操作系統(tǒng)習題與解答

1、 、從下面關(guān)于順序文件和鏈接文件的論述中，先出一條正確的。CA、順序文件適合于建立在順序存儲設(shè)備上，而不適合于建立在磁盤上。B、顯式鏈接文件將分配給文件的下一個物理盤塊的地址登記在該文件的前一個物理盤塊中。C、順序文件必須采用連續(xù)分配方式，而鏈接文件和索引文件則可采用離散分配方式。D、在職MSDOS中采用的是隱式鏈接文件結(jié)構(gòu)。20、在文件系統(tǒng)中是利用目錄來管理文件的，為了允許不同用戶的文件使用相同的文件名，通常文件系統(tǒng)采用（B）。A、索引表B、多級目錄C、重名翻譯D、文件名映射表、填空題1、每個索引文件都至少有一張索引表，其中的每一個表項應(yīng)包括能標識該記錄的（關(guān)鍵字）和該記錄的（位置）。2、根

2、據(jù)在輔存上的不同存儲方式，文件可以有順序、（鏈接）、和索引三種不同的物理結(jié)構(gòu)。3、文件存儲空間的管理有空閑表法、空閑鏈表法（位示圖）法和（成組鏈接）法。4、一個文件的文件名在（創(chuàng)建）時給出的。5、所謂文件系統(tǒng)，由與文件管理有關(guān)的（軟件）、被管理的文件以及管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三部分組成。6、（塊）是輔助存儲器與內(nèi)存之間進行信息傳輸?shù)膯挝弧?、在用位示圖管理磁盤存儲空間時，位示圖的尺寸由磁盤的（盤塊個數(shù)）決定。8、采用空閑區(qū)表法管理磁盤存儲空間，類似于存儲管理中采用（可變分）方法管理內(nèi)存儲器。9、操作系統(tǒng)是通過（FCB）感知一個文件的存在的。10、按用戶對文件的存取權(quán)限將用戶分成若干組，規(guī)定每一

3、組用戶對文件的訪問權(quán)限。這樣，所有用戶組存取權(quán)限的集合稱為該文件的（存取控制表）。11、如果把文件視為有序的字符集合，有其內(nèi)部不再對信息進行組織劃分，那么這種文件的邏輯結(jié)構(gòu)被稱為（流式文件）。12、如果把文件劃分成一個個記錄，存取時以記錄為單位進行，那么這種文件的邏輯結(jié)構(gòu)被稱為（記錄式文件）。三、概念1、文件：文件是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)元素的集合，可分為有結(jié)構(gòu)文件和無結(jié)構(gòu)文件兩種。2、文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)稱為文件系統(tǒng)，它由對象及其屬性，對對象進行操縱和管理的軟件集合，及提供給用戶的接口三個層次組成。3、文件的邏輯結(jié)構(gòu)：從用戶角度出發(fā)所看到的文件組織

4、形式稱為文件的邏輯結(jié)構(gòu)，可分為兩種形式，一種是有結(jié)構(gòu)的記錄式文件，另一種是無結(jié)構(gòu)的流式文件。文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲設(shè)備特性無關(guān)。4、文件的物理結(jié)構(gòu)：從實現(xiàn)觀點出發(fā)，文件在外存上的存放組織形式稱為文件的物理結(jié)構(gòu)，文件的物理結(jié)構(gòu)與存儲設(shè)備的特性有很大關(guān)系。5、文件控制塊：文件控制塊是保存文件說明信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通常包括文件名、文件類型、文件結(jié)構(gòu)、文件的存儲位置、文件長度、訪問權(quán)限等信息。6、索引結(jié)點：使文件描述信息單獨形成的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為索引結(jié)點。在文件目錄中的每個目錄項，僅由文件名和指向該文件所對應(yīng)的結(jié)點的指針所構(gòu)成。7、絕對路徑：在樹型目錄結(jié)構(gòu)中，從根目錄到任何數(shù)據(jù)文件之間，只有一條唯一的通路

