黑工程操作系统复习题

1. LRU 页面调度算法总是选择在主存驻留时间最长的页面被淘汰。

（）
2. 磁盘是共享设备，所以每一时刻可有若干个进程同时与它交换信息。

（）
3. 分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。

（）
4. 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。

（）
5. 设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。

（）
6. 进程A、B共享变量x，需要互斥执行；进程B C共享变量y, B、C也需要互斥执行，因此，进程A、C必须互斥执行。

（）
7. 为了提高系统资源的利用率，在作业调度的优先级算法中应该规定，计算型
作业的优先级较高，I/O 型作业的优先级较低。

（）
8.I/0 交通管理程序的主要功能是管理主存控制器和通道。

（）
9. 引入缓冲区能使CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况得到改善，但并不能减少设备中断CPU的次数。

（）
10. 由于设备驱动程序与硬件紧密相关，因此，系统中配备多少个设备就必须配置同样数量的设备驱动程序。

（）
11. 可以将操作系统看作是一个资源分配器，用来控制I/O 设备和用户的程序。

（）
12. 死锁的形成只与资源分配策略有关，而与并发进程的执行速度无关。

（）
13. 在引入线程的操作系统中，线程是资源分配和调度的基本单位。

（）
14. 分页存储管理方案易于实现用户使用内存空间的动态扩充。

（）
15. 对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享。

（）
1. 错，原因: 是选择最长时间没有被用的页面被淘汰。

2. 错，原因: 每一时刻只有一个进程与它交换信息。

3. 错，原因：平均响应时间不但与时间片的大小有关，还与其他因素有关。

4. 对
5. 错，原因：设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备和独立于设备的类型
6. 错，原因:不传递。

7. 错，原因:I/O 型作业的优先级高。

8. 错，原因:I/O 交通管理程序的主要功能是管理设备、控制器和通道。

9. 错，减少设备中断CPU的次数。

10. 错，一类一种。

11. 对
12. 错，原因: 与进程执行速度有关。

13. 错，线程是调度的基本单位，进程是资源分配的基本单位
14. 错，原因: 分段存储管理易于实现用户使用内存空间的动态扩充。

15. 对
1. 在动态分区分配方案中，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
2. 位示图用于_________ 。

A.页面置换
B.磁盘空间管理
C.文件目录查找
D. 磁盘驱动调
3. 在一个可变式分区管理中， 最差适应算法应将空闲区按 _______ 的次序排列
A.地址递增
B.地址递减
C.容量递增
D.容量递减
4. 设有两个进程共享 3 个同类资源，为使系统不死锁， 每个进程最多可以申请 ___个资源。

A.O
B.1
C.2
D.3
5. 进程从运行状态到等待状态可能是由于
A. 运行进程执行了 P 操作
B.
C.现运行进程时间片用完
D.
6. 作业调度中的先来先服务算法是以 __
7. 一个 作业 一般 可以 分为 几个 必须 顺序 处理 的作 业步 ，这 些作 业步 是由 __ 的。

A. 用户指定
B. 操作系统规定
C. 装入程序决定
D. 程序
员指定
8. 采用固定分区方式分配主存的最大缺点是 ________ 。

A. 不利于存储保护
B. 分配算法复杂
C. 主存利用率不高
D. 零头 太多
9. 在操作系统中，用户在使用 I/O 设备时，通常采用 ________ 。

A. 物理设备名
B. 逻辑设备名
C. 虚拟设备名
D. 设备牌 号
10. 采用树形目录结构可以 ______
A. 缩短查找文件的时间
B. 节省存储空间
C.减少文件的传送时间
D. 存储更多的文件
11. 从资源分配角度看，外设可分为若干种，其中不包括 __________ 。

A. 虚拟设备
B. 物理设备
C. 独占设备
D. 共享设备
12. 进程队列的组织通常采用 ________ 。

A .线性表法 B. 位示图法 C.SMT 法 D. 进程的家族关系
13. 在可变式分配方案中， 最佳适应算法是将空白区在空白区表中 _______ 按次 序排列。

A. 地址递增
B. 地址递减
C. 容量递增
D. 容量递减
14. 如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥 段，则信号量的初值应设置为
A.3
B.1
C.2
D.0
15. 在UNIX 中，文件的逻辑结构是 __________ 。

A. 记录式结构
B. 无结构流式结构
C. 串联文件结构
D. 树型文 件结构
16. 实时操作系统追求的目标是 _________ 。

A. 高吞吐率
B. 充分利用内存
C. 快速响应
D. 减少系统开销
17. 空白文件目录法用于 ______________ 。

A.主存空间的管理
B.文件存储空间的管理
C.虚存空间的管理
D. 外设的分配与回收
18. _______________________________ UNIX 文件的目录结构采用 。

