操作系统（有答案）

操作系统试题

一、 填空题

1、 操作系统的基本特征有（1、并发性2、共享性3、虚拟性4、不确定性；并发性是它的

重要特征）。

2、 在引入线程的OS中，通常都把（进程）是系统分配资源的基本单位，把（线程）作为独立运行和独立调度的基本单位。 3、 进程调度算法采用等时间片轮转法时，时间片过大，就会是轮转法转换为先进先出算法。 4、 处理机的高级调度和低级调度分别是（ ）。

5、 一作业8:00到达系统，估计运行时间为1小时，若10:00开始执行改作业，其响应比是

（3）。

6、 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（记录）。

7、 操作系统是计算机系统中的一个（重要概念），它管理和控制计算机系统中的资源。 8、 系统为每个进程定义了一个数据结构为（进程控制块PCB），它是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。 9、 操作系统是通过（进程控制块PCB）对进程进行管理。 10、 银行家在解决死锁问题中是用于（解决操作系统中的死锁问题）的。

11、 在磁盘调度算法中，选择与当前磁头移动方向一致、磁头单向移动且距离最近的进

程算法为（CSCAN）。 12、 产生死锁的原因是（系统能够提供的资源个数比要求该资源的进程数少）。 13、 14、

在混合索引分配方式中，采用一次间接地址的方式，允许文件长度可达（4 MB）。 在动态分区分配中，使用最佳适应算法时，该算法要求所有的空间分区按照（容量

以从小到大的）方式形成一空闲分区链。 15、 当（时间片）时，进程从执行状态转变为就绪状态。 16、 临界区是（一种对于线程执行有特定约束的代码片断（threadx）。）。 17、 把作业地址空间使用的逻辑地址变为内存的物理地址称为（重定位）。

18、 在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，

缺页中断的次数（可能增加也可能减少）。 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、

二、

即考虑作业的等待时间，也考虑到作业执行时间的调度算法是（响应比高者优先）。 （分页管理）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。 分页式存储管理中，地址转换工作是由（硬件）完成的。

（先进先出页面置换算法（FIFO））页面置换算法会产生belady现象。 采用SPOOLing技术的目的是（提高独享设备的利用率）。 若信号量的S初始值为2，如果当前值为0，则表示（有2个等待进程）。 在分时操作系统中，进程调度经常采用（最高优先权优先）算法。

下述作业调度算法中，（时间片轮转法）调度算法与作业的估计运行时间有关。 简答题

1、 什么是操作系统？操作系统的基本特征以及主要功能是什么？

操作系统(Operating System，简称OS)是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。

操作系统通常是最靠近硬件的一层系统软件，它把硬件裸机改造成为功能完善的一台虚拟机，使得计算机系统的使用和管理更加方便，计算机资源的利用效率更高，上层的应用程序可以获得比硬件提供的功能更多的支持。

操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows2000、Netware等。

2、 资源信号量S的物理意义是什么？（S>0，S<0以及其绝对值的含义）。

信号量S的物理意义：S>=0表示某资源的的可用数，S<0，其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数

S>0时，S表示可使用的资源数；或表示可使用资源的进程数；

S＝0时，表示无资源可供使用；或表示不允许进程再进入临界区；

S<0时，－S表示等待使用资源的进程个数；或表示等待进入临界区的进程个数； 当S>0时，调用P（S）的进程不会等待；调用V（S）后使可用资源数加1或使可用资源的进程数加1；

当S<0时，调用P（S）的进程必须等待；调用V（S）后将释放一个等待使用资源者或释放一个等待进入临界区者。

3、 死锁是什么？产生死锁的原因以及必要条件是什么？怎样解决死锁问题？ 死锁：两个以上的进程都因请求对方已经占有的资源而无限期的等待下去。 死锁产生的原因有资源竞争及进程推进顺序非法，产生死锁的必要条件如下：

(1)互斥条件:进程应互斥使用资源，任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若一个进程请求一个已被占用的资源时，它被置成等待状态，直至占用者释放已占有资源。 (2)占有和等待条件:一个进程请求资源得不到满足时，不释放已占有的资源。

(3)不剥夺条件:任一进程不能从另一进程那里抢夺资源，即已被占用的资源，只能由占用进程自己来释放。

(4)循环等待条件:存在一个循环等待链，其中，每一个进程分别等待它一个进程所持有的资源，造成永远等待。 处理死锁的策略

1.忽略该问题。例如鸵鸟算法，该算法可以应用在极少发生死锁的的情况下。为什么叫鸵鸟算法呢，因为传说中鸵鸟看到危险就把头埋在地底下，可能鸵鸟觉得看不到危险也就没危险了吧。跟掩耳盗铃有点像。