5、，在該路徑上從根開始，把全部目錄文件名與數(shù)據(jù)文件名，依次用“/”連接起來，即形成該文件的路徑名，這個路徑名稱為文件的絕對路徑，絕對路徑對任何文件都是唯一的。8、相對路徑：把從當前目錄開始，再逐級通過中間的目錄文件，最后到達所要訪問的數(shù)據(jù)文件所經(jīng)過的全部目錄文件名用“/”連接而形成的路徑名稱為相對路徑。四、問答1、什么是索引文件？為什么要引入多級索引？索引文件得文件系統(tǒng)為每個文件另外建立一張指示邏輯記錄和物理塊之間的對應(yīng)關(guān)系表，此表稱為索引表，文件本身和索引表組成的文件稱為索引文件。對于一個非常大的文件，為找到一個記錄而查找的記錄數(shù)目非常多，為了進一步提高檢索效率，可以為順序索引文件建立多級索引

6、，即為索引文件再建立一張索引表，形成兩級索引，再為兩級索引文件建立索引，形成三級索引，依次類推，形成多級索引。2、對目錄管理的主要要求是什么？A、實現(xiàn)按名存取。即用戶只需向系統(tǒng)提供所要訪問文件的名字，便能快速準確地找到指定文件在外存上的存儲位置。B、提高對目錄的檢索速度。通過合理地組織目錄結(jié)構(gòu)的方法，可加快對目錄的檢索速度，從而提高對文件的存取速度。C、文件共享。在多用戶系統(tǒng)中，應(yīng)允許多個用戶共享一個文件，這樣就須在外存中保留一份該文件的副本，供不同用戶使用，以節(jié)省大量的存儲空間，并方便用戶和提高文件利用率。D、允許文件重名。系統(tǒng)應(yīng)允許不同用戶對不同文件采用相同的名字，以便于用戶按照自己的習慣

7、給文件命名和使用文件。五、綜合1、在MSDOS中有兩個文件A和B，A占用11、12、16和14四個盤塊;B占用13、18和20三個盤塊。試畫出在文件A和B中各盤塊間的鏈接情況及FAT的情況。解：FAT11FAT1213141516171819202、假定盤塊的大小為1KB,對于540MB的硬盤FAT需占用多少存儲空間？當硬盤容量為1.2GB時，F(xiàn)AT需占用多少存儲空間？解：如果盤塊大小為1KB，540MB的硬盤有540MB/1KB=540K個盤塊，表示540K個盤塊至少需要20位的二進制，即需要2.5個字節(jié)，540K個盤塊則需540K*2.5B=1350K個字節(jié)的空間。如果硬盤的大小為1.2G

8、B，共有1.2M個盤塊，表示1.2M個盤塊至少需要22位的二進制，因此一個FAT項要用3個字節(jié)，1.2GB硬盤的FAT需占用1.2M*3=3.6MB的空間。3、假如盤塊大小為4KB,每個盤塊號占4個字節(jié)，在兩級索引分配時，允許的最大文件是多少？解：由題目給定，盤塊大小為4K,每個盤塊號占4個字節(jié)，則1個塊中可有1K個塊號，1K個塊最大容量為1K*4KB=4MB；即在一級索引中可以允許的最大文件大小為4MB。在二級索引中，最多可包含的存放文件的盤塊的盤塊號總數(shù)為1K*1K=1M個，每個盤塊大小為4KB,則兩級索引允許的最大文件是1M*4KB=4GB。5、有如下請示磁盤服務(wù)的隊列，要訪問的磁道分別

9、是98、183、37、122、14、124、65、67?，F(xiàn)在磁頭在53道上，若按最短尋道時間優(yōu)先法，磁頭的移動道數(shù)是多少？解：最短尋道時間優(yōu)先法總是讓查找時間最短的那個請求先執(zhí)行，而不考慮請示訪問者到來的先后時間。即靠近當前移動臂位置的請示訪問者將優(yōu)先執(zhí)行，當前磁頭在53道上，則總的移動順序為：536567981221241833714。移動道數(shù)為：12+2+30+23+84+24+2+59=236。6、若磁頭的當前位置為100磁道，磁頭正向磁道號增加方向移動，現(xiàn)有一磁盤讀寫請求隊列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40。若采用我來先服務(wù)、最短尋道時間

