操作系统题库答案.docx
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操作系统题库答案
解答:
1.答：
软件
2.答：
资源
3.【答案】存储器
【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。
硬件资源有处理机、内／外存
储器及输入／输出设备。
而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。
从资源管理的观点，
操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设
备管理和信息文件管理的功能。
对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策
略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。
4.答：
多道批处理系统
5.答：
吞吐率
6.答：
共享
7.答：
批处理
8.【答案】双工体制
【解析】在实时系统中，为了追求高可靠性，最一般的方法是采用硬件的冗余技术
。
所谓双工体制，就是采用性能完全一样的两套设备并让它们同步工作。
9.答案：
分时系统
10.答案：
单用户（或单用户、单任务）
11.答案：
分时系统
12.答案：
实时系统
13.【答案】时间片轮转
14.【答案】吞吐率
15.【答案】实时OS
解答:
1.【解析】
（1）并行性：
即系统中存在着多个程序，宏观上它们同时“运行”。
而实际上，在单CPU系统中，这些并发执行的程序是交替的在CPU上运行。
（2）共享性：
即系统中存在的多个并发执行的程序，它们共享系统所有的软、硬件资源。
2.【解析】
操作系统负责管理计算机系统的所有资源，并调度这些资源的使用。
具体来说，其
主要功能有：
（1）处理机管理
处理机管理也称为进程管理，主要解决的问题是按一定的算法将处理机分配给系统
中某个并发执行的程序即“进程”，使CPU资源得到充分地应用。
（2）存储管理
存储管理主要负责内存空间的管理，按一定策略为多个并发执行的程序（进程）分
配内存空间，以充分利用内存空间，并负责保证内存中各程序间的信息不相互破坏、窃取。
（3）设备管理
设备管理负责对系统中所有的输入/输出设备进行管理，除了一般意义上的I/O设备
外，这里还应包括外存、通道、控制器。
设备管理负责对设备进行分配、启动和故障处理。
目的是提高设备使用效率，方便用户进行输入/输出。
（4）文件管理
计算机系统中的信息是以文件形式存放在外存上的。
文件管理的任务是负责对系统
中的文件进行存储、组织、检索等对文件的操作，以方便用户对文件的访问，并解决多用户
间文件的共享、保护、保密等问题。
（5）作业管理
作业管理的任务是为用户提供一个使用计算机系统的环境，使用户能有效、方便地组织
自己的作业（工作流程），并尽可能地提高整个系统的效率。
3.【解析】
操作系统的基本类型有：
批处理系统、分时系统、实时系统、个人计算机操作系统
、网络操作系统和分布式操作系统。
（1）批处理系统
在批处理系统中，用户不能直接控制其作业的运行。
一个作业包括：
程序、数据和
作业说明书，作业说明书中描述该作业的处理要求。
用户通过输入设备将作业提交给系统后，系统将其放入外存的后备作业队列中，系
统按一定调度策略从后备作业队列中选择一个或多个作业进入内存，系统按作业说明书运行
作业。
即运行过程中，用户与作业间没有交互作用，不能直接干预作业的运行。
（2）分时系统
在分时系统中，主机连接着多个终端（Terminal），用户使用各自的终端直接控制
自己“程序”运行，操作系统采用时间片轮转的方法轮流为多个用户服务。
UNIX就是一个非
常著名的分时系统。
分时系统具有以下特点：
?
多路性微观上各用户轮流使用计算机，宏观上各用户并行工作。
?
交互性用户直接控制自己的“程序”运行，以人-机会话方式工作。
?
独立性各用户可独立操作，互不干涉，不会发生混淆或破坏现象。
?
