操作系统上机要求2013
本次课程实习的要求：
1．总学时为36学时，要求每位同学确保在此时间内完成实验。
2．实习结束时，由老师上机验收，并上交实习报告。验收成绩占75%，实习报告成绩占25%。
3．实习报告内容（电子文档）：
（1）实习题目。
（2）实习内容及设计思想：设计思路、主要数据结构、主要代码结构及代码段分析。
（3）上机实验所用平台及相关软件。
（4）调试过程：测试数据设计、测试结果分析。
（5）总结：实习中遇到的问题及解决方法、实习中产生的错误及原因分析、实习体会及收获。
本实验提示代码均采用Linux环境。
实习一进程创建
一、实习内容
利用fork()系统调用创建进程。
二、实习目的
了解进程的创建过程，进一步理解进程的概念，明确进程和程序的区别。
三、实习题目
编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个子进程在活动。每一个进程在屏幕上显示一个字符，其中父进程显示字符A，子进程分别显示字符B和字符C。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。
[提示]：
（1）可用fork()系统调用来创建一个新进程。
系统调用格式：pid=fork()
fork()返回值意义如下：
=0：在子进程中，表示当前进程是子进程。
>0：在父进程中，返回值为子进程的id值（唯一标识号）。
-1：创建失败。
如果fork()调用成功，它向父进程返回子进程的pid，并向子进程返回0，即fork()被调用了一次，但返回了两次。此时OS在内存中建立一个新进程，所建的新进程是调用fork()父进程的副本，称为子进程。子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完全相同的用户级上下文。父进程与子进程并发执行。
（2）编译和执行的方法：
gcc 源文件名-o 执行文件名
最后，在shell提示符下输入： ./执行文件名
就可执行该文件。
（3）使用fork()系统调的实例。
#include
int myvar=0;
int main()
{
int pid;
pid = fork(); //系统调用，创建进程
if (pid < 0 ) { //创建不成功，出错
printf(“fork failed.”);
exit(1); //系统调用
}
else if (pid == 0 ) { //子进程执行
printf(“child process executing…\n”);
myvar = 1;
}
else { //父进程执行
wait(); //系统调用，等待子进程完成
printf(“child complete.”);
myvar ++;
printf(“father,myvar=%d”,myvar);
} exit(0);
}
实习二进程同步
一、实习内容
模拟实现用同步机构避免发生进程执行时可能出现的与时间有关的错误。
二、实习目的
进程是程序在一个数据集合上运行的过程，进程是并发执行的，也即系统中的多个进程轮流地占用处理器运行。
我们把若干个进程都能进行访问和修改的那些变量称为公共变量。由于进程是并发地执行的，所以，如果对进程访问公共变量不加限制，那么就会产生“与时间有关”的错误，即进程执行后所得到的结果与访问公共变量的时间有关。为了防止这类错误，系统必须要用同步机构来控制进程对公共变量的访问。一般说，同步机构是由若干条原语——同步原语——所组成。本实验要求学生模拟PV操作同步机构的实现，模拟进程的并发执行，了解进程并发执行时同步机构的作用。
三、实习题目
模拟P、V操作实现同步机构，且用P、V操作解决生产者——消费者问题。
[提示]：
(1) P、V操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下：
P操作原语P (s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。
V操作原语V (s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。
这两条原语是如下的两个过程：
procedure p (var s: semaphore);
begin s: = s-1;
if s<0 then W (s)
end {p}
procedure v (var s: semaphore);
egin s: = s+1;
if s 0 then R (s)
end {v}
其中W（s）表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R（s）表示释放一个等待信号量s的进程。
在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实验中可把上述的semaphore直接改成integer。
(2) 生产者——消费者问题。
假定有一个生产者和一个消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内以产品。假定缓冲器内可同时存放10件产品。那么，用PV操作来实现生产者和消费者之间的同步，生产者和消费者两个进程的程序如下：
B: array [0..9] of products;
s1, s2; semaphore;
s1: =10, s2: =0;
IN, out: integer;
IN: =0; out: =0;
cobegin
procedure producer;
c: products;
begin
L1:
Produce (c);
P (s1);
B[IN]: =C;
IN: =(IN+1)mod 10;
V (s2);
goto L1
end;
procedure consumer;
x: products;
begin
L2: p (s2);
x: =B[out];
out: =(out+1) mod10;
v (s1);
consume (x);
goto L2
end;
coend.
