操作系统学习指导与习题含答案.docx

操作系统学习指导与习题含答案.docx

《操作系统学习指导与习题含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统学习指导与习题含答案.docx（44页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

操作系统学习指导与习题含答案

操作系统

第一章概论

1.1学习指导

操作系统是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。

它操作和管理着所有的系统硬件，也控制和管理着所有的系统软件，操作系统对计算机使用者提供了一种良好的操作环境，也为其他各种应用系统提供了最基本的支撑环境。

现代操作系统是一个复杂的系统软件，它与计算机硬件系统有千丝万缕的联系，也与用户有着密不可分的关系，它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机用户之间。

紧挨着硬件的就是操作系统，它通过系统核心程序对计算机系统中的几类资源进行管理，如处理机、存储器、输入/输出设备、数据与文档资源、用户作业等，并向用户提供若干服务，通过这些服务将所有对硬件的复杂操作隐藏起来，为用户提供一个透明的操作环境。

在操作系统的外层是其它系统软件。

操作系统是最基本的系统软件。

用户可以直接通过系统软件层与计算机打交道，也可以建立各类应用软件和应用系统，通过它们来解决用户的问题。

由此可见，操作系统是介于计算机硬件和用户之间的一个接口。

根据操作系统的功能特征，可将操作系统分为批处理系统、分时系统和实时系统三种基本类型。

不同类型的操作系统有不同的作业用户，适用于不同的应用领域。

本章的重点内容是：

对一些术语及概念的了解及认识，如批处理、吞吐量、作业的周转时间、分时（简单分时、具有“前台”和“后台”的分时系统、基于多道程序设计的分时系统）、实时、多道程序设计、时间片及操作系统的特征（并发、共享、虚拟、不确定性）。

1.2学习自评

一、选择题

1.组成计算机系统软件的基本部分是__________。

A.应用软件B.语言处理程序C.例行服务程序D.操作系统

2.把处理机的时间分成很短的时间片（如几百毫秒），并把这些时间片轮流地分配给各联机作业使用的技术称为__________。

A.分时技术B.实时技术C.批处理技术D.多道程序设计技术

3.所谓__________是指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.多道批处理D.共行执行

4.在一个以批处理为主的系统中，为保证系统的吞吐量，总是要力争缩短用户作业的__________。

A.周转时间B.运行时间C.提交时间D.完成时间

5.在批处理系统中，周转时间是指__________。

A.作业的运行时间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

6.在分时系统中，时间片一定，__________，响应时间越长。

A.内存越多B.内存越少C.用户数越多D.用户数越少

7.操作系统中采用多道程序设计技术以提高CPU和外部设计的__________。

A.利用率B.可靠性C.稳定性D.兼容性

8.多道批处理系统的硬件支持是20世纪60年代初发展起来的__________。

A.RISC技术B.通道和中断机构C.集成电路D.高速内存

9.下面6个系统中，必须是实时操作系统的有__________个。

计算机辅助设计系统、航空订票系统、过程控制系统、机器翻译系统、办公自动化系统、计算机激光照排系统A.1B.2C.3D.4

10.若操作系统看作是计算机资源的管理者，则下列不属于操作系统管理的资源的是__________。

A.程序B.内存C.CPUD.中断

11.操作系统的功能是进行文件管理、处理器管理、作业管理、设备管理和（）管理。

A.存储器B.进程C.系统D.JCB

12.操作系统按功能特征分的基本类型主要有（）。

A.批处理系统、分时系统及多任务系统B.实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统C.单用户系统、多用户系统及批处理系统D.实时系统、分时系统和多用户系统

13.下列不是操作系统关心的主要问题是（）。

A.管理计算机裸机B.设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C.管理计算机系统资源D.高级程序设计语言的编译器

14.（）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

15.在（）操作系统控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。

A.实时B.分时C.分布式D.单用户

16.操作系统是一组（）。

A.文件管理程序B.中断处理程序C.资源管理程序D.设备管理程序

17.计算机操作系统的功能是（）。

A.把源程序代码转换为目标代码B.实现计算机用户之间的相互交流C.完成计算机硬件和软件之间的转换D.控制和管理计算机系统的资源和程序的执行

18.设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（）。

A.可靠性和灵活性B.实时性和可靠性C.灵活性和可靠性D.优良性和分配性

19.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

20.用户使用操作系统通常有三种手段，它们是操作控制、系统调用和（）。

A.计算机高级语言B.宏命令C.作业控制语言D.汇编语言

二、填空题

21.根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型：

允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为，它通常采用策略为用户服务；允许用户把若干个作业提交给计算机系统集中处理的OS称为，衡量这种系统性能的一个重要指标是；在的控制下，计算机能及时地处理由过程控制反馈的数据并作出响应。

