操作系统应用题2(解答)
1. 设有一台计算机，有两条I/O 通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后在搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问： ①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？ ②这些进程间有什么样的相互制约关系？ ③用P 、V 操作写出这些进程的同步算法。
解：
①系统可设三个进程来完成这个任务：R 进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C 进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P 进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。
②R 进程受C 进程影响，B1放满信息后R 进程要等待——等C 进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C 进程受R 进程和P 进程的约束：B1中信息放满后C 进程才可从中取出它们，且B2被取空后C 进程才可将加工结果送入其中；P 进程受C 进程的约束：B2中信息放满后P 进程才可从中取出它们,进行打印。 ③信号量含义及初值：
B1full —— 缓冲区B1满，初值为0；（B1full ＝1表示B1满） B1empty ——缓冲区B1空，初值为1；（B1empty ＝1表示B1空） B2full —— 缓冲区B2满，初值为0；（B2full ＝1表示B21满） B2empty ——缓冲区B2空，初值为1；（B2empty ＝1表示B2空）
R 进程 C 进程 P 进程
2、现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其主存分配，建立的段表内容如下：
计算逻辑地址（2，15），（0，60），（3，18）的绝对地址是多少？ 注：括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。
解：
段式存储管理的地址转换过程为：（1）根据逻辑地址中的段号查段表的相应栏目；（2）根据段内地址<段长度，检查地址是否越界；（3）若不越界，则绝对地址=该段的主存起始地址+段内地址。
逻辑地址（2，15）查段表得段长度为20，段内地址15<20，地址不越界，段号2查表得段首地址为480，于是绝对地址为480+15=495。
逻辑地址（0，60）查段表得段长度为40，段内地址60>40，地址越界，系统发出“地址越界”中断。
逻辑地址（3，18）查段表得段长度为20，段内地址18<20，地址不越界，段号3查表得段首地址为370，于是绝对地址=370+18=388。
3．若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。 （1）先来先服务算法； （2）最短寻找时间优先算法。
解（1）3毫秒×292=876毫秒（2）3毫秒×120=360毫秒
（注：各算法使移动臂的移动次序和移动的柱面数如下：
（1）40 → 20 → 44 → 40 → 4 → 80 → 12 → 76
（20）（24）（4）（36）（76）（68）（64）共移动292柱面
（2）40 → 44 → 20 → 12 → 4 → 76 → 80
（4）（24）（8）（8）（72）（4）共移动120柱面
4．某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。
解：系统能为进程P3分配二台打印机。因为尽管此时10台打印机已分配给进程P1 4台，P22台和P34台，全部分配完，但P3已分配到所需要的全部4台打印机，它不会对打印机再提出申请，所以它能顺利运行下去，能释放占用的4台打印机，使进程P1，P2均可能获得乘余的要求4台和5台，按银行家算法是安全的。
5．用PV操作解决读者写者问题的正确程序如下：
begin S, Sr: Semaphore; rc: integer;
S:=1; Sr:=1; rc:=0;
cobegin PROCESS Reader i ( i=1,2…)
begin P(Sr)
rc:=rc+1;
if rc=1 then P(S);
V(Sr);
read file;
P(Sr);
rc:=rc-1
if rc=0 thenV(S);
V(Sr);
end ;
PROCESS Writer j (j=1,2…)
begin P(S);
Write file;
V(S)
end;
coend ;
end;
请回答：（1）信号量 Sr的作用；（2）程序中什么语句用于读写互斥，写写互斥；（3）若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序？
解（1）Sr用于读者计数rc的互斥信号量；
（2）if rc=1 then P（S）中的P（S）用于读写互斥，写者进程中的P（S）用于写写互斥，读写互斥。
（3）程序中增加一个信号量S5，初值为5，P（S5）语句加在读者进程P（Sr）之前，V（S5）语句加在读者进程第2个V（Sr）之后。
6. 判断下面的同步问题的算法是否正确？若有错，请指出错误原因并予以改正。
设A、B两进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B则从Q读出信息，算法框图如图所示。
B
向Q
解：这个算法不对。
因为A、B两进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。
进行改正：
A、 B两进程要同步使用缓冲区Q。为此，设立两个信号量：
empty表示缓冲区Q为空，初值为1；
full表示缓冲区Q为满，初值为0。
算法框图如图所示。
向Q从Q
7.有三个用户进程A、B和C，在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。
(1)试说明A、B、C进程之间存在什么样的制约关系？
(2)为保证这三个进程能正确地打印出各自的结果，请用信号量和P、V操作写出各自的有关申请、使用打
印机的代码。要求给出信号量的含义和初值。
解：
(1) A、B、C三个进程之间存在互斥的制约关系。因为打印机属于临界资源，必须一个进程使用完之后另
一个进程才能使用。
（2）mutex：用于互斥的信号量，初值为1。
各进程的代码如下：
进程A 进程B 进程C
... … ...
... … ...
P(mutex) P(mutex) P(mutex)
申请打印机申请打印机申请打印机
使用打印机使用打印机使用打印机
V(mutex) V(mutex) V(mutex)
… … …
8. 假定在某移动臂磁盘上，刚刚处理了访问75号柱面的请求，目前正在80号柱面读信息，并且有下述请求序列等待访问磁盘：
请求序列： 1 2 3 4 5 6 7 8
欲访问柱面号： 160 40 190 188 90 58 32 102
试用：(1)电梯调度算法
(2)最短寻找时间优先算法
分别列出实际处理上述请求的次序。
解(1)电梯调度算法:由”刚刚处理了访问75号柱面的请求，目前正在80号柱面读信息”可知:初始磁头前进的方向是:”从小到大”
所以:处理次序为：
5 8 1 4 3
6 2 7
90 102 160 188 190 58 40 32
(2)最短寻找时间优先算法:
处理次序为：
5 8
6 2
7 1 4 3
90 102 58 40 32 160 188 190
9. 有三个进程P1，P2和P3并发工作。进程P1需用资源S3和S1；进程P2需用资源S1和S2；进程P3需用资源S2和S3。回答：
(1)若对资源分配不加限制，会发生什么情况?为什么?