其中的semaphore和products是预先定义的两个类型，在模拟实现中semaphore用integer 代替，products可用integer或char等代替。
(3) 进程控制块PCB。
3
为了记录进程执行时的情况，以及进程让出处理器后的状态，断点等信息，每个进程都有一个进程控制块PCB。在模拟实验中，假设进程控制块的结构如图2-1。其中进程的状态有：运行态、就绪态、等待态和完成态。当进程处于等待态时，在进程控制块PCB中要说明进程等待原因（在模拟实验中进程等待原因是为等待信号量s1或s2）；当进程处于等待态或就绪态时，PCB中保留了断点信息，一旦进程再度占有处理器则就从断点位置继续运行；当进程处于完成状态，表示进程执行结束。
进程名
状态
等待原因
断点
图2-1 进程控制块结构
(4) 处理器的模拟。
计算机硬件提供了一组机器指令，处理器的主要职责是解释执行机器指令。为了模拟生产者和消费者进程的并发执行，我们必须模拟一组指令和处理职能。
模拟的一组指令见图2-2，其中每条指令的功能由一个过程来实现。用变量PC来模拟“指令计数器”，假设模拟的指令长度为1，每执行一条模拟指令后，PC加1，提出下一条指令地址。使用模拟的指令，可把生产者和消费者进程的程序表示为图2-3的形式。
定义两个一维数组PA[0..4]和SA[0..4]，每一个PA[i]存放生产者程序中的一条模拟指令执行的入口地址；每个SA[i]存放消费者程序中的一条模拟指令执行的入口地址。于是模拟处理器执行一条指令的过程为：取出PC之值，按PA[PC]或SA[PC]得模拟指令执行的入口地址，将PC之值加1，转向由入口地址确定的相应的过程执行。
(5) 程序设计
本实验中的程序由三部分组成：初始化程序、处理器调度程序、模拟处理器指令执行程序。各部分程序的功能及相互间的关系由图2-4至图2-7指出。
模拟的指令功能
p (s) 执行P操作原语
v (s) 执行V操作原语
put B[IN]: =product; IN: = (IN+1) mod 10
GET x: =B[out]; out: =(out+1) mod 10
produce 输入一个字符放入C中
consume 打印或显示x中的字符
GOTO L PC: =L
NOP 空操作
图2-2 模拟的处理器指令
序号生产者程序消费者程序
0 produce p (s2)
1 p (s1) GET
2 PUT v (s1)
3 v (s2) consume
4 goto 0 goto 0
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图2-3 生产者和消费者程序
·初始化程序：模拟实验的程序从初始化程序入口启动，初始化工作包括对信号量s1、s2赋初值，对生产者、消费者进程的PCB 初始化。初始化后转向处理调度程序，其流
程如图2-4。
图2-4 初始化流程
·处理器调度程序：在计算机系统中，进程并发执行时，任一进程占用处理器执行完一条指令后就有可能被打断而让出处理器由其它进程运行。故在模拟系统中也类似处理，每当执行一条模拟的指令后，保护当前进程的现场，让它成为非运行态，由处理器调度程序按随机数再选择一个就绪进程占用处理器运行。处理器调度程序流程见图12-5。
图12-5 模拟处理器调度
图2-6 模拟处理器指令执行
·模拟处理器指令执行程序：按“指令计数器”PC之值执行指定的指令，且PC加1指向下一条指令。模拟处理器指令执行程序的流程图见图2-6和图2-7。
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(a) 模拟P (s) (b) 模拟V (s)
图2-7 模拟PV 操作的执行
另外，为了使得模拟程序有一个结束条件，在图2-6中附加了“生产者运行结束”的条件判断，模拟时可以采用人工选择的方法实现。2-7给出了P （s ）和V （s ）模拟指令执行过程的流程。其它模拟指令的执行过程已在图2-2中指出。
实习三 处理器调度
一、实习内容
选择一个调度算法，实现处理器调度。 二、实习目的
在采用多道程序设计的系统中，往往若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占有处理器。本实习模拟在单处理器情况下的处理器调度，加深了解处理器调度的工作。
三、实习题目
设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序。 [提示]：
(1) 假定系统有5个进程，每个进程用一个PCB 来代表。PCB 的格式为：
进程名、指针、要求运行时间、优先数、状态。 进程名——P1~P5。
指针——按优先数的大小把5个进程连成队列，用指针指出下一个进程PCB 的首地址。
要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。
优先数——赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数大的进程先执行。
状态——假设两种状态，就绪，用R 表示，和结束，用E 表示。初始状态都为就绪状态。
(2) 每次运行之前，为每个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。
(3) 处理器总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行1次，优先数减1，要求运行时间减1。
(4) 进程运行一次后，若要求运行时间不等于0，则将它加入队列，否则，将状态改为“
结
束”，退出队列。
(5) 若就绪队列为空，结束，否则，重复(3)。
实习四主存空间的分配和回收
一、实习内容
主存储器空间的分配和回收。
二、实习目的
通过本实习帮助理解在不同的存储管理方式下应怎样进行存储空间的分配和回收。
三、实习题目
在可变分区管理方式下采用首次适应算法实现主存分配和回收。
[提示]：
(1)可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分
区的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存容量
查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需分配，否则，
作业无法装入。假定内存大小为128K，初始状态见右
图。空闲区说明表格式为：起始地址——指出空闲区的
起始地址；长度——一个连续空闲区的长度；状态——
有两种状态，一种是“未分配”状态，另一种是“空表目”
状态。
(2)采用首次适应算法分配。运行时，输入一系列分配请求
和回收请求。
实习五磁盘存储空间的分配和回收
一、实习内容
模拟磁盘空闲空间的表示方法，以及模拟实现磁盘空间的分配和回收。
二、实习目的
磁盘初始化时把磁盘存储空间分成许多块（扇区），这些空间可以被多个用户共享。用户作业在执行期间常常要在磁盘上建立文件或把已经建立在磁盘上的文件删去，这就涉及到磁盘存储空间的分配和回收。一个文件存放到磁盘上，可以组织成顺序文件（连续文件）、链接文件（串联文件）、索引文件等，因此，磁盘存储空间的分配有两种方式，一种是分配连续的存储空间，另一种是可以分配不连续的存储空间。怎样有效地管理磁盘存储空间是操作系统应解决的一个重要问题，通过本实习使学生掌握磁盘存储空间的分配和回收算法。
三、实习题目
模拟UNIX系统的空闲块成组链接法，实现磁盘存储空间的管理。
[提示]：