及时性对用户的请求能及时作出响应，尤其是较批处理系统响应时间
快。
（3）实时系统
实时系统往往是作为一控制设备使用的，它能够及时响应随机发生的外部事件，并在严
格的时间范围内完成事件的处理，主要特点一是及时性、一是高可靠性。
实时系统又分为实
时控制系统（如工业过程控制）和实时信息处理系统（如航空、铁路订票系统）。
（4）个人计算机操作系统
由于近年来个人计算机（PC）的发展，个人计算机操作系统也有了很大发展，如Windows
95/98/2000系列操作系统、DOS、OS2等，它们都是较为著名的个人计算机操作系统，用户
以联机交互方式使用计算机。
（5）网络操作系统
网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地通信及共享网络资源，为网络用户提
供所需各种服务的软件、有关协议的集合。
包括网络管理、通信、系统安全和多种服务。
（6）分布式操作系统
分布式操作系统也是通过网络将具有自治功能的计算机互联，实现通信和资源共享，并
协作完成任务。
它更强调如何将某个大任务划分为小任务，分派到不同系统协作完成。
4.【解析】
操作系统是计算机系统中非常重要的系统软件，它是紧挨着硬件的第一层软件，提
供其它软件的运行环境，可以将其看成是用户与硬件的接口，是整个计算机系统的控制和指
挥中心。
它是一组用以控制、管理计算机系统中软、硬件资源，提高资源管理效率、方便用户使
用计算机的程序集合。
5.答：
分时操作系统是使一台计算机同时为多个用户服务的一种操作系统。
实时操作系统是使计算机能及时响应外部事件的请求，在严格规定的时间内完成对该事
件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。
分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往
往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，
而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。
6.答：
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，能有效的组织和管理计算机系统中的硬
件及软件资源，合理的组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能
，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，使整个计算机系统能高效运行的一些程序
模块的集合。
操作系统有如下基本特征：
（1）并行与并发
并行性：
在同一时刻同时发生
并发性：
宏观上在同一时间段内同时运行
CPU与各个I/O设备之间的并行
各应用程序“进程”之间的并发
（2）共享性（Sharing）
操作系统中的资源可供内存中多个并发的执行的进程共同执行。
（3）虚拟性（Virtual）
通过某种技术把一个物理设备实体变为若干个逻辑上的对应物。
（4）异步性（Asynchronism）
进程是以人们不可预知的速度向前推进的，但结果要保证是固定的。
7.答：
批处理系统使用先来先服务算法。
分时系统使用时间片轮转算法。
实时系统使用优先级算法。
8.答：
操作系统有以下几种类型：
多道批处理系统、分时系统、实时系统。
多道批处理系统的特点：
多道、成批。
分时系统的特点：
同时性、交互性、独立性、及时性。
实时系统的特点：
交互能力较弱，系统专用，响应时间更严格、及时、可靠性要求更高
。
9.答：
主要功能：
缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等。
主要任务：
完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设备；提高CPU和I/O设备的利用率
；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备。
10.答：
1）航天航空，核变研究：
嵌入式操作系统
2）分布式操作系统
3）个人计算机操作系统
4）实时操作系统
5）批处理操作系统
6）网络操作系统。
第三章
解答:
1.【答案】利用系统调用命令
【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的
途径，一般在汇编语言和C语言中都提供了使用系统调用命令的方法。
编程人员可以在这些语
言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。
2.【答案】系统调用
【解析】按用户界面的观点，操作系统是用户与计算机之间的接口。
用户通过操作系统
提供的服务来有效地使用计算机。
一般操作系统提供了两类接口为用户服务，一种是程序一
级的接口，即通过一组广义指令（或称系统调用）供用户程序和其他系统程序调用；另一种
是作业一级的接口，提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。
3.答：
程序接口
4.答：
操作系统
5.答：
脱机命令接口
6.答案：
作业链接
7.答案：
联机作业
8.答案：
SPOOLing
9.答案：
假脱机技术