(2)为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略?为什么?
解：
(1)可能会发生死锁
例如：进程P1，P2和P3分别获得资源S3，S1和S2后再继续申请资源时都要等待，这是循环等待。
(或进程在等待新源时均不释放已占资源)
(2)可有几种答案：
A.采用静态分配
由于执行前已获得所需的全部资源，故不会出现占有资源又等待别的资源的现象(或不会出现循环等待资源现象)。
或B.采用按序分配不会出现循环等待资源现象。
或C.采用银行家算法因为在分配时，保证了系统处于安全状态。
10.某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：
(1)用PV操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量，写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。
(2)根据所定义的信号量，把应执行的PV操作填入下述方框中，以保证进程能够正确地并发执行。
COBEGIN PROCESS )
begin ；
进入售票厅；
购票；
退出；
end；
COEND
(3)若欲购票者最多为n个人，写出信号量可能的变化范围(最大值和最小值)。
解(1)定义一信号量S，初始值为20。
意义：
S>0 S的值表示可继续进入售票厅的人数
S=0 表示售票厅中已有20名顾客(购票者)
S<0 |S|的值为等待进入售票厅的人数
(2)上框为P(S) 下框为V(S)
(3)S的最大值为20 S的最小值为20－n
注：信号量的符号可不同(如写成t)，但使用时应一致(即上述的s全应改成t)。
11．有两个进程P1和P2，它们执行的过程如下：
P1: 10秒CPU操作、20秒I/O操作（设备1）、5秒CPU操作、10秒I/O操作（设备2）、5秒CPU操作、结束
P1: 15秒I/O操作（设备1）、10秒CPU操作、15秒I/O操作（设备2）、10秒CPU操作、结束
（1）如果进程P1和P2顺序执行，请画出进程P1和P2执行情况图；
（2）如果进程P1和P2并发执行，请画出进程P1和P2执行情况图；
（3）分别计算在（1）和（2）情况下，CPU的利用率、设备1和设备2的利用率。
解：
(1) P1和P2顺序执行
P1:
0 10 30 35 45 50
P2:
50 65 75 90 100
(2) P1和P2并发执行
0 10 15 25 35 40 50 55
(3) 在情况（1）下，CPU的利用率=40/100=40% 设备1的利用率=35/100=35%
设备2的利用率=25/100=25%
在情况（2）下，CPU的利用率=40/55=73% 设备1的利用率=35/55=64%
设备2的利用率=25/55=45%
12．一个程序P的用户空间为16K,存储管理采用请求式分页系统，每个页面大小为2K，存在以下的页表：
其中，有效位＝1表示页面在内存；0表示页面不在内存。
请将虚地址0x060C，0x1502，0x1d71，0x2c27，0x4000转换为物理地址。
答：用户地址空间共用14bit表示.范围为:0x0000~0x3FFF.超过这个范围即为”越界”
0x060C：1548+12*2048=0x660C 0x1502：0x6502 0x1d71：缺页
0x2c27：0x1427 0x4000：越界
13．有一个文件系统，根目录常驻内存，目录文件采用链接式，每个磁盘块存放10个下级文件的描述，最多存放40个下级文件(最多涉及到4个盘块)，若下级文件为目录文件，则上级目录指向该目录文件的第一块，否则指向普通文件的文件控制块。普通文件采用二级索引形式，文件控制块中给出12个磁盘块地址，前10个磁盘块地址指出前10页的物理地址，第11个磁盘块地址指向一级索引表，一级索引表给出256个磁盘块地址，即指出该文件第10页至第256页的地址，第12个磁盘块地址指向二级索引表，二级索引表中指出256个一级索引表的地址。(1) 该文件系统中的普通文件最大可有多少页?
(2) 若要读文件/A/D/K/Q中的某一页, 最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?
答：（1）一个文件的所有块可以通过下面三种途径找到：直接通过FCB找到前10块，通过一级索引找到256块，通过二级索引找到256*256块，所以一个文件最大可以有10+256+2562块
最坏情况是：每次读取目录描述信息的时候都在最后一个块找到下级的目录或文件，所以要找到Q文件的FCB至少要读取A的第一块，D、G、二个目录项的所有四个块，再读取Q的FCB，总共要1+4*2+1＝10次启动硬盘。找到FCB后再读取该文件页所在的块，如果这一块在前10块之列，那么在启动一次硬盘就可以找到这一块，如果这一块在最后一块，则可能需要通过二级索引找到这一块，这总共需要读取二级索引和最后一块共2+1次读取硬盘。
14.一个系统中存在某类资源m个，被n个进程共享。资源的分配和释放必须一个一个进行，请证明在以下两个条件下不会发生死锁：
●每个进程需要资源的最大数在1~m之间；
●所有进程需要的资源总数小于m+n；
证明：
假设进程Pi(0 R1+R2+….+Rn 1 <= Ri <= m (2) 假设进程已经分配到的资源为Ai(0 Ai<=Ri 假设当前发生了死锁，则 A1+A2+….+An=m Ai 也就是 Ai+1<=Ri 则 A1+A2+….+An+n<=R1+R2+….+Rn 即 m+n<=R1+R2+….+Rn 和（1）矛盾，死锁不成立。 15．一个请求式分页存储系统，页表存放在内存： ●访问一次内存需要100ns ●如果仅调入一个页面，需要花费8ms（内存有空页面，或需要进行页面置换，单被置换的页面没有修改过）； ●如果调入一个页面同时需要进行被置换页面的写出，则需要20ms; ●假设页面被修改的比例是60%; 请问，缺页率必须控制在多少以下，才能使得EAT<200ns? 解： 假设缺页率为f_rate, 则， EAT=(1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000) 如EAT<200, 则， (1-f_rate)*100+f_rate*(40%*8000+60%*20000)<200 100-100*f_rate+15200*f_rate<200 151*f_rate<1 f_rate<1/151 即缺页率小于0.66%。 16．一个文件有100个磁盘块，假设文件控制块在内存（如果文件采用索引分配(indexed allocation)，索引表也在内存）。在下列情况下，请计算在contiguous, linked, indexed(single-level)三种分配方式下，分别需要多少次磁盘I/O操作？（每读出或写入一个磁盘块都需要一次磁盘I/O操作）(10%) 假设在contiguous分配方式下，文件头部无空闲的磁盘块，但文件尾部有空闲的磁盘块。假设要增加的块信息存放在内存中。 ●在文件开始处添加一个磁盘块； ●在文件结尾处添加一个磁盘块； ●在文件中间删除第50块磁盘块；（假设磁盘块编号从0—99） ●在文件第50块前添加一个磁盘块；（假设磁盘块编号从0—99） 解： ●在文件开始处添加一个磁盘块：连续：201/链接：1/索引：1 ●在文件结尾处添加一个磁盘块：连续：1/链接：101/索引：1 ●在文件中间删除一个磁盘块：连续：48*2＋1＋1=98/链接：52/索引：0 ●在文件中间添加一个磁盘块：连续：101/链接：52/索引：1 17.