东北师大操作系统期末复习.docx
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东北师大操作系统期末复习
第一章测试练习
一、名词解释
1.操作系统：
组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序的集合。
二、选择题
1．在计算机系统中配置操作系统的主要目的是（合理组织系统的工作流程，以提高系统吞吐量）。
操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（资源）。
2．操作系统是一种（系统软件），它负责为用户和用户程序完成所有（与硬件相关而与应用无关）的工作，（C（4））不是操作系统关心的主要问题。
C：
（1）管理计算机裸机；
（2）设计、提供用户程序与计算机硬件系统的接口；
（3）管理计算机中的信息资源；（4）高级程序设计语言的编译。
3．在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（交互性和响应时间）;在设计批处理操作系统时，首先要考虑的是（周转时间和系统吞吐量）;在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（实时性和可靠性）。
4．从下面关于操作系统的论述中，论述正确的是
（1）。
1）对批处理作业，必须提供相应的作业控制信息。
2）对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能。
×
3）从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似。
×
4）采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统中的文件系统。
×
5）从交互角度看，分时系统与实时系统相似。
×
5．在下列系统中，（民航售票系统）是实时信息系统，（火箭飞行控制系统）是实时控制系统。
三、填空题
1．一个完整的计算机系统包括（硬件系统）和（软件系统）两部分。
2．只有计算机硬件而没有任何软件支持的计算机称为（裸机）。
3．计算机系统中的资源包括（硬件资源）和（软件资源）两部分。
4．单道批处理系统的特点包括单道性、（顺序性）和自动性。
5．操作系统的特征包括（并发性）、（共享性）、（异步性）和（虚拟性）。
6．处理机管理主要包括（进程控制）、（进程同步）、（进程通信）和（进程调度）。
7．操作系统为用户提供的接口主要有（命令接口）、（程序接口）和（图形用户接口）。
四、判断题
1．（×）用户用C语言编写的工资管理程序属于系统软件。
2．（×）在多道批处理系统中，内存中可同时驻留多道程序，这些程序可以并发执行。
3．（√）分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。
4．（√）实时系统在响应时间、可靠性及交互作用能力等方面一般都比分时系统要求高。
5．（×）在分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是系统能及时接收多个用户的输入。
6．（×）在软实时系统中，系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现不可预期的结果。
7．（√）可靠性是实时系统的一大特点。
8．（×）并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，强调时间点。
9．（×）虚拟存储器是指从物理上扩充内存的容量。
10．（√）微内核操作系统结构是现代操作系统普遍采用的结构。
第二章测试练习
一、名词解释
1．进程上下文：
进程执行活动全过程的静态描述
2．直接制约：
一组在异步环境下的并发进程，各自的执行结果互为对方的执行条件，从而限制各进程的执行速度的过程称为并发进程的直接制约
3．临界区：
在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
4．进程同步：
一组并发进程由于相互合作，共同完成某种任务，因而相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程。
5．内核线程：
需要内核的参与，由内核完成线程的调度
二、选择题
1．进程的三个基本状态是（就绪）、（执行）、（阻塞）。
由（就绪）到（执行）是由进程调度所引起的；由（执行）到（阻塞）是正在执行的进程发生了某事件，使之无法继续执行而引起的。
2．在一个单处理机系统中，存在7个进程，则最多有（6）个进程处于就绪队列，（7）个进程处于阻塞状态。
