操作系统例题分析

一、选择题

1．当（ ）时，进程从执行状态转变为就绪状态。 A．进程被调度程序选中 B。时间片到 C．等待某一事件 D。等待的事件发生 2．操作系统中，wait、signal操作是一种（ ） A．机器指令 B．系统调用命令 C．作业控制命令 D．低级进程通信原语 3. 下面对进程的描述中，错误的是（ ）。

A.进程是动态的概念 B.进程执行需要处理机 C.进程是有生命期的 D.进程是指令的集合

4. 下列各项工作步骤中，（ ）不是创建进程所必需的步骤。 A.建立一个PCB B.作业调度程序为进程分配CPU C.为进程分配内存等资源 D. 将PCB链入进程就绪队列 5. 下列关于进程的叙述中，正确的是（ ）。 A.进程通过进程调度程序而获得CPU。

B.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。 C.在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。 D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。 6. 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 7. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex

＝-1时表示（ ）。

A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待进入 B.没有一个进程进入临界区 C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待

8. 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为（ ）。

A. n+1 B. n C. n-1 D. 1

9. 一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（ ）。

A.由就绪变运行 B.由运行变就绪 C.由阻塞变运行 D.由阻塞变就绪 10. 在下面的叙述中，不正确的是（ ）。 A.一个进程可创建一个或多个线程 B.一个线程可创建一个或多个线程 C.一个线程可创建一个或多个进程 D.一个进程可创建一个或多个进程

11. 下述哪一个选项体现了原语的主要特点（ ）。

A.并发性 B.异步性 C.共享性 D.不可分割性

12. 若系统中只有用户级线程，则处理机调度单位是（ ）。 A.线程 B.进程 C.程序 D.作业 13. 下面关于线程的叙述中，正确的是（ ）。

A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。

B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。 C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。 D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。

14 当一进程因在记录型信号量S上执行wait(S)操作而被阻塞后，S的值为（ ）。

A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0 15. 只作用于一个进程一次的原语是（ ）。

A.创建 B.解除挂起 C.阻塞 D.挂起 16. 进程依靠（ ）从阻塞状态过渡到就绪状态。 A.程序员的命令 B.系统服务

C.等待下一个时间片到来 D.“合作”进程的唤醒 17. 若有4个进程共享同一程序段，而且每次最多允许3个进程进入该程序段，则信号量的变化范围是（ ）。 A. 3，2，1，0 B. 3，2，1，0，-1 C. 4，3，2，1，0 D. 2，1，0，-1，-2 19. 信箱通信是一种（ ）通信方式。

A.直接 B.间接 C.低级 D.信号量 20. （ ）操作不是wait操作可完成的。 A.为进程分配处理机 B.使信号量的值变小

C.可用于进程的同步 D.使进程进入阻塞状态 21. 下述哪个选项不是管程的组成部分（ ）。

A.局部于管程的共享数据结构 B.对管程内数据结构进行操作的一组过程

C.管程外过程调用管程内数据结构的说明 D.对局部于管程的数据结构设置初始值的语句

22. 如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（ ）。 A. 3 B. 1 C. 2 D. 0

23. 资源静态分配法可以预防死锁的发生，它们使死锁四个条件中的（ ）不成立。

A.互斥条件 B.请求和保持条件 C.不可剥夺条件 D.环路等待条件

24. 某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，问该系统不会发生死锁的最少资源数是（ ）。 A. 9 B. 11 C. 10 D. 12

25. 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

26. 在作业调度算法中，（ ）兼顾了短作业与长作业。

A.先来先服务 B.最高响应比优先 C．短作业优先 D.优先级调度

27．设文件F1的当前引用计数值位1，先建立F1的符号链接（软连接）文件F2，再建立F1的硬链接文件F3,人后删除F1,此时F2和F3的引用计数值分别是

A.0、1 B.1、1 C.1、2 D.2、1 28．对文件的存取时必须按指针进行,效率较低,采用这种物理结构的是( ).

