2016年秋操作系統(tǒng)半期考試及參考答案

第第頁(yè)/共10頁(yè)D|P孫西南交通大學(xué)2016-2017學(xué)年第⑴學(xué)期半期考試課程代碼課程名稱操作系統(tǒng)考試時(shí)間100分鐘題號(hào)■MB四五六總成績(jī)得分閱卷人簽字:2100503!注意：請(qǐng)將各題答案寫(xiě)在答題卷上。］、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共20分）*.（）是多道程序系統(tǒng)的硬件支持。A.RISC技術(shù)B.通道和中斷技術(shù)C.集成電路D.高速內(nèi)存.操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)提高了CPU和外部設(shè)備的（）A.利用率B,可靠性C.穩(wěn)定性D.兼容性3Iran????an??配置了操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)是一臺(tái)比原來(lái)的物理計(jì)算機(jī)功能更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，這樣的一臺(tái)計(jì)算機(jī)只是一臺(tái)邏輯上的計(jì)算機(jī)，稱為（）計(jì)算機(jī)。A.并行B.真實(shí)C.虛擬D.共享有m個(gè)進(jìn)程共享同一個(gè)臨界資源，若使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)一臨界資源的互斥訪問(wèn)，則信號(hào)量的變化范圍是（）oA<1?一（mT）B.1m-1D.l~ms.一個(gè)進(jìn)程被喚醒意味著（）。A.進(jìn)程重新占有了CPUC..PCB移到等待隊(duì)列對(duì)首b對(duì)進(jìn)程的管理和控制常使用（■!A.信號(hào)量B.信箱B.優(yōu)先數(shù)變?yōu)樽畲笾礑.進(jìn)程變?yōu)榫途w狀態(tài)）oC.原語(yǔ)D..指令某系統(tǒng)中有3個(gè)并發(fā)進(jìn)程,都需要同類資源4個(gè),試問(wèn)該系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖的最少資源數(shù)是（）oA.9B.A.9B.10C.11D.12當(dāng)一進(jìn)程因在記錄型信號(hào)量S上執(zhí)行V（S）操作而導(dǎo)致喚醒另一個(gè)進(jìn)程后，S的值為()o>0<0>=0D.>0<0>=0D.<=0.通道是一種（）oA.傳輸信息的電子線路B.通用處理器C.保存I/O信息的部件D.專用處理器.CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打印機(jī)的打印速度，為了解決這一矛盾，可采用（）A.并行技術(shù)B.通道技術(shù)C.緩沖技術(shù)D.虛存技術(shù).如果進(jìn)程PA對(duì)信號(hào)量S執(zhí)行P操作，則信號(hào)量S的值應(yīng)（）A?加1B.減1C.等于0D.小于0.避免死鎖的一個(gè)著名的算法是（）.A.先進(jìn)先出算法B.銀行家算法C.優(yōu)先級(jí)算法D.資源按序分配法.操作系統(tǒng)是一種提供了處理機(jī)管理、（）、設(shè)備管理和信息管理的軟件。A.用戶B.軟件C.數(shù)據(jù)D.存儲(chǔ)器.允許在一臺(tái)主機(jī)上連接多個(gè)終端，各個(gè)用戶可以通過(guò)自己的終端交互使用計(jì)算機(jī)，這樣的操作系統(tǒng)是（）;這樣的操作系統(tǒng)常采用（）策略為用戶服務(wù)。A.分布式操作系統(tǒng)；短作業(yè)優(yōu)先B.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；先來(lái)先服務(wù)C.分時(shí)操作系統(tǒng)；時(shí)間片輪轉(zhuǎn)D.批處理操作系統(tǒng)；優(yōu)先級(jí).在下面給出的幾個(gè)操作系統(tǒng)中，交互性最強(qiáng)的是（）,交互性最弱的是（）。A.分時(shí)系統(tǒng)；批處理系統(tǒng)B.實(shí)時(shí)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)C.分時(shí)系統(tǒng)；實(shí)時(shí)系統(tǒng)D.實(shí)時(shí)系統(tǒng)；批處理系統(tǒng).在網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)服務(wù)器上安裝的操作系統(tǒng)，它應(yīng)該是（）。A.單用戶、單任務(wù)操作系統(tǒng)B.單用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)C.多用戶、單任務(wù)操作系統(tǒng)D.多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng).在單處理機(jī)系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)中有n個(gè)進(jìn)程并發(fā)，則處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程至多有（）個(gè)。A.nB.n-1C.1D.不一定.以下的（）機(jī)制是操作系統(tǒng)用來(lái)解決進(jìn)程的同步與互斥問(wèn)題的。A.管道B.管程C.通道D.DMA.設(shè)有3個(gè)作業(yè)，它們同時(shí)到達(dá)，運(yùn)行時(shí)間分別為T(mén)l、T2和T3,且T1<T2<T3。若它們?cè)趩翁幚頇C(jī)系統(tǒng)中按單道運(yùn)行，采用短作業(yè)優(yōu)先算法，則平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為（）。A.T1+T2+T3B.（T1+T2+T3）/3C.T1+T2/3+2T3/3D.T3/3+2T2/3+T1.要求進(jìn)程一次性申請(qǐng)所需的全部資源，是破壞了死鎖必要條件中的（）。