一个操作系统有20个进程，竞争使用30个同类资源，申请方式是逐个进行，一旦某个进程获得了它的全部资源，就马上归还所有的资源，每个进程最多使用30，最少使用一个资源。20个进程需要的资源总数小于50。如果仅考虑这类资源，系统会产生死锁吗？请说明理由。 答： 设max(i)表示第i个进程的最大资源需求量， need(i)表示第i个进程还需要的资源量， alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。 由题中所给条件可知： max(1)+…+max(20)=(need(1)+…need(20))+(alloc(1)+…+alloc(20))<50 如果在这个系统中发生了死锁，那么一方面30个资源R应该全部分配出去，即（反证法）alloc(1)+…+alloc(20)=30 另一方面所有进程将陷入无限等待状态。 由上述两式可得：need(1)+…+need(20)<20（关键） 上式表示死锁发生后，20个进程还需要的资源量之和小于20，这意味着此刻至少存在一个进程i，need(i)=0，即它已获得了所需要的全部资源。既然该进程已获得了它所需要的全部资源，那么它就能执行完成并释放它占有的资源，这与前面的假设矛盾，从而证明在这个系统中不可能发生死锁。 18. 一个分页存储系统，页表存放在内存： ●如果访问一次内存需要200ns，则访问一个内存单元需要多少时间？ ●如果系统采用三级页表，则访问一个内存单元需要多少时间？ ●如果系统引入联想寄存器，90％的页表项可以在快表中命中，则访问一个内存单元需要多少时间？（假设访 问一次快表需要10ns） 解： 1、400 ns(200ns+200ns)(访问页表＋访问具体内存单元) 2、800 ns（3×200ns+200ns）(访问3级页表＋访问具体内存单元) 3、229 ns[（90%×10+10%×200）+200ns] (访问页表的平均时间＋访问具体内存单元) 18. 设某文件的物理存储方式采用链接方式，该文件由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512字节，并依次存放在50、121、75、80、63号磁盘块上。（10分） ●文件的第1569逻辑字节的信息存放在哪一个磁盘块上？ ●要访问第1569逻辑字节的信息，需要访问多少个磁盘块？（假如该文件的FCB在内存） 答： 因为：1569=512×3+33 所以要访问字节的逻辑记录号为3，对应的物理磁盘块号为80。故应访问第80号磁盘块。 由于采用链接方式，所以要访问第3个逻辑记录的信息，必须访问逻辑记录第0、1、2后，才能访问第3个逻辑记录，所以要访问第1569逻辑字节的信息，需要访问4个磁盘块。 1.设某进程所需要的服务时间t=k ?q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为: T rr (t)=()λμμ-?t T fc (t)=()λμ-1 T sr (t)= ()()() '11 λμμλμ-?-- -t 其中' λ=( )λ?-a b 1=r λ? 取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算 T rr (t), T fc (t)和 T sr (t),并画出其时间变化 图. 2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为 T i (i=1,2,3),其相应任务的执行时间为 C i (i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比 之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266). 3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间. 解答： 1.对(,λμ)=(50，100) T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t) 0r →时，T sr (t)→1/100+t 1r →时, T sr (t)→2t 图象如下： 只有T sr (t)受r 值影响，且r 值增大，T sr (t)的斜率增大，y 截距由1/100趋向0，服务时间也增加。 题目： 4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4,K K ,15,设某作业有4 《操作系统》练习题及参考答案 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 1.操作系统是一种（） A.系统软件 B.系统硬件 C.应用软件 D.支援软件 2.MS—DOS的存贮管理采用了（） A.段式存贮管理 B.段页式存贮管理 C.单用户连续存贮管理 D.固定式分区存贮管理 3.用户程序在目态下使用特权指令将引起的中断是属于（） A.硬件故障中断 B.程序中断 C.外部中断 D.访管中断 4.MS—DOS中用于软盘整盘复制的命令是（） https://www.wendangku.net/doc/797859262.html,P B.DISKCOPY C.SYS D.BACKUP 5.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.页式虚拟存贮管理中的页面调度 6.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 7.在以下存贮管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是（） A.单用户连续分配 B.固定式分区分配 C.可变式分区分配 D.页式存贮管理 8.已知，作业的周转时间=作业完成时间－作业的到达时间。现有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 A.T1＋T2＋T3 B.（T1＋T2＋T3） C.T1＋T2＋T3 D. T1＋T2＋T3 9.任何两个并发进程之间（） A.一定存在互斥关系 B.一定存在同步关系 C.一定彼此独立无关 D.可能存在同步或互斥关系 10.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 11.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成（） A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.目录文件 12.一作业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 13.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 14.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名（） A.