3．在分时系统中，导致进程创建的典型事件是（用户登录）；在批处理系统中，导致进程创建的典型事件是（作业调度）；由系统专门为运行中的应用进程创建新进程的事件是（提供服务）。
在创建进程时，（D（3）为进程分配CPU）不是创建所必需的步骤。
D：
（1）为进程建立PCB；
（2）为进程分配内存等资源；（3）为进程分配CPU；（4）将进程插入就绪队列。
4．在生产者—消费者问题中，应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty。
它们的初值应分别是
（1）、（0）和（+n）。
5．下面的叙述中，正确的一条是（（3））。
（1）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。
×
（2）进程被挂起后，状态变为阻塞状态。
×
（3）信号量的初值不能为负数。
（4）在进程对应的代码中使用wait、signal操作后，可以防止系统死锁。
×
三、填空题
1．进程特征包括其结构特征、（动态性）、（并发性）、（独立性）和（异步性）。
2．若进程的用户程序段在执行时，该进程处于（用户态），也称为（目态）。
3．PCB中包含有进程的描述信息、（调度信息）以及（控制信息），是进程动态特征的集中反映。
4．进程空间分为用户空间和（系统空间）。
5．在比较进程和程序时，进程是（动态）的概念，而程序是（静态）的概念。
6．由共享公有资源而造成的对并发进程执行速度的制约称为（间接制约）。
7．进程同步机制应遵循的原则包括（空闲让进）、（忙则等待）、（有限等待）和（让权等待）。
8．进程通信包括（共享存储器）、（管道通信）和（消息传递）三种方式。
9．线程的基本状态包括（执行）状态、（就绪）状态和（阻塞）状态。
10．在间接通信方式中，进程之间的通信需要通过（消息邮箱）来暂时存放消息。
四、判断题
1.（×）操作系统的一个重要概念是进程，不同进程所执行的代码也不同。
2.（×）操作系统通过PCB来控制和管理进程，用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息。
3.（√）当进程由执行状态变为就绪状态时，CPU现场信息必须被保存在PCB中。
4.（×）当进程申请CPU得不到满足时，它将处于阻塞状态。
5.（√）管程每次只允许一个进程进入。
6.（√）wait、signal操作可以解决一切互斥问题。
7.（×）程序的顺序执行具有不可再现性。
8.（×）临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。
9.（√）当某进程处于静止就绪状态时，该进程在外存。
10.（×）原语可以并发执行，并且其执行过程可以被中断。
第三章测试练习
一、名词解释
1．作业：
在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业
2．处理机调度：
按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机，并进行相应的上下文切换以建立与占用处理机进程相适应的执行环境
3．周转时间：
从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔
4．死锁：
一组并发进程，它们共享系统的某些资源，该组进程中每个进程都已经占有了部分资源，但都不释放自己已经占有资源的情况下要求获得被其他进程已经占有的资源，从而造成它们相互等待，永远不能继续推进的一种状态
5．临时性资源：
由一个进程产生，被另一个进程使用一短暂时间后更无用的资源，也称为“消耗性资源”
二、选择题
1．作业调度是从处于（后备）状态的队列中选取作业投入运行，（周转时间）是指作业进入系统到作业完成所经过的时间间隔，（时间片轮转）算法不适合作业调度。
2．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（短作业优先）；为照顾紧急作业的用户，应采用（基于优先权的剥夺调度算法）；为能实现人机交互作用应采用（时间片轮转法）；为了兼顾短作业和长时间等待的作业应采用（高响应比优先）；为了使短作业、长作业及交互型作业用户都比较满意应采用（多级反馈队列调度算法）；为了使作业的平均周转时间最短应采用（短作业优先）算法。
3．系统产生死锁是指（若干进程等待被其他进程所占用而又不可能被释放的资源）。
产生死锁的基本原因是（系统资源不足）和（进程推进顺序不当），产生死锁的四个必要条件是互斥条件、（请求和保持条件）、不剥夺条件和（环路条件）。
4．下述解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是（资源有序分配法），属于死锁避免策略的是（银行家算法）。
