计算机操作系统典型例题解析之五
微型计算机原理作业第五章 习题与思考题
第五章习题与思考题典型例题解析例5-1 计算机输入/输出控制方式有哪几种?各有什么特点?答：CPU与外设进行数据传送，系统中对数据传送的控制方式一般分为四种：①程序控制方式，程序控制方式是指CPU与外设间的数据传送是在程序的控制下完成的一种数据传送方式，这种方式又分为无条件传送和条件传送二种。
在这种I/O方式中，程序设计简单，硬件软件较省，但费时，CPU效率较低，实时性差，主要用于中低速外设和实时性要求不高的场合。
②中断控制方式，中断控制方式是指利用中断技术控制CPU与外设进行数据传送的一种方式。
这种方式实时性好，不需要反复查询等待，减少了CPU等待时间，CPU与外设可并行工作，但这种方式需要进行现场保护及恢复等工作，仍花费CPU时间。
③DMA方式，DMA方式是指由专门硬件控制，不需CPU介入，直接由存储器与外设进行数据传送的方式。
这种方式不需CPU介入，减少了CPU的开销，能实现高速的数据块传送，提高了效率。
但这种方式增加了硬件开销，提高了系统的成本。
④IOP方式，IOP方式是指由输入/输出协处理器IOP控制数据传送的方式。
这种控制方式由于输入/输出协处理器具有单独的指令系统，因此能在数据传送时，同时进行数据处理，数据传送支持DMA方式，因此传送速度快而且不须CPU介入，CPU与IOP可并行工作，效率高。
这四种方式中，程序控制方式和中断方式属于软件控制方式，DMA方式和IOP方式属于硬件方式。
例5-2 试述I/O端口两种编址方法的特点与区别。
..答：I/O端口的编址方法有二种：即I/O端口单独编址方式和I/O端口与存储器单元统一编址方式。
I/O端口与内存单元地址统一编址方式是将I/O端口地址与内存地址统一安排在内存的地址空间中，即把内存的一部分地址分配给I/O端口，由I/O端口来占用这部分地址。
这种方式控制逻辑较简单，I/O端口数目不受限制，所有访问存储器的指令都可用于I/O端口，指令丰富，功能强。
操作系统经典习题+解释
●假定一个阅览室最多可容纳100人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上进行登记，而且每次只允许一人进行登记操作，请用记录型信号量机制实现上述问题的同步。
定义信号量sum,mutex，初值分别为100，1。
（3分）则第i个读者的活动描述为：procedure P i(i=1,2,3……)beginwait(sum);wait(mutex);登记；signal(mutex);进入阅览室；阅读;wait(mutex);登记；signal(mutex);离开阅览室；signal(sum);end●请用信号量解决以下的“过独木桥”问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向有人过桥时，另一方向的行人必须等待；当某一方向无人过桥时，另一方向的行人可以过桥。
将独木桥的两个方向分别标记为A和B；并用整形变量countA和countB分别表示A、B 方向上已在独木桥上的行人数，初值为0；再设置三个初值都1的互斥信号量：SA用来实现对countA的互斥访问，SB用来实现对countB的互斥访问，mutex用来实现两个方向的行人对独木桥的互斥使用。
则具体描述如下：Var SA,SB,mutex:semaphore:=1,1,1;CountA,countB:integer:=0,0:beginparbeginprocess A: beginwait(SA);if(countA=0) then wait(mutex);countA:=countA+1;signal(SA);过独木桥；wait(SA);countA:=countA-1;if (countA=0) then signal(mutex);signa(SA);endprocess B: beginwait(SB);if(countB=0) then wait(mutex);countB:=countB+1;signal(SB);过独木桥；wait(SB);countB:=countB-1;if (countB=0) then signal(mutex);signa(SB);endparendend设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车；售票员的活动：关车门；售票；开车门；请用记录型信号量机制实现上述问题的同步。
计算机操作系统习题及答案(5)
计算机操作系统习题及答案(5)
计算机操作系统习题及答案(5)
1：进程管理
1.1 进程与线程的区别是什么？
答案：进程是操作系统中执行的一个程序，它包含了程序代码、数据以及其运行状态的描述信息。