10.答案：
11.答案：
Trap
12.答案：
操作员接口（或称作业控制级接口）
13.答案:
作业
14.答案:
作业流
15.答案:
系统功能调用（简称系统调用）
解答:
1.答：
假脱机（SPOOLing.）技术的全称是同时得外部设备联机操作，这种技术的基本思想
是用磁盘设备作为主机的直接输入输出设备，主机直接从磁盘上选取作业运行作业的执行结
果。
2.答：
（1）运行的状态不同
（2）进入的方式不同
（3）提供的方式不同
（4）调用的方式不同
（5）被调用代码位置不同
3.答：
（1）程序员接口：
即用户在程序中请求操作系统的服务，称之为系统调用或操作系
统应用程序接口。
（2）操作员接口：
用户通过对操作系统提供的操作控制命令输入、调试和执行程序。
4.答：
把用户要求计算机完成的一个计算过程或者一次事务的处理过程称为一个作业。
根据计算机系统的作业处理方式的不同，作业可以分为脱机作业和联机两类。
5.答：
就是用户在程序中能用访管指令去调用的由操作系统提供的子程序包。
其中的每个
子程序完成一个特定的功能，称为一条系统调用命令。
操作系统的基本服务是通过系统功能
调用实现的，系统功能调用提供运行程序和操作系统之间的接口。
系统调用的实现取决于计
算机的结构，它是由特定的硬件指令实现多操作系统某一服务历程的调用。
6.答：
就是用户在程序中能用访管指令去调用的由操作系统提供的子程序包。
操作系统为用户提供系统调用的目的有两个方面：
（1）为了方便用户
（2）出于安全和效率考虑。
7.答：
（1）编写系统调用处理程序
（2）设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统功能调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带的参数
（3）陷入处理机制需开辟现场保护区，以保存发生系统调用时的处理器现场。
8.答：
设备管理器、文件管理器、进程控制类、进程通信类、存储管理类、信息维护。
9.答：
1）用户执行到系统调用指令
2）通过访管指令产生中断
3）系统进入访管中断处理
4）保护现场
5）执行相应例行程序。
第五章
解答:
1.【答案】系统资源不足、
【解析】死锁产生的根本原因是系统的资源不足而引发了并发进程之间的资源竞争。
由
于资源总是有限的，我们不可能为所有要求资源的进程无限地提供资源。
而另一个原因是操
作系统应用的动态分配系统各种资源的策略不当，造成并发进程联合推进的路径进入进程相
互封锁的危险区。
所以，采用适当的资源分配算法，来达到消除死锁的目的是操作系统主要
研究的课题之一。
2.答案：
非抢占条件
3.答案：
互斥条件
4.答案：
占有且等待资源条件
5.【答案】循环等待条件
【解析】
互斥条件：
进程对它所需的资源进行排它性控制，即在一段时间内，某资源为一进
程所独占。
非抢占条件：
进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其它进程强行夺走，即
只能由获得资源的进程自己释放。
占有且等待资源条件：
进程每次申请它所需的一部分资源，在等待新资源的同时，
继续占有已分配到的资源，
循环等待条件：
存在一进程循环链，链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所
请求。
6.答：
进程
7.答：
避免
8.答：
预防
9.答：
解除
10.答：
删除法
11.答：
部分分配
12.答：
安全状态
13.【答案】进程推进路径非法、
14.答：
剥夺法
15.答：
死锁
16.
17.【答案】P（mutex），V（mutex）
【解析】一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，对临界资源实施操作的那段程
序称为临界区。
对于具有临界区问题的并发进程，它们之间必须互斥，以保证不同时进入临
界区。
利用信号量和P-V原语能方便地解决临界区问题。
mutex为互斥公用信号量，初值为1，
临界区的代码被置于P（mutex）、V（mutex）原语之间时，任何欲进入临界区的进程，必须
在公用信号量mutex上执行P原语，在完成对临界资源的访问后再执行V原语。
由于mutex初值
为1，当第一个进程执行P原语后减为0，表示临界资源空闲，可分配给该进程使之进入临界区
，在第一个进程没有退出临界区之前，若此时第二个进程想进入临界区，也应先执行P原语。
而结果是mutex变为负值，就意味着临界资源已被占用，因此，第二个进程被阻塞。
直到第一
个进程执行V原语，释放该临界资源mutex到0后，方可唤醒第二个进程，使之进入临界区，待
它完成对临界资源的访问后，又执行V原语，使mutex恢复到初始值。
18.答:
直接通信
19.
20.答：
管道通信系统
21.答：
消息传递系统
22.答：
共享存储器系统
23.【答案】间接制约
24.答：
消息
25.答：
处理机
26.【答案】P-V
【解析】信号量的概念和P-V原语是荷兰科学家E．W．Dijkstra提出来的。
信号量
是一个特殊的整型量，它与一个初始状态为空的队列相联系。
信号量代表了资源的实体，操
作系统利用它的状态对并发进程共享资源进行管理。
信号量的值只能由P-V原语来改变。
27.
28.答：
进程互斥
29.答：
进程同步
30.
