“交互进程的数量”。当时间片一定，交互进程的数越多（即N越大），T就越大。所以选择（B）、（D）。 11．________可能会引起处理机从一个进程转到另一个进程。

（A）一个进程从运行状态变为等待状态 （B）一个进程从运行状态变为就绪状态 （C）一个就绪状态进程的优先级降低 （D）一个进程运行完成而撤离系统 （E）一个就绪状态进程的优先级升高 【答案】ABDE

【解析】当一个就绪状态进程的优先级降低时，不会引起处理机从一个进程转到另一个进程。因此，不能选择C，其它情况都可能引起处理机在不同进程之间的转换。所以，本题应该选择（A）、（B）、（D）、（E）。 四、是非判断题

1．进程之间的状态变化，一定在PCB中反映出来。（） 【答案】正确。

【解析】 PCB中记录了进程当前的状态，所以进程之间的状态变化，在 PCB中一定有记录。

2．当进程完成I/O后，进程的状态由等待变为运行。（） 【答案】错误。

【解析】当进程完成I/O后，进程的状态变为就绪，何时运行由进程调度程序决定。 3．中断屏蔽是不允许发生中断。 （ ） 【答案】错误

【解析】中断屏蔽期间允许发生中断，但暂时不响应。

4．Ｏ.Ｓ的特征之一为并行性，所谓并行性是指多个进程同时处于运行状态 ?（ ） 【答案】错误

【解析】所谓并行性是指多个作业同时处于运行状态，这是一种宏观上的并行，对于进程来说，还是按处理机调度交替地（轮流）占有处理机。 五、简答题

1．设有三个进程A，B，C,进程A和进程B各需要运行3毫秒的处理器时间，而进程C却要24毫秒的处理器时间，分别考虑当三个进程到达顺序为A，B，C时及C，B，A时，用先来先服务进行调度时各自的平均等待时间。 【解析】

当三个进程到达顺序为A，B，C时，按照先来先服务的顺序，进程A先占用处理器，进程B需等待3毫秒后才能去占用处理器，进程C在等待6毫秒的时间后可以占用处理器。于是，它们的平均等待时间为（0＋3＋6）／3=3毫秒。

如果进程是按 C,B,A的次序排入队列，则进程C先占用处理器运行24毫秒后才能让进程B占用，即进程B需等待24毫秒，而进程A在等了27毫秒后才可占用处理器，现在这三个进程的平均等待时间为（27＋24＋0）/3=17毫秒。可见当运行时间长的进程先就绪的话，先来先服务算法使系统效率受到影响。

2．什么是“抢占式优先级调度”和“非抢占式优先级调度”？ 【解析】

采用“非抢占式”调度时，一旦有某个高优先数的进程占用了处理器，就一直让它运行

下去直到该进程由于自身的原因主动让出处理器或进程执行结束而让出处理器。此时，进程调度才重新再按优先数选择另一个占用处理器的进程。采用“可抢占式”的调度，这种方式是严格保证任何时刻，总是让具有最高优先数的进程在处理器上运行。也就是说，当某一进程在处理器上运行时，一旦有另一个更高优先数的进程就绪，进程调度就要剥夺正在处理器上运行的进程使用处理器的权力，抢回分配给它的处理器，而把处理器让具有更高优先数的进程使用。这种抢占式的优先数调度算法在实时系统中很有用。例如，在实际系统中可把处理紧急情况的报警进程赋予最高优先数，一旦有紧急事件发生时，触发报警进程就绪，进程调度就让这个报警进程抢占处理器进行紧急处理和发出警告信号。 3．时间片轮转调度算法中，时间片值的选取对系统有什么影响？ 【解析】

时间片取值的大小关系到计算机系统的效率和用户的满意度，所以，时间片的值应根据进程要求系统给出应答的时间和进入系统的进程数来决定。如果要求系统快速应答则时间片小一些，这样使轮转一遍的总时间减少而可对进程尽快应答。如果进程数少，则时间片可以大一些，这样可减少进程调度的次数，提高系统效率。

对每个进程可规定相同的时间片，但有的系统对不同的进程规定不同的时间片，例如，对很少使用外围设备而需要运算时间长的进程，给一个大一些的时间片，以达到减少调度次数，加快进程执行速度的目的。但应注意到，时间片值过大时该算法退化为先来先服务；时间片值过小时，加重系统开销。