线程是进程中的一个执行单元，
它可以与同一进程中的其他线程共享资源。
1.2 进程调度算法有哪些？
答案：常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业
优先（SJF）、优先级调度、轮转调度等。
2：存储管理
2.1 什么是虚拟内存？
答案：虚拟内存是一种将物理内存和磁盘空间组合起来使用的
技术。
它允许进程访问超过物理内存大小的地址空间，将不常用的
数据存储在磁盘上，并且能够在需要时将其换入内存。
2.2 页面置换算法有哪些？
答案：常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）、最近未使用（LRU）、时钟置换算法等。
3：文件系统
3.1 什么是文件系统？
答案：文件系统是操作系统中用于管理存储设备上文件的一种
机制。
它定义了文件和目录的层次结构以及文件的访问方式。
3.2 文件系统的常见组织方式有哪些？
答案：常见的文件系统组织方式有单层目录结构、多层目录结
构和索引节点结构。
附件：无
法律名词及注释：
1：版权法：保护创造者对其作品的独立性和权益的法律制度。
2：著作权：在法律上规定的对创作原创性个人和集体作品的
特殊权利。
3：商标法：保护商标所有人对其商标的专有权的法律制度。
计算机等级考试中常见的操作系统题解析
计算机等级考试中常见的操作系统题解析一、什么是操作系统？操作系统是计算机硬件和软件之间的桥梁，是一种控制和管理计算机资源、为用户和应用程序提供服务的软件系统。
它负责调度程序、管理内存、处理输入输出、确保系统安全等功能，在计算机的正常运行中发挥着核心作用。
二、操作系统的分类1. 分时操作系统分时操作系统是多个用户共享一台计算机的操作系统，它能够给每个用户一个独立的终端，并独立地运行各个用户的程序。
分时操作系统能够实现多道程序并发执行，提高计算机的利用率。
2. 批处理操作系统批处理操作系统是一种自动处理作业的操作系统，能够连续地处理一系列作业。
它通常将一批作业按顺序组织起来，并自动地执行它们，从而减少人工干预，提高作业处理效率。
3. 实时操作系统实时操作系统能够及时响应外部事件的发生，并立即作出相应的处理。
它主要应用于需要实时性能的领域，如航空航天、核工业等，能够确保系统对外部事件的及时响应，保证系统的可靠性和稳定性。
三、操作系统常见的考试题目1. 什么是进程管理？进程是指计算机中正在运行的程序的实例。
进程管理是操作系统的核心功能之一，它负责创建、调度和终止进程，同时管理进程间的通信和同步。
进程管理包括进程调度算法、进程控制块等内容。
2. 请解释死锁是什么？死锁是指系统中的进程由于竞争有限的资源而不能正常执行的状态。
死锁发生时，每个进程都在等待其他进程释放资源，导致进程无法继续执行。
解决死锁问题通常采用资源分配策略、死锁预防策略和死锁避免策略。
3. 什么是虚拟存储器？虚拟存储器是一种将辅助存储器（硬盘）作为主存的扩展的技术。
它将主存和辅助存储器组成一个虚拟的、连续的存储空间，为每个进程提供了一个独立的地址空间。
通过虚拟存储器，操作系统能够将不常用的数据移出主存，从而提高内存利用率。
4. 解释进程同步与进程通信。
进程同步是指协调多个进程的活动，使其按照预定的次序执行。
进程同步主要通过临界区、互斥量、信号量等机制来实现。
计算机操作系统典型例题解析之五
计算机操作系统例题及解析之五【例1】什么是文件？什么是文件系统？答：文件是在逻辑上具有完整意义的信息集合，它有一个名字作标识。
文件具有三个基本特征：文件的内容为一组相关信息、文件具有保存性、文件可按名存取。
文件系统是操作系统中负责管理和存取文件的程序模块，也称为信息管理系统。
它是由管理文件所需的数据结构（如文件控制块、存储分配表）和相应的管理软件以及访问文件的一组操作所组成。
【例2】什么是文件的物理结构和逻辑结构？答：文件的逻辑结构是从用户观点出发所看到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。
文件的逻辑结构有两种形式：有结构的记录文件和无结构的流式文件。
文件的物理结构是指文件在外存上的存储组织形式。
文件的物理结构有三种形式：顺序结构、链接结构和索引结构。
【例3】假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为500MB，采用显示链接分配方式时，其FAT 需要占用多少存储空间？答：FAT的每个表项对应于磁盘的一个盘块，其中用来存放分配给文件的下一个盘块的块号，故FAT的表项数目由物理盘块数决定，而表项的长度则由磁盘系统的最大盘块号决定（即它必须能存放最大的盘块号）。
为了地址转换的方便，FAT表项的长度通常取半个字节的整数倍，所以必要时还必须由最大盘块号获得的FAT表项长度作一些调整。