(1) 假定磁盘存储空间已被划分成长度为n的等长块，共有M块可供使用。UNIX系统中采用空闲块成组链接的方法来管理磁盘存储空间，将磁盘中的每N个空闲块（N 0 空闲块数k 9 1 空闲块号1 2 空闲块号2 K 空闲块号k 当第一项内容为“0”时，则第二项起指出的空闲块是最后一组。 (2) 现模拟UNIX 系统的空闲块成组链接，假定共有8块可供使用，每3块为一组，则空闲块成组链接的初始状态为： 开始时，空闲块号是顺序排列的，但经若干次的分配和归还操作后，空闲块的链接就未必按序排列了。 用二维数组A ：array [0…M-1] of array [0…n-1]来模拟管理磁盘空间，用A[i]表示第I 块，第0块A[0]作为专用块。 (3) 成组链接的分组情况记录在磁盘物理块中，为了查找链接情况，必须把它们读入主存，故当磁盘初始化后，系统先将专用块内容复制到主存中。定义一个数组MA存放专用块内容，即MA: =A[0]。申请一块磁盘空间时，查MA，从中找出空闲块号，当一组的空闲块只剩第一块时，则应把该块中指出的下一组的空闲块数和块号复制到专用块中，然后把该块分配给申请者。当一组的空闲块分配完后则把专用块内容（下一组链接情况）复制到主存，再为申请者分配。分配算法如下图。 采用成组链接的分配算法 (4) 归还一块时给出归还的块号，叵当前组不满规定块数时，将归还块登记入该组；若当前组已满，则另建一新组，这时归还块作为新一组的第一块，应把主存中登记的一组链接情况MA复制到归还块中，然后在MA重新登记一个新组。归还一块的算法如下图。 采用成组链接的回收算法 (5) 设计分配和归还磁盘空间的程序，能显示或打印分配的磁盘空间的块号，在完成一次分配或归还后能显示或打印各空闲块组的情况（各组的空闲块数和块号）。本实习省去了块号与物理地址之间的转换工作，而在实际的系统中必须进行块号与物理地址的转换工作。 (6) 运行你所设计的程序，假定空闲块链接的初始状态如提示（2），现先分配4块，再依次归还第2块和第6块。把执行后分配到的块号依次显示或打印出来，且显示或打印空闲块组的情况。 在上次执行的基础上继续分配3块，然后归还第1块，再申请5块，显示或打印依次分配到的块号及空闲块组情况。 1 1 操作系统复习题1 一、判断题 1.分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。（） 2.多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。（） 3.一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化。（） 4.在引入线程的OS中，线程是资源分配和调度的基本单位。（） 5.信号量的初值不能为负数。（） 6.最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率。（） 7.为提高对换空间的利用率，一般对其使用离散的分配方式。（） 8.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。（） 9.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率，但不适合文件的随即存取。（） 10.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。（） 二、选择题 1.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（C）。 A,B,C ：（1）灵活性和适应性；（2）交互性和响应时间；（3）周转时间和系统吞吐量；（4）实时性和可靠性。 2.对一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为（D）状态；如果由于终端用户的请求而暂停下来，则它的状态应转变为（E）状态；如果由于得不到所申请的资源而暂停时下来，则它的状态应转变为（F）状态。D,E,F:（1）；静止阻塞（2）；活动阻塞（3）；静止就绪（4）；活动就绪（5）执行。 3.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（G）；为照顾紧急作业用户，应采用（H）；为能实现人机交互，应采用（I）；而能使短作业、长作业和交互作业用户满意时，应采用（J）。 G,H,I,J：（1）；FCFS调度算法（2）；短作业优先调度算法；（3）时间片轮转算法；（4）多级反馈队列调度算法；（5）基于优先权的剥夺调度算法。 4.由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（K）；由分页系统发展为分段系统，进而发展为段页式系统的主要动力分别是(L)和(M)。 K,L,M:（1）提高内存利用率；（2）提高系统吞吐量；（3）满足用户需要；（4）更好地满足多道程序进行的需要；（5）既满足用户需求，又提高内存利用率。 5.在存储管理中，不会产生内部碎片的存储管理方式是（N）；支持虚拟存储器，但不能以自然的方式提供存储器的共享和存取保护机制的存储管理方式是（O）。 N：(1)分页式存储管理；(2)分段式存储管理；(3)固定分区式存储管理；(4)段页式存储管理。 O：（1）段页式存储管理；（2）请求分区页式存储管理；（3）请求分段式存储管理；（4）可变分区存储管理；（5）固定分区存储管理；（6）单一连续分区式存储管理。 6.磁盘调度主要是为了优化（P），下列算法中能避免磁盘粘着的现象的是（Q）。P：（1）寻道时间；（2）旋转延迟时间；（3）传输时间。 Q：（1）SSTF;（2）FCFS;（3）SCAN;（4）CSCAN;（5）FSCAN。 7.文件系统中，目录管理最基本的功能是（R），位示图的主要功能是（S），FAT 表的主要功能是（T）。 R，S，T：（1）实现按名存取；（2）提高文件存储空间利用率；（3）管理文件存储器的空闲空间；（4）指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址；（5）管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址。 8.文件系统采用多级目录结构，可以（U）和（V）。 U,V：（1）缩短访问文件存储器时间；（2）节省主存空间；（3）解决不同用户文件的命名冲突；（4）方便用户读写文件；（5）提高检索目录的速度。9.计算机系统中信息资源的安全包括（W）、（X）和（Y）三个方面，其中程序被删除属于（W）方面的威胁，数据被非法截取属于（X）方面的威胁，消息被更改属于（Y）方面的威胁。 W,X,Y：（1）保密性；（2）完整性；（3）可用性；（4）方便性。 三、填空题 1.操作系统最基本的特征是（1）和（2），最主要的任务是（3）。 2.引入进程的主要目的是（4），进程存在的唯一标志是（5）。 3.（6）是指通过破坏死锁产生的必要条件来防止死锁的发生。引起死锁的四个必要条件中，（7）是不应该被破坏的，但对某些特殊的资源（如打印机），该条可通过（8）来破坏；而其他能被破坏的三个必要条件分别是（9）、（10）和（11）。 4.虚拟存储器管理的基础是（12）原理，在请求分页管理方式中，页表中的状态位用来只是对应页（13）修改位用来只是对应页（14），引用位则是供（15）使用；而在请求分段系统还增加了增补位，它用来指示（16）。 5.设备驱动程序是（17）与（18）之间的通信程序如果系统中有3台相同的单显和2台相同的彩显则必须为它们配置（19）种设备驱动程序 6.廉价磁盘冗余阵列可组成一个大容量磁盘系统，它利用（20）技术来提高磁盘系统的存取进度，而利用（21）技术来增加磁盘系统的可靠性 7.包过滤防火墙工作在（22）层，采用代理服务技术的防火墙则工作在（23）层 8.UNIX文件系统对文件存储空间采用（23）分配方式，它通过（24）来管理空闲的文件存储空间。 四、问答题 1.假设某多道程序设计系统中有供用户使用的内存100k，打印机1台。