4．引起“进程切换”的时机有哪些？ 【解析】

我们把处理机从一个进程转到另一个进程称为“进程切换”。引起“进程切换”的时机有以下几种情况：

（1）（1）一个进程从运行状态变为等待状态。 （2）（2）一个进程从运行状态变为就绪状态。 （3）（3）一个进程从等待状态变为就绪状态。 （4）（4）一个进程运行完成而撤离系统。 5．中断分为哪几种类型，给出各自的含义。 【解析】

（1）硬件故障中断。它是由于机器故障造成的，例如，电源故障、主存出错等。 （2）程序中断。这是由于程序执行到某条机器指令时可能出现的各种问题而引起的中断，例如，发现定点操作数溢出、除数为“0”、地址越界、使用非法指令码、目态下的用户使用了特权指令等。

（3）外部中断。这是由各种外部事件引起的中断，例如，按压了控制板上的一个中断键、设置的定时时钟的时间周期到。

（4）输入输出中断。输入输出控制系统发现外围设备完成了输入输出操作或在执行输入输出操作时通道或外围设备产生错误而引起的中断。 （5）访管中断。它是正在运行的进程为了请求调用操作系统的某个功能而执行一条“访管指令”所引起的中断。例如，用户要求分配一台外围设备、要求分配一些主存区域。要求启动外围设备读一批数据等。

6．给出中断响应的系统流程。 【解析】

每一个程序都要有一个程序状态字（PSW）来刻画本程序的执行状态，在单处理器的计算机系统中整个系统设置一个用来存放当前运行进程的PSW的寄存器，该寄存器称为“程序状态字寄存器”。为了说明中断响应过程，我们区分三种PSW：

（1）存放在程序状态字寄存器中的PSW是当前正占用处理器的进程的PSW，称“当前PSW”。

（2）出现中断事件后，要由操作系统的中断处理程序占用处理器，让中断处理程序处理出现的中断事件。我们把中断处理程序的PSW称“新PSW”，新PSW中存放着中断处理程序的入口地址。

（3）中断处理程序在占用处理器前，必须把被中断进程的PSW保护好，以便该进程在适当的时候能使被中断时的情况继续执行。把保护好的被中断进程的PSW称“旧PSW”。

【答案】①动态，②地址变换，③页表，④执行之前，⑤内存 【解析】页式管理分为静态和动态页式管理，静态页式管理由于作业或进程在执行之前就全部装入内存，所以，作业或进程的大小受到内存可用页面数的限制。动态页式管理可分为请求页式管理和预调入页式管理。

15．页式虚拟存储管理中，页表中“标志位”的作用是 ，一般系统的页表中还设置有“改变位”，其作用是判断某页是否在内存中被改变。 【答案】判断某页是否在内存

【解析】请求页式管理中，要解决的两个根本问题是：如何发现不在内存中的虚页以及如何处理。第一个问题通过在页表中增加页是否在内存的“标志位”和该页在“外存始址”可以解决。关于虚页不在内存的处理，涉及两个问题，第一，采用何种方式把缺的页调入内存；第二，如果内存中没有空闲的页面时，把调入的页放在哪里。也就是说，采用什么策略来淘汰已占据内存的页。如果选中某页应淘汰，而该页又因程序的执行被修改过，显然该页应被重新写到外存中加以保存。如果该页未被修改过，外存已保留有相同的副本，写回外存就没有必要，所以增加“改变位”来表征某页是否被修改。 16．在请求页式管理中，当硬件地址变换机构发现所需的页不在 ① 时，产生② 中断信号，由 ③ 作出相应的处理。

【答案】①内存 ②缺页 ③中断处理程序

【解析】在请求页式管理中，地址变换是由硬件自动完成的，如有缺页，则通过产生缺页中断信号，由相应的中断处理程序加以处理，中断处理程序是由软件实现的。

17．置换（淘汰）算法是当系统发生缺页时，在内存中没有 ① 时被调用的，它的目的是选出一个被 ② 的页面。如果内存中有足够的 ③ 存放所调入的页，则不必使用 ④ 。

【答案】①空闲页面 ②淘汰 ③空闲页面 ④置换算法

【解析】置换算法可描述为：当要调入一页到全满的内存中时，必须把在内存中的某页淘汰，用来淘汰哪一页的规则称为置换算法。 18．在页式管理中，“主存分配表”的作用是 ① ，它是整个系统 ② 。“主存分配表”可采用 ③ 方法。