A.互斥使用資源B.請(qǐng)求與保持C.不可剝奪D.循環(huán)等待二、判斷題（正確的劃“,錯(cuò)誤的劃“X”,每小題1分，共10分）.分時(shí)系統(tǒng)的用戶具有獨(dú)占性，因此一個(gè)用戶可用獨(dú)占計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源。（）TOC\o"1-5"\h\z.系統(tǒng)中至少有兩個(gè)以上的進(jìn)程存在才可能發(fā)生死鎖。（）.操作系統(tǒng)的所有程序是常駐內(nèi)存的。（）.參與死鎖的所有進(jìn)程都占有資源。（）.多個(gè)線程可以對(duì)應(yīng)同一段程序。（）.進(jìn)程A、B共享變量x,需要互斥執(zhí)行，進(jìn)程B、C共享變量y,B、C也需要互斥執(zhí)行,因此進(jìn)程A、C必須互斥執(zhí)行。（）.CPU對(duì)通道的請(qǐng)求形式是通道命令，而通道對(duì)CPU的請(qǐng)求形式是中斷。（）.并發(fā)的程序道數(shù)越多，系統(tǒng)的效率就會(huì)越高。所以應(yīng)盡量增加系統(tǒng)的并發(fā)度。（）.在多CPU的計(jì)算機(jī)里，才可能實(shí)現(xiàn)多道程序并發(fā)，單CPU的計(jì)算機(jī)做不到。（）.P>V操作（或wait、signal）在執(zhí)行時(shí)都不能被中斷。（）三、填空題（每空1分，共20分）.系統(tǒng)感知作業(yè)存在的唯一標(biāo)識(shí)為（1）；系統(tǒng)感知進(jìn)程存在的唯一標(biāo)識(shí)為（2）；系統(tǒng)感知線程存在的唯一標(biāo)識(shí)為.（4）是指由若干條指令組成的一段程序,它是一種特殊的系統(tǒng)調(diào)用，在執(zhí)行的過(guò)程中不能被中斷。.沒(méi)有引入線程的操作系統(tǒng)中，（5）既是資源分配的單位,也是處理機(jī)指派的基本單位;在引入了線程的操作系統(tǒng)中，資源分配的基本單位是（6）,處理機(jī)指派（調(diào)度）的基本單位變?yōu)椋?）..從結(jié)構(gòu)上講，所有進(jìn)程均由程序段、⑻和⑼3部分組成。.一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源叫（10）,一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)這種資源的那段代碼叫（11）O.信號(hào)量大于。表示（12）；小于0,其絕對(duì)值為（13）。.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般分為兩種運(yùn)行狀態(tài)，即（14）和（15）°.有三種基本的操作系統(tǒng)類型，它們是批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。其中（16）的實(shí)時(shí)性和可靠性要求最高,（17）的交互性最強(qiáng),（18）的交互性最弱。.操作系統(tǒng)的四大基本特征是共享性、并發(fā)性、（19）和（20）。四、簡(jiǎn)答題（20）.試比較進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不同點(diǎn)。（5分）

.試說(shuō)明資源的靜態(tài)分配策略能防止死鎖的原因。（4分）.什么是線程？線程和進(jìn)程有哪些區(qū)別和聯(lián)系？（5分）.在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，可能要經(jīng)歷哪幾種狀態(tài)，其中進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是什么？這三種基本狀態(tài)在什么情況下會(huì)發(fā)生什么樣的變遷？請(qǐng)畫(huà)出三狀態(tài)模型圖。（6分）五、綜合題（30分）.設(shè)有一個(gè)最多可有兩道作業(yè)同時(shí)裝入內(nèi)存執(zhí)行的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法，進(jìn)程調(diào)度采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（假設(shè)時(shí)間片為100ms）,今有如下純計(jì)算型作業(yè)序列：（10分）作業(yè)名到達(dá)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間J110:1020分鐘J210:2030分鐘J310:3025分鐘J410:5020分鐘⑴列出所有作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間及各作業(yè)的結(jié)束時(shí)間。作業(yè)名調(diào)入時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J1J2J3J4（2）計(jì)算平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。.桌上有一個(gè)空盤(pán)，只允許存放一個(gè)水果，爸爸只向盤(pán)中放蘋(píng)果，媽媽只向盤(pán)中放橘子，兒子專吃盤(pán)中的橘子，女兒專吃盤(pán)中的蘋(píng)果，規(guī)定當(dāng)盤(pán)子空時(shí)一次只能放一個(gè)水果供吃者取用，請(qǐng)問(wèn)哪幾個(gè)進(jìn)程之間存在同步關(guān)系，并用P、V原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)，各個(gè)進(jìn)程之間的關(guān)系。（10分）3.4.現(xiàn)有四個(gè)進(jìn)程PO,P1,P2,P3,三類資源A,B,G各有7、5、5個(gè)。資源分配矩陣如下:P00P1P00P12P23P32BC10000322C

C

02