系统采用可变分区管理内存：对打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不计：采用最短剩余时间优先的进程调度算法，进程剩余执行时间相同时采用先来先服务算法；进程调度时机在执行进程结束时或有新进程到达时。现有一进程序列如下： 假设系统优先分配内存的低地址区域，且不需移动已在主存中的进程，请：（1）给出进度调度算法选中进程的次序，并说明理由。 （2）全部进程执行结束所用的时间是多少？ 2.请用信号量解决以下的过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向的行人必须等待：另一方向的行人必须等待：当某一方向无人过桥是，另一方向的行人可以过桥。 3.提高内存利用率的途径有哪些？ 4.何谓脱机输入/输出技术？ 5. 将目录文件当作一般数据文件来处理有什么优缺点？ 操作系统复习题1答案 一、判断题 1、错 2、对 3、错 4、对 5、对 6、错 7、错 8、错 9、对10、错 二、选择题 1、A ：(2)；B：(4)；C：（3）。 2、D：（4）；E:(3)；F:(2)。 3、G：（2）；H:（5）；I:（3）；J：（4）。 4、K：（1）；L：（3）；M：（5）。 5、N：（2）；O：（2）。 6、P：（1）寻道时间；Q：（5）。 7、R：（1）；S：（3）；T：（5）。 8、U：（3）；V：（5）。 9、W：（3）；X：（1）；Y：（2）。 扬州大学操作系统实验报告书 《操作系统原理》 实验报告书 班级：软件1102 学号： 姓名： 指导教师：徐向英 2012-2013 学年第二学期 实验名称：LINUX 用户界面 实验时间：2013 年 4 月9 日第 6 周星期二一、实验目的 1,熟悉Linux字符操作界面，熟练掌握常用Shell命令。2，熟悉Linux文本编辑方法，学会编辑软件VI的使用。 3，了解Linux编译器gcc的功能，掌握基于Linux 平台的C程序的开发 二、实验预习（预备知识的问题及回答） 1．为什么在Linux系统中，诸如光盘、U盘等要先挂载而后才能使用？如何获得U盘的设备名？装载点在文件系统中的位置是什么？ 由于文件系统的差异，Linux在默认情况下并不支持软盘，光盘，U盘，所以需要通过装在相应盘片才可以访问其中的数据 装载点是挂载文件系统的目录位置 2．从虚拟机界面退出进入Windows OS界面的操作是Ctrl+Alt ，从Windows OS界面进入虚拟机界面的方法是鼠标点击虚拟机界面。 3．权限的含义是什么？如何使用数字法设定文件的权限？ Linux系统中的每个文件和目录都有相应的访问许可权限，访问权限分为只读（r），可写(w)和可执行三种，有三种不同类型的用户可以对文件或者目录进行访问，分别是文件所有者（u），同组用户(g)和其它用户（o）。所有的文件和目录都被创建他们的人所拥有。只要你是这个文件的所有者或者你登陆为用户，你就拥有了改变所有者，群组和其他人权限的权利。 使用数字法改变权限： 命令格式chmod权限数值文件名 说明给指定文件赋予数值所规定的权限 在数字设定法中，每种权限设置均可以用数值来代表，其中0表示没有权限，1表示可执 2013年4月份自考操作系统试题及答案 操作系统试题 课程代码：02326 本试卷分为两部分，满分100分；考试时间为150分钟。 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 1、开发UNIX第一个版本所使用的计算机是（ A ） A、PDP-7 B、PDP-8 C、PDP-11/45 D、PDP-11/70 2、操作系统提供给程序员级使用的接口是（D） A、操作控制命令 B、过程调用 C、作业控制语言 D、系统功能调用 3、下面关于管态和目态的叙述中不正确的是（ D ） A、中央处理器执行系统程序的状态是管态 B、中央处理器执行用户程序的状态是目态 C、目态下不允许执行特权指令 D、访管指令只能在管态下执行(在目态下执行) 4、UNIX用于改变对文件访问权限的命令是（ D） A、chmod B. rename C、link D、lseek 5、采用多道程序设计技术不必注意的是(D ） A、主存储器的保护 B、主存的程序浮动 C、系统资源的分配和调具体功能 D、用户程序的具体功能 6、不属于进程控制原语的是（ D） A、创建原语 B、撤销原语 C、唤醒原语 D、互斥原语(阻塞原语) 7、不属于进程特（C ） A、动态性性 B、并发性 C、同步性 D、异步性 8、申请启动了外围设备，该进程状态的变化是（ D ） A、成等待状态 B、从运行状态变成就绪状态 C、状态变成就绪状态 D、从就绪状态变成运行状态 9、采用多道程序设计后，用户在程序中使用的地址称为（ C ）逻辑地址 A、静态地址 B、绝对地址 C、相对地址 D、物理地址 10、在早期的分时系统中，让多个用户的作业轮流进入主存储器执行。先把一个作业装入主存储器执行，当出现等待事件或用完一个时间片时，把该作业从主存换出，再把由调度程序选中的另一作业调到主存中。这种技术称为（B ） A、覆盖技术 B、对换技术 C、移动技术 D、调度技术 11、采用页式存储管理的系统中，若相对地址用32位表示，其中20位表示页号，则可以表示的页内地址范围是（ C） A、0~1023 B. 0～2047 C、0～4095 D、0—8191 12、在页式虚存系统中，将近期访问次数最少的页面调出的页面调度算法是（ B ） A、最佳调度算法(OPT) B、最近最不经常使用调度算法(LFU) C、先进先出调度算法(FIFO) D、最近最久未使用调度算法(LRU) 13，UNIX文件系统分成基本文件系统和子文件系统两部分，说法正确的是（C ） A、两部分都可以装卸 B、两部分都不可以装卸 C、两部分都有自己独立的目录结构 D、两部分都没有自己独立的目录结构 14、文件系统提供了一些基本文件操作，下面不属于基本文件操作的是（D） A、建立文件、删除文件 B、打开文件、关闭文件 C、读文件、写文件 D、移动文件、复制文件 15、具有“设备独立性”的计算机系统中，下列说法正确的是（D） A、在分配设备时适应性好，灵活性强 B、用户编制程序时，对欲使用的设备需要指定 C、用户编制程序时，对欲使用的设备仅需相对号 D、用户编制程序时，欲使用的设备与实际关 16、假设读写磁头正在50号柱面上执行出而等待访问者依次要访问的柱面号是60，118，39，15，130。当50号柱，若采用最短寻找时间优先调度算法，为完成这些请求，磁头需要过的( B） A、150 B、170 C、180 D、200 习题二处理器管理 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种（）。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、进程和程序的本质区别是（）． A.存储在内存和外存 B.顺序和非顺序执行机器指今 C.分时使用和独占使用计算机资源 D.动态和静态特征 3、处于后备状态的作业存放在（）中。 A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中，作业处于（）时，已处于进程的管理之下。 A.后备 B.阻塞 C.执行 D.完成 5、在操作系统中，JCB是指（）。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 6、作业调度的关键在于（）。 A.选择恰当的进程管理程序 B.选择恰当的作业调度算法 C.用户作业准备充分 D.有一个较好的操作环境 7、下列作业调度算法中，最短的作业平均周转时间是（）。 A．先来先服务法 B. 短作业优先法 C. 优先数法 D. 