操作系统第1阶段测试题

江南大学现代远程教育2011年下半年第一阶段测试卷

考试科目:《软件工程》第1章至第3章（总分100分） 时间：90分钟 ______________学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分：

一、名词解释

1、多道程序设计

多道程序设计技术就是在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插运行。

2、分时技术

所谓分时技术，就是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断，等待下一轮继续计算。此时处理机让给另外一个作业使用。这样，每个用户的各次要求都能得到快速响应，给每个用户的印象是：独占一台计算机。

3、操作系统虚拟机

在裸机上配置了操作系统之后就构成了操作系统虚拟机。

4、程序的顺序执行

一个计算由若干个操作组成，而这些操作必须按照某种先后次序来执行，以保证操作的结果是正确的，则这类计算就是程序的顺序执行过程。

5、程序的并发执行

若干个程序段同时在系统中运行，这些程序段的执行在时间上是重叠的，一个程序段的执行尚未结束，另外一个程序段的执行已经开始，即使这种重叠是很小的一部分，也称这几个程序段是并发执行的。

二、存储式计算机的主要特点是什么？

集中顺序过程控制，即控制部件根据程序对整个计算机的活动实行集中过程

控制，并根据程序规定的顺序依次执行每一个操作。

三、为什么在单道程序工作情况下，I/O设备和中央处理机的并行操作是有限度的？

I/O处理与本道程序相关。

四、什么是与时间有关的错误？试举一例说明之。

当程序并发执行时，系统处于一个复杂的动态组合状态，各程序执行的相对速度不定，程序员极不容易看到两个同样的结果，且在众多的结果中应该只有一个是正确的答案，而其他则是错误的。这种现象是程序并发执行时产生的问题，这种错误与并发程序执行的相对速度有关，是与时间有关的错误。或 程序并发执行时若共享了公共变量，其执行结果将与并发程序执行的相对速度有关，即给定相同的初始条件，也可能会得到不同的结果，此为与时间有关的错误。 例子，用卡片输入机尽快地把一个文本复写（誊抄）到行式打印机上去。设置一个缓冲区（假定缓冲区的容量为每次存放一个记录信息）。两个程序过程，一个是负责将读卡机的信息送入缓冲区，另外一个负责从缓冲区取出信息并打印。这两个程序并发执行时可能出现两种情况。一种是打印速度高于输入速度，将导致要打印的内容还没有送入缓冲区，打印的并不是所需要的内容；另一种是输入速度高于打印速度，则打印机还未打印的内容可能被新输入的内容覆盖。这样打印出来的内容，一部分正确，一部分是以后要打印的信息，还有一部分应该打印的信息却丢失了。

五、批处理、分时、实时操作系统的特点各是什么？

批处理的主要特征是批量。用户使用计算机时，必须事先准备好的作业，然后交给机房，由机房的操作员将一批作业送入系统，计算结果也是成批进行输出。作业执行过程中，用户不能直接进行干预。批量操作系统的优点是系统吞吐量大，效率高。缺点是对用户的响应时间较长，用户不能及时了解自己程序的运行情况并加以控制。

分时系统具有下面一些特点。并行性，共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。独占性，分时系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端用户服务，因此客观效果是这些用户彼此之间都感觉不到别人也在使用这台计算机，好像只有自己独占计算机。交互性，用户和计算机之间可以进行“会话”，用户从终端输入命令，提出计算要求，系统收到命令后分析用户的要求并完成之，然后把运算结果通过屏幕或打印机反馈到用户，用户可以根据运算结果提出下一步要求，这样一问一答，直到全部工作完成。

实时操作系统的特点，系统对外部实时信号必须能够及时响应，响应的时间间隔要足以能够控制发出实时信号的那个环境。实时系统要求有高可靠性和安全性，系统的效率则放在第二位。系统的整体性强。实时系统要求所管理的联机设备和资源，必须按照一定的时间关系和逻辑关系协调工作。实时系统没有分时系统那样强的交互会话功能，通常不允许用户通过实时终端设备去编写新的程序或修改已有的程序。实时终端设备通常只是作为执行装置或咨询装置。实时系统大部分是为特殊的实时任务设计的，这类任务对于系统的可靠性和安全性要求很高，所以系统通常是采用双工工作方式。

六、什么是进程同步、进程互斥？这两个概念有什么联系与区别？

所谓进程同步，就是并发进程在一些关键点上可能需要互相等待与互通消息，这种相互制约的等待与互通消息称为进程同步。

在操作系统中，当某一进程正在访问某一存储区时就不允许其它进程来读出或修改该存储区的内容；否则就会出现无法估计的错误。通常将进程之间的这种互相制约关系称为互斥。

并发进程之间存在着大量的相互制约关系。这种制约关系分为两种情况：一种是由于竞争系统资源而引起的间接制约关系；另外一种是由于进程间存在共享数据而引起的直接相互制约关系。进程的直接制约关系必然导致进程之间需按一定的方式进行信息传递，这就是进程通信关系。进程通信关系又可以细分为进程互斥、进程同步和进程的直接通信。进程同步广义的定义是指对于进程操作的时间顺序所加的某种限制。在这些同步规则中有一个较为特殊的规则，多个操作绝不能在同一时刻执行，这种同步规则称为互斥。也就是在进程间的相互制约关系中的直接制约关系－进程协作，其中信息共享表现为进程互斥，并行处理表现为进程同步。

七、中断和俘获有什么不同?