【答案】①记录内存页面的分配情况 ②一张表 ③位示图法

【解析】位示图法是在内存中划分一块固定区域，每个单元的每个比特（bit）代表内存的一个页面，如果该页面已分配，则对应的位置置1，否则置0。

19．在段式管理中，分配内存是以 ① 为单位，每段分配一个 ② 区。由于各段长度 ③ ，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 ④ 。 【答案】①段，②连续的内存，③不等，④相临 【解析】段式管理是基于为用户提供一个方便灵活的程序设计环境而提出来的。其基本的思想是把程序按内容或过程（函数）关系分成段，每段有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应一个二维线性虚拟空间。段式管理按段为单位分配内存，然后通过地址映射机构，把段式虚拟地址变换成实际的内存物理地址。 20．在段式管理中，每个段是一个有意义的 ① ，所以段的 ② 和 ③ 更有意义，同时也容易实现。

【答案】①信息单位 ②共享 ③保护 21．在段页式管理中，内存空间分配最小单位是 ① 。内存可用区划分成若干个② ，且每个段所拥有的程序和数据在内存中可以不相临。 【答案】①页（块） ②大小相等的页，

【解析】在段页式管理中，一个进程中所包含的具有独立逻辑功能的程序或数据仍被划分成段，并具有各自的段号，这反映和继承了段式管理的特征。其次，对于段中的程序和数据，则按一定的大小将其划分为不同的页。和页式管理一样，最后不足一页的部分仍占有一页。这反映了段页式管理中的页式特征。因此，段页式管理时的进程的虚拟地址空间中的虚拟地址由三部分组成：段号s，页号p和页内相对地址d。对于程序员来说，可见的仍然是段号s和段内相对地址w，p和d是由地址变换机构把w高位部分解释成页号P，以及把剩下的低位解释为页内地址d而得到的。

22．重定位技术分为 ① 重定位和 ② 重定位，两者最显著的区别是

③ 不同。

【答案】①静态、②动态、③重定位时机

【解析】重定位技术分为“静态重定位”和“动态重定位”，静态重定位是在程序装入内存时进行的重定位，而动态重定位是在程序运行时进行的重定位，两者最显著的区别是重定位时机不同。

23．进程对主存的访问往往具有局部性，即 ① 局部性和 ② 局部性。 【答案】①时间、②空间

【解析】进程运行时的局部性，包括时间局部性和空间局部性。

（1）时间局部性是指某一单元被访问，则在不久的将来，它可能再被访问；

（2）空间局部性是指一旦一个存储单元被访问，那么它附近的单元也将很快被访问。 24．虚拟存储系统中每个作业的“最大地址空间”要受到 ① 和 ② 的限制。 【答案】①外存空间、②指令中的地址结构

【解析】虚存空间虽然比内存实际空间要大得多，但并不是无限大。其大小要受到外存空间的限制以及CPU地址所能表示范围（指令地址结构）的限制，但与内存实际空间大小无关。

二、单项选择题

1．采用可重入程序是通过使用 的方法来改善响应时间的。 （A）减少用户数目 （B）改变时间片长短 （C）加快对换速度 （D）减少对换信息量 【答案】（D）

【解析】所谓可重入程序，是指当多个用户共享程序时，在内存中仅保存一份副本。而没有采用重入码的系统中，每个用户都必须各备一套程序。由于重入码的采用就减少了内外存的对换信息量，这也就为采用更短的时间片来缩短响应时间创造了条件。 2．分页系统的页面是为 所感知的，对 是透明的。 （A）用户/操作系统 （B）操作系统/用户

（C）编译系统/操作系统 （D）连接装配程序/编译系统 【答案】（B）

【解析】在页式管理中，是将作业的地址空间和内存存储空间按相等页面进行划分。对用户来说，这种划分是透明的，整个过程是硬件机构和操作系统完成的。 3．虚拟存储器是 。

（A）可提高计算机运算速度的设备 （B）容量扩大了的主存实际空间 （C）通过SPOOLING技术实现的

（D）可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间 【答案】（D） 【解析】因为虚拟存储器技术实际上就是将内存和外存统一管理，虚拟存储器的容量取决于计算机的地址结构和外存容量。