解答:
1.【解析】
（1）系统资源不足；
（2）进程推进顺序不合适。
在早期的系统中，由于系统规模较小，结构简单，以及资源分配大多采用静态分配
法，使得操作系统死销问题的严重性未能充分暴露出来。
但今天由于多道程序系统，以至于
数据库系统的出现，系统中的共享性和并行性的增加，软件系统变得日益庞大和复杂等原因
，使得系统出现死锁现象的可能性大大增加。
2.【解析】
发生死锁的必要条件有四点：
互斥条件、不可抢占条件、部分分配条件和循环等待
条件。
（1）互斥条件：
系统中存在一个资源一次只能被一个进程所使用；
（2）非抢占条件：
系统中存在一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的
进程强行抢占；
（3）占有且等待条件：
系统中存在一个进程已占有了分给它的资源，但仍然等待其
它资源；
（4）循环等待条件：
在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进
程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。
3.
4.【解析】
Havender提出的第二个策略是有序资源使用法，这是针对循环等待条件的，即系统
设计者把系统中所有资源类都分给一个唯一的序号，如输入机=1，打印机=2，穿孔输出机=3
，磁带机=4，等等。
并且要求每个过程均应严格按递增的次序请求资源。
亦即，只要进程提
出请求资源，那么以后它只能请求排列在其后面的那些资源，而不能再要求序号低的那些资
源。
不难看出，由于对资源的请求作出了这种限制，在系统中就不可能形成几个进程对资源
的环形请求链，破坏了循环等待条件。
这种方法由于不是采用预先静态分配方法，而是基本上基于动态分配方法，所以资源利
用率较前一方法提高了，特别是小心地安排资源序号，把一些各作业经常用到的、比较普通
的资源安排成低序号，把一些比较贵重或稀少的资源安排成高序号，便可能使最有价值的资
源的利用率大为提高。
因为高序号的资源往往等到进程真正需要时，才提出请求分配给进程
。
而低序号的资源，在进程即使暂不需要的情况下，但是进程需要使用高序号资源，所以在
进程请求分配高序号资源时，不得不提前同时请求以后需要的低序号资源，从而造成资源空闲等待的浪费现象。
5.答：
P132
6.答：
按序分配是把系统中所有资源排一个顺序，每一个资源给一个确定的编号，规定任
何一个进程申请两个以上资源时，总是先申请编号小的资源，再申请编号大的资源。
按序分配可以防止死锁，证明如下：
假设存在一组循环等待的进程记为（P0，P1，…，Pn），其中Pi拥有资源ri，编号为F（ri）
；根据按序分配原则，有F（r0）＜F（r1）＜…＜F（rn），因存在循环等待，所以Pn申请的下一个
资源就为P0所占的rn，，若Pn能正常运行，必须依据资源顺序分配原则，即下次申请资源标
号应比其所占有的资源标号大，于是有F（rn）＜F（r0），这与前面的不等式有矛盾，故不能存在。
7.【解析】
在防止死锁的分配策略中，有的只适用于对某些资源的分配，有的则会影响资源的使用
效率。
例如，剥夺式分配目前只适合于对处理器和主存资源的分配。
静态分配策略把资源预
先分配给进程，而这些进程占有了资源但可能在一段时间里并不使用它，这时其它想使用这
些资源的进程却又得不到而等待，降低了资源的利用率。
采用按序分配时各进程要求使用资
源的次序往往不能与系统安排的次序一致，但申请资源时必须按编号的次序来申请，可能出
现先申请到的资源在很长一段时间里闲置不用，也降低了资源的利用率。
8.（P140）
9.【解析】
Havender（1968）提出的第一个策略就是预先静态分配法，这是针对部分分配条件
的策略。
要求每一个进程在开始执行前就申请它所需要的全部资源，仅当系统能满足进程的
资源要求且把资源分配给进程后，该进程才能开始执行。
这个策略毫无疑问能够防止死锁的发生，因为这样做破坏了部分分配条件，但是它
导致了严重的资源浪费。
例如一个进程可能在运行到最后时需要一台打印机打印结果数据，
但必须在进程运行前就把打印机分配给它，而且在进程运行的过程中并不使用打印机。
10.【解析】
直接通信：
这种通信是固定在一对进程之间。
例如，进程A把信件只发送给进程B,而进程B也只
接收进程A的信件。
那么，“send”和“receive”两条原语的形式如下：
send（B，M）把信件M发送给进程B
receive（A，X）接收来自进程A的信件且存入X中
进程A和进程B通过“send”和“receive”操作而自动建立了一种联结。
间接通信：
这种通信是以信箱为媒体来实现通信的，只要接收信件的进程设立一个信箱，那么
，若干个进程都可向同一个进程发送信件。
利用信箱通信时，“send”，“receive”原语中
应给出信箱名，即：
send（N，M）把信件M送入信箱N中
receive（N，X）从信箱N中取出一封信存入X
11.
