操作系統(tǒng)測(cè)驗(yàn)答案.doc

一、問答題1請(qǐng)表述分頁存儲(chǔ)管理方式與分段存儲(chǔ)管理方式的主要區(qū)別。P1382.試說明改進(jìn)型Clock置換算法的基本原理。P153既要是未使用過的頁面，又要是未被修改過的頁面。3操作系統(tǒng)的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？1）OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口2）OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者3）OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象 4是什么原因使OS具有異步性特征？由于各用戶程序性能的不同，比如，有的側(cè)重于計(jì)算而較少需要I/O，而有的程序其計(jì)算少而I/O多，這樣，很可能是先進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)后完成，而后進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)先完成?；蛘哒f，進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，此即進(jìn)程的異步性(Asynchronism)。5引入掛起狀態(tài)的原因是什么？它有哪些性質(zhì)？引入掛起狀態(tài)的原因有：(1) 終端用戶的請(qǐng)求。(2) 父進(jìn)程請(qǐng)求。(3) 負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要。 (4) 操作系統(tǒng)的需要。引入掛起狀態(tài)后，它要求增加從掛起狀態(tài)(又稱為靜止?fàn)顟B(tài))到非掛起狀態(tài)(又稱為活動(dòng)狀態(tài))的轉(zhuǎn)換；或者相反。包括：活動(dòng)就緒靜止就緒、活動(dòng)阻塞靜止阻塞、靜止就緒活動(dòng)就緒、靜止阻塞活動(dòng)阻塞。6同步機(jī)制應(yīng)遵循哪些基本規(guī)則？為什么？所有同步機(jī)制都應(yīng)遵循下述四條準(zhǔn)則：(1) 空閑讓進(jìn)。當(dāng)無進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)，表明臨界資源處于空閑狀態(tài)，應(yīng)允許一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程立即進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以有效地利用臨界資源。(2) 忙則等待。當(dāng)已有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，表明臨界資源正在被訪問，因而其它試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待，以保證對(duì)臨界資源的互斥訪問。 (3) 有限等待。對(duì)要求訪問臨界資源的進(jìn)程，應(yīng)保證在有限時(shí)間內(nèi)能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以免陷入“死等”狀態(tài)。(4) 讓權(quán)等待。當(dāng)進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)立即釋放處理機(jī)，以免進(jìn)程陷入“忙等”狀態(tài)。 原因是：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥地進(jìn)入自己的臨界區(qū)，需要在系統(tǒng)中設(shè)置專門的同步機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)各進(jìn)程間的運(yùn)行。7搶占調(diào)度方式的原則是什么？(1) 優(yōu)先權(quán)原則。允許優(yōu)先權(quán)高的新到進(jìn)程搶占當(dāng)前進(jìn)程的處理機(jī)。(2) 短作業(yè)(進(jìn)程)優(yōu)先原則。短作業(yè)(進(jìn)程)可以搶占當(dāng)前較長(zhǎng)作業(yè)(進(jìn)程)的處理機(jī)。(3) 時(shí)間片原則。各進(jìn)程按時(shí)間片輪流運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)時(shí)間片用完后，便停止該進(jìn)程的執(zhí)行而重新進(jìn)行調(diào)度。這種原則適用于分時(shí)系統(tǒng)、大多數(shù)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，以及要求較高的批處理系統(tǒng)。 8什么是靜態(tài)優(yōu)先權(quán)？什么是動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)？靜態(tài)優(yōu)先權(quán)是在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定的，且在進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間保持不變。動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)所賦予的優(yōu)先權(quán)，是可以隨進(jìn)程的推進(jìn)或隨其等待時(shí)間的增加而改變的，以便獲得更好的調(diào)度性能。9何謂死鎖？產(chǎn)生的死鎖原因是什么？產(chǎn)生死鎖的必要條件有哪些？死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局。產(chǎn)生死鎖的原因可歸結(jié)為如下兩點(diǎn)：(1) 競(jìng)爭(zhēng)資源。當(dāng)系統(tǒng)中供多個(gè)進(jìn)程共享的資源如打印機(jī)、公用隊(duì)列等，其數(shù)目不足以滿足諸進(jìn)程的需要時(shí)，會(huì)引起諸進(jìn)程對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生死鎖。(2) 進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。進(jìn)程在運(yùn)行過程中，請(qǐng)求和釋放資源的順序不當(dāng)，也同樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生進(jìn)程死鎖。 產(chǎn)生死鎖的必要條件有四個(gè)：(1) 互斥條件。(2) 請(qǐng)求和保持條件。(3) 不剝奪條件。(4) 環(huán)路等待條件。 10請(qǐng)表述銀行家算法的基本思想。銀行家算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。