A.简单目录
B. 二级目录
C.树形目录
D.带索引节点的树形 目录
19. 虚拟存储器是 ______ 。

进程调度程序的调度 现运行进程执行了 V 操作 为出发点考虑的。

A. 作业执行时间
B. 作业的周转时间
C.作业等待时间
D. 等待时间加运行时间
A.容量扩大了的内存
B. 提高运算速度的设备
C.实际不存在的存储器
D.进程的地址空间及其内存扩大方
法
20. 在多道批处理系统中，用户的作业是由 ____ 组成的。

A. 程序
B. 程序、数据
C .程序、作业说明书 D. 程序、数据、作业说明书
1. 计算机只有处于 _________ 时，才能执行特权指令，否则被认为是非法指令。

2. 在多道程序设计系统中，可把因某种原因进入阻塞态进程的 ____________ 链接在一起，构成阻塞进程队列。

3. 用户编制程序时使用 __________ 地址，处理机访问存储器时使用__________ 地址。

4. 当处理机执行完一条指令后，硬件的 ________ 立即检查有无中断事件发生，若有，则暂停现在运行的进程的执行，调用操作系统的 _____________ 加以处理。

5. 把逻辑文件存放在存储介质上，如果组成 __________ 或__________ ，则逻辑记录可以不必存放在连续的存储块中。

6. 为了记录设备的分配情况，操作系统应设置一张 ________________ 。

7. 采用批处理的控制系统，用户提交作业前必须使用_____________________ 编写 _______________ 来指出作业加工的步骤。

8. 在进行多种资源分配时，可使用 ____________ 算法避免死锁。

9. 计算机系统为每一台设备确定一个编号，称为设备的 ____________ 。

10. 动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现____________ 。

11. 文件的逻辑结构分为___________ 、 __________ 、__________ 和索引顺序文件。

12. 置换算法是在内存中没有__________________ 时被调用的，它的目的是选出一个被
_____________ 的页面。

如果内存中有 ___________ 的空闲页面存放所调入的页，则不必使用置换算法。

13. 把一个能被多个用户同时调用的程序称为 __________ 程序。

当有多个进程等待分配处理机时，系统按一种规定的策略从多个处于状态的进程中选择一个进程，让它占有处理机，被选中的进程就进入了状态。

14. 采用批处理控制方式的系统，用户提交作业前必须使用 _____________ 编写 _____ ，以指出作业加工的步骤。

15. 一个作业的运行时间假设为1 个小时，它在系统中等待了3个小时，那么
该作业的周转时间为 ______________ ，而响应比为______________ 。

16. 在多道批处理系统中，通常采用以下两种作业调度算法: ______________ 、
17. 文件的逻辑结构通常采用两种形式: 一是 _______ 文件，二是_________ 文件
18. 在操作系统的发展过程中， ________ 和____________ 的出现，标志着操作系统的正式形成。

19. 在请求分页系统中，反复进行入页和出页的现象称为 _______________ 。

20. ______________ 再定位是在程序执行期间，在每次存储之前进行的。

21. 多道程序设计的特点是 ________ 、 ______________ 、 ________ 。

23.I/O 设备的分配，通常采用的两种算法是 : ___________ 、 ___________
1. 管态
2. PCB
3. 符号名（或名地址 ） 物理
4. 中断装置 中断处理程序
5. 链接文件 索引文件
6. 系统设备表
7. JCL 作业说明书
8. 多项银行家
9. 绝对编号
10. 重定位
11. 流式文件、顺序文件、索引文件
12. 空闲页面、淘汰、足够
13. 可再入式
14. 就绪 运行
15. 作业控制语言 JCL 作业说明书
16. 4 小时 4
17. 优先级调度算法 18. 有结构的记录式 19. 多道程序设计 20. 系统抖动
21. 动态地址
1. 什么是请求分页存储管理的缺页中断率 ?影响缺页中断率的因素有哪些 ?
2. 设备分配中为什么可能出现死锁 ?
3. 对临界资源区的管理和使用的基本要求是什么 ?
4. 简述常用的页面调度算法。

5. 什么是记录的成组和分解 ?
6. 什么是UNIX 进程的对换空间？怎样管理对换空间？
7. 对临界区管理的要求是什么 ?
8. 引入缓冲的主要原因是什么？
9. 目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？
10. 段式存储器管理和页式存储管理的区别是什么 ?
11. 什么是文件的逻辑结构和物理结构？
12. 什么是请求页式管理？能满足用户哪些需要？
1. 缺页中断率 =缺页中断次数 / 访问页面的总次数
影响请求分页缺页中断率的因素有： ①分配给作业的主存块数；②页面的 大小；③程序的局部化程度；④页面调度算法。

2. 在多道程序系统中，可使CPU 和I/O 设备并行工作，使某些进程以命令形 式发出 I/O 请求后，不进入阻塞状态，仍可以继续运行，需要时还可以发出多 个U0请求。