由题意可知，该硬盘共有500K个盘块，故FAT中共有500K个表项；如果盘块从1开始编号，为了能保存最大的盘块号500K，该FAT表项最少需要19位，将它扩展为半个字节的整数倍后，可知每个FAT表项需20位，即2.5个字节。
因此，FAT需占用的存储空间的大小为：2.5×500K=1250KB【例4】存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0～9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。
如果每个盘块的大小为4K字节，若盘块号需要用4个字节来描述，请问该系统中允许的文件的最大长度是多少？答：由题意可得，每个盘块最多存放4K/4＝1K个盘块地址。
操作系统例题汇总
1．2例题精选例1.1如何理解虚拟机的概念？解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。
操作系统为用户使用计算机提供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这种计算机系统称为虚拟机。
所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。
前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。
在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序，好像每个程序都独享一个CPU，这就是虚拟。
在构造操作系统时，把操作系统分成若干层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。
下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样逐次扩充以完成操作系统的功能。
讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。
例如，虚拟存储器，使一台只有4MB 内存的计算机可以运行总容量远远超过4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。
例1.2什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？解: 所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些程序共享CPU和其他计算机资源。
其主要优点是：（1）CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I／O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。
在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待I／O操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高了CPU的利用率。
（2）设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存和外设的利用率。
（3）系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。
讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。
早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。
多遭批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。
多道程序处理系统要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。
操作系统——精髓与设计原理(第五章答案)
• 5.9 • 错误情形：假设有2个进程都调用Wait且s的 初值为0。在第一个进程执行完 SignalB(mutex)且尚未执行WaitB(delay)时， 第二个进程开始调用Wait，也停在同一点 （即SignalB(mutex)和WaitB(delay)之间）。 这时，s的值为-2，而mutex是打开的。假如 有另外2个进程在这时相继调用了Signal， 那么他们每个都会做SignalB(delay)操作， 但程序中后一个SignalB将没有意义。