应该相同 B.应该不同 C.可以相同，也可以不同 D.受系统约束 15.在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（） A.无上邻空闲区，也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区，但无下邻空闲区 C.有下邻空闲区，但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区，也有下邻空闲区 二、双项选择题（每小题2分，共16分） 1.能影响中断响应次序的技术是（）和（）。 A.时间片 B.中断 C.中断优先级 D.中断屏蔽 E.特权指令 2.文件的二级目录结构由（）和（）组成。 A.根目录 B.子目录 C.主文件目录 D.用户文件目录 E.当前目录 3.驱动调度算法中（）和（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。 A.电梯调度 B.先来先服务 C.扫描 D.单向扫描 E.最短寻找时间优先 4.有关设备管理概念的下列叙述中，（）和（）是不正确的。 A.通道是处理输入、输出的软件 B.所有外围设备的启动工作都由系统统一来做 C.来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理 D.编制好的通道程序是存放在主存贮器中的 E.由用户给出的设备编号是设备的绝对号 第二章操作系统进程(练习题答案) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 第二章进程管理 1.操作系统主要是对计算机系统全部 (1) 进行管理，以方便用户、提高计算机使 用效率的一种系统软件。它的主要功能有：处理机管理、存储管理、文件管理、 (2) 管 理和设备管理等。Windows和Unix是最常用的两类操作系统。前者是一个具有图形界面的 窗口式的 (3) 系统软件，后者是一个基本上采用 (4) 语言编制而成的 的系统软件。在 (5) 操作系统控制下，计算机能及时处理由过程控制反馈的信息 并作出响应。 供选答案： (1): A. 应用软件 B. 系统软硬件 C. 资源 D. 设备 (2): A. 数据 B. 作业 C. 中断 D. I/O (3): A. 分时 B. 多任务 C. 多用户 D. 实时 (4): A. PASCAL B. 宏 C. 汇编 D. C (5): A. 网络 B. 分时 C. 批处理 D. 实时 答案：CBBDD 2.操作系统是对计算机资源进行的 (1) 系统软件，是 (2) 的接口。 在处理机管理中，进程是一个重要的概念，它由程序块、 (3) 和数据块三部 分组成，它有3种基本状态，不可能发生的状态转换是 (4) 。 虚拟存储器的作用是允许程序直接访问比内存更大的地址空间，它通常使用 (5) 作为它的一个主要组成部分。 供选答案： (1): A. 输入和输出 B. 键盘操作 C. 管理和控制 D. 汇编和执行 (2): A. 软件和硬件 B. 主机和外设 C. 高级语言和机器语言 D. 用户和计算机 (3): A. 进程控制块 B. 作业控制块 C. 文件控制块 D. 设备控制块 (4): A. 运行态转换为就绪态 B. 就绪态转换为运行态 C. 运行态转换为等待态 D. 等待态转换为运行态 (5): A. 软盘 B. 硬盘 C. CDROM D. 寄存器 答案：CDADB 3.在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并运行，这种方法称为 D。 A. Spodling技术 B. 虚拟存储技术 C. 缓冲技术 D. 多道程序设计技术 4.分时系统追求的目标是 C。 A. 高吞吐率 B. 充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 5.引入多道程序的目的是 D。 四、解答题(共20分) 1．什么是操作系统它的主要功能是什么(共8分) 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合)，是用户与计算机之间的接口 操作系统的主要功能包括：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理以及用户接口管理。 2．操作系统中存储器管理的主要功能是什么什么叫虚拟存储器(共8分) 存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映射，内存保护，内存扩充。(4分) 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机系统中虚地址被映象成实地址。或者：简单地说，虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。(4分) 3．什么是文件的逻辑组织和物理组织(共4分) 文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时 采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。 文件的物理组织——文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。 三、填空题(每空2分，共30分) 1．通常，进程实体是由程序段，相关的数据段和PCB 这三部分组成，其中PCB 是进程存在的惟一标志。 2．从用户的源程序进入系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有编辑阶段，编译阶段，连接阶段，装入阶段和运行阶段。 3．在UNIX系统中，文件的类型主要包括普通文件，目录文件，特别文件。 4．虚拟设备是通过 SPOOLing 技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。 5. Windows NT是采用微内核结构的操作系统，它的进程的功能发 生了变化，它只是资源分配的单位，不是调度运行的单位，后者的功能由线程完成。 五、应用题(共20分) 5．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（ D） A、运行态变为就绪态 B、运行态变为等待态 C、就绪态变为运行态 D、等待态变为就绪态 6．采用动态重定位方式装入的作业，在执行中允许（C ）将其移动。 A、用户有条件地 B、用户无条件地 C、操作系统有条件地 D、操作系统无条件地 7．分页式存储管理中，地址转换工作是由（A ）完成的。 A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序 9．对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（C ）。 、文件 D 、记录 C 、数据项 B 、字符A． 10．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定（A ）号。 A、设备类相对 B、设备类绝对 C、相对 D、绝对 11．通常把通道程序的执行情况记录在（D ）中。 