中断和俘获来源不同，处理的次序也不同。

八、操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？

并发，共享，不确定性。

为了充分利用计算机系统的资源，一般采用多个同时性用户分用的策略。以顺序计算为基础的计算机系统要完成并行处理的功能，必将导致顺序计算模型与并行计算模型的矛盾，必须解决资源共享和多任务并发执行的问题。由于程序的并发执行，必然要求对资源的共享，而只有提供资源共享的可能才能使程序真正地并发执行。计算机系统中有许多随机发生的多个事件，事件产生的先后次序又有多种可能，而操作系统必须能够处理任何一种事件序列，以使各个用户的各种计算任务正确地完成。

九、什么是进程？进程与程序的主要区别是什么？

进程是指一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 进程和程序的区别：

1、程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，它是一个静态概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一动态概念。程序可以作为一种软件资料长期保存，而进程则是有一定生命周期的，它能够动态地产生和消亡。

2、进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并行地活动。

3、进程是竞争计算机系统有限资源的基本单位，也是进行处理机调度的基本单位。

十、用户与操作系统的接口是什么？

操作系统的用户界面（接口）是操作系统提供给用户与计算机打交道的外部

机制。用户能够借助于这种机制和系统提供的手段来控制用户所在的系统。操作系统的用户界面分为两个方面：其一是操作界面，用户通过这个操作界面来组织自己的工作流程和控制程序的运行；其二是程序界面，任何一个用户程序在其运行过程中，可以使用操作系统提供的功能调用来请求操作系统的服务。

十一、如图所示，有五个进程合作完成某一任务，试用P、V操作实现同步，要求写出程序描述。

s

Main( )

{

int S2=0; int S3=0; int S4=0; int S5=0; int S’5=0; cobegin p1( ); p2( ); p3( ); p4( ); p5( ); coend } P1( ) { : :

v(s2); v(s3); v(s4); } P2( ) {

p(s2); : : }

p1p4p2p3p5/*表示p1是否运行结束，p2f能否开始运行*/ /*表示p1是否运行结束，p3能否开始运行*/ /*表示p1是否运行结束，p4能否开始运行*/ /*表示p3运行结束*/ /*表示p4运行结束*/

P3( ) {

p(s3); :

v(s5); } P4( ) {

p(s4); :

v(s5); } P5( ) {

p(s5); p(s’5) : }

十二、如图所示，get、copy、put三进程共用两个缓冲区s、t（其大小为每次存放一个记录）。get进程负责不断地把输入记录送入缓冲区s中，copy进程负责从缓冲区s中取出记录复制到缓冲区t中，而put进程负责把记录从缓冲区t中取出打印。试用p、v操作实现这三个进程之间的同步，并写出程序描述。

设置信号灯：

emptys=1 表示缓冲区s空 fulls =0 表示缓冲区s有记录 emptyt =1 表示缓冲区t空 fullt =0 表示缓冲区t有记录

get( ) {

while( ) { 读取记录； p(emptys); 记录送入缓冲区s；

geto3????scopyo3????tput

v(fulls); }

copy( ) {

while( ) { p(fulls); 取缓冲区s中记录； v(emptys); p(emptyt); 记录送入缓冲区t； v(fullt); }

Put( ) {

while( ) { p(fullt); 取缓冲区t中记录； v(emptyt); 打印记录； }

十三、填空

1、采用多道程序设计后，可能（ D ）

A、缩短对用户请求的响应时间 C、缩短了每道程序执行时间

B、降低了系统资源的利用率 D、延长了每道程序执行时间

2、并发进程中与共享变量有关的程序段称为___临界段（区）____。

3、为避免用户程序中使用特权指令，计算机硬件结构区分两种操作模式，即__管态__和___用户态____。

4、一次仅允许一个进程使用的共享资源称为_临界资源_。每个进程中访问临界资源的那段程序称为_临界区_。

v(fulls); }

copy( ) {

while( ) { p(fulls); 取缓冲区s中记录； v(emptys); p(emptyt); 记录送入缓冲区t； v(fullt); }

Put( ) {

while( ) { p(fullt); 取缓冲区t中记录； v(emptyt); 打印记录； }

十三、填空

1、采用多道程序设计后，可能（ D ）

A、缩短对用户请求的响应时间 C、缩短了每道程序执行时间

B、降低了系统资源的利用率 D、延长了每道程序执行时间

2、并发进程中与共享变量有关的程序段称为___临界段（区）____。

3、为避免用户程序中使用特权指令，计算机硬件结构区分两种操作模式，即__管态__和___用户态____。

4、一次仅允许一个进程使用的共享资源称为_临界资源_。每个进程中访问临界资源的那段程序称为_临界区_。

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