设计这种系统时，应首先考虑系统的。

22.实时系统一般采用方法来提高可靠性。

23.从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为、、和。

24.在分时和批处理系统结合的操作系统中引入了“前台”和“后台”作业的概念，其目的是。

25.采用多道程序设计技术能充分发挥与并行工作的能力。

26.按内存中同时运行程序的数目可以将批处理系统分为两类：

和。

27.并发和是操作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。

28.操作系统的主要性能参数有和等。

前者指的是单位时间内系统处理的作业量，后者指的是在一个给定时间内，系统的一个指定成分被使用的时间比例。

三、自评参考答案

21.分时OS，时间片轮转，批处理OS，吞吐量，实时OS，实时性和可靠性22.双工体制23.处理机、存储器、输入输出设备、文件24.为了提高CPU的利用率、外设26.单道批处理系统、多道批处理系统27.共享28.吞吐量、利用率

第二章进程管理

2.1学习指导

本章是操作系统中最重要的一章，它涉及的内容和概念较多，而且有一部分概念具有一定的难度。

程序在顺序执行时，具有顺序性、封闭性和可再现性。

但为了提高计算机资源的利用率和增强系统的处理能力而引入了硬件并行操作，这可使某些程序并发执行，所谓并发是指在同一时间间隔内有若干事件发生。

程序的并发执行不仅能提高系统的吞吐量，而且可显著地改善资源的利用率，所以并发已成为现代操作系统的一个基本特征。

但是，程序的并发执行，使之失去了顺序程序的封闭性和可再现性，程序与计算不再一一对应，并产生了相互制约。

为了描述程序的并发执行而引入了进程的概念。

所谓进程可理解为“可与其他程序并发执行的程序的一次执行”。

为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构，该数据结构被称为PCB，PCB是进程存在的帷一标志。

进程具有五个基本特征：

动态性、并发性、独立性、异步性和结构特征。

由于进程运行的间断性，决定了进程至少有三种基本状态：

就绪、执行和阻塞（等待），三种基本状态可经一定的触发条件而转换。

进程是资源分配的基本单位，同时进程也可作为独立运行的基本单位，用户可以从进程的观点来研究操作系统。

但由于系统资源数量的有限，必然导致诸进程间竞争资源。

用户进程和系统进程之间、同一用户作业的内部进程之间、不同用户各作业的进程之间、各系统进程之间都存在资源竞争问题。

竞争资源的进程间存在着两种关系：

（1）资源共享。

虽然诸进程可以共享资源，但有些资源仅允许一个进程使用，我们把这种资源称为“临界资源”，每个进程访问临界资源的那段代码称为“临界区”，应保证诸进程互斥地进入临界区，即进程互斥；