A、PSW B、PCB C、CAW D、CSW 14．共享变量是指（D ）访问的变量。 A、只能被系统进程 B、只能被多个进程互斥 C、只能被用户进程 D、可被多个进程 15．临界区是指并发进程中访问共享变量的（ D）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序 16．若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（ D）个进程参于竞争，而不会发生死锁。 A、5 B、2 C、3 D、4 17．产生系统死锁的原因可能是由于（C ）。 A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备 21．引入多道程序设计的主要目的在于（BD ） A、提高实时响应速度 B、充分利用处理机，减少处理机空闲时间 、有利于代码共享C． 兰州大学期末考试 应用题 1. 假定在单CPU条件下有下列要执行的作业: 作业到来的时间是按作业编号顺序进行的（即后面的作业依次比前一个作业迟到一个时间 单位） （1）用一个执行时间图描述在采用非抢占式优先级算法时执行这些作业的情况。 （2）对于上述算法，求各个作业的周转时间、带权周转时间并求出平均周转时间以及平均带权周转时间是多少 答：（1）作业1 作业3 作业2 1 11 14 18 （2）周转时间：作业1：10 作业2：16 作业3：11 平均周转时间：（10+ 16+ 11）/3 = 37/3 带权周转时间：作业 1 : 1作业2: 4 作业3：11/3 平均带权周转时间：26/9 上述题目也可这样求: 平均周转时间为：(10+11 + 16) /3=37/3= 平均带权周转时间为：(1+11/3+4)/3=26/9= 若将该题改为短作业优先(非抢占式)结果一样。 2. 假定在单道批处理环境下有5个作业，各作业进入系统的时间和估计运行时间如下表所 示： 实际执行序列为： 的执行情况。 (2)分别计算上述两种情况下进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 ⑵ 平均周转时间为：FCFS( 3+++) /4=4= SPF: (3+++) /4=4= 平均带权周转时间：FCFS( 1+6+4+2) /4=9/4= SPF: (1+6+2+4) /4=4= 4.假定系统中有4个进程P1、P2、P3、P4和3类资源R1、R2、R3 (资源数量分别为9、3、 6 试问(1) t0时刻是否安全 (2) P2发出请求向量request2 (1,0,1 )，系统能否将资源分配给它(3)在P2申请资源后，若P1发出请求向量requestl (1,0,1 )，系统能否将资源分配给它 (4)在P1申请资源后，若P3发出请求向量request3 ( 0,0,1 )，系统能否将资源分配给它答案：(1)调用安全性算法 在t0时刻存在一个安全序列｛P2，P1, P3, P4｝，故系统是安全的。 (2) 当P2发出请求request2 (1,0,1 )，因为request2 (1,0,1 ) 复习题答案 一、（1） （2）平均周转时间：（10+11+16）/3＝12.33 （3）平均带权周转时间：（10/10+11/3+16/4）/3＝2.89 二、10+5+10+10+5/10+5+5+10+10+10+10+5+5+10＝50％ 三、(1)先来先服务：平均周转时间为(3+7+9+12+12）/5＝8.6 P1 P2 P3 P4 P5 (2)时间片轮转：平均周转时间为(4+16+13+14+7）/5＝10.8 (3)剥夺式短进程优先,有两种情况: A：P1→P2→P3→P5→P4→P2 (3+18+4+9+2)/5=5.2 B：P1→P2→P3→P5→P2→P4 (3+13+4+14+2)/5=7.2 (4)剥夺式优先级：P1→P2→P3→P4→P5→P2 （3+18+4+7+7）/5＝7.8 (5)非剥夺式优先级：P1→P2→P3→P4→P5 结果与先来先服务相同。 四、1、非抢占式优先级：因为作业到来的时间是按作业编号顺序进行的（即后面的作业依此比前一个作业迟到一个时间单位）。T=1时，只有作业一到达，不必分析优先级，作业一先进入运行态运行10个时间单位。T=10时，作业二、三、四、五陆续到达，其优先级分别为1、3、4、2，按优先级高低陆续进入运行态的是：作业四、作业三、作业五、作业二。 2、时间片轮转：清注意：到达时间差一个单位。 （1）在第一秒内（T=0~1S），A进入运行态， ①运行态：A 就绪队列：无，因到达时间差一个单位，其它作业均未到达。 在第一秒末（T=1S），B到达进入就绪队列，A进入就绪队列，B由就绪转入运行； ②运行态：B 就绪队列：A，因到达时间差一个单位，其它作业均未到达。 （2）在第二秒内（T=1~2S），B运行；A就绪。 第二秒末（T=2S）C才到达，进入就绪队列；此时就绪队列中顺序为：A、C；因为队首A 由就绪转入运行，B运行时间为1，所以时间片结束时，作业完成，退出系统；此时各队列如下： ③运行态：A 就绪队列：C （3）在第三秒内（T=2~3S），A运行，此时就绪队列中仅为：C； 在第三秒末（T=3S）D才到达，进入就绪队列；同时A由运行转入就绪；C进入运行；此时就绪队列中顺序为：D、A。 ④运行态：C 就绪队列：D、A （4）在第四秒内（T=3~4S），C运行，此时就绪队列中顺序为：D、A； 第四秒末（T=3S）同时E到达，进入就绪队列，同时C由运行转入就绪；D进入运行；此时就绪队列中顺序为：A、E、C。此时各个作业已经分别陆续到达。 ⑤运行态：D 就绪队列：A、E、C （5）在第五秒内（T=4~5S），D运行，此时就绪队列中顺序为：A、E、C； 第五秒末（T=5S）D运行时间仅为1，所以时间片结束时，作业完成，退出系统同时A转入运行；此时就绪队列中顺序为：E、C。 ⑥运行态：A 就绪队列：E、C （6）在第六秒内（T=5~6S），A运行，此时就绪队列中顺序为：E、C； 第六秒末（T=6S）A时间片结束时，转入就绪队列尾，同时E转入运行；此时就绪队列中顺序为：C、A。 ⑦运行态：E 就绪队列：C、A 以后E、C、A循环转入运行态、就绪态。并且根据所需运行时间陆续退出。按照进入运行态的顺序，如下图所示。 操作系统期末考试（A） 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，只有一个是正确的，将其号码写在题干的括号中。每小题2分，共20分） 1、文件系统的主要组成部分是（） A、文件控制块及文件 B、I/O文件及块设备文件 C、系统文件及用户文件 D、文件及管理文件的软件 2、实现进程互斥可采用的方法（） A、中断 B、查询 C、开锁和关锁 D、按键处理 3、某页式管理系统中，地址寄存器的低9位表示页内地址，则页面大小为（） A、1024字节 B、512字节 C、1024K D、512K 4、串联文件适合于（）存取 A、直接 B、顺序 C、索引 D、随机 5、进程的同步与互斥是由于程序的（）引起的 A、顺序执行 B、长短不同 C、信号量 D、并发执行 6、信号量的值（） A、总是为正 B、总是为负 C、总是为0 D、可以为负整数 7、多道程序的实质是（） A、程序的顺序执行 B、程序的并发执行 C、多个处理机同时执行 D、用户程序和系统程序交叉执行 8、虚拟存储器最基本的特征是（） A、从逻辑上扩充内存容量 B、提高内存利用率 C、驻留性 D、固定性 9、飞机定票系统是一个（） A、实时系统 B、批处理系统 C、通用系统 D、分时系统 10、操作系统中，被调度和分派资源的基本单位，并可独立执行的实体是（） A、线程 B、程序 C、进程 D、指令 二、名词解释（每小题3分，共15分） 1.