仅当进程所请求的设备为另一个进程占用时才进入阻塞状态。

这样 就可以使进程同时操作多个外部设备。

这种多请求方式， 导致了设备分配的不安 全，因而就可能出现死均衡调度算法
无结构的流式
分时系统
22.多道 23.先请求先服务 宏观上并行 微观上串行
优先级高者优先
锁。

3. 没有进程在临界区内时，若有进程想进入临界区，可以允许一个进程进入临界区。

当已有进程进入临界区时，其他欲进入临界区的进程必须等待。

当一个进程离开临界区时，若发现有进程正在等待进入临界区，则要唤醒这些进程。

4. 常用的页面调度算法有：先进先出算法(FIFO)、最近最久未使用算法(LRU) 和最近不常用算法(LFU)。

(1) FIFO：总是选择最先进入主存的页面调出。

FIFO 算法简单，易实现，但奋时缺页中断率较高。

(2)LRU：基于程序的局部性原理，总是选择距现在最长时间内没有被访问的页面先调出。

其特点是实现麻烦，系统开销大，缺页中断率低。

(3)LFU：根据一段时间里页面被访问的次数，选择被访问次数少的页面先调出。

LFU方法需要为页面增加计时器，算法开销大，确定重新计时周期T的难度大，
缺页中断率低。

5. (1) 把若干逻辑记录合并成一组，存入一个物理块的工作称为记录的成组。

(2) 从一组中把一个逻辑记录分离出来的工作称为记录的分解。

6. UNIX 系统在磁盘上开辟了一个足够大的区域，称为对换区，作为内存的逻辑扩充，解决进程之间的内存竞争。

系统空间是操作系统程序所占用的内存空间，长驻内存；用户程序所占用的空间称为进程空间，把一个进程换出到对换区是指腾出该进程所占用的进程空间。

UNIX系统对对换空间采用最先适应分配算法进行管理。

对换空间是由一组连续的磁盘块组成的，每个块空间大小相同，对换空间以块为单位进行分配。

为了管理对换空间，在内存中设置了一个数组即映射图，其中每一项是一个记录，用来登录空闲的对换空间。

该记录有两个域，分别用于登录对换空间的起始地址和该空闲块组的块数。

7 对临界区管理的要求是：
(1) 当有若干个进程要求进入它们的临界区时，应在有限的时间内使一个进程进入临界区，进程之间不应相互等待而使谁都不能进入临界区。

(2) 每次只允许一个进程进入临界区内。

(3) 进程在临界区内逗留应在有限的时间范围内。

8. 缓和CPU 与I/O 设备间速度不匹配的矛盾
减少对CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制
提高CPU 和I/O 设备之间的并行度，起平滑作用
9. 为了给用户提供对文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名，(亦可包含文件属性)进行组织所形成的表，称为目录表或文件目录。

目前操作系统采用的目录结构是树型目录结构，它的优点有：
(1)有效地提高对目录的检索速度；
(2)允许文件重名；
(3)便于实现文件共享
10. 分页和分段都采用离散分配方式，它们的区别是： (1)页式管理中源程序进行编
译连接时是将主程序、子程序、数据区等按照线
性空间的一维地址顺序排列起来。