4．在请求分页系统中，LRU算法是指 。 （A）最早进入内存的页先淘汰

（B）近期最长时间以来没被访问的页先淘汰 （C）近期被访问次数最少的页先淘汰 （D）以后再也不用的页先淘汰 【答案】（B） 【解析】有的也将LRU称为最近最久未使用页面的置换算法，根据一个作业在执行过程中过去的页面踪迹来推测未来的行为。该算法的思想是当需要淘汰一页时，选择离当前时间最近的一段时间最久没有使用过的页先淘汰，它认为过去一段时间里不曾被访问过的页，在最近的将来可能也不再会被访问。

5．在一个请求页式存储管理中，一个程序的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，并采用LUR算法。设分配给该程序的存储块数M分别为3和4，在该访问中发生的缺页次数F。

（A）M=3， F=8； M=4， F=5 （B）M=3， F=10；M=4， F=8 （C）M=3， F=9； M=4， F=10 （D）M=3， F=7； M=4， F=6

【答案】（B）

【解析】

M=4时，采用LRU算法，系统的淘汰过程： 4 3 2 1 4 3 是否缺页： * * * * 内存中包含

的页面： 被淘汰的页：

4 4 3 4 3 2 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 5 * 4 3 5 1 2 4 4 3 5 1 3 4 3 5 1 2 * 4 3 5 2 1 1 * 4 3 1 2 5 5 * 5 3 1 2 4

即F=8（次缺页）

M=3时，采用LRU算法，系统的淘汰过程： 4 3 2 1 4 3 是否缺页： * 内存中包含的页面：

4 * 4 3 * 4 3 2 * 1 3 2 * 1 4 2 * 1 4 3 5 * 5 4 3 4 5 4 3 3 5 4 3 2 * 2 4 3 1 * 2 1 3 5 * 2 1 5 被淘汰的页： 4 3 2 1 5 4 3

即F=10（次缺页）

6．请求页式管理中，缺页中断率与进程所分得的内存页面数、 和进程页面流的走向等因素有关。

（A）页表的位置 （B）置换算法 （C）外存管理算法 （D）进程调度算法 【答案】（B）

【解析】在其他几个因素确定的情况下，不同的置换算法其缺页率是不同的。 7．在请求页式存储管理中，当查找的页不在 中时，要产生缺页中断。 （A）外存 （B）虚存 （C）内存 （D）地址空间 【答案】（C）

【解析】请求页式管理的原理是：当执行某条指令而又发现它不在内存时，或当执行某条指令需访问其他的数据和指令时，这些指令和数据不在内存中，从而发生缺页中断，系统将外存中相应的页面调入内存。

8．段式虚拟存储器的最大容量是 。 （A）由指令的地址结构和外存容量决定的 （B）由段表的长度决定的

（C）由内存地址寄存器的长度决定的 （D）无穷大的 【答案】（A）

9．在页式存储管理中，每当CPU形成一个有效地址时，则要查找页表，这一工作是由 实现的。

（A）查表程序 （B）存取控制 （C）硬件自动 （D）软件自动 【答案】（C） 【解析】硬件自动把地址空间的地址分为页号和页内相对地址，通过页号在页表找到内存中的对应块号，内存的物理地址用下列公式确定：

内存的物理地址=块号×每一页的字节数+页内相对地址 10．段页式管理中，地址映象表是 。 （A）每个作业或进程一张段表，一张页表

（B）每个作业或进程的每个段一张段表，一张页表 （C）每个作业或进程一张段表，每个段一张页表 （D）每个作业一张页表，每个段一张段表 【答案】（C）

11．在计算机的发展过程中，之所以提出存储保护的要求，是因为在 a 的情况下，内存中有多个程序存在，有必要防止其中某个程序的错误破坏其他程序的存储区域。存储保护可采用的方法有：把上限和下限地址放入 b ，在访问此范围以外的地址时产生 c 。

a、b、c的选择分别是：

①联想存储器 ②界地址寄存器 ③保护键 ④多道程序设计 ⑤越界中断

【答案】a：④， b：②， c：⑤

12．设基址寄存器的内容为 1000，在采用动态重定位的系统中，当执行指令“LOAD A，2000”时，操作数的实际地址是 。 （A）1000 （B）2000 （C）3000 （D）4000 【答案】（C）