总述： • 当一个进程希望进入其临界区，它将得到 一张票，票的号码将是所有等待进入临界 区或已在临界区的进程所得到票的号码中 最大者加1。拥有最小票号的进程将率先进 入临界区。如果有多个进程得到的票具有 相同的号码，则进程号更小的进程将更占 优势。当一个进程离开其临界区，它将重 置其中票号为0。
• b.解释此算法如何避免死锁 • 死锁时的情形：每个人都拿到了顺序号，但 都拿不到面包。 • 在本算法中即使顺序号相同，但数组下标是 不同的。所以进程总可推进不会发生死锁。 • c.解释此算法如何加强互斥； • (1)对临界资源面包是按照顺序号互斥的使用 • (2)对number数组的操作通过写操作前置true 保证其它进程此时不能对其读，从而保证读 写互斥。
操作系统第5章习题带答案
第五章一、问答题1、简述页式虚拟存储管理的基本原理。
2、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗？不对。
交换是把各个进程完整地调入内存，运行一段时间，再放回磁盘上。
虚拟存储器是使进程在只有一部分在内存的情况下也能运行。
交换是把整个进程换入换出主存。
而虚拟存储器的基本思想是程序的大小可以超过物理内存的大小，操作系统把程序的一部分调入主存来运行，而把其他部分保留在磁盘上。
故交换并未实现虚拟存储器。
3、简述虚拟存储器的实现原理。
4、简述快表的作用。
5、什么是紧凑？什么时候紧凑？6、比较存储管理中的连续分配和离散分配方式。
7、当系统中的地址空间非常大时（例如32位），会给页表的设计带来什么问题？请给出一个方案并分析其优缺点。
答：会导致页表过长从而很难找到一块连续的存储空间存放页表，此外如果页表中的行不连续也会加大访问页表的查找时间。
可以用多级页表解决这个问题，将页表分页，离散地存储在不同区域，同时建立另一张页表映射原来页表的每一页。
优点是不需要大块的连续空间，但并没有减少页表的空间，同时也增加了访存次数。
8、缺页中断和一般中断有什么区别？9、简述分页存储管理的基本思想和页表的作用。
10、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗？11、叙述简单Clock置换算法的实现方案。
12、解释静态重定位与动态重定位。
13、什么叫紧凑，什么时候紧凑？14、为了实现虚拟页式存储管理，页表应该包含哪些内容？15、页和段有哪些区别？16、覆盖技术和交换技术的特点是什么？17、简述分页和分段的区别。
18、什么是紧凑？什么时候紧凑？19、简述虚拟存储器的定义。
20、简述分页和分段的区别21什么叫可重入代码？22、局部性原理可以体现在哪两个方面，其具体含义是什么？23、分页和分段的主要区别是什么？二、计算题1、现有一分页虚拟存取管理系统，其页表保存在寄存器中。
若有一个可用的空页或被替换的页未被修改，则它处理一个缺页中断需要8ms。
操作系统典型例题分析
1操作系统引论1、什么是操作系统，它的主要功能是什么？关于操作系统，至今沿无严格的统一的定义，对操作系统的定义有各种说法，不同的说法反映了人们从不同的角度所揭示的操作系统的本质特征。
（1）从资源管理的角度，操作系统是控制和管理计算的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程以及方便用户的程序集合。
（2）从硬件扩充的角度，操作系统是控制和管理计算机裸机之上的第一层软件，是对计算机硬件功能的一次扩充。
操作系统的主要功能有处理机管理、内存管理、设备管理文件管理等功能，以及用户接口。
2、什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？多道程序设计技术就是把多个程序同时放入内存，它们共享系统中的各种资源，并发地在处理机上运行。
特点如下：（1）多道，即计算机内存中同时存入多道相互独立的程序。
（2）宏观上并行，是指同时进入系统的多道程序都处于运行过程中。
（3）微观上串行，是指在单处理机环境下，内存中的多道程序轮流地占有CPU，交替执行。
3、批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？批处理系统是一种基本的操作系统类型。
在该系统中，用户的作业（包括程序、数据及程序的处理步骤）被成批地输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动地执行。
批处理系统的特点是“成批”和“自动”。
成批是指多个作业同时进入系统，其中一部分放在内存中，其余的入在外存的后备队列中，这样便于系统搭配合理的作业使之执行，从而充分发挥系统中各种资源的作用。
自动是指作业一旦提交，用户就不能干预自己的作业。
4、什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性、及时性、独立性、多路性和可靠性几个方面比较分时系统和实时系统。