时间片轮转法 8、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（） 调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 9、在批处理系统中，周转时间是（）。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 10、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（）。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 11、操作系统中，（）负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理 12、一个进程被唤醒意味着（）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首 13、当作业进入完成状态，操作系统（）． A.将删除该作业并收回其所占资源，同时输出结果 B.将该作业的控制块从当前作业队列中删除，收回其所占资源，并输出结果 操作系统试题及答案 一、选择题 1、操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（）。 A．程序库 B．数据 C．文件 D．资源 2、在操作系统中，（）是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。 A．程序 B．进程 C．作业 D．用户 3、在操作系统中，并发性是指若干个事件（）发生。 A，在同一时刻 B。一定在不同时刻 C．某一时间间隔内 D。依次在不同时间间隔内 4、产生死锁的基本原因是（）和进程推进顺序非法。 A．资源分配不当B．系统资源不足C．作业调度不当D．进程调度不当 5、文件系统采用多级目录结构的目的是（） A．系统开销B．节省存储空间C．解决命名冲突D．缩短传送时间 6、位示图方法可用于（） A．盘空间的管理 B．盘的驱动调度 C．文件目录的查找 D．页式虚拟存储管理中的页面调度 7、下列算法中用于磁盘移臂调度的是( ) A．时间片轮转法 B． LRU算法 C．最短寻找时间优先算法 D．优先级高者优先算法 8、存放在磁盘上的文件，（）。 A．即可随机访问，又可顺序访问 B。只能随机访问 C．只能顺序访问 D。只能读/写不能访问 9、一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（）A．2 B．1 C．3 D．0.5 10、进程和程序的本质区别是（）。 A．内存和外存 B。动态和静态特征 C。共享和独占使用计算机资源D。顺序和非顺序执行机器指令 11、对于硬盘上存放的信息，物理上读写的最小单位是一个（）。 A．二进位 B。字节 C。物理块 D。逻辑记录 12、多道程序设计是指（） A．在实时系统中并发运行多个程序 B．在分布系统中同一时刻运行多个程序 C．在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D．在一台处理机上并发运行多个程序 13、进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A．被选中占有处理机 B．等待某一事件 C．等待的事件已发生 D．时间片用完 14、由于系统无法预先知道一个作业未来访问页面的情况，所以（）在实际上是无法实现的。 A．先进先出淘汰算法 B。最近最少使用淘汰算法 C．最优淘汰算法 D。最不常用页面淘汰算法 15、文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是（）。 青岛理工大学课程实验报告 算法描述及实验步骤 功能：共享存储区的附接。从逻辑上将一个共享存储区附接到进程的虚拟地址空间上。用于建立调用进程与由标识符shmid指定的共享内存对象之间的连接。 系统调用格式：virtaddr=shmat(shmid,addr,flag) 该函数使用头文件如下： #include 调 试 过 程 及 实 验 结 果 运行： 运行后： 总 结 （对实验结果进行分析，问题回答，实验心得体会及改进意见） 虽然对pipe()、msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、 shmdt()、shmctl()的功能和实现过程有所了解，但是运用还是不熟练，过去没 见过，所以运行了一个简单的程序。 利用管道机制、消息缓冲队列、共享存储区机制进行进程间的通信，加深了对 其了解。 （1）管道通信机制，同步的实现过程：当写进程把一定数量的数据写入pipe， 便去睡眠等待，直到读进程取走数据后，再把它唤醒。当读进程读一空pipe 时，也应睡眠等待，直到写进程将数据写入管道后，才将之唤醒，从而实现进 程的同步。 管道通信的特点：A管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通 信时，需要建立起两个管道；B. 只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲 缘关系的进程）；C.单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而 答案仅为参考 1.Which of the following scheduling alogrithms could result in starvation and why? (1)First-come,first-served (2)Shortest job first (3)Round robin (4)Priority【来自课后习题】 答：最短工作优先调度和优先级调度算法会引起饥饿。优先级调度算法会使某个低优先级进程无穷等待CPU，此时，可能发生两种情况，要么进程最终能进行，要么系统最终崩溃并失去所有未完成低优先级进程。 解决方式——老化，老化是一种技术，以逐渐增加在系统中等待很长时间的进程的优先级。（最短工作优先调度会使工作长度最大的进入无限等待CPU） 2.Can a resource allocation graph (资源分配图) have cycle without deadlock（死锁）? If so,state why and draw a sample graph（画一个死锁点的图）; if no,state why not? 答：有死锁，死锁部分为P2-R4-P5-R3。 3.What is the cause of thrashing(颠簸)? How dose the system detect（检测）thrashing? Once it detects thrashing,what can the system do to eliminate（消除）this problem?【来自课后习题】 答：分配的页数少于进程所需的最小页数时发生颠簸，并迫使它不断地页错误。该系统可通过对比多道程序的程度来估计CPU利用率的程度，以此来检测颠簸。降低多道程序的程度可以消除颠簸。 4.某Demand Paging system,拥有逻辑空间64页，每页2KB，拥有物理空间1MB。 (1)写出逻辑地址的格式。 解：11位页内地址，5位页号 (2)若不考虑访问权限等，进程的页表最多有多少项？每项至少有多少位？ 解：因为有32个逻辑页面，所以页表有32项。因为有1M/2K= 2的9次方物理块，所以每个页表项至少有9位 (3)如果物理空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变？ 