在避免死鎖方法中允許進(jìn)程動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源，但系銀行家算法統(tǒng)在進(jìn)行資源分配之前，應(yīng)先計(jì)算此次分配資源的安全性，若分配不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，則分配，否則等待。11什么是系統(tǒng)安全狀態(tài)？P108所謂安全狀態(tài)，是指系統(tǒng)能按某種進(jìn)程順序(P1，P2，Pn)(稱P1，P2，Pn序列為安全序列)，來為每個(gè)進(jìn)程Pi分配其所需資源，直至滿足每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求，使每個(gè)進(jìn)程都可順利地完成。如果系統(tǒng)無法找到這樣一個(gè)安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。12請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖。（1）摒棄“請(qǐng)求和保持”條件，系統(tǒng)要求所有進(jìn)程一次性地申請(qǐng)整個(gè)運(yùn)行過程中所需要的全部資源。（2）摒棄“不剝奪”條件，進(jìn)程是在需要資源時(shí)才提出請(qǐng)求，這樣，一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，當(dāng)它在提出新的資源要求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)。（3）摒棄“環(huán)路等待”條件，系統(tǒng)將所有資源按類型進(jìn)行線性排隊(duì)，并賦予不同的序號(hào)。所有的進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按照資源序號(hào)遞增的順序提出，這樣，在所形成的資源分配圖當(dāng)中，不可能再出現(xiàn)環(huán)路，從而摒棄了“環(huán)路等待”的條件。13試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成。P190SPOOLing系統(tǒng)主要有以下三部分：(1) 輸入井和輸出井。這是在磁盤上開辟的兩個(gè)大存儲(chǔ)空間。輸入井是模擬脫機(jī)輸入時(shí)的磁盤設(shè)備，用于暫存I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)；輸出井是模擬脫機(jī)輸出時(shí)的磁盤，用于暫存用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。 (2) 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。為了緩和CPU和磁盤之間速度不匹配的矛盾，在內(nèi)存中要開辟兩個(gè)緩沖區(qū)：輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井。輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送給輸出設(shè)備。(3) 輸入進(jìn)程SPi和輸出進(jìn)程SPo。這里利用兩個(gè)進(jìn)程來模擬脫機(jī)I/O時(shí)的外圍控制機(jī)。其中，進(jìn)程SPi模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)，將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機(jī)通過輸入緩沖區(qū)再送到輸入井，當(dāng)CPU需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，直接從輸入井讀入內(nèi)存；進(jìn)程SPo模擬脫機(jī)輸出時(shí)的外圍控制機(jī)，把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時(shí)，再將輸出井中的數(shù)據(jù)經(jīng)過輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。 14設(shè)備中斷處理程序的主要工作有哪些？進(jìn)行進(jìn)程上下文的切換、對(duì)處理中斷信號(hào)源進(jìn)行測(cè)試、讀取設(shè)備狀態(tài)和修改進(jìn)程狀態(tài)。15程序的裝入有幾種方式？它們分別適用于何種場(chǎng)合？1）絕對(duì)裝入方式(Absolute Loading Mode)編譯程序知道程序?qū)Ⅰv留在內(nèi)存的什么位置，編譯程序?qū)a(chǎn)生絕對(duì)地址的目標(biāo)代碼。程序要運(yùn)行時(shí)先進(jìn)行絕對(duì)裝入。2）可重定位裝入方式(Relocation Loading Mode) 在多道程序環(huán)境下，編譯程序不能預(yù)知所編譯的目標(biāo)模塊應(yīng)放在內(nèi)存的何處時(shí)，所得到的目標(biāo)模塊的起始地址通常是從0開始的，程序中的其它地址也都是相對(duì)于起始地址計(jì)算的。此時(shí)應(yīng)采用可重定位裝入方式，根據(jù)內(nèi)存的當(dāng)前情況，將裝入模塊裝入到內(nèi)存的適當(dāng)位置。 3）動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式(Dynamic Run-time Loading)允許程序運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移動(dòng)位置的場(chǎng)合使用。16所謂進(jìn)程對(duì)換技術(shù)？是指把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程或者暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)出到外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，再把已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)程所需要的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存。對(duì)換是提高內(nèi)存利用率的有效措施。二、計(jì)算題1.試寫出相應(yīng)的程序來描述下面的前趨圖（有向邊上的a-j是相應(yīng)的信號(hào)量）。Var a,b,c,d,e,f,g,h,i,j:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 Begin Parbegin Begin S1; signal(a);signal(b);end; Begin wait(a); S2; signal(c);signal(d);end; Begin wait(b); S3; signal(e);signal(f);end; Begin wait(c); S4; signal(g);end; Begin wait(d); S5; signal(h);end; Begin wait(e); S6; signal(i);end; Begin wait(f); S7; signal(j);end; Begin wait(g); wait(h); wait(i); wait(j); S8;end;ParendEnd2.