【解析】操作数在内存空间的物理地址是基址寄存器的内容1000加上地址空间的逻辑地址2000。

13．在提供虚拟存储的系统中，用户的逻辑地址空间主要受 和外存大小的限制。 （A）内存空闲块的大小 （B）内存空间的大小 （C）指令地址结构 （D）页表大小 【答案】（C）

14．在某页式存储管理系统中，设一作业的地址空间为3KB，机器最大容量为128KB，每个 a 的大小为IKB，用户程序中100号单元处有一条指令“LOAD 1，2500”，该指令在存储空间中的地址是 b ，表 c 是页表的内容。该指令的操作数在内存的地址是d。a、b、c、d的选择是 。

a，b，d：①内存 ②段表 ③页面 ④1290 ⑤2600 ⑥1124 ⑦ 3390 ⑧4548 ⑨ 452

c： ① ② 页号 块号 段号 分区长度 起始地址 0 1 1 16K 40K 1 2 2 4

2 3 24K 9K 78K 120K

【答案】a：③，b：⑥，c：①，d：⑧

【解析】在页式管理中，作业的地址空间被分为页，而内存空间也被分为与页大小相等的块。页号和块号的对应是通过页表实现的。地址空间中的地址被地址变换机构自动分解为页号和页内相对地址，然后根据页号查找页表找到对应的块号：

块号×1024（即IKB）十页内相对地址=内存空间的物理地址 15．在页式管理中，页表的始址是存放在 。 （A）内存 （B）存储页面表中

（C）联想存储器中 （D）寄存器中 【答案】（D）

【解析】页表一般是存放在内存中的，即划分某些内存区域存放页表，而它的起始地址是存放在专门的寄存器中以便地址转换机构能快速找到页表，这个寄存器称为页表始址寄存器。

16．在段页式存储管理中，其虚拟地址空间是 空间。 （A）一维 （B）二维 （C）三维 （D）层次 【答案】（B）

17．在采用页式存贮管理系统中，页架的大小应选 。 (A)２的整次幂 (B)任意值 (C)1KB以上 (D)1KB以下 【答案】（A）

【解析】在采用页式存贮管理系统中，页架的大小应选２的整次幂，这样可以加快地址转换速度。

18．对主存的研究可归纳为：主存的分配与回收、地址重定位、存贮空间的共享与保护、 。

(A)地址映象 （B）虚拟存贮

(C)分区管理 (D）物理存贮器的扩充 【答案】（B） 【解析】虚拟存贮技术是一种利用外存空间来扩充内存空间的技术，使用户编程序时不必受内存实际容量的限制。

19．在段式存贮管理系统中，若采用直接地址转换，为访问一内存数据，至少需要 次访问主存。

(A)１ (B)２ (C)３ (D)４ 【答案】（2）

【解析】一次是查段表，得到该段在内存的起始地址，另一次是按转换后得到的实际地址访问内存。

20．在固定分区的系统中,程序的重定位由 完成。 （A）地址总线 （B）定位寄存器 （C）连接装入程序 （D）作业调度程序 【答案】（C）

【解析】在固定分区的系统中,程序的重定位采用静态重定位，即程序的重定位是在程序装入内存时进行的，由连接装入程序完成。

21．在段页式存贮管理系统中，若采用直接地址转换，为访问一内存数据，至少要 次访问主存。

（A）１ （B）２ （C）３ （D）４ 【答案】（C）

【解析】第一次是查段表，得到该段的页表的起始地址，第二次是按得到的页表地址查页表，最后一次是按转换后的实际地址访问内存。

22．在采用段页式存贮管理的系统中，其内存分配是以 为单位进行的。 （A）段 （B）记录 （C）页架 （D）区段 【答案】（C）

【解析】段页式存储管理的基本思想是：把内存划分为大小相等的页面；将程序按其逻辑关系划分为若干段；再按照页面的大小，把每一段划分成若干页面。

内存是以页为基本单位分配给每个程序的，在逻辑上相邻的页面内存不一定相邻。 23．在采用页式存贮管理的系统中，其内存分配是以（ ）为单位进行的。 (A)段 (B)记录