死锁: 2.原子操作: 3.临界区: 4.虚拟存储器: 5.文件系统: 三、判断改错题（判断正误，并改正错误，每小题2分，共20分） 1、通道是通过通道程序来对I/O设备进行控制的。（） 2、请求页式管理系统中，既可以减少外零头，又可以减少内零头。（） 3、操作系统中系统调用越多，系统功能就越强，用户使用越复杂。（） 4、一个进程可以挂起自已，也可以激活自已。（） 5、虚拟存储器的最大容量是由磁盘空间决定的。（） 6、单级文件目录可以解决文件的重名问题。（） 7、进程调度只有一种方式：剥夺方式。（） 8、程序的顺度执行具有顺序性，封闭性和不可再现性。（） 9、并行是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，而并发性是指两个或多个事件在 同一时刻发生。（） 10、进程控制一般都由操作系统内核来实现。（） 操作系统期末练习题参考答案 一、选择题（选择一个正确答案的代码填入括号中） 1.B．操作系统 2. D 控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行 3.C．文档编辑 4.C．程序的并发执行 5.C．系统调用 6.A．请求系统服务 7.B．只能通过用户程序间接使用 8.B．分时系统 9.C. 快速响应 10.C．火车订票系统 11.A．命令名 [选项] [参数] 12.C．UNIX系统 13.C．描述程序动态执行过程的性质 14.A．程序是静态概念，进程是动态概念 15.B．并发性 16.A．只有一个 17.B．进程状态变为就绪 18.D．从阻塞变为就绪 19.A．同步 20.C．临界资源 21.B．进入阻塞态，让出CPU 22.A．1 23.C．若干进程因竞争资源而无休止地循环等待着，且都不释放已占有的资源 24.C．进程调度 25.B．就绪 26.D．后备 27.B．选择恰当的作业调度算法 28.D．平均周转时间 29.B．2小时 30.A．T=E－S 31.A．解释并执行来自终端的命令 32.D．抢占式优先级 33.A．逻辑地址 34.D．重定位 35.C．固定分区 36.C．限长寄存器 37.B．页表 38.B．对换技术 39.D．扩充主存容量 40.B．扩充相对地址空间的技术 41.A．分区管理 42.D．缺页中断 43.A．置换算法选择不当 44.B．辅助存储空间 45.C．实现对磁盘的驱动调度 46. B 文件名称与文件具体的物理地址的转换 47.C．记录式文件 48.A．连续文件 49.D．提高了存储空间的利用率 50.C．索引文件 51.D．解决不同用户间的文件命名冲突 52.C．可以不同，也可以相同 53.D．/usr/meng/prog/file.c 54.D．非循环图目录 55.C．硬件设备 56.B．普通文件 57.D．读和写 58.C．实现中断处理 59.D．用户程序使用的设备与实际使用哪台设备无关的一种特性 60.C．通道技术 61.C．通道独立执行预先编好的通道程序来控制 62.D．设备驱动程序 63.C．缓冲技术 64.C．提高CPU与设备之间的并行程度 65.C．虚拟 66.C．100 67.B．2ms 68.A．可定制性 69.D．系统中若干台计算机相互协作完成同一任务 70.D．分布式操作系统 CH4 应用题参考答案 1在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是： 1、2 、3 、4 、2 、1 、5 、6 、2 、1 、2 、3 、7 、 6 、3 、2 、1 、2 、 3、6 。 分别用 FIFO 、OPT 和 LRU 算法，对分配给程序 3 个页框、 4 个页框、 5 个页框和 6 个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。 答： 页框数FIFO LRU OPT 3161511 414108 51287 6977 只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。 2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有 5 页，执行时其访问页面次序 为： ( 1 ) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5 ( 2 ) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5 若分配给该作业三个页框，分别采用 FIFO和 LRU 面替换算法，求出各自的缺页 中断次数和缺页中断率。 答：( 1 ）采用 FIFO 为 9 次，9 / 12 = 75 ％。采用 LRU 为 8 次，8 / 12 = 67 ％。( 2）采用FIFO和LRU均为9次，9 / 13 = 69％。 3一个页式存储管理系统使用 FIFO 、OPT 和 LRU 页面替换算法，如果一个作业的页面走向为： ( l ) 2、3、2、l、5、2、4、5、3、2、5、2。 ( 2 ) 4、3、2、l、4、3、5、4、3、2、l、5。 ( 3 ) 1、2、3、4、1、2、5、l、2、3、4、5。 当分配给该作业的物理块数分别为 3 和 4 时，试计算访问过程中发生的缺页中断 次数和缺页中断率。 答： ( l ）作业的物理块数为3块，使用 FIFO 为 9次， 9 / 12 = 75％。使用 LRU 为 7次， 7 / 12 = 58％。使用 OPT 为 6 次， 6 / 12 = = 50％。 作业的物理块数为4块，使用 FIFO 为 6次， 6 / 12 = 50％。使用 LRU 为 6次， 6 / 12 = 50％。使用 OPT 为 5 次， 5 /12 = 42 ％。 ( 2 ）作业的物理块数为3块，使用 FIFO 为 9次， 9 / 12 = 75％。使用 LRU 为 10 次， 10 / 12 = 83％。使用 OPT 为 7次， 7/12 = 58％。 作业的物理块数为 4块，使用 FIFO 为 10次， 10 / 12 = 83 ％。使用LRU 为 8 次， 8/12 ＝66％。使用 OPT为 6 次， 6/12 ＝50%. 其中，出现了 Belady 现象，增加分给作业的内存块数，反使缺页中断率上升。 4、在可变分区存储管理下，按地址排列的内存空闲区为： 10K 、4K 、20K 、18K 、7K 、 9K 、12K 和 15K 。对于下列的连续存储区的请求： ( l ) 12K 、10K 、 9K , ( 2 ) 12K 、10K 、15K 、18K 试问：使用首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法和下次适应算法，哪个空闲区被使用？ 答： ( 1）空闲分区如图所示。 答 分区号分区长 110K 24K 320K 418K 57K 69K 712K 815K 1）首次适应算法 12KB 选中分区 3 ，这时分区 3 还剩 8KB 。