10、優(yōu)先和掃描算法，試計算出平均尋道長度各為多少？解：采用先來先服務(wù)方法：磁道移動數(shù)目為：77+353+171+73+113+42+129+208+369+25+14+22=1596，平均尋道長度為1596/12=133。采用最短尋道時間優(yōu)先磁盤調(diào)度算法，進行調(diào)度的情況為：32+58+15+144+21+11+6+4+1+14+372+22=700，平均尋道長度為700/12=58.3。采用掃描算法，進行調(diào)度時，從100道開始，磁頭向磁道號增加的方向移動，磁道移動總數(shù)為：32+58+15+171+22+337+21+11+6+4+1+14=692，平均尋道長度為：692/12=57.7。第六章進程

11、間的制約關(guān)系一、選擇題1在為多道程序所提供的可共享的系統(tǒng)資源不足時，可能出現(xiàn)死鎖。但是不適當?shù)?A)也可能產(chǎn)生死鎖。A.進程優(yōu)先權(quán)B.資源的線性分配進程推進順序D.分配隊列優(yōu)先權(quán)采用資源剝奪法可解除死鎖，還可以采用(B)方法解除死鎖。A.執(zhí)行并行操作B.撤消進程C.拒絕分配新資源D.修改信號量產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是：互斥、（B）、循環(huán)等待和不剝奪。A請求與阻塞B請求與保持C請求與釋放D釋放與阻塞發(fā)生死鎖的必要條件有四個，要防止死鎖的發(fā)生，可以破壞這四個必要條件，但破壞（A）條件是不太實際的。A.互斥B.不可搶占C.部分分配D.循環(huán)等待資源的按序分配策略可以破壞（D）條件。A.互斥使用資源B.

12、占有且等待資源C.非搶奪資源D.循環(huán)等待資源在（C）的情況下，系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖。A.計算機系統(tǒng)發(fā)生了重大故障B.有多個封鎖的進程同時存在若干進程因競爭資源而無休止地相互等待他方釋放已占有的資源資源數(shù)大大小于進程數(shù)或進程同時申請的資源數(shù)大大超過資源總數(shù)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.死鎖檢測當進程數(shù)大于資源數(shù)時，進程競爭資源（B）會產(chǎn)生死鎖。A.一定B.不一定在非剝奪調(diào)度方式下，運行進程執(zhí)行V原語后，其狀態(tài)（A）。A.不變B.要變C.可能要變D.可能不變11兩個進程爭奪同一個資源（B）。A.一定死鎖B.不一定死鎖C.不死鎖D.以上說法都不對可以被多個進程在任一時刻

13、共享的代碼必須是（A）。A.不能自身修改的代碼B.順序代碼C.無轉(zhuǎn)移指令的代碼D.匯編語言編制的代碼當對信號量進行V原語操作之后（C）。A.當S0,進程繼續(xù)執(zhí)行B.當S0,要喚醒一個就緒進程C.當S=0，要喚醒一個等待進程D.當S=0，要喚醒一個就緒進程正在運行的進程在信號量S上操作P操作之后，當S2)個進程，則系統(tǒng)中最不可能的是有(B)個進程處于死鎖狀態(tài)。A.0B.1C.2D.M(2M=N)19任何兩個并發(fā)進程之間(D)。A.定存在互斥關(guān)系B.定存在同步關(guān)系C.一定彼此獨立無關(guān)D.可能存在同步或互斥關(guān)系20P、V操作是(A)。A.兩條低級進程通信原語B.兩條高級進程通信原語C.兩條系統(tǒng)調(diào)用命