* 1 * 2 1 2 1 * 0 2 1 * 4 0 2 * 1 4 0 * 3 1 4 0 3 1 4 * 2 3 1 4 2 3 1 * 4 2 3 1 * 1 4 2 3 1 2 依次被淘汰的页为：1、2、0、4、1、3 LRU 共发生7次缺页 1 2 1 0 4 1 * 1 * 1 2 1 2 * 1 2 0 * 1 4 0 1 4 0 3 * 1 4 3 4 1 4 3 2 * 2 4 3 1 * 2 4 1 4 2 4 1 1 2 4 1 2 0 1 3 依次被淘汰的页为：2、0、1、3 （2）

（a）0A4EH对应的二进制为 0000 10,10 0100 1110

该地址表明它对应第2页,根据已知该页在内存,对应物理块为10,所以,物理地址为: 0010 10,10 0100 1110 (十六进制为2A4EH)

（b）122AH对应的二进制为 0001 00,10 0010 1010 该地址表明它对应第4页, 根据已知该页不在内存中。

3．分页式存储空间的分配由于块的大小是固定的，可以用一张位示图来构成主存分配表。现设主存有8192块，则可用字长为32位的256个字作为位示图。若块号、字号、位号（从高位到低位）都是从0开始，试问4999块对应的字号和位号；129字的29位对应哪一块？

【参考答案】

依题目所给条件，已知位示图如下所示：

0 1 2 … 31 0 2 255

4999÷32=156,余1。所以4999块对应的字号为156，位号为1。

129字的29位对应的块号为：129*32+29=4157（块），即对应内存的第4157块。

4．某进程，若它对页面的访问串为： 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0

???设运行开始时，内存中没有属于该进程的页面。当分别用最近最少用（ＬＲＵ）调度算法、先进先出（ＦＩＦＯ）调度算法实现页面更换时，写出相应的淘汰过程并给出各自依次淘汰页及缺页次数。（设允许进程在内存中最多占三个页面）

【参考答案】

LRU更换算法： 是否缺页 内存中包含的页 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 * * * * * * * * * * * * 7 7 7 2 2 2 2 4 4 4 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 0 0 0 0 0 1 33 2 34 … … … 8191 31 1 32 1 1 1 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7 7 被淘汰的页 7 1 2 3 0 4 0 3 2 共发生12次缺页，依次淘汰页为：7 1 2 3 0 4 0 3 2 FIFO更换算法： 是否缺页 内存中包含的页 被淘汰的页 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 * * * * * * * * * * * * * * 7 0 1 2 2 3 0 4 2 3 0 0 0 1 2 2 2 7 0 7 0 1 1 2 3 0 4 2 3 3 3 0 1 1 1 2 7 7 0 0 1 2 3 0 4 2 2 2 3 0 0 0 1 2 7 0 1 2 3 0 4 2 3 0 1 共发生14次缺页，依次淘汰页为：7 0 1 2 3 0 4 2 3 0 1

5．描述采用虚拟页式存储管理机制的系统，当发生缺页中断时系统的处理过程。

T 有空闲页吗？该页修改过吗？ 写回外存修改页表 T 将该页调入内存，修改页表相应表目保护现场恢复现场，返回 F F 选择一页淘汰 【参考答案】 缺页中断

6．某进程，若它对页面的访问串为：7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 试用LRU、FIFO两种算法实现页面更换，并给出各自的缺页次数。（设该进程在内存中占四个页架）

【参考答案】

M=4时，采用LRU算法，系统的淘汰过程： 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 是否缺* * * * 页： 内存中包含的页面：

* * * * 7 7 7 7 7 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 7 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 被淘汰 7 1 4 3 页

即F=8（次缺页） M=4时，采用FIFO算法，系统的淘汰过程： 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 是否缺

* * * * * * * * * * 页： 内存中包含的页面： 被淘汰页

第四章 习题及答案 一、填空题

1．文件系统主要管理计算机系统的软件资源，即对于各种 的管理。 【答案】文件

【解析】用户使用计算机来完成自己的某项任务时，总会碰到这样一些问题：其一，使用现有的软件资源来协助自己工作。例如，利用系统调用和利用库函数与实用程序等来减少编程的工作量，避开与硬件有关的部分。其二，编制完成的或未完成的程序存放在什么地方，需要访问的数据存放在什么地方。这实际上是怎样对软件资源进行透明的存放，并能透明地存取，文件系统也就应运而生了。