10KB 选中分区 1 ，恰好分配故应删去分区 1 。9KB 选中分区 4 ，这时分区 4 还剩 9KB 。 操作系统解答题练习Revised on November 25, 2020 问答题练习 1、（3分）请列出操作系统所具有的功能中的三个功能。 参考答案：处理机管理，内存管理，设备管理，文件管理，用户界面 2、（3分）请列出用户界面的三个形式。 参考答案：命令界面，程序界面和图形界面 1、设进程的到达时间和完成进程所需的运行时间（服务时间）如上表所示。请用短进程非抢占式调度算法计算各进程的开始运行时间、结束运行时间，周转时间、和等待时间，并计算平均周转时间。 参考答案： 2、（3分）处理机调度算法的效果可以用周转时间和带权周转时间来度量。请说明这两者有什么异同 参考答案：两者都是从作业提交到完成的时间来度量算法的优劣。但后者考虑作业的等待时间对于作业本身的服务时间的相对影响因素，因此当作业的差异性很大时，评价更客观些。 3.在单道批处理系统中，下列三个作业采用先来先服务的调度算法和最高响应比优先算法进行调度，哪一种调度算法的性能较好请完成下表。 参考答案： 先来先服务调度算法： 最高响应比优先调度算法： 综上所述，最高响应比调度算法性能较好。 4. 如果限制为两道的多道程序系统中，有4个作业进入系统，其进入系统时刻、估计运行时间为下图所示。系统采用SJF作业调度算法，采用SRTF进程调度算法，请填充下面表格。 参考答案： 5. 有一个4道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，其提交时刻和估计运行时间为下表所示： 系统采用剩余SJF调度算法，作业被调度进入系统后中途不会退出，但作业运行时可被剩余时间更短的作业所抢占。 （1）分别给出6个作业的执行时间序列，即开始执行时间、作业完成时间、作业周转时间。 （2）计算平均作业周转时间。 参考答案： 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_______。9．批处理操作系统按照预先写好的_______控制作业的执行。10．在多道操作系统控制下，允许多个作业同时装入_______，使中央处理器轮流地执行各个作业。11．批处理操作系统提高了计算机系统的_______，但在作业执行时用户不能直接干预作业的执行。12．在分时系统中，每个终端用户每次可以使用一个由_______规定的cPu时间。13分时系统具有同时性、独立性、及时性和_______等特点。14．在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为_______作业，把由批处理系统控制的作业称为_______作业。l5．实时系统要求有_______,不强求系统资源的利用率。16.网络操作系统能实现各台计算机之间的通信和网络中各种_______的共享。17．分布式计算机系统中各台计算机_______主次之分。18．操作系统的资源管理功能有：处理器管理、_______、文件管理、设备管理和作业管理。19．_______为用户合理地分配处理器时间．尽可能地使处理器处于忙状态，提高处理器的工作效率。20．文件管理面向用户实现_______存取文件，管理用户信息的存储、检索、共享和保护。21．设备管理负责管理各种外围设备，包括设备的分配、启动以及_______的实现技术。 (三)简答题 1.什么是计算机系统?它由哪几部分组成? 2．计算机系统的资源包括哪些? 3简述操作系统的定义。4．为计算机设计操作系统要达到什么目的?设计时应考虑哪些目标? 5．从操作系统提供的服务出发，操作系统可分哪几类? 6．何谓批处理操作系统? 7．为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率? 8分时系统如何使各终端用户感到好像自己独占一台计算机? 9．网络操作系统有何主要功能? 10．简述操作系统的五大功能。 第一章练习题参考答案 (一)单项选择题 1．B 2.D 3 A 4 C 5．D 6．C 7．D 8．B 9．C 10．B 11．C 12．D 13.B 14．B (二)填空题 应用题 1. 单位） （1）用一个执行时间图描述在采用非抢占式优先级算法时执行这些作业的情况。 （2）对于上述算法，求各个作业的周转时间、带权周转时间？并求出平均周转时间以及平均带权周转时间是多少？ 答：（1）作业1 作业3 作业2 （2）周转时间：作业1：10 作业2：16 作业3：11 平均周转时间：（10＋16＋11）/3＝37/3 带权周转时间：作业1：1 作业2：4 作业3：11/3 平均带权周转时间：26/9 上述题目也可这样求： 平均周转时间为：（10+11+16）/3=37/3=12.3 平均带权周转时间为：(1+11/3+4)/3=26/9=2.89 若将该题改为短作业优先（非抢占式）结果一样。 2. 假定在单道批处理环境下有5个作业，各作业进入系统的时间和估计运行时间如下表所示： 实际执行序列为：1 3 2 5 4 的执行情况。 （2）分别计算上述两种情况下进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 平均周转时间为：FCFS（3+7.999+8.999+8.999）/4=28.997/4=7.25 SPF: （3+7.999+4.999+10.999）/4=26.997/4=6.7 平均带权周转时间：FCFS（1+7.999/6+8.999/4+8.999/2）/4=9/4=2.25 SPF: （1+7.999/6+4.999/2+10.999/4）/4=5.25/4=1.3 4. 假定系统中有4个进程P1、P2、P3、P4和3类资源R1、R2、R3（资源数量分别为9、3、6），在t0时刻的资源分配情况如下表所示。 在t0时刻存在一个安全序列{P2，P1，P3，P4}，故系统是安全的。 （2）当P2发出请求request2（1,0,1），因为request2（1,0,1） 第3章处理机调度与死锁 典型例题解析 【例1】（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问系统是否会因为竞争该资源而死锁？（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该类资源而阻塞。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？（西北工业大学2000年考题） 答：（1）该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占用的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。 （2）用Max(i)表示第i个进程的最大资源需求量，need（i）表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知： need（i）>0(对所有的i) max(1)+…max(i)+…+max(n) 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU 的利用率不高 B .失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A. 