00ABTOC\o"1-5"\h\zP000P120P200P310可用資源向量為：ABC020.請(qǐng)問(wèn)：目前是否存在死鎖？如果不存在死鎖，請(qǐng)給出一個(gè)能夠讓所有進(jìn)程執(zhí)行完的安全序列（4，）.假設(shè)此時(shí)又來(lái)一個(gè)進(jìn)程P4,申請(qǐng)資源（2,2,0）,請(qǐng)問(wèn)如果把2個(gè)資源B的實(shí)例分配給P4,假設(shè)除已經(jīng)獲得和正在請(qǐng)求的資源外，所有進(jìn)程不再請(qǐng)求其它資源，是否處于安全狀態(tài)（為什么）？（&）答題卷二、判斷題（正確的劃“,每小題1分，共io分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共二、判斷題（正確的劃“,每小題1分，共io分）1?52-1011-1516-20配，■一1?52-1012=1三、填空題（每空1分，共20分）1234567891011121314151617181920四、簡(jiǎn)答題（20）參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共20分）1?5BACAD2?10CBDDC11-15BBDCA16-20DCBDB二、判斷題（正確的劃“，錯(cuò)誤的劃“X”，每小題1分，共10分）1?5xvxxv2-10XVXXV三、填空題（每空1分，共20分）1JCB2PCB3TCB4原語(yǔ)5進(jìn)程6進(jìn)程7線程8數(shù)據(jù)段9PCB10臨界資源11臨界區(qū)代碼12可用資源數(shù)13阻塞隊(duì)列中的進(jìn)程數(shù)14用戶態(tài)15核心態(tài)16實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)17分時(shí)操作系統(tǒng)18批處理操作系統(tǒng)19虛擬性20異步性四、簡(jiǎn)答題（20）5.試比較進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不同點(diǎn)。（5分）答：作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度之間的差別主要是：作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它所選擇的作業(yè)只是具有獲得處理機(jī)的資格，但尚未占有處理機(jī)，不能立即在其上實(shí)際運(yùn)行。而進(jìn)程調(diào)度是微觀調(diào)度，動(dòng)態(tài)地把處理機(jī)實(shí)際地分配給所選擇的進(jìn)程，使之真正活動(dòng)起來(lái)。另外，進(jìn)程調(diào)度相當(dāng)頻繁，而作業(yè)調(diào)度執(zhí)行的次數(shù)一般很少。6.試說(shuō)明資源的靜態(tài)分配策略能防止死鎖的原因。（4分）答：資源靜態(tài)分配策略要求每個(gè)進(jìn)程在開(kāi)始執(zhí)行前申請(qǐng)所需的全部資源，僅在系統(tǒng)為之分配了所需的全部資源后，該進(jìn)程才開(kāi)始執(zhí)行。這樣，進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中不再申請(qǐng)資源，從而破壞了死鎖的四個(gè)必要條件之一”請(qǐng)求和保持條件”，從而防止死鎖的發(fā)生。.什么是線程？線程和進(jìn)程有哪些區(qū)別和聯(lián)系？（5分）答：線程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、可調(diào)度的執(zhí)行單元。從下面四個(gè)方面比較線程和進(jìn)程的區(qū)別和聯(lián)系：a調(diào)度性。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程，在引入線程的OS中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基本單位；b,并發(fā)性。在引入線程的OS中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間，亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使OS具有更好的并發(fā)性；c,擁有資源。無(wú)論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線程的操作系統(tǒng)，進(jìn)程始終是擁有資源的一個(gè)基本單位,而線程除了擁有一點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)必不可少的資源外，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但它可以訪問(wèn)其隸屬進(jìn)程的資源：d開(kāi)銷(xiāo)。由于創(chuàng)建或撤銷(xiāo)進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)都要為之分配和回收資源，如內(nèi)存空間等，進(jìn)程切換時(shí)所要保存和設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)信息也要明顯地多于線程，因此，操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)所付出的開(kāi)銷(xiāo)將顯著地大于線程。.在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，可能要經(jīng)歷哪幾種狀態(tài)，其中進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是什么？這三種基本狀態(tài)在什么情況下會(huì)發(fā)生什么樣的變遷？請(qǐng)畫(huà)出三狀態(tài)模型圖。（6分）答：在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，可能要經(jīng)歷：創(chuàng)建狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)、就緒狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)、掛起狀態(tài)、激活狀態(tài)。