2．从用户的角度看，文件系统的功能是要实现 ① 。为了达到这一目的，一般要建立 ②

【答案】①按名存取，②文件目录 【解析】文件系统的建立就是要让用户透明地对文件进行存取，这就要求文件系统要解决把每个文件的符号名与其所在的文件存储空间中的物理地址联系起来的问题，这也是文件系统最基本的功能。实现符号名与具体物理地址的转换，其主要环节是查目录。所以，文件目录的组织是文件系统研究的主要问题之一。

3．UNIX系统中，一般把文件分为 ① 、 ② 和 ③ 三种类型。 【答案】①普通文件、②目录文件、③特殊文件

【解析】普通文件既包括系统文件，也包括用户文件、库函数文件和实用程序文件。它主要指组织格式是无结构、无记录概念的字符流式文件。 目录文件则是由文件系统中的各个目录所形成的文件。

特殊文件（或设备文件）在UNIX系统中，每台设备都被看作为一个特殊文件。 4．串联文件是文件 ① 组织的方式之一，其特点是用 ② 来存放文件信息。 【答案】①物理，②非连续的物理块 【解析】串联文件结构中，每个物理块设有一个指针，指向其后续连接的另一个物理块，从而使得存放同一文件的物理块链接成一个串联队列。

5．文件存储器一般都被分成若干大小相等的 ① ，并以它为单位进行 ② 。 【答案】①物理块，②信息交换

【解析】文件存储空间的管理是文件系统的重要任务之一，磁盘、磁带是常见的文件存储器。

6．文件存储空间管理的基本方法有 ① 、 ② 。 【答案】位示图法、空闲块链接法。 【解析】文件存储空间的管理实质上是空闲块的组织和管理问题，它包括空闲块的分配与空闲块的回收等问题，这就要求对文件存储空间的空闲块进行有效的组织和管理。

7．目录文件是由 ① 组成的，文件系统利用 ② 完成“按名存取”和对文件信息的共享和保护。

【答案】①文件说明，②目录文件

7 0 1 2 2 3 3 4 4 4 0 0 0 1 2 2 2 7 7 7 0 1 1 2 2 3 3 3 4 4 4 0 1 1 1 2 2 7 0 0 1 1 2 2 2 3 3 3 4 0 0 0 1 1 7 7 0 0 1 1 1 2 2 2 3 4 4 4 0 0 7 0 1 2 3 4 即F=10（次缺页） 【解析】从文件管理的角度看，一个文件包括两部分：文件说明和文件体。文件说明又称为文件控制块，它至少包括文件名和文件在文件存储器上的物理地址。这样一些文件说明就组成了目录文件。目录文件是实现按名存取的关键。

8．单级（一级）文件目录不能解决 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。 【答案】文件重名

【解析】因为单级文件目录表中，各文件说明项处于平等地位，只能按连续结构或顺序结构存放，因此，文件名与文件必须—一对应。如果两个不同的文件重名，则系统将把它们视为同一文件。在二级文件目录结构中，各文件的说明信息被组织成目录文件，且以用户为单位把各自的文件说明划分为不同的组，而把不同的、组名有关的存取控制信息存放在用户的主目录的目录项中。

9．大多数文件系统为了进行有效的管理，为用户提供了两种特殊操作，即在使用文件前应先 ① ，文件使用完应 ② 。

【答案】①打开文件，②关闭文件

【解析】打开文件就是把该文件有关的目录表复制到内存中约定的区域，使用户能实现按名存取。所谓关闭文件，就是当用户宣布这个文件当前不再使用时，系统将此文件在内存中的相应的目录表删除，因而也就断开了用户与这个文件的联系。