把源程序代码转换为标准代码 B .实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少D用户数越少 5．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度. A?主存储器 B.控制器 C.运算器D处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 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.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理D?并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 时交互地使用计算机. A. 网络 B. 分布式 C.分时 D.实时 12.分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. A. 可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C .时间片加权分配 D. 短作业优先 13.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）. A.直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用 四、计算题 1．有以下三个作业，分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法。试问它们的平均周转时间各是什么？是否还可以给出一种更好的调度算法，使其平均周转时间优于这两种调度算法？ 解：（1）采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下。 这时，作业的调度顺序是1→2→3。其平均周转时间为：（8 + 11.6 + 12）/ 3 = 10.53 （2）采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下。 这里要注意，在作业1运行完毕进行作业调度时，作业2和3都已经到达。由于是实行短作业优先作业调度算法，因此先调度作业3运行，最后调度作业2运行。所以，这时的作业调度顺序是1→3→2。其平均周转时间为：（8 + 8 + 12.6）/ 3 = 9.53 （3）还可以有更好的作业调度算法，使其平均周转时间优于这两种调度算法。例如，如果知道在作业1后面会来两个短作业，那么作业1到达后，先不投入运行。而是等所有作业到齐后，再按照短作业优先作业调度算法进行调度，具体实施过程如下。 这时的作业调度顺序是3→2→1。其平均周转时间为：（1 + 5.6 + 14）/ 3 = 6.87 2．有一组作业，它们的到达时间和所需CPU时间如下所示，分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法，给出它们的调度顺序、作业周转时间以及平均周转时间。 解：（1）采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下： 这时，作业的调度顺序是1→2→3→4，其平均周转时间为：（70 + 60 + 60 + 45）/ 4 = 58.75 （2）采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下： 这时，作业的调度顺序是1→4→3→2，其平均周转时间为：（70 + 5 + 35 + 75）/ 4 = 46.25 三、简答题 1.对临界区的管理应遵循哪些基本准则？ 答：为了合理利用临界资源，保证进程互斥地进入临界区，对临界区的管理应遵循以下准则： （1）空闲让进。当无进程处于临界区时，表明临界资源处于空闲状态，应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区，以有效地利用临界资源。 （2）忙则等待。当已有进程进入临界区时，表明临界资源正在被访问，因而其他试图进入临界区的进程必须等待，以保证对临界资源的互斥访问。 （3）有限等待。对要求访问临界资源的进程，应保证在有限时间内能进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。 应用题 一、处理机调度 1.假定在单CPU条件下有下列要执行的作业： 作业到来的时间是按作业编号顺序进行的（即后面的作业依次比前一个作业迟到一个时间单位） （1）用一个执行时间图描述在采用非抢占式优先级算法时执行这些作业的情况。 （2）对于上述算法，求各个作业的周转时间、带权周转时间？并求出平均周转时间以及平均带权周转时间是多少？ 答：（1）作业1 作业3 作业2 1 11 14 18 （2）周转时间：作业1：10 作业2：16 作业3：11 平均周转时间：（10＋16＋11）/3＝37/3 带权周转时间：作业1：1 作业2：4 作业3：11/3 平均带权周转时间：26/9 上述题目也可这样求： 平均周转时间为：（10+11+16）/3=37/3=12.3 平均带权周转时间为：(1+11/3+4)/3=26/9=2.89 若将该题改为短作业优先（非抢占式）结果一样。 2.假定在单道批处理环境下有5个作业，各作业进入系统的时间和估计运行时间如下表所示： （2）如果应用最短作业优先的作业调度算法，试将下面表格填写 实际执行序列为：1 3 2 5 4 3.有4个进程P1、P2、P3、P4，它们进入系统的时刻和要求的运行时 （1）画图分别说明，系统采用先来先服务和短进程优先调度算法（非抢占式）时，它们的执行情况。 （2）分别计算上述两种情况下进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 (2) 平均周转时间为：FCFS （3+7.999+8.999+8.999）/4=28.997/4=7.25 SPF: （3+7.999+4.999+10.999）/4=26.997/4=6.7 平均带权周转时间：FCFS （1+7.999/6+8.999/4+8.999/2）/4=9/4=2.25 SPF: （1+7.999/6+4.999/2+10.999/4）/4=5.25/4=1.3 4.设有5个进程P1、P2、P3、P4和P5；它们到达时间和要求服务时间如下表（单位为ms ），求非抢占方式下，采用SPF 调度算法时： （1） 写出进程调度顺序 （2） 计算平均带权周转时间 进程： P1 P2 P3 P4 P5 到达相对时刻：0 3 5 9 13 要求服务时间：7 6 10 8 2 、P3 （2）平均带权周转时间为：（1+10/6+1+14/8+28/10）/5=493/60/5=1.64 二、银行家算法 1. 假定系统中有4个进程P1、P2、P3、P4和3类资源R1、R2、R3（资源数量分别为9、3、6），在t0时刻的资源分配情况如下表所示。操作系统计算题答案
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第二章 操作系统进程(练习题标准答案)
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