12.答：
进程互斥：
是指若干进程都要使用同一个资源时，任何时刻最多允许一个进程使用
其他要使用该资源的进程必须等待，知道占有资源的进程释放该资源。
进程同步：
是完成统一任务的伙伴进程间因需要在某些位置上协调他们的工作或相互交
换信息所产生的进程之间的直接制约关系。
13.【解析】
S＞0时，S表示可使用的资源数；或表示可使用资源的进程数。
S＝0时，表示无资源可供使用；或表示不允许进程再进入临界区。
S＜0时，|S|表示等待使用资源的进程个数；或表示等待进入临界区的进程个数。
当S＞0时，调用P（S）的进程不会等待；调用V（S）后使可用资源数加1或使可用资
源的进程数加1。
当S<=0时，调用P（S）的进程必须等待；调用V（S）后将释放一个等待使用资源者
或释放一个等待进入临界区者。
14.【解析】
PV操作是对信号量的操作，而信号量可以简单地理解为只允许PV操作对其操作的整
型变量。
它们的定义如下，其中S是信号量。
P（S）：
将S信号量值减1，若结果小于0，则调用P（S）的进程被置成等待状态；否
则该进程继续执行。
V（S）：
将信号量S值加1，若结果不大干0，则释放一个等待信号量S的进程，使其
变为就绪状态。
P操作和V操作可表示成如下两个过程：
ProcedureP（VarS：
Semaphore）；
beginS:
=S-1；ifS＜0thenW（S）
end;{P}
ProcedureV（VarS：
Semaphore）；
beamS:
=S＋1
ifS<=0thenR（S）
end;{V}
其中W（S）表示将调用过程的进程置成等待状态；R（S）表示释放一个等待信号量S的进
程。
信号量的值应在初始化时确定。
15.【解析】
对若干并发进程共享某一变量的相关临界区的管理有三点要求：
（1）一次至多一个进程能够进入临界区，当有进程处于临界区时，其它要进入临界区的
进程必须等待。
（2）处于临界区中的进程必须在有限时间内退出。
（3）当有进程退出临界区时，应选择一个等待进入临界区的进程使其进入临界区。
16.
17.
18.1）若干同学去图书馆借书进程互斥
2）两队进行篮球比赛进程互斥
3）流水线生产中的各道工序进程同步
4）商品生产和社会消费进程同步
19.答：
通信方式为消息传递。
解答:
1.答案：
进程AllocationNeedAvailabeAvelable+AllocationNo
ABCDABCDABCDABCD
P000320012162216541
P110001750198629863
P213542356298631213104
P303320652165419862
P400140656312131031214145
可以找到一个安全序列{P0、P3、P1、P2、P4}，系统是安全的。
进程P2此时提出资源申请（1，2，2，2）,如系统实施此次分配使系统可用资源减到（0
，4，0，0），再也无法满足各进程对资源的需求，系统进入一个不安全状态，系统不能将资
源分配给进程P2。
进程AllocationNeedAvailabeAvelable+AllocationNo
ABCDABCDABCDABCD
P0003200120400P110001750
P225761134
P303320652
P400140656
2.答案：
前三种不会产生死锁，第四种进程推进顺序产生了死锁。
3.答案分析：
现在系统还剩资源2个。
按照银行算法执行的话，不管是进程B还是进程C向系
统提出1个资源的请求，系统都不能满足她们的要求，因为满足了她们的要求，系统中的进程
没有一个能达到资源最大需求量，从而产生死锁。
只有进程A对资源的请求可以满足。
因为系
统剩余资源数能够使A达到最大资源需求量，从而A可以运行结束，并释放他所占有的全部资
源（4个），然后系统又可以满足B达到最大资源需求量而运行结束并释放他所占有的全部资
源，最后进程C也可以达到最大资源需求量而运行结束。
银行家算法能保证在任何时刻至少有
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