（2）资源共享。

两个或多个相关进程相互合作，完成一共同任务，此时，它们在执行时序上必须协调，即进程同步。

为实现进程的互斥与同步，系统中必须设置相应的同步机构，该机构应遵循的准则是：

空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。

常用的同步机构有锁和信号量等。

信号量是管理临界区的公有资源，它代表可用资源实体。

信号量仅能由P、V原语来对其进行修改。

利用信号量可实现进程的互斥与同步，经典的进程同步问题有：

生产者和消费者问题、读者和写者问题、哲学家进餐问题等。

所谓进程通信是指进程之间交换信息，通信可分为低级通信和高级通信。

P、V操作属于低级通信方式，该方式以控制进程并发执行为主要目的，而利用通信原语进行高级通信则是以通信为主要目的。

一个作业从提交到完成一般要经历三个阶段：

（1）高级调度。

它决定了将哪些处于后备状态的作业调入内存准备执行；

（2）低级调度。

它决定了就绪队列中的哪一个进程将获得处理机，并使之执行；（3）中级调度。

它实现内外存进程的对换。

进程调度有两种方式：

剥夺调度（抢占式调度）和非剥夺调度（非抢占式调度）方式。

在批处理系统中常用的进程调度算法有：

先来先服务FCFS、最短CPU运行期优先、高优先数优先、响应比高者优先等，在分时系统中常用的进程调度算法有：

时间片轮转、多级反馈队列等调度算法。

进程间的关系非常复杂。

如果对竞争失控，产生的后果是要么资源在使用过程中遭到破坏，要么各进程为争夺资源而形成僵持局面（死锁）。

产生死锁的原因可归结为诸进程对共享资源的竞争和进程推进顺序不当。

产生死锁的必要条件有：

互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件和环路等待条件。

解决死锁的办法也有四种：

预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁。

在预防死锁中我们可以通过破坏产生死锁的四个必要条件的后三个来实现，如静态资源分配法和有序资源分配法，但它们都加了较强的限制条件。

避免死锁是在资源分配过程中防止系统进入不安全态，我们可以用银行家算法。

检测死锁是在系统中设置一死锁检测机构，能及时地检测出发生的死锁。

解除死锁是当检测到发生死锁后，将进程从死锁状态中解脱出来，常采用剥夺资源和撤消进程两种方法。

本章的重点内容是：

进程的基本概念（包括进程的定义、进程的特征、进程的状态及其变迁、进程的组成、进程控制块的内容及作用）；进程的控制（包括进程的建立、进程的撤消、进程的阻塞、进程唤醒等）；原语的含义、作用及内容；临界资源、临界区的基本概念；进程互斥与同步的基本概念；P、V操作的控制机理；进程间的通信；常用进程调度算法；死锁的基本概念；产生死锁的原因和预防死锁产生的具体措施等。

2.2学习自评

一、选择题

1．关于对进程概念的叙述，下列说法错误的是。

A.进程是一个程序与数据的集合B.进程是程序的一次执行C.进程是内存中一组指令序列的执行过程D.进程是一个计算过程

2．对进程的描述中，下列说法错误的是。

A.一个进程可以包含若干个程序B.一个程序可以对应多个进程C.进程必须由程序作为其组成部分D.一个程序仅对应一个进程

3．下列关于进程的叙述中，正确的是。

A.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态B.在单CPU系统中，任一时刻可有多个进程处于运行状态C.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定，不能改变D.进程获得处理机而运行是通过调度而得到的

4．进程是。

A.一个程序段B.一个程序单位C.一个程序与数据的集合D.一个程序的一次执行

5．，不是引入进程的直接目的。

A.多道程序同时在主存中运行B.主存中各程序之间存在着相互依赖、相互制约的关系C.程序的状态不断地发生变化D.程序需要从头至尾的执行

6．下列有关进程和程序的主要区别中，叙述是错误的是。

A.进程是程序的执行过程，程序是代码的集合B.进程是动态的，程序静态的C.进程可为多个程序服务，而程序不能为多个进程服务D.一个进程是一个独立的运行单位，一个程序段不能作为一个独立的运行单位