A．顺序文件 B．链接文件 C．索引文件 D．多重索引文件

29．若用户总是要求用随机存取方式查找文件记录,则采用索引结构比采用链接结构( ). A．麻烦 B．方便

C．一样 D．有时方便有时麻烦

30．下列文件的物理结构中,不利于文件长度动态增长的文件物理结构是( ).

A．顺序文件 B．链接文件 C．索引文件 D．系统文件

综合题：

信号量问题

1. 三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲区，P1每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元中，P2每次用getodd()从缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数，P3每次用geteven()从缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数，用信号量实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。

2. 一售票厅只能容纳300人，当少于300人时，可以进入；否则，需在外等候。若将每一个购票者作为一个进程，请用P、V操作编程，并写出信号量的初值。

3. 有一个空笼子，一次只能放入一只动物，有农民、猎人、饭店人员、动物园人员，农民负责向笼中放入羊，猎人负责向笼中放老虎，饭店人员取笼中羊，动物园人员取笼中老虎，用wait signal原语写出这四种人员并发执行的过程。 4. 读者-写者问题 哲学家问题 5. 用信号量描述前驱图

作业（进程）调度算法

1.先来先服务、短作业优先、高响应比优先，时间片轮转

例如：有三个作业A（到达时间8:50，执行时间1.5小时）、B（到达

时间9:00，执行时间0.4小时）、C（到达时间9:30，执行时间1小时）。当作业全部到达后，单道批处理系统按照先来先服务、短作业优先、响应比高者优先算法进行调度，每种算法作业被选中的次序是什么，平均周转时间和平均带权周转时间是多少。

进程 A B C

到达时间 8:50 9:00 9:30 运行 时间 1.5 0.4 1 银行家算法问题：

最大需求矩阵，已分配矩阵、还需要矩阵、可用资源向量，资源总数之间关系

例如： 设系统中有三种类型的资源（A、B、C）和五个进程（P1、P2、P3、P4、P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如表1和表2所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。 (1) T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 (2) 在T0时刻若进程P2请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？ (3) 在②的基础上，若进程P4请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？为什么？

(4) 在③的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），是否能实施资源分配？为什么？

表4.1 T0时刻系统状态

进程 P1 P2 最大资源需求量 A 5 5 B 5 3 C 9 6 已分配资源数量 A 2 4 B 1 0 C 2 2 P3 P4 P5 4 4 4 0 2 2 11 5 4 4 2 3 0 0 1 5 4 4 表4.2 T0时刻系统状态 剩余资源数 A B C 2 3 3

资源分配图的画法及化简问题（判断是否死锁）

如:系统共有R1类资源3个，R2类资源4个，P1占有R1类2个，P2占有R2类资源3个，P1请求R2类资源2个，P2请求R1类资源2个,画资源分配图，化简 存储管理问题 1、页式管理地址转换

（1）若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。已知页面大小为1024字节，试将逻辑地址1011(D)，2148(D)，3000(D)，5012(D), 03A6(H),06B7(H)转化为相应的物理地址（注：此处块号即为页面号）。

页号 0 1 2 3

（2）某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。试问：

块号 2 3 1 6 （1）逻辑地址的有效位是多少？ （2）物理地址需要多少位？

（3）假定某时刻系统用户的第0，1，2，3页分别分配的物理块号为5，10，4，7，试将虚地址0A5C和093C变换为物理地址。

2、段式管理地址转换

如：在某段式存储管理系统中，有一作业的段表如下表所示，求逻辑地址[0，50]，[1，60]，[2，90]，[3，20]对应的主存地址（按十进制）

（其中方括号中的第一个元素为段号，第二个元素为段内位移） 段号 0 1 2 3

3、页面置换算法

若某进程分得4个内存块（初始时为空），现对1、2、3、4、5、3、4、1、6、7、8、7、8、9、7、8、9、5、4、5、4、2，分别按照最佳置换算法、先进先出、最近最久未使用算法计算缺页次数.