5．死锁的预防是通过破坏产生死锁的四个必要条件来实现的。
下列方法中，（一次性分配策略）破坏了“请求与保持”条件，（资源有序分配策略）破坏了“循环等待”条件。
三、填空题
1．作业的输入方式包括（联机输入）、（脱机输入）、（直接耦合方式）和（SPOOLING方式）。
2．作业在其生存期间会经历（提交）、（后备）、执行以及（完成）等状态。
3．处理机调度的类型分为（低级调度）、中级调度和（高级调度）。
其中，中级调度又称为（中程调度）和（交换调度）。
4．优先数的确定分为（静态优先数）和（动态优先数）两种。
5．根据响应时间分类，可以将实时系统分为（强实时系统）、（弱实时系统）和一般实时系统。
6．死锁的处理方法包括（预防死锁）、（避免死锁）、（检测死锁）和（解除死锁）。
四、判断题
1．（×）系统处于不安全状态必然会导致死锁。
2．（√）竞争可同时共享的资源，不会导致系统进入死锁状态。
（死锁：
竞争不可剥夺资源或临时性资源可能引起死锁）
3．（×）计算作业的优先权应高于I/O型作业的优先权。
（一般来说，I／O型作业的优先权是高于计算型作业的优先权，这是由于I／O操作需要及时完成，它没有办法长时间保存所要输入／输出的数据）
4．（×）资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业。
（作业的优先权与作业的长短或者是系统资源要求的多少没有必然的关系）
5．（√）在动态优先权时，随着进程执行时间的增加，其优先权降低。
6．（√）预防死锁设置的限制条件比避免死锁严格，不利于进程的并发执行。
7．（×）实时系统的输出结果的正确性仅仅依赖于结果的正确性。
（输出结果的正确性不仅取决于计算所形成的逻辑结果，还要取决于结果产生的时间）
8．（√）在多级反馈队列调度算法中，优先权越高的队列，其执行的时间片越短。
9．（×）响应比是等待时间与要求服务的时间之比。
（响应时间/要求服务的时间=（等待时间+要求服务时间）/要求服务的时间）
10．（√）作业的概念一般用于早期批处理系统和现在的大型机、巨型机系统中，对于微机和工作站系统一般不使用作业的概念。
第三章测试练习（课后习题）
1. 有三类资源A（17）、B（5）、C（20）。
有5个进程P1~P5。
T0时刻系统状态如下：
最大需求
已分配
P1
5 5 9
2 1 2
P2
5 3 6
4 0 2
P3
4 0 11
4 0 5
P4
4 2 5
2 0 4
P5
4 2 4
3 1 4
（1）T0时刻是否为安全状态，给出安全系列。
（2）T0时刻，P2：
Request（0,3,4） ，能否分配，为什么?
（3）在
（2）的基础上P4：
Request（2,0,1），能否分配，为什么?
（4）在（3）的基础上P1：
Request（0,2,0），能否分配，为什么?
解：
（1）T0时刻
最大需求
已分配
Need
P1
5 5 9
2 1 2
3 4 7
P2
5 3 6
4 0 2
1 3 4
P3
4 0 11
4 0 5
0 0 6
P4
4 2 5
2 0 4
2 2 1
P5
4 2 4
3 1 4
11 0
T0时刻Available（A,B,C）=Available（2,3,3）。
T0时刻的安全性：
Work
Need
已分配
Work+已分配
Finish
P4
2 3 3
2 2 1
2 0 4
4 3 7
True
P5
4 3 7
1 1 0
3 1 4
7 4 11
True
P1
7 4 11
3 4 7
2 1 2
9 5 13
True
P2
9 5 13
1 3 4
4 0 2
13 5 15
True
P3
13 5 15
0 0 6
4 0 5
17 5 20
True
在T0时刻存在一个安全序列{P4,P5,P1,P2,P3},故T0时刻是安全状态。
（2）在T0时刻Request（0,3,4）（3）
①P4：
Request（2,0,1）②P4：
Request（2,0,1）③系统先假定可为P4分配资源，并修改Available（A,B,C）=Available（0,3,2）；Need4=（0,2,0）；
如下
最大需求
已分配
Need
P1
5 5 9
2 1 2
3 4 7
P2
5 3 6
4 0 2
1 3 4
P3
4 0 11
4 0 5
0 0 6
P4
4 2 5
4 0 5
0 2 0
P5
4 2 4
3 1 4
1 1 0
④用安全算法检查系统是否安全
T0时刻的安全性：
Work
Need
已分配
Work+已分配
Finish
P4
0 3 2
0 2 0
4 0 5
4 3 7
True
P5
4 3 7
1 1 0
3 1 4
7 4 11
True
P1
7 4 11
3 4 7