7．不是组成进程的元素。

A.数据B.程序段C.进程控制块D.变量

8．不是进程的特征。

A.动态性B.并发性C.共享性D.同步性

9．已经获得除CPU以外的所有所需资源的进程处于（）状态。

A.运行状态B.就绪状态C.自由状态D.等待状态

10．如果一个进程获得了除CPU以外的所有所需运行资源，经调度分配CPU给它后，该进程进入（）。

A.执行状态B.停止状态C.等待状态D.静止状态

11．某进程等待的一次打印输出结束，该进程的状态将从（）。

A.运行状态到等待状态B.就绪状态到运行状态C.等待状态到就绪状态D.运行状态到就绪状态

12．下列进程状态转换中，哪一个是不正确的（）。

A.就绪到运行B.运行到就绪C.就绪到等待D.等待到就绪

13．CPU的状态分为目态和管态两种，从目态转换到管态的唯一途径是（）。

A.运行中进程修改程序状态字B.中断屏蔽C.中断D.进程调度程序

14．对进程的管理和控制使用（）。

A.原语B.指令C.信号量D.信箱通信

15．操作系统通过（）对进程进行管理。

A.JCBB.PCBC.JCLD.FCB

16．CPU响应中断的时间是（）。

A.一条指令执行结束B.外设提出中断C.取指周期结束D.控制信号开始

17．如果发现定点操作数溢出、除数为0、地址越界等错误而发生的中断称为（）。

A.外部中断B.程序中断C.输入/输出中断D.访管中断

18．用户要求分配一台外围设备、要求分配一些主存区域、要求启动外围设备读一批数据等而发生的中断称为（）。

A.外部中断B.程序中断C.输入/输出中断D.访管中断

19．在中断处理中，输入/输出中断是指（）。

①设备出错；②数据传输结束。

A.①B.②C.①和②D.都不是

20．在进程管理中，一旦出现比执行进程有更高优先数的进程进入就绪状态时，就停止正在执行的进程，把CPU分配给优先数更高的就绪进程，这种进程调度方法称为（）。

A.静态优先权法B.动态优先权法C.抢占式优先权法D.非抢占式优先权法

21．在分时系统中，进程调度经常使采用的算法是（）。

A.先来先服务B.最高优先权C.时间片轮转D.随机

22．在（）调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。

A.先来先服务B.最高优先权C.时间片轮转D.随机

23．在采用时间片轮转调度算法的分时系统中，如果时间片一定，那么（），则响应时间越长。

A.用户进程数越少B.用户进程数越多C.内存越少D.内存越多

24．下面所述步骤中，不是创建进程所必需的步骤是（）。

A．由CPU调度程序为进程调度CPUB．建立一个过程控制块C．为进程分配内存D．将进程控制块链人就绪队列

25．下列关于状态转换的条件及发生状态的转换叙述中，说法错误的是。

A.由进程调度，使就绪状态的进程转到执行状态B.因时间片用完，使正在执行的进程转到就绪状态C.因时间片用完，使正在执行的进程转到阻塞状态D.因输入、输出完成事件的发生，处于阻塞状态的进程进入就绪状态

26．下列关于进程控制块的叙述中，说法错误的是。

A.进程控制块对每个进程仅有一个B.进程控制块记录进程的状态及名称等C.进程控制块位于主存储区内D.进程控制块的内容、格式及大小均相同

27．不是进程控制块包含的内容。

A.进程的标识，如名称等B.当前进程所处的状态及转换条件C.CPU的现场信息D.进程占用的资源及相关程序的起始地址

28．下列关于PCB的叙述中，说法错误的是。

A.PCB还记录进程的优先级及调度信息B.PCB是进程存在的唯一标识C.PCB是在建立进程之后建立的D.PCB随进程的撤消而撤消

29．在进程的调度算法中，是动态优先数的确定算法。

A.按进程使用资源进行调度B.按进程在队列中等待的时间进行调度C.按时间片轮换调度D.非剥夺式优先数调度

30．在下列进程调度算法中，可能引起进程长时间得不到运算的算法是。

A.不可抢占式动态优先数法B.可抢占式静态优先数法C.不可抢占式静态优先数法D.时间片轮转法

31．进程调度有两种方式，一是剥夺方式，另一是非剥夺方式，是非剥夺方式。

A.将处理机上正在运行的进程暂停，分配给更紧急的进程B.将队列中的紧急进程调入，使之处于运行状态C.紧急进程在队列中照样等待D.一旦正在运行的进程被阻塞或完成，紧急进程立即占用CPU

32．在下列叙述中，正确的一条是。

A.分时系统中，时间片越小，响应时间越短B.多道程序的引入，主要是为了提高CPU的利用率C.飞机票订票系统是分时系统D.PCB是进程存在的唯一标志，而程序是系统感知进程存在的唯一实体

33．进程的共行性是指。

A.不同进程的动作可以在时间上重叠B.几个进程可以同时使用CPUC.进程之间可以相互依从地并发执行D.进程之间不能各自独立地前进

34．下列关于进程控制原语的叙述，说法错误的是。

A.原语是一条指令，该指令完成一个指定功能B.原语是一组机器指令组成的程序段C.原语在执行期间不能被中断D.原语不同于广义指令

35．下列关于创建原语的叙述中，说法错误的是。

A.创建原语的作用于是自行建立一个进程B.创建原语的工作是为被创建进程形成一个进程控制块C.创建原语都是由进程调用执行D.创建原语不能自己单独执行

36．下列关于进程撤消原语的叙述中，说法错误的是。

A.撤消原语只能撤消一个处于挂起状态的进程B.撤消原语只能撤消一个正在运行的进程C.撤消原语可以撤消一个具有指定标识的进程D.撤消原语可以撤消某进程下属的一个子进程及其所属的子孙进程

37．下列关于进程阻塞原语的叙述中，说法错误的是。

A.阻塞原语的作用是将进程由执行状态变到阻塞状态B.进程的阻塞状态是由进程自身调用阻塞原语实现的C.阻塞原语的第一个操作是中断CPU，并保存CPU的现场信息到PCB中D.进程由阻塞状态变为就绪状态也是由进程自身调用原语来实现的