磁盘调度算法

先来先服务、最短寻道时间优先、扫描算法、循环扫描 如:书上194-197页 文件管理

1. 在UNIX中，假定盘块的大小为1KB，每个盘块号占4字节，索引节点中磁盘地址信息如下表所示，将下列文件的字节偏移量转换为物理地址：（1）9000 （2）14000 （3）350000

段长 150 50 120 100 主存起始地址 状态 500 850 900 1 1 1 0

解答：

计算字节偏移量9000的逻辑块号和块内偏移量： 逻辑块号为：INT[9000/1024]=8 块内偏移量为：9000-8*1024=808

逻辑块号小于8，因此该块为直接块，由图知物理块号为367，块内偏移量为808；

计算字节偏移量14000的逻辑块号和块内偏移量： 逻辑块号为：INT[14000/1024]=13 块内偏移量为：14000-13*1024=688 因10≤13<266,该块为一次间接块。 其物理块号为952，块内偏移量为688；

计算字节偏移量350000的逻辑块号和块内偏移量： 逻辑块号为：INT[350000/1024]=341 块内偏移量为：35000-341*1024=816 因266≤341<65802,该块为二次间接块。 其物理块号为3333，块内偏移量为816；

2.某系统的文件物理结构采用混合索引分配方式，如果每个盘块的大小为1KB，每个盘块号占4个字节，在文件的索引结点中，共设12个地址项，前十个是直接地址，第十一个存放一次间接地址，第十二个存放二次间接地址，计算此系统允许的文件最大长度可达多大？

3. 某系统的文件物理结构采用混合索引分配方式，如果每个盘块的大小为1KB，每个盘块号占4个字节，在文件的索引结点中，共设13个地址项，前十个是直接地址，第十一个存放一次间接地址，第十二个存放二次间接地址，第十三个存放三次间接地址，若一个进程要访问偏移量为263168字节处的数据时，需要经过几次间址？

如书上第六章课后练习10、12、24题

解答：定义三个资源信号量：empty代表空单元个数，初值为N； S1代表奇数个数，初值为0； S2代表偶数个数，初值为0

定义一个互斥信号量：mutex用于对缓冲区互斥访问，初值为1 Cobegin { P1; P2; P3; }

Coend P1() While(1)

{ x=produce(); Wait(empty); Wait(mutex); Put();

If (x%2==0) Signal(s2); Else

Signal(s1); Signal(mutex) } P2() While(1) {

Wait(S1); Wait(mutex); Getodd(); countodd(); signal(empty); signal(mutex); } P3() While(1) {

Wait(S2); Wait(mutex); Getevev(); counteven(); signal(empty); signal(mutex); }

6．有5个任务A，B，C，D，E，它们几乎同时到达，预计它们的运行时间为10，6，2，4，8min。其优先级分别为3，5，2，1和4，这里5为最高优先级。对于下列每一种调度算法，计算其平均进程周转时间（进程切换开销可不考虑）。

（1）先来先服务（按A，B，C，D，E）算法。 （2）优先级调度算法。 （3）时间片轮转算法。 分析与解答

（1）采用先来先服务（FCFS）调度算法时，5个任务在系统中的执行顺序、完成时间及周转时间如下表所示：

执行次序 A B C D E 运行时间 10 6 2 4 8 优先数 3 5 2 1 4 等待时间 0 10 16 18 22 周转时间 10 16 18 22 30 根据表中的计算结果，5个进程的平均周转时间T为： T=（10+16+18+22+30）/5=19.2min

（2）采用最高优先级调度（HPF）算法时，5个任务在系统中的执行顺序、完成时间及周转时间如下表所示： 执行次序 B E A C D 运行时间 6 8 10 2 1 优先数 5 4 3 2 1 等待时间 0 6 14 24 26 周转时间 6 14 24 26 27 它们的平均周转时间为：

T=（6+14+24+26+27）/5= 19.4min

（3）如果系统采用时间片轮转（RR）算法，令时间片为2分钟，5个任务轮流执行的情况为：

第1轮：（A，B，C，D，E） 第2轮：（A，B，D，E） 第3轮：（A，B，E） 第4轮：（A，E） 第5轮：（A） 显然，5个进程的周转时间为：T1=30min、 T2=22min、 T3=6min、T4=16min、T5=28min。它们的平均周转时间T为：

T=（30+22+6+16+28）/5=20.4min

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