解：32项，每项至少需要8位 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 2010―2011学年度第二学期 一、单项选择题（每题1分，共20分） 1．操作系统的发展过程是( ) A、原始操作系统，管理程序，操作系统 B、原始操作系统，操作系统，管理程序 C、管理程序，原始操作系统，操作系统 D、管理程序，操作系统，原始操作系统 2．用户程序中的输入、输出操作实际上是由( )完成。 A、程序设计语言 B、操作系统 C、编译系统 D、标准库程序 3．进程调度的对象和任务分别是( )。 A、作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B、进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C、进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 4．支持程序浮动的地址转换机制是( ) A、动态重定位 B、段式地址转换 C、页式地址转换 D、静态重定位 5．在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( )进行 排列。 A、地址从大到小 B、地址从小到大 C、尺寸从小到大 D、尺寸从大到小 6．设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( )。 A、灵活性和可适应性 B、系统效率和吞吐量 C、交互性和响应时间 D、实时性和可靠性 7．当进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( )状态。 A、等待 B、就绪 C、运行 D、完成 8．文件的保密是指防止文件被( )。 A、篡改 B、破坏 C、窃取 D、删除 9．若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由 ( )临界区构成。 A、2个 B、3个 C、4个 D、5个 10．按逻辑结构划分，文件主要有两类：（）和流式文件。 A、记录式文件 B、网状文件 C、索引文件 D、流式文件 11．UNIX中的文件系统采用（）。 A、网状文件 B、记录式文件 C、索引文件 D、流式文件 12．文件系统的主要目的是（）。 A、实现对文件的按名存取 B、实现虚拟存贮器 C、提高外围设备的输入输出速度 D、用于存贮系统文档 13．文件系统中用（）管理文件。 A、堆栈结构 B、指针 C、页表 D、目录 14．为了允许不同用户的文件具有相同的文件名，通常在文件系统中采用 （）。 A、重名翻译 B、多级目录 C、约定 D、文件名 15．在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争( )而产生死锁。 A、打印机 B、磁带机 C、CPU D、磁盘 16．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )。 A、先来先服务 B、轮转 C、最高响应比优先 D、均衡调度 17．两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来 消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（）。 A、互斥 B、同步 C、调度 D、伙伴 18．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（）。 A、有环必死锁 B、死锁必有环 C、有环不一定死锁 D、被锁者一定全在环中 19．数据文件存放在到存储介质上时，采用的逻辑组织形式是与( )有关的。 A、文件逻辑结构 B、存储介质特性 C、主存储器管理方式 D、分配外设方式 20．在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取 决于( )。 A、进程相应的程序段的长度 B、进程自身和进程调度策略 C、进程总共需要运行时间多少 D、进程完成什么功能 操作系统实验题目及实验 报告要求 Prepared on 21 November 2021 实验报告实验课程：操作系统实验 学生姓名：王桥 学号： 24 专业班级：计科123班 2014年 6月3 日 目录 一、实验一 (1) 二、实验二 (7) 三、实验三 (21) 四、实验四 (28) 五、实验五 (33) 南昌大学实验报告 ---（1）操作系统安装及其接口环境 学生姓名：王桥学号： 24 专业班级：计科123班 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 一、实验目的 熟悉Windows1（执行程序） 2．模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 [提示]： (1) PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下： P操作原语P(s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。 V操作原语V(s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。 这两条原语是如下的两个过程： procedure p (var s: semaphore); begin s:=s-1; if s<0 then W(s) end {p} procedure v (var s: semaphore); begin s: =s+1; if s<=0 then R(s) end {V} 其中W(s)表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R(s)表示释放一个等待信号量s的进程。 在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实验中可把上述的semaphore直接改成integer。 （2）生产者——消费者问题。 假定有一个生产者和消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。假定缓冲器内可同时存放10件产品。那么，用PV操作来实现生产者和消费者之间的同步，生产者和消费者两个进程的程序如下： B:array [0..9] of products; s 1,s 2 : semaphore; IN, out; integer; IN:=0;out:=0; 操作系统练习题 第一章引言 (一单项选择题 1操作系统是计算机系统的一种( 。A.应用软件 B.系统软件c.通用软件D.工具软件 2.操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( A.使用方便 B.高效工作 C.合理使用资源 D.使用方便并高效工作 3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( 。A.分时操作系统 B.批处理单道系统 C.实时操作系统 D.批处理多道系统 4.下列系统中( 是实时系统。A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D.计算机辅助设计系统 5.操作系统是一种系统软件,它( 。A.控制程序的执行 B.管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行 6.