38．进程的管理由进程原语实现，不是进程管理的内容。

A.进程的建立B.进程的撤消C.进程的保持D.进程的阻塞

39．在一段时间内只允许一个进程访问的资源，称为（）。

A．共享资源B．临界区C．临界资源D．共享区

40．若S是P、V操作的信号量，当S<0时，其绝对值表示。

A.排列在信号量等待队列中的进程数B.可代表使用的临界资源数C.无资源可用D.无进程排队等待

41．用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为（）。

A.-1B.0C.1D.任意值

42．用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为（）。

A.等待B.就绪C.运行D.完成

43．进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互（）关系。

A.联接B.制约C.继续D.调用

44．关于进程同步的叙述中，说法错误的是。

A.为使进程共享资源，又使它们互不冲突，因此必须使这些相关进程同步B.系统中有些进程必须合作，共同完成一项任务，因此要求各相关进程同步C.进程互斥的实质也是同步，是一种特殊的同步D.由于各进程之间存在着相互依从关系，必须要求各进程同步工作

45．，这是进程的同步和互斥的根本原因。

A.进程是动态的B.进程有一个进程控制块C.进程是并行的D.进程是互相依存的

46．临界资源包括硬件临界资源和软件临界资源，其中不是任何形式的临界资源。

A.输入、输出设备B.操作系统及其所属系统软件C.某一批公用数据D.一批公用变量

47．关于临界区的叙述中，下列说法错误的是。

A.进程中访问临界资源的程序是临界区B.同时进入临界区的进程必须互斥C.进入临界区内的两进程访问临界资源时必须互斥D.同一时刻只允许一个进程进入临界区

48．P操作记为P（S），其中S为信号量，该操作执行时完成S=S-1。

若S≥0，则进程继续进行；若S<0，则。

A.进程被调入执行B.进程被阻塞，并插入等待队列C.进程被撤消D.进程被唤醒

49．V操作记为V（S），其中S为信号量，该操作执行时完成S=S+1。

若S>0，则进程继续进行；若S≤0，则。

A.将进程阻塞，插入等待队列B.将队列中的一个进程移出，使之处于运行状态C.将进程变为挂起状态D.将队列中的一个进程移出，使之处于就绪状态

50．利用P、V操作可实现进程之间的。

A.同步B.互斥C.同步与互斥D.进程状态的变换

51．关于进程通信的叙述中，是高级通信。

A.P、V操作B.生产者和消费者问题C.直接通信和间接通信D.同步与互斥

52．在非剥夺调度方式下，运行进程执行V原语之后，其状态。

A.不变B.要变C.可能要变D.可能不变

53．对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则（）A.表示没有进程进入临界区B.表示有一个进程进入临界区C.表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入D.表示有两个进程进入临界区

54．两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.同步B.互斥C.调度D.执行

55．为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式称为（）。

A.进程互斥B.进程同步C.进程制约D.进程通信

56．死锁产生是有一定条件的，下列不是死锁产生的必要条件是。

A.永久资源一次只能被一个进程独占B.进程独占某种资源时，在其未使用完之前不能被其他进程夺走C.一个进程占用两个或两个以上资源D.A进程占有资源P，B进程占有资源Q，同时A又要求Q，B又要求P

57．预防死锁的有效措施是。

A.破坏对独占资源的互斥条件B.破坏进程对资源独占后的不可剥夺性C.采用预先静态分配算法，将全部资源一次性分配给各个作业D.采用有序资源使用法

58．资源的有序分配策略可以破坏（）条件。

Ａ.互斥使用资源Ｂ.占有且等待资源（请求和保持资源）Ｃ.非抢夺资源Ｄ.循环等待资源

59．死锁一旦发生，只能设法将死锁解除，常采用两种方法，一是资源剥夺，二是。

A.挂起运行中的进程，将其资源分配给死锁进程B.停机重新启动系统C.撤消系统中的一个或几个死锁进程D.更换系统

60．在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是。

A.银行家算法B.资源有序分配法C.死锁检测算法D.资源分配图化简法

二、填空题

61.并发是现代操作系统的最基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了这一概念。

62.进程被创建后，最初处于状态，然后经选中后进入状态。

63.进程的同步和互斥反映了进程间和的关系。

64.死锁产生的原因是和。

65.进程调度的方式通常有和方式两种

66.在操作系统中