假定某頁式管理系統(tǒng)中，主存為128KB，分成32塊，塊號(hào)為0,1,2,3,4,.,31，某作業(yè)有5塊，其頁號(hào)為0,1,2,3,4，被分別裝主存的3,8,4,6,9塊中，有一邏輯地址為3,70。試求出相應(yīng)的物理地址（其中方括號(hào)中的第一個(gè)元素為頁號(hào)，第二個(gè)元素為頁內(nèi)地址，按十進(jìn)制計(jì)算），并畫圖說明地址變換過程。24K+70246463在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情況：ProcessAllocationNeedAvailableP0003200120622P110001750P213542356P303320652P400140656試問：1)該狀態(tài)是不是安全？2)若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(0,2,1,0)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？不安全、否答:不安全、否4考慮下面的訪問串：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，3，6假定有4，5，6個(gè)頁塊，應(yīng)用LRU頁面替換算法，計(jì)算各會(huì)出現(xiàn)多少次缺頁中斷？注意：所給定的頁塊初始均為空，因此，首次訪問一頁時(shí)就會(huì)發(fā)生缺頁中斷。10次；8次；7次1234215621237632136111111116622222222233553333446677110次；8次；7次三、填空題（每小題2分，共20分）1操作系統(tǒng)的基本功能包括 處理器 管理、 文件 管理、 存儲(chǔ) 管理、 設(shè)備 管理。除此之外還為用戶使用操作系統(tǒng)提供了用戶接口。2操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件，它以盡量合理、有效的方式組織和管理計(jì)算機(jī)的 資源 ，并控制程序的運(yùn)行，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。3并發(fā)和 共享 是操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征，兩者之間互為存在條件。 4. 進(jìn)程在運(yùn)行過程中有三種基本狀態(tài)，它們是 運(yùn)行態(tài) 、 就緒態(tài) 、 阻塞態(tài) 。 5有m個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，若使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界資源的互斥訪問， 則信號(hào)量值的變化范圍是 -m+1,1 。 6設(shè)有一組作業(yè)，它們的提交時(shí)間及運(yùn)行時(shí)間如下： 作業(yè)號(hào) 提交時(shí)間 運(yùn)行時(shí)間(分鐘) 1 9:00 70 2 9:40 30 3 9:50 10 4 10:10 5 在單道方式下，采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，作業(yè)的執(zhí)行順序是 1、4、3、2 。7進(jìn)程是一個(gè) 動(dòng) 態(tài)概念，而程序是一個(gè) 靜 態(tài)概念。8把 邏輯 地址轉(zhuǎn)換為 物理 地址的工作稱為地址映射。9頁表表目的主要內(nèi)容包括 頁號(hào)、頁在內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào) 。 10. 訪問磁盤時(shí)間由三部分組成，即 尋道時(shí)間 、 旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間 和 傳輸時(shí)間 。 四、選擇題（下列各題，每題2分，共30分）：1. 操作系統(tǒng)是對(duì)_C_進(jìn)行管理的軟件。 A軟件B硬件 C計(jì)算機(jī)資源 D應(yīng)用程序2. 操作系統(tǒng)的功能是進(jìn)行處理機(jī)管理、_B_管理、設(shè)備管理及信息管理。 A進(jìn)程 B存儲(chǔ)器 C硬件 D軟件3操作系統(tǒng)的基本類型主要有_B_。 A批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)及多任務(wù)系統(tǒng) B實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)及分時(shí)操作系統(tǒng) C單用戶系統(tǒng)、多用戶系統(tǒng)及批處理系統(tǒng) D實(shí)時(shí)系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和多用戶系統(tǒng) 4. 如果分時(shí)操作系統(tǒng)的時(shí)間片一定，那么_B_，則響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。 A用戶數(shù)越少 B用戶數(shù)越多 C內(nèi)存越少 D. 內(nèi)存越多 5既考慮作業(yè)等待時(shí)間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的調(diào)度算法是_A_。 A. 響應(yīng)比高者優(yōu)先 B短作業(yè)優(yōu)先 C優(yōu)先級(jí)調(diào)度 D先來先服務(wù) 6對(duì)進(jìn)程的管理和控制使用_B_。 A. 指令 B原語 C. 信號(hào)量 D信箱通信 7下列的進(jìn)程狀態(tài)變化中，_C_變化是不可能發(fā)生的， A運(yùn)行就緒 B運(yùn)行等待 C等待運(yùn)行 D等待就緒 8銀行家算法是一種_B_算法。 A. 死鎖解除 B死鎖避免 C. 死鎖預(yù)防 D死鎖檢測(cè) 9在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，若進(jìn)程在內(nèi)存中占3塊(開始時(shí)為空)，采用先進(jìn)先出頁面淘汰算法，當(dāng)執(zhí)行訪問頁號(hào)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6時(shí)，將產(chǎn)生_D_次缺頁中斷。 A7 B8 C9 D10 10. 系統(tǒng)“抖動(dòng)”現(xiàn)象的發(fā)生是由_A_引起的。 A. 置換算法選擇不當(dāng) B交換的信息量過大 C. 內(nèi)存容量不足 D請(qǐng)求頁式管理方案 11采用段式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，若地址用24位