计算机系统把进行( 和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统 A.CPU管理 B.作业管理 C.资源管理 D.设备管理 7.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( 。 A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源分配 c.不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 8.分时操作系统适用于( 。A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享 9.在混合型操作系统中,“前台”作业往往是指( 。A.由批量单道系统控制的作业 B.由批量多道系统控制的作业 c.由分时系统控制的作业D.由实时系统控制的作业 10.在批处理兼分时的系统中,对( 应该及时响应,使用户满意。A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信 11.实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( 。A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度 c.不强求系统资源的利用率 D.不必向用户反馈信息 12.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于( 。A.实现各台计算机之间的通信B.共享网络个的资源 c.满足较大规模的应用 D.系统中若干台计算机相互协作完成同一任务 13.SPOOL技术用于( 。A.存储管理B.设备管理C.文件管理 D.作业管理 14.( 为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。 A处理器管理 B.存储管理 c.文件管理 D.作业管理 (二填空题 1. 计算机系统是按用户要求接收和存储信息,自动进行_______并输出结果信息的系统。 2.计算机是由硬件系统和_______系统组成。 3.软件系统由各种_______和数据组成。 4.计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 5.操作系统使用户合理_______,防止各用户间相互干扰。 6.使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 7.批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 8.用户要求计算机系统中进行处理的一个计算机问题称为_______。 一、填空题(20分,每空１分） １、操作系统设计得两个目标就是易用与高效。 2、P、V操作必须成对出现，有一个P操作就一定有一个V操作。 3、临界资源就是指系统中一次只允许一个进程使用得资源,而临界区就是指涉及到临界资源得代码段。 4、在请求式分页系统中,页框得分配有一种方式称为固定分配，固定分配有两种不同得方式，分别就是平均分配与按比率分配。 5、在请求式分页存储管理系统中，不能在计算机中实现得页面淘汰算法就是最佳算法，选择淘汰不再使用或最远得将来才使用得页得算法就是先进先出算法,选择淘汰在主存驻留时间最长得页得算法就是最近最少使用. ６、文件得结构就就是文件得组织形式，从用户观点出发所瞧到得文件组织形式称为文件得逻辑结构;从实现观点出发,文件在外存上得存放组织形式称为文件得物理结构. 7、文件得目录组织形式主要有单级目录、二级目录、树型目录与图型目录等. 8、设备得寻址方式主要有直接Ｉ／O指令与存储器映射Ｉ/O指令. 9、协同进程间一般通过信箱进行间接通信。 二、选择题（２0分，每题2分) １、紧耦合系统就就是 4 。 （1)分时操作系统（2）分布式操作系统 （3)网络操作系统（４）并行操作系统 2、以下不属于操作系统部件得就是２。 (1）进程管理（2）数据库管理 （３)保护系统(4）命令解释器系统 3、如P与V操作得信号量S初值为4，则现在S=-1，表示有 1 个进程在等待。（1）１（2)2 （3） 3 （4）5 4、用V操作可以唤醒一个进程,被唤醒得进程状态变为１。 （１）就绪(2)运行(3）阻塞(4）完成 5、所有就绪状态得进程按建立得先后顺序形成一个对列，从队列首挑选一个进程，分给时间片ｑ，投入运行.当时间片到时，而又没有完成得进程，将再次加入到队列尾，排队等待下一轮调度。这种进程调度算法称为2。 （1）循环轮转调度算法 （2）优先数调度算法 （3)固定周期轮转调度算法 （4）多级队列调度算法 6、页式存储管理得快表一般存放在4。 (1）内存(２)外存（3)硬盘(4）CACHＥ 7、虚拟存储器得最大容量由 2 决定。 (1）内存容量 （2) 程序得地址空间 （3）内外存容量 （4）计算机得地址机构 ８、可以分配给多个进程得设备就是 1 。 (1)共享设备（2)块设备 (３）独占设备（4）互斥设备 9、光盘上得文件一般可以采用3存取方式. 习题一 1、举例说明为什么对并发执行的程序不加控制会产生与执行时间有关的错误？ 解：程序在并发执行时由于资源是共享的，而且常常资源数少于程序对这些资源的需求数，致使这些并发执行的程序之间因为竞争资源导致存在间接制约关系，这种间接制约使得并发执行的程序具有随机性（异步性），即“执行—暂停—执行”，它们何时启动、何时停止是未知的。例如：飞机售票系统、堆栈的存数与取数过程等（示例说明略）。 2、程序并发执行为什么会失去顺序执行时的封闭性和可再现性？ 解：所谓“封闭性”是指程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在程序并发执行时由于资源共享，导致这些资源的状态将由多个程序来改变，又由于存在程序执行的随机性，所以程序的运行失去封闭性。由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。即虽然它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却可能各不相同。 习题二 1、试用加锁的方法解决飞机售票系统的问题。 例：民航售票系统，n个售票处 2、用机器指令（testAndset）解决飞机售票系统中任一进程的算法。 习题三 1、进程在做P、V操作时对自己和其他进程有何影响？ 进程在信号量上执行P操作后，若信号量的值为正，当前进程继续执行；若信号量的值为负，当前进程变为等待状态、放弃处理机，其它进程则有机会获得CPU。 进程在信号量上执行V操作后，不会对自己有任何影响，但当信号量的值不大于0时，需要唤醒在该信号量上所对应的等待队列中的进程。 2、设课程的前驱、后继关系如下，若每修一门课程看作进程Px（x∈1..6）试用P、V操作算法描述这种前驱与后继关系。 答： Semaphore：S1：=S2：=S3：=S4：=S5：=S6：=0； Begin Cobegin P1、P2、P3、P4、P5、P6 coend; end. P1（）P2（）P3（） Begin begin begin 修计算机导论；P（S1）；P（S2）； V（S1）；修高级语言程序设计修计算机组成原理； V（S2）；V（S3）V（S4）； End; End; End; P4（）P5（）P6（） Begin begin begin P（S3）；P（S4）；P（S5）； 修数据结构；修86汇编语言；P（S6）； V（S5）；V（S6）；修操作系统； End; End; End; 习题四 1、有三个进程R、W1、W2，进程R 从输入设备上读数据送缓冲区B，若是奇数由W1 进程从B 取数输出；若 本次课程实习的要求： 1．