14、令D.兩條特權(quán)指令進程的并發(fā)是指若干個進程(A)。A.共享系統(tǒng)資源B.在執(zhí)行的時間上是重疊的C.順序執(zhí)行D.相互制約下列解決死鎖的方法中，屬于死鎖預(yù)防策略的是(B)。A.銀行家算法B.資源有序分配C.資源分配圖化簡法D.撤消進程法使用mail命令的進程通信屬于(D)通信。A.共享存儲器B.實時通信C.消息緩沖通信D.非實時通信從下面對臨界區(qū)的敘述中選出一條正確的(D)。臨界區(qū)是指進程中用于實現(xiàn)進程互斥的那段代碼。臨界區(qū)是指進程中用于實現(xiàn)進程同步的那段代碼。臨界區(qū)是指進程中用于實現(xiàn)進程通信的那段代碼。臨界區(qū)是指進程中訪問臨界資源的那段代碼。27.若兩個并發(fā)進程相關(guān)臨界區(qū)的互斥信號量mutex現(xiàn)在

15、的取值為0則正確的描述就該是（B）。A.沒有進程進入臨界區(qū)B.有一個進程進入臨界區(qū)C.有一個進程進入臨界區(qū)，另一個在等待D.不定28信箱通信是進程間的一種（B）通信方式。A.直接B.間接C.低級D.信號量二、填空題1每個進程中訪問（臨界資源）的程序段稱為臨界區(qū)，兩個進程同時進入相關(guān)的臨界區(qū)會造成錯誤。2在操作系統(tǒng)中進程間的通信可以分為（直接）通信與（間接）通信兩種。3產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是（互斥）、（請求和保持）、（不剝奪）和循環(huán)等待條件。4在銀行家法中，當一個進程提出資源請求將會導致系統(tǒng)從（安全）狀態(tài)進入（不安全）狀態(tài)時，就暫時拒絕這一請求。5信號量的物理意義是當信號量大于零時表示（可用的

16、臨界資源的個數(shù)）。當信號量小于零時，其絕對值為（因為得不到該臨界資源而阻塞的進程個數(shù)）。6.進程是一個（動）態(tài)概念，而程序是一個（靜）態(tài)概念。7對待死鎖，一般應(yīng)考慮死鎖的預(yù)防、避免、檢測和解除四個問題。典型的銀行家算法是屬于（死鎖避免），破壞環(huán)路等待條件是屬于（預(yù)防死鎖），而剝奪資源是（死鎖解除）的基本方法。三、名詞解釋臨界區(qū)：每個進程中訪問臨界資源的那段代碼。臨界資源：在一段時間內(nèi)只允許一個進程訪問的資源。進程同步：相互合作的進程中，某一進程要等待另一進程提供信息才能夠繼續(xù)執(zhí)行，把這樣的進程間的制約關(guān)系稱為進程同步。進程互斥：一組并發(fā)進程中的一個或多個程序段，因共享某一公有資源而導致它們必須

17、以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行，也就是說，不允許兩個以上的共享該資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)。進程通信：指進程之間的信息交換。管道：是指用于連接一個讀進程和一個寫進程以實現(xiàn)他們之間通信的一個共享文件，又名pipe文件。死鎖：是指多個進程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進程都將永遠不能再向前推進。死鎖定理：當且僅當某狀態(tài)的資源分配圖是不可完全簡化的。四、簡答題同步機構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準則？為什么？答：（1）空閑讓進：當無進程處于臨界區(qū)時，應(yīng)允許一個請求進入臨界區(qū)的進程立即進入，以有效地利用臨界資源。（2）忙則等待：當已有進程進入臨界區(qū)時，其他試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待，以保證對臨界

18、資源的互斥訪問。（3）有限等待：對要求訪問臨界資源的進程，應(yīng)保證在有限時間內(nèi)使其進入自己的臨界區(qū)，以免陷入“死等”狀態(tài)。（4）讓權(quán)等待：當進程不能進入自己的臨界區(qū)時，應(yīng)立即釋放處理機，以免進程陷入“忙等”。產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？答：產(chǎn)生死鎖的原因包括競爭資源和進程間推進順序非法。產(chǎn)生死鎖的必要條件是互斥條件、請求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。不安全狀態(tài)是否必然導致系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)？答：不安全狀態(tài)不一定導致系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)。因為，安全性檢查中使用的向量Max是進程執(zhí)行前提供的，而在實際運行過程中，一進程需要的最大資源量可能小于Max,如一進程對應(yīng)的程序中有一段進行錯誤處理的代碼