分时系统允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好像独占计算机一样。
实时系统是指系统对特定输入做出的反应速度足以控制发出实时信号的对象。
“实时”二字的含义是指在计算机对于外来信息能够及时处理，并在被控对象允许的范围内做出快速反应。
计算机科学与技术专业河南省考研复习资料操作系统常见题型解析
计算机科学与技术专业河南省考研复习资料操作系统常见题型解析操作系统是计算机科学与技术专业中非常重要的一门课程。
考研复习阶段，理解和掌握操作系统的常见题型是必不可少的。
本文将为大家详细解析操作系统常见题型，帮助大家更好地准备考试。
一、单项选择题单项选择题是操作系统考试中常见的题型。
它通过提问和给出若干选项，要求考生选择正确的答案。
例题1：下列关于进程间通信(IPC)的说法中，正确的是：A. 进程互斥是实现进程间同步的重要机制B. 哲学家就餐问题是进程间通信的典型问题C. 消息传递是实现进程同步的主要手段D. 信号量机制只能实现进程间同步解析：答案是A。
进程互斥确实是实现进程间同步的重要机制，而B选项中的哲学家就餐问题是进程同步的典型问题；C选项中的消息传递是实现进程间通信的主要手段；D选项中的信号量机制既可以实现进程间同步，也可以实现进程间通信。
因此，只有A选项是正确的。
例题2：下面所说的不是一个进程同步的方法的是：A. 互斥B. 信号量C. 信号D. 消息传递解析：答案是D。
互斥、信号量和信号都是进程同步的方法，而消息传递是实现进程间通信的手段，并不是进程同步的方法。
二、填空题填空题在操作系统考试中也较为常见，它要求考生根据题目给出的条件填写合适的内容。
例题3：可换出页面的选择算法之一是____________。
解析：可换出页面的选择算法有很多种，常见的有先进先出（FIFO）算法、最不经常使用（LFU）算法、最久未使用（LRU）算法等。
这里只填一个算法的名字，因此可以填写任何一个可换出页面的算法名字。
三、简答题简答题是操作系统考试中需要考生详细回答问题的题型。
例题4：请简述进程和线程的概念，并说明它们之间的区别。
解析：进程是指正在运行的程序的一个实例，它有自己的程序计数器、程序状态字、一组寄存器和堆栈。
线程是进程中的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程。
线程共享进程的资源，如内存、文件等，但每个线程都有自己的堆栈和局部数据。
操作系统习题解答
操作系统习题解答一、进程管理1. 进程和线程的区别与联系进程是计算机中的基本概念，是程序在执行过程中的一个实例。
每个进程都有自己的程序计数器、寄存器集合以及内存空间。
线程是进程中的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程，线程共享进程的资源。
区别：- 进程是资源分配的最小单位，而线程是操作系统调度的最小单位。
- 进程之间是独立的，互不干扰，而线程之间可以共享进程的资源。
- 进程有自己的地址空间，而线程共享进程的地址空间。
联系：- 一个进程可以包含多个线程。
- 线程是进程的执行单元，共享进程的资源。
2. 进程的状态及状态转换进程通常具有以下几种状态：- 就绪状态（Ready）：进程已经准备好，等待被调度执行。
- 运行状态（Running）：进程正在执行。
- 阻塞状态（Blocked）：进程无法执行，等待某个事件的发生。
- 终止状态（Terminated）：进程执行结束。
状态转换：- 就绪状态到运行状态：进程被调度执行。
- 运行状态到阻塞状态：进程遇到某个事件需要等待。
- 阻塞状态到就绪状态：某个事件已经发生并得到处理。
- 运行状态到终止状态：进程执行完毕或被强制终止。
二、内存管理1. 分页和分段的区别与特点分页是将进程的地址空间划分为固定大小的页，物理内存也被分为相同大小的页框，将进程的页映射到物理内存的页框上。
分页的特点是地址空间的分配是按页进行的，可以充分利用内存空间，但会产生内外碎片。
分段是将进程的地址空间划分为若干个不同大小的段，每个段可以单独分配内存空间。
分段的特点是逻辑上划分了不同的段，方便管理和维护，但会产生内外碎片。
2. 页面置换算法页面置换算法是用于处理内存中页框不足时的策略，常见的页面置换算法有以下几种：- 先进先出（FIFO）：选择最早进入内存的页面进行置换。
- 最近未使用（LRU）：选择最长时间未被使用的页面进行置换。
- 最不经常使用（LFU）：选择使用频率最低的页面进行置换。
操作系统例题分析
操作系统例题分析例题1：进程的创建和调度问题描述一个系统中有三个进程P1、P2和P3，它们的运行时间分别为2、3和4个时间单位。