总学时为36学时，要求每位同学确保在此时间内完成实验。 2．实习结束时，由老师上机验收，并上交实习报告。验收成绩占75%，实习报告成绩占25%。 3．实习报告内容（电子文档）： （1）实习题目。 （2）实习内容及设计思想：设计思路、主要数据结构、主要代码结构及代码段分析。 （3）上机实验所用平台及相关软件。 （4）调试过程：测试数据设计、测试结果分析。 （5）总结：实习中遇到的问题及解决方法、实习中产生的错误及原因分析、实习体会及收获。 本实验提示代码均采用Linux环境。 实习一进程创建 一、实习内容 利用fork()系统调用创建进程。 二、实习目的 了解进程的创建过程，进一步理解进程的概念，明确进程和程序的区别。 三、实习题目 编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个子进程在活动。每一个进程在屏幕上显示一个字符，其中父进程显示字符A，子进程分别显示字符B和字符C。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。 [提示]： （1）可用fork()系统调用来创建一个新进程。 系统调用格式：pid=fork() fork()返回值意义如下： =0：在子进程中，表示当前进程是子进程。 >0：在父进程中，返回值为子进程的id值（唯一标识号）。 -1：创建失败。 如果fork()调用成功，它向父进程返回子进程的pid，并向子进程返回0，即fork()被调用了一次，但返回了两次。此时OS在内存中建立一个新进程，所建的新进程是调用fork()父进程的副本，称为子进程。子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完全相同的用户级上下文。父进程与子进程并发执行。 （2）编译和执行的方法： gcc 源文件名-o 执行文件名 最后，在shell提示符下输入：./执行文件名 就可执行该文件。 （3）使用fork()系统调的实例。 #include A B 开卷闭卷其他 11、假设一个系统有4个页面，页表项的信息如下表所示。Second-chance（clock）算法将置换哪个页面？（ D ） （A）0；（B）1；（C）2；（D）3。 页面加载时间最后访问 时间Valid/Invalid bit Modify bit Reference bit 0 1 2 3 167 321 254 154 374 321 306 331 1 1 1 1 1 1 1 1 12、在11题的表中，哪个页面被置换时需要写回（write back）到磁盘？（C ）（A）0；（B）1；（C）2；（D）3。 13、假设一个系统的逻辑地址空间为32个页面，其中每一个页面占1024字节，物理内存为16个页帧（frame），该系统的逻辑地址和物理地址各需要多少位？（ B ）（A）16，15。 （B）15，14。 （C）15，16。 （D）14，15。 14、下列文件系统的分配方式不具有随机访问能力的是（ C ） （A）单级索引分配。（×） （B）双向链表分配。 （C）单向链表分配。 （D）连续分配。（×） 15、下列哪个数据结构或算法的局部性比较好？（ C ） （A）二分查找（binary search）。 （B）指针。 （C）冒泡排序。 （D）哈希表（hash table）。 16、下面那个缩写表示进程间通信？（ C ） （A）IRQ。 （B）ISR。 （C）IPC。 （D）IVT。 17、关于虚拟内存，哪一个是正确的？（C ） （A）虚拟内存只能通过请求式调页（demand paging）实现。 （B）缺页率总是随着物理内存的增加而减少。（C）在虚拟内存中，有效内存访问时间近似正比于缺页异常（page fault）发生的概率。 （D）一台拥有4GB物理内存的32位计算机永远不会发生缺页异常。 18、请求分页内存管理中，若把页面大小增加一倍，在程序顺序执行时，则缺页异常次数一般会（ B ） （A）增加。 （B）减少。 （C）不变。 （D）可能增加也可能减少。 19、下面哪一个说法是不正确的？（B ） （A）策略和机制分离是操作系统设计应该遵循的重要原则。 （B）如果没有对临界区进行保护，程序每一次运行一定都会得到错误的结果。（C）如果系统采用两级页表结构，则每一个进程必须有独立的页表。 （D）为了获得最好的地址转换性能，页面大小一般都设为2幂次方。 20、哪一个说法是正确的？（D ） （A）资源分配图中如果存在有向环，一定发生了死锁。（×） （B）线程只能在操作系统内核中实现。（×） （C）当进程执行一个除零操作时，将触发一个外部中断。 （D）操作系统获得CPU的控制权时，CPU一定运行在内核模式。 二、简答题（54分） 1、 (10分)列出进程的状态，并画出状态变迁图。 2、 (8分)请写出用信号量解决读者-写者（readers-writers）问题的伪代码。 3、 (6分)竞争条件的解决方法要满足哪些条件？ 4、 (4分)列出死锁的四个必要条件。 5、 (6分)列出三种常见的内存分配方法，并分别描述它们各自的分配算法。 6、 (6分)名词解释：局部性（locality）模型和工作集（working-set）模型。它们有什 么联系？ 7、 (4分)名词解释：颠簸（Thrashing），并给出颠簸发生的条件。 8、 (6分)描述缺页异常的处理流程。 9、 (4分)描述分段内存管理方法，包括分段的原因以及具体的做法。 操作系统试题一 一、单选题（每小题1分，共20分） 1、操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的【A 】。 A、利用率 B、可靠性 C 、稳定性D、兼容性 2、如果分时操作系统的时间片一定，那么【C】，则响应时间越短。 A、内存越少 B、内存越多 C、用户数越少 D、用户数越多 3、若把操作系统看作资源管理者，下列的【C】不属于操作系统所管理的资源。 A、CPU B、内存 C、中断 D、程序 4、操作系统是通过【D 】感知进程存在的。 A、程序名 B、进程的状态 C、中断 D、进程控制块 5、当【B 】时，进程从执行状态变为就绪状态。 A、进程被进程调度程序选中 B、时间片用完 C、等待某一事件 D、等待的事件发生 6、以下的进程状态变化中，不可能发生的变化是【D 】。 A、执行状态到就绪状态 B、等待状态到就绪状态 C、执行状态到等待状态 D、等待状态到执行状态 7、若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为-3，则表示有【D】 个等待进程。 A、0个 B、1个 C、2个 D、3个 8、P、V操作是【A】 1 / 22 A、两条低级进程通信原语 B、两条高级进程通信原语 C、两条系统调用命令 D、两组不同的机器指令 9、用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒的进程状态变为【B 】。 A、等待 B、就绪 C、执行 D、完成 0、资源的有序分配策略破坏【D 】条件，是一种死锁预防策略。 A、互斥条件 B、保持和请求条件 C、不剥夺条件 D、环路等待条件 1、银行家算法是一种【B 】算法。 A、死锁预防 B、死锁避免 C、死锁检测 D、死锁解除 2、某系统中有同类资源10个，每个进程的资源需求量为3个，则不会发生死锁的最大并发进程数为【C】 A、2 B、、4 D、5 3、分区管理中采用首次适应分配算法时，应把空闲区按【C】次序进行管理。 A、大小递增 B、大小递减 C、地址递增 D、地址递减 4、很好地解决了内存碎片问题的存储管理方案是【C 】。操作系统期末试卷(含答案)79149
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