19、，其中需要n個A種資源，若該進程在運行過程中沒有碰到相應(yīng)錯誤而不需調(diào)用該段錯誤處理代碼，則它實際上將完全不會請求這n個A種資源。有相同類型的5個資源被4個進程所共享，且每個進程最多需要2個這樣的資源就可以運行完畢。試問該系統(tǒng)是否會由于對這種資源的競爭而產(chǎn)生死鎖。答：該系統(tǒng)不會由于對這種資源的競爭而產(chǎn)生死鎖。因為在最壞情況下，每個進程都需要2個這樣的資源，且每個進程都已申請到了1個資源，那么系統(tǒng)中還剩下1個可用資源。無論系統(tǒng)為了滿足哪個進程的資源申請而將資源分配給該進程，都會因為該進程已獲得了它所需要的全部資源而確保它運行完畢，從而可將它占有的2個資源歸還給系統(tǒng)，這就保證了其余三個進程能順利運行

20、。由于可知，該系統(tǒng)不會由于對這種資源的競爭而產(chǎn)生死鎖。五、綜合題試從物理概念上說明記錄型信號量P和V。答：P意味著進程請求一個單位的資源，即對S.value進行減1操作(S.value的初值表示系統(tǒng)中某類資源的數(shù)目)，當S.valueO時，表示資源已分配完畢，此時該進程進行自我阻塞，放棄CPU,插入到信號量鏈表S.L中；否則表示請求成功，進程可繼續(xù)執(zhí)行。V表示執(zhí)行的進程釋放一個單位的資源，即對S.value進行加1操作，當S.valueWO時，表示在該信號量表中仍有等待該資源的進行被阻塞，此時應(yīng)調(diào)用喚醒原語，將S.L鏈表中的第一個等待進程喚醒；否則不進行其他操作。在生產(chǎn)者消費者問題中，如果缺少

21、了V(full)或V(empty),對執(zhí)行結(jié)果有何影響？答：如果缺少了V(full)，則full信號量的值總是0,消費者執(zhí)行P(full)時就會阻塞，而且永不會被喚醒，而生產(chǎn)者生產(chǎn)消息裝滿緩沖池后也會阻塞，此后緩沖池一直是滿狀態(tài)。如果缺少了V(empty),生產(chǎn)者生產(chǎn)了n個消息后就會阻塞，此后empty信號量的值一直為0,而消費者消費完后也會一直阻塞，緩沖池以后一直是空的。在測量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)時，把所采集的數(shù)據(jù)送往一單緩沖區(qū)；計算任務(wù)從該單緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進行計算。試寫出利用信號量機制實現(xiàn)兩任務(wù)共享單緩沖區(qū)的同步算法。答：varempty,full:semaphore:=1,0var

22、buffer:bbeginparbegingather:beginrepeatgatheraniteminx;P(empty);b:=x;V(full);untilfalse;endcompute:beginrepeatP(full);y:=b;V(empty);computetheiteminy;untilfalse;endparendend桌上有一空盤，允許存放一只水果。爸爸可向盤中放蘋果或桔子，兒子專等吃桔子，女兒專等吃蘋果。規(guī)定當盤空時一次只能放一只水果供吃者取用，請用P、V操作實現(xiàn)爸爸、兒子、女兒三個并發(fā)進程的同步。答：vars,sa,s0:semaphore:=1,0,0begin

23、parbeginfather:beginrepeatP(s);將水果放入盤中；if(放的是桔子)thenV(sO);elseV(sa);untilfalseendson:beginrepeatP(s0);從盤中取桔子；V(s);吃桔子；untilfalseenddaughter:beginrepeatP(sa);從盤中取蘋果V(s);吃蘋果；untilfalseendparendend8.完成下表：分別按三種調(diào)度算法填寫出下列作業(yè)的完成時間、周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間和執(zhí)行序列。進程名ABCDE執(zhí)行序列到達時間01345服務(wù)時間21532FCFS完成時間2381113ABCDE周轉(zhuǎn)時間22578帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間1217/34SJF完成時間2381310ABCED周轉(zhuǎn)時間22595帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間12135/