段式管理则是将程序按照内容或过程(函数)关
系分成段，每段拥有自己的名字。

一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间，也就是一个二维虚拟存储器。

（2）同动态页式管理一样，段式管理也提供了内外存统一管理的虚存实现技术。

与页式管理不同的是:段式虚存每次交换的是一段有意义的信息，而不是像页式虚存
管理那样只交换固定大小的页，从而需要多次的缺页中断才能把所需要的信息完整地调入内存。

（3）在段式管理中，段长可根据需要动态地增长。

这对那些需要不断增加或改变新数据或子程序的段来说，将是非常有好处的。

（4）段式管理便于对具有完整逻辑功能的信息段进行共享。

（5 阶段式管理便于进行动态链接，而页式管理进行动态链接的过程比较复杂。

5. 文件的逻辑结构（文件的组织）：从用户角度看到的文件的全貌，也就是它的记录结构，包括流式文件、顺序文件、索引文件和索引顺序文件。

文件的物理结构（文件的存储结构）：文件在外存上的存储组织形式，包括连续文件、串联文件和索引文件。

6. 答：请求页式管理的基本原理是将逻辑地址空间分成大小相同的页，将存储地址空间分块，页和块的大小相等，通过页表进行管理。

页式系统的逻辑地址分为页号和页内位移量。

页表包括页号和块号数据项，它们一一对应。

根据逻辑空间的页号，查找页表对应项找到对应的块号，块号乘以块长，加上位移量就形成存储空间的物理地址。

每个作业的逻辑地址空间是连续的，重定位到内存空间后就不一定连续了。

此外，页表中还包括特征位（指示该页面是否在内存中）、外存地址、修改位（该页的内容在内存中是否修改过）等。

页式存储管理在动态地址转换过程中需要确定某一页是否已经调入主存。

若调入主存，则可直接将虚地址转换为实地址，如果该页未调入主存，则产生缺页中断，以装入所需的页。

页式存储管理将不常用的页面调出内存，使内存的利用率高；虚拟的容量大，用
户不必担心内存不够；不要求作业连续存放，有效地解决了“碎片”问题。

大题
1.计算进程P（和打印进程P01、P02共享一个单缓冲区，计算进程负责计算，并把计算结果放入单缓冲中：打印进程P01、P02则负责从单缓冲中取出计算结果进行打印，而且对每一个计算结果，P01和P02都需分别打印一次。

请用记录型信号量描述上述进程间的同步关系。

2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。

系统采用可变分区方式管理内存：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；进程调度时机选择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：
进程
号 进程 到达时间 要求执 行时间 要求主存量 申请打 印机数(台)
1 0 8 15K 1
2 4 4 30K 1
3 10 1 60K 0
4 11
20 : 20K 1 : 5 16 14 10K 1
假设系统优先分配内存的低地址区域，且不许移动己在主存中的进程，请
(1) 给出进程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？
3. 在一个分页存储管理系统中，页面大小为 4阻，系统中的地址寄存器占 假定页表如下：
图来说明地址变换过程 4. 假定磁盘的存取臂现在正处于 M 柱面上，有如下四个请求者等待访问磁盘, 试写出请求者 柱面号 磁道号 块号
1
9 6 p 2
7 5 6 3
: 20 20 4 15 15 2
大题答案
1.为了实现计算进程和打印进程之间的同步，并使单缓冲中的每个计算结果 都被两个打印进程分别打印一次，可设置四个信号量 ：fulll 表示缓冲中是否有 可供PO1打印的计算结果，full2 表示缓冲中是否有可给 P02打印的计算结 果:emptyl 、empty2则表示计算结果是否已被 P01、P02取走，只有当一个结果 被两个打印进程都取走后，缓冲区才变空，计算进程才可将下一个计算结果放入 单缓冲。

(5分)
相应的同步算法可描述如下：
Var emptyl ，empty2，fulll ，full2:semaphore:=1
， 10，0；
begi n
parbeg in
PC :begin
repeat
compute next number ； 24位, 现假定一逻辑地址, 页号为3,
并画出
P(empty1)；
P(empty2) ；
add the number to buffer ；
V(full1) ；
V(full2) ；
Until false ；
end
P01:begin
repeat
P(full1) ；
take from buffer ；
V(empty1) ；
print last number ；
until false ；
end
P02:begin
repeat
P(full2) ；
take from buffer ；
V(empty2) ；
print last number ；
until false ；
end
parend
end
2. (1) 进程调度情况如下：
时刻O:PI到达。

由于系统中只有一个就绪进程P1，故选中Pl投入执行。

时刻4:P2 到达。

P1 已执行4个时间片，而已因申请打印机而阻塞，系统中具
备执行条件的仍只有P1,故仍然选中PI投入执行。

时刻8:PI结束。

P2将得到PI释放的打印机，从阻塞变为就绪，且它是系统中惟一的进程，故选中P2投入执行。

时刻10:P3到达。

P2已执行2个时间片，而P3则因申请内存而阻塞，故仍选中P2投入执行。

时刻11:P4到达。

P2己执行3个时间片，P3仍阻塞，P4则因申请打印机而阻塞，故仍将选中P2投入执行。

时刻12:P2结束。

P2由于终止而释放内存和打印机，但P3所申请的内存空间仍得不到满足，而P4则将得到打印机转为就绪状态，故将选中巳投入执行。

时刻16:P5到达。

P3仍阻塞，P4己执行4个时间片，R则因申请打印机而阻塞，故仍选中P4投入执行。

时刻32:P4结束。

P4由于终止丽释放内存和打印机，P3将获得足够的内存转为就绪状态，P5获得打印机转为就绪，但因P3要求执行的时间为1，短于民的执行时间14，故将选中P3投入执行。

时刻33:P3结束。

R是系统中惟一就绪的进程，故将选中P5投入执行，i并在时
刻47，所有进程执行完毕。

从以上分析可看出，选中进程的顺序为PI、P2、P4、P3、P5。

(2)时刻47,所有的进程执行完毕3地址变换过程如下图所示。

页表地址寄存器
页表的起始地址
进号地址
20
---- ------------
页号块号
03
14
29
37
物理地址=a +7 X 1024+20
=a +7188(a为起始地址)
4.响应顺序:2、1、4、3 (5分)
移臂总量:(8-7)+(9 一7)+(15-9)+(20-15)=14。