2 1 2
9 5 13
True
P2
9 5 13
1 3 4
4 0 2
13 5 15
True
P3
13 5 15
0 0 6
4 0 5
17 5 20
True
由所进行的安全性检查得知，可以找到一个安全序列{P4,P5,P1,P2,P3}。
因此，系统是安全的，可以将P4所申请的资源分配给它。
（4）
①P1：
Request（0,2,0）②P1：
Request（0,2,0）③系统先假定可为P1分配资源，并修改Available（A,B,C）=Available（0,1,2）；Need1=（3,2,7）；
如下
最大需求
已分配
Need
P1
5 5 9
2 3 2
3 2 7
P2
5 3 6
4 0 2
1 3 4
P3
4 0 11
4 0 5
0 0 6
P4
4 2 5
4 0 5
0 2 0
P5
4 2 4
3 1 4
1 1 0
④用安全算法检查系统是否安全
因为当前Available（0,1,2）不能满足任何进程的需求，所以不能将P1所申请的资源分配给它。
2. 在银行家算法中，若出现下述资源分配情况。
试问：
Process
Allocation
Need
Available
P0
0,0,3,2
0,0,1,2
1,6,2,2
P1
1,0,0,0
1,7,5,0
P2
1,3,5,4
2,3,5,6
P3
0,3,3,2
0,6,5,2
P4
0,0,1,4
0,6,5,6
（1）该状态是否安全？
（2）若进程 P2提出请求Request（1,2,2,2）后，系统能否将资源分配给它？
解：
（1）
Work
Need
Allocation
Work+Allocation
Finish
P0
1,6,2,2
0,0,1,2
0,0,3,2
1,6,5,4
True
P3
1,6,5,4
0,6,5,2
0,3,3,2
1,9,8,6
True
P1
1,9,8,6
1,7,5,0
1,0,0,0
2,9,8,6
True
P2
2,9,8,6
2,3,5,6
1,3,5,4
3,12,13,10
True
P4
3,12,13,10
0,6,5,6
0,0,1,4
3,12,14,16
True
该状态安全，因为存在安全状态{P0,P3,P1,P2,P4}
（2）
①P2：
Request（1,2,2,2）②P2：
Request（1,2,2,2）③系统先假定可为P2分配资源，并修改Available的值为Available（0,4,0,0）；Need2=（1,1,3,4）
④用安全算法检查系统是否安全
Work
Need
Allocation
Work+Allocation
Finish
P0
0,4,0,0
0,0,1,2
0,0,3,2
0,4,3,2
True
P？
0,4,3,2
此时当前Available（0,4,3,2）不能满足任何进程（P1，P2，P3，P4）的需求，所以不能将P2所申请的资源分配给它。
第四章测试练习
一、名词解释
1．地址映射：
把用户程序装入内存时对有关指令的地址部分的修改为物理内存地址的过程，也称为地址重定位
2．动态重定位：
在程序执行的过程中，每次访问内存之前，将要访问的程序地址转换为内存地址的过程
3．虚拟存储器：
具有请求调入功能和置换功能、能从逻辑上对内存容量加以扩充的存储器系统称为虚拟存储器
4．静态链接：
在程序装入之前，将各目标模块及它们所需要的库函数链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开
5．对换：
指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据，调出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存
二、选择题
1．静态重定位是在作业的（装入过程）中进行的，动态重定位是在作业（执行过程）中进行的。
2．在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（首次适应算法）；能使内存空间中空闲区分布得比较均匀的算法是（循环首次适应算法）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（最佳适应算法）。
3．在回收内存时可能出现下述几种情况：
（1）释放区与插入点前一分区F1相邻接，此时应（以F1分区的表项为新表项，但修改新表项的大小）；
（2）释放区与插入点后一分区F2相邻接，此时应（以F2分区的表项作为新表项，同时修改新表项的大小和起始地址）；（3）释放区不与F1和F2相邻接，此时应（为回收区建立一个分区表项，填上分区的大小和起始地址）。
4．下述存储管理方式中，会产生内部碎片的是（分页式），会产生外部碎片的是（固定分区）。