進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是：①就緒狀態(tài)（Ready）,存在于處理機(jī)調(diào)度隊(duì)列中的那些進(jìn)程，它們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，一旦得到CPU,就立即可以運(yùn)行，這些進(jìn)程所處的狀態(tài)為就緒狀態(tài)（有多個(gè)進(jìn)程處于此狀態(tài)）。。運(yùn)行狀態(tài)Running）,當(dāng)進(jìn)程由調(diào)度/分派程序分派后，得到CPU控制權(quán)，它的程序正在運(yùn)行，該進(jìn)程所處的狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)（在系統(tǒng)中，總只有一個(gè)進(jìn)程處于此狀態(tài)）。?阻塞狀態(tài)（blocked）,若一個(gè)進(jìn)程正在等待某個(gè)事件的發(fā)生（如等待I/O的完成），而暫停執(zhí)行，這時(shí)，即使給它CPU時(shí)間，它也無(wú)法執(zhí)行，則稱該進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)。進(jìn)程3狀態(tài)轉(zhuǎn)換的主要原因有：就緒）運(yùn)行：處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序?yàn)橹峙淞颂幚頇C(jī)后，該進(jìn)程便由就緒狀態(tài)變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)。運(yùn)行）阻塞：當(dāng)前進(jìn)程因發(fā)生某事件而無(wú)法執(zhí)行，如訪問(wèn)已被占用的臨界資源，就會(huì)使進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)。阻塞）就緒：等待的事件已經(jīng)發(fā)生（如I/O完成，消息已到達(dá)）運(yùn)行）就緒：在可剝奪調(diào)度方式中，更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程到達(dá)；在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式中，進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)間片到。五、綜合J五、綜合J（30分）.設(shè)有一個(gè)最多可有兩道作業(yè)同時(shí)裝入內(nèi)存執(zhí)行的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法，進(jìn)程調(diào)度采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（假設(shè)時(shí)間片為100ms）,今有如下純計(jì)算型作業(yè)序列：（10分）作業(yè)名到達(dá)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間J110:1020分鐘J210:2030分鐘J310:3025分鐘J410:5020分鐘⑴列出所有作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間及各作業(yè)的結(jié)束時(shí)間。（2）計(jì)算平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。解:Q）各作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間及結(jié)束時(shí)間如下表所示。作業(yè)名調(diào)入時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J110:1010:4030分鐘1.5J210:2011:2060分鐘2J310:4011:3060分鐘2.4J411:2011:4555分鐘2.75(2)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(30+60+60+55)/4=51.25(分鐘)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（1.5+2+24+2.75）/4=2.1625.桌上有一個(gè)空盤(pán)，只允許存放一個(gè)水果，爸爸只向盤(pán)中放蘋(píng)果，媽媽只向盤(pán)中放橘子，兒子專吃盤(pán)中的橘子，女兒專等著吃盤(pán)中的蘋(píng)果，規(guī)定當(dāng)盤(pán)中空時(shí)一次只能放一個(gè)水果供吃者取用，請(qǐng)問(wèn)哪幾個(gè)進(jìn)程之間存在同步關(guān)系，并用P、V原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)，各進(jìn)程之間的關(guān)系。（10分）解：在本題中，應(yīng)設(shè)置3個(gè)信號(hào)量S、So、Sa,信號(hào)量S表示盤(pán)子是否為空，其初值為1；信號(hào)量So表示盤(pán)中是否有桔子，其初值為0；信號(hào)量Sa表示盤(pán)中是否有蘋(píng)果，其初值為0。同步描述如下：intS=l,So=OjSa=0;main（）{cobeginfather();motlierO；son();daughter();coend|father(){wlitte(l){P(S)；將蘋(píng)果放入盤(pán)中;v(Sa);}}mother(){whUe(l){P(S)；將桔子放入盤(pán)中;v(So);|}son(){while(l){P(So);從盤(pán)中取出桔子;v(S);吃桔子；}}daugliter(){while(l){P(Sa);從盤(pán)中取出蘋(píng)果;v(S);吃蘋(píng)果；

.現(xiàn)有四個(gè)進(jìn)程PO,P1,P2,P3