10．对于索引结构的文件，其索引表中主要应包含 ① 和 ② 两项内容。 【答案】①记录号、②该记录存放地址

【解析】索引结构的文件，其索引表中主要应包含“记录号”和“该记录存放地址”两项内容，对这种结构的文件既可按顺序访问，又可按随机方式访问。

11．对磁盘上一个物理块的访问要提供三个参数，分别是 ① ， ② 和 ③ 。

【答案】①柱面号、②磁头号、③扇区号

【解析】对磁盘上一个物理块的访问要提供：柱面号、磁头号、扇区号三个参数，磁盘驱动器可按参数完成对物理块的定位。

12．文件的物理存储结构有三种方式，即 ① ， ② 和 ③ 。 【答案】①顺序文件、②链接文件、③索引文件

【解析】顺序文件、链接文件适合顺序访问，而索引文件既适合顺序访问又适合随机访问。

二、单项选择题

1．在文件系统中，用户以 方式直接使用外存。 （A）逻辑地址 （B）物理地址 （C）名字空间 （D）虚拟地址 【答案】（C）

【解析】用户给出文件名，文件系统根据文件名找到在外存的地址。 2．根据文件的逻辑结构，文件可以分为 和 两类。 （A）字符串文件/页面文件 （B）记录式文件/流式文件 （C）索引文件/串联文件 （D）顺序文件/索引文件 【答案】（B）

3．文件信息的逻辑块号到物理块号的变换是由 决定的。 （A）逻辑结构 （B）页表 （C）物理结构 （D）分配算法 【答案】（C） 【解析】文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法。它决定了文件信息在存储设备上的存储位置，从而也决定了逻辑地址到物理地址的变换。 4．文件由 a 组成，磁带上的文件一般只能 b ，磁盘上的文件以 c 为单位读写，使用文件前必须 d 文件，使用完毕后应该 e 文件。则a、c可能是 。 ①数组 ②块 ③记录 ④磁盘 ⑤柱面 b可能是

①顺序存取 ②随机存取 ③以字节为单位存取 ④直接存取 d、e可能是

①命名 ②删除 ③打开 ④关闭 ⑤复制 ⑥卸下 【答案】a：③，b：①，c：②，d：③，e：④

【解析】文件是一组赋名的相关的字符流的集合，或是相关联记录的集合。磁带是一种顺序存取设备，它适合的存取方法是顺序存取，而磁盘是一种可以随机访问的设备。 5．文件系统实现按名存取主要是通过 来实现的。 （A）查找位示图 （B）查找文件目录 （C）查找作业表 （D）内存地址转换 【答案】（B） 【解析】为了有效地利用文件存储空间，以及迅速准确地完成文件名到文件物理块的转换，必须把文件名及其结构信息等按一定的组织结构排列，以方便文件的搜索。文件名中对该文件实施管理的控制信息称为该文件的文件说明，并把一个文件说明按一定的逻辑结构存放到物理存储块的一个表目中。利用文件说明信息，可以完成对文件的创建、检索以及维护。我们把一个文件的文件说明称为该文件的目录项，每个文件都有其目录项，它们共同组成文件目录。

6．文件系统采用二级文件目录，主要是为 。 （A）缩短访问存储器的时间 （B）实现文件共享

（C）节省内存空间 （D）解决不同用户间文件命名冲突 【答案】（D）

【解析】在二级文件目录中，各文件的说明信息被组织成目录文件，且以用户为单位把各自的文件说明划分为不同的组。这样，不同的用户可以使用相同的文件名，从而解决了文件的重名问题。

7．磁盘上的文件是以 为单位读写的。 （A）块 （B）记录 （C）区段 （D）页面 【答案】（A）

【解析】磁盘是一种块设备，通常每一块的容量是512Byte，对磁盘上的文件是以块为单位访问的。

8．文件索引表的主要内容包括关键字（记录号）和 。 （A）内存绝对地址 （B）记录相对位置 （C）记录所在的磁盘地址 （D）记录逻辑地址 【答案】（C）

【解析】索引结构的文件，其索引表中主要应包含“记录号”和“该记录存放的磁盘地址”两项内容，对这种结构的文件既可按顺序访问，又可按随机方式访问。 三、多项选择题

1．文件系统应具有的功能包括_________。

（A）实现“按名存取”外存上的文件 （B）分配文件的存储空间 （C）实现文件目录管理

（D）提供合适的存取方法以适应各种不同的应用 （E）实现文件的共享、保护和保密

【答案】ABCDE

【解析】从用户角度看，文件系统主要是实现“按名存取”。实际上文件系统应具有如下功能：

（1）实现从逻辑文件到物理文件间的转换，即“按名存取”外存上的文件。 （2）分配文件的存储空间。

（3）建立文件目录。文件目录是实现按名存取的有效手段，也是保证文件安全的机构。 （4）提供合适的存取方法以适应各种不同的应用。

（5）实现文件的共享、保护和保密。不同用户能在系统的控制下共享其他用户的文件。

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