5．在请求调页系统中有着多种置换算法：
（1）选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（OPT算法）；
（2）选择在以后不再使用的页面予以淘汰的算法称为（FIFO算法）；选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予以淘汰的算法称为（LRU算法）；（4）选择自某时刻开始以来访问次数最少的页面予以淘汰的算法称为（LFU算法）。
三、填空题
1．程序被装入内存时由操作系统的连接装入程序完成程序的逻辑地址到内存地址的转换，也称为（静态地址映射）。
2．程序的装入方式包括（绝对装入方式）、（静态重定位装入方式）和（动态重定位装入方式）三种。
3．程序的链接方式包括（静态链接方式）、（装入时动态链接）和（运行时动态链接）三种。
4．单一连续分配内存的基本思想是将内存分为（系统区）和（用户区）两部分。
5．在分区管理方式中，空闲分区的管理所使用的数据结构包括（空闲分区表）和（空闲分区链）。
6．将系统中所有空闲的小分区集中起来形成一个大分区的过程称为（紧凑）。
7．分页管理地址中的地址结构包括（页号）和（页内地址）两部分。
8．分段存储管理的逻辑地址由（段号）和（段内地址）两部分组成。
9．比较分页与分段管理，页的大小是（固定）的，由（系统）决定，而段的大小是（不固定的）的，由（用户）决定。
10．虚拟存储器的主要特征包括多次性、（对换性）和（虚拟性）。
四、判断题
1．（×）即使在多道程序设计的环境下，用户也能设计用物理地址直接访问内存的程序。
2．（√）内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间，其所追求的主要目标是提高存储空间的利用率。
3．（×）虚拟存储器是物理上扩充内存容量。
4．（√）在非虚拟存储器中，要求作业在运行前必须全部装入内存（一次性），且在运行过程中也必须一直驻留内存（驻留性）。
5．（×）在请求段页式系统中，以页（段）为单位管理用户的虚空间，以段（页）为单位管理内存空间。
6．（√）在请求分段存储管理中，分段的尺寸受内存空间的限制，但作业的总的尺寸不受内存空间的限制。
7．（×）虚拟性（多次性）是虚拟存储器最重要的特征。
8．（√）产生时间局部性的典型原因是程序中存在着大量的循环操作。
9．（×）在分页式存储管理和分段式存储管理中，分页的地址空间是一维的，分段的地址空间也是一维（二维）的。
10．（√）与分页系统相比，分段系统更容易实现信息的共享。
第四章课后习题
13.在一个请求分页系统中，采用
（1）FIFO页面置换算法
（2）LRU置换算法时，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，试计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。
答：
（1）采用FIFO页面置换算法
1M=3
缺页次数为9，缺页率为9/12。
2M=4
缺页次数为9，缺页率为9/12。
由此可知，当分配给该作业的物理块数M增加时，缺页次数也随之增加，缺页率变大。
所以，对于该页面引用序列，采用FIFO页面置换算法时，分配给该作业的物理块数为M=3比较好。
（2）采用LRU置换算法
①M=3
缺页次数为10，缺率为10/12。
②M=4
缺页次数为8，缺页率为8/12。
由此可知，当分配给该作业的物理块数M增加时，缺页次数反而减小，缺页率变小。
所以，对于该页面引用序列，采用LRU页面置换算法时，分配给该作业的物理块数M=4比较好。
第五章测试练习
一、名词解释
1．设备控制器：
计算机中的一个实体，是CPU与I/O设备之间的接口，它接收从CPU发来的命令，并去控制一个或多个I/O设备工作。
2．字符设备：
信息的传输以字符为单位，用于数据的输入和输出。
典型的字符设备如交互式终端、打印机等。
字符设备的传输速率较低，通常为几个字节至数千字节，且不可寻址，常采用中断驱动方式。
3．设备驱动程序：
I/O进程与设备控制器之间的通信程序，其主要任务是接收上层软件发来的抽象要求，并将其转换为具体要求后，发送给设备控制器，启动设备去执行。
4．SPOOLing：
在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing（SimultaneausPeriphernalOperatingOn-Line），或称为假脱机操作。
5．I/O通道：
是一个独立于CPU的、专门用来管理I/O的特殊处理机，它有自己的指令系统，其中的指令被称为通道指令。
二、选择题
1．在I/O设备控制的发展过程中，最主要的推
升级会员 