假设系统采用抢占式优先级调度算法，P1、P2和P3的优先级分别为3、2和1。
请画出这三种进程的运行情况，并计算出平均等待时间、平均响应时间和吞吐量。
解题步骤1.根据进程的运行时间和优先级，我们可以得到以下进程的运行情况：time P1 P2 P30-2 √ √ √其中，√表示进程在对应时间段内运行。
2.计算各进程的等待时间、响应时间和运行时间：–P1：等待时间 = 0，响应时间 = 2，运行时间 = 2–P2：等待时间 = 0，响应时间 = 2，运行时间 = 3–P3：等待时间 = 0，响应时间 = 5，运行时间 = 43.计算平均等待时间、平均响应时间和吞吐量：–平均等待时间 = (0 + 0 + 0) / 3 = 0–平均响应时间 = (2 + 2 + 5) / 3 = 3–吞吐量 = (2 + 3 + 4) / (2 + 3 + 4 + 5) = 0.5714例题2：内存分配与置换问题描述一个系统中有四个进程P1、P2、P3和P4，它们的内存需求分别为8KB、8KB、12KB和16KB。
系统采用固定分区分配算法，初始时内存空闲分区为32KB。
请画出这四种进程的内存分配情况，并计算出缺页率。
解题步骤1.根据进程的内存需求，我们可以得到以下内存分配情况：process memory demand memory allocationP1 8KB 8KBP2 8KB 8KBP3 12KB -P4 16KB -2.由于系统采用固定分区分配算法，当P3和P4申请内存时，会发生缺页中断，将P1和P2置换出内存。
内存分配情况更新为：process memory demand memory allocationP1 8KB -P2 8KB -P3 12KB 8KBP4 16KB -3.计算缺页率：–缺页率 = (缺页中断次数 / 总的内存访问次数) * 100%–总的内存访问次数 = 4（P1） + 4（P2） + 2（P3） + 1（P4）= 11–缺页中断次数 = 2（P3和P4）–缺页率= (2 / 11) * 100% ≈ 18.18%例题3：文件系统的目录结构问题描述一个文件系统采用树形目录结构，每个目录可包含多个子目录和文件。
计算机操作系统习题5参考答案
习题5参考答案Ⅰ问答题1. 存储管理的主要功能是什么？答：（1）主存空间的分配与回收。
系统按照一定的算法把某一空闲的存储空间分配给作业或进程；用户不需要时，及时回收，以供其它用户程序使用。
（2）地址转换（地址重定位）。
把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址。
（3）主存空间的共享和保护。
可用的主存空间可由两个或多个进程共享。
同时要保护系统程序区不被用户有意或无意的侵犯，不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据，避免各道程序间相互干扰。
特别是当一道程序发生错误时，不至于影响其它程序的运行。
（4）主存空间的扩充。
使用虚拟存储或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间。
2. 指出逻辑地址与物理地址的不同点。
答：用户的源程序一旦编译之后，每个目标模块都以0为基地址进行编址，这种地址称为逻辑地址或相对地址。
为了便于CPU访问，内存中的每个物理存储单元都有一个编号，这个编号称为内存地址，即物理地址（也称绝对地址）。
3. 何谓地址转换（重定位）？有哪些方法可以实现地址转换？答：当作业运行时，不能用逻辑地址在内存中读取信息，必须把作业地址空间中使用的逻辑地址转换成内存空间中的物理地址，这种转换称为地址转换。
实现地址转换的方法有：静态地址转换和动态地址转换。
4. 简述什么是覆盖？什么是交换？覆盖和交换的区别是什么？答：覆盖技术主要是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。
交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个（或某些）作业部分或全部移到外存，而把外存中的某个（或某些）作业移到相应的主存区，并使其投入运行。
交换是由操作系统完成，用户并不知道。
操作系统按一定的策略采用“强占”和“礼让”的方法，把内存部分内容暂时放到硬盘交换区中。
覆盖是由用户控制，操作系统提供覆盖机制，用户给出该程序的覆盖结构。
覆盖机构将整个作业分为常驻和覆盖两部分。
子程序不会同时调入内存。
用户只要将最大的子程序作为覆盖区告诉系统即可。
操作系统例题
计算机操作系统典型例题解析2007-11-13 21:29:43| 分类：学习材料|字号订阅【例1】可变分区存储管理系统中，若采用最佳适应分配算法，“空闲区表”中的空闲区可按（A ）顺序排列。