2.检测死锁并且恢复。

3.仔细地对资源进行动态分配，以避免死锁。

4.通过破除死锁四个必要条件之一，来防止死锁产生。

4、 一个磁盘，平均寻道时间为10ms，转速为10000r/m，每个刺刀有320个扇区，每个扇

区512字节，假设读取一个包含2560扇区的文件，估计需要的时间？（提示：分顺序组织和随机组织两种情况）。

假设文件尽可能靠紧的保存在磁盘上,即文件占据8个相邻磁道中的所有扇区 (8个磁道 × 320个扇区 = 2560个扇区),顺序文件结构 读第一个磁道的时间 平均寻道:10ms 旋转延迟: 3ms 读320个扇区:6ms 19ms

若后面可以不需要寻道时间读进其余的磁道,则随后的磁道所用时间 3 + 6 = 9ms/磁道 总时间 = 19 + 7 ×9 = 82ms = 0.082s

现在计算随机访问的情况(不是顺序访问,而是访问随机分布在磁盘上的扇区) 读取相同的数据所需的时间 对每个扇区有

平均寻道:10ms 旋转延迟: 3ms 读1个扇区: 0.01875ms = 1/320 ×6ms 13.01875ms 总时间 = 2560 × 13.01875 = 33328ms = 33. 328s

5、 假设一个系统由5个进程，到达时间和服务时间如表所示，分别按一下方法进行进程调

度，请给出个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。

表1进程到达和需服务时间 进程 A B C D E 到达时间 服务时间 0 3 2 4 6 8 6 4 5 2

分析：进程调度的关键是理解和掌握调度所采用的算法。FCFS算法选择最早进入就绪队列的进程投入执行;SPF算法选择估计运行时间最短的进程投入执行,采用抢占方式时,若新就绪的进程运行时间比正在执行的进程的剩余运行时间短,则新进程将抢占CPU;HRRF算法选择响应比最高的进程投入执行;RR算法中,就绪进程按FIFO方式排队,CPU总是分配给队首的进程,并只能执行一个时间片。

答：各进程的完成时间、周转时间和带权周转时间(如表2所示) 表2进程的完成时间和周转时间

FCFS 进程 完成时间 周转时间 A B C 3 9 D E 平 均 13 18 20 3 7 9 12 12 8.6 带权周转时间 1.00 1.17 2.25 2.40 6.00 2.56 完成时间 3 9 15 20 11 SPF(非抢占) 周转时间 3 7 11 14 3 7.6 带权周转时间 1.00 1.17 2.75 2.80 1.5 1.84 完成时间 3 15 8 20 10 SPF(抢占) 周转时间 3 13 4 14 2 7.2 带权周转时间 1.00 2.16 1.00 2.80 1.00 1.59 HRRF RR(q=1) 完成时间 周转时间 3 9 13 20 15 3 7 9 14 7 8 带权周转时间 1.00 1.17 2.25 2.80 3.5 2.14 完成时间 4 18 17 20 15 周转时间 4 16 13 14 7 10.8 带权周转时间 1.33 2.67 3.25 2.8 3.5 2.71

6、 系统为某进程分配了3个物理页，进程访问页的顺序如下：

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

分别采用OPT、LRU、FIFO置换算法，计算缺页率。

7、 如在一分页存储管理系统中，某作业的页表如图所示，已知页面大小为1024B，试将逻

辑地址1011、2148、3000、5012转化为相应的物理地址。

【分析】 页式存储管理的地址结构是一维的，即逻辑地址（或物理地址）只用一个数值即可表示。若给定逻辑地址A，页面的大小为L，则页号p和页内地址d可按照下式求得： p=int [A/L] d=A mod L

其中，int是取整函数（取数值的整数部分），mod是取余函数（取数值的余数部分）。

下图显示了页式管理系统的地址转换机构。

页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射。以逻辑地址的页号检索页表，得到该页的物理块号；同时将页内地址d直接送入物理地址寄存器的块内地址字段中。这样物理块号和块内地址拼接成了实际访问内存的地址，从而完成了从逻辑地址到物理地址的转换。 所以物理地址的计算公式为：

物理地址＝块的大小（即页的大小L）*块号f＋页内地址d 解 本题中，为了描述方便，设页号为p，页内位移为d，则：

（1）对于逻辑地址1011，p＝int（1011/1024）＝0，d＝1011 mod 1024＝1011。查页表第0页在第2块，所以物理地址为1024*2＋1011＝3059。

（2）对于逻辑地址2148，p＝int（2148/1024）＝2，d＝2148 mod 1024＝100。查页表第2页在第1块，所以物理地址为1024＋100＝1124。

（3）对于逻辑地址4000，p＝int（4000/1024）＝3，d＝4000 mod 1024＝928。查页表第3页在第6块，所以物理地址为1024*6＋928＝7072。

（4）对于逻辑地址5012，p＝int（5012/1024）＝4，d＝5012 mod 1024＝916。因页号超过页表长度，该逻辑地址非法。

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