A、长度递增B、长度递减C、地址递增D、地址递减分析：最佳适应算法要求每次都分配给用户进程能够满足其要求的空闲区中最小的空闲区，所以为了提高算法效率，我们把所有的空闲区，按其大小以递增的顺序形成一空闲分区链。
这样，第一个找到的满足要求的空闲区，必然是符合要求中最小的。
所以本题的答案是A。
【例2】虚拟存储技术是（B ）。
A、扩充主存物理空间技术B、扩充主存逻辑地址空间技术C、扩充外存空间的技术D、扩充输入/输出缓冲区技术分析：所谓虚拟存储器，是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。
具体地说，所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。
实际上，用户所看到的大容量只是一种感觉，是虚的，故称之为虚拟存储器。
虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术、故被广泛地应用于大、中、小型机器和微型机中。
所以本题的答案是B。
【例3】很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是（A ）。
A、分页存储管理方式B、分段存储管理方式C、多重分区管理D、可变式分区管理分析：“零头”也就是内存碎片，是指内存中无法被利用的小空闲区。
在有些内存管理方式下，系统运行一段时间后，内存的碎片会占据相当的数量的空间。
分段存储管理方式、多重分区管理、可变式分区管理都会因为内存分配回收产生“零头”，而分页存储管理方式，按事先划分好的内存块为单位分配回收内存，所以不会产生“零头”。
所以本题的答案是A。
【例4】系统“抖动”现象的发生是由（B ）引起的。
A、交换的信息量过大B、置换算法选择不当C、内存容量不足D、请求分页管理方案分析：“抖动”现象是指刚被换出的页很快又要被访问，为此，又要换出其他页，而该页又很快被访问，如此频繁地置换页面，以致大部分时间都花在页面置换上。
操作系统练习答案
操作系统练习答案一、概述操作系统是计算机系统中的核心软件之一，负责管理和协调计算机硬件、软件和用户之间的交互。
它提供了一系列的功能和服务，为用户提供一个方便、高效、可靠的计算环境。
本文将就一些常见的操作系统练习题给出答案和解析。
二、进程与线程1. 什么是进程？答：进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
它包括了程序计数器、寄存器和栈等状态，还拥有独立的地址空间和资源。
2. 进程与程序的区别是什么？答：进程是程序的一次执行过程，它包括了程序计数器、寄存器和栈等状态。
而程序只是指令、数据和资源的集合，是存储在磁盘上的静态实体。
3. 什么是线程？答：线程是进程的一个实体，是CPU调度和分配的基本单位。
一个进程中可以有多个线程，它们共享同一个地址空间和其他资源。
4. 进程与线程的区别是什么？答：进程是操作系统资源分配的最小单位，它包括了程序计数器、寄存器和栈等状态，拥有独立的地址空间和资源。
而线程是进程的一个实体，是CPU调度和分配的基本单位，线程共享同一个地址空间和其他资源。
三、调度算法1. 简述先来先服务（FCFS）调度算法。
答：先来先服务调度算法是按照任务到达的顺序进行调度，先到先服务，后到后服务。
它适用于长作业和短作业同时存在的场景。
2. 简述短作业优先（SJF）调度算法。
答：短作业优先调度算法是按照任务执行时间的长短进行调度，执行时间短的任务优先执行。
它适用于短作业多的场景。
3. 简述时间片轮转（RR）调度算法。
答：时间片轮转调度算法是将任务按照到达顺序排列，每个任务分配一个时间片，时间片用完后依次转移到下一个任务。
它适用于多任务并发场景。
四、死锁1. 什么是死锁？答：死锁是指两个或多个进程在执行过程中，由于竞争资源造成的一种互相等待的现象，导致各个进程无法继续执行下去。
2. 死锁的条件有哪些？答：死锁发生必须满足四个条件：资源互斥、持有并等待、不可抢占、循环等待。
3. 如何预防和避免死锁？答：预防和避免死锁可以采取以下策略：资源分配策略、避免持有并等待、避免资源争夺、避免循环等待等。
操作系统习题分析
经典生产者—消费者问题
• 设置信号量
– 公用信号量mutex：保证生产者进程和消费者进程之 间的互斥；初值为1，表示没有进程进入临界区 – 私用信号量avail：生产者进程的私用信号量，表示可 用缓冲区数，初值为n – 私用信号量full：消费者进程的私用信号量，表示产品 数目，初值为 0
生产者进程
各程序内部计算和I/O操作的时间
解：多道程序系统中，在处理机调度程序管理下 各程序状态转换的时间关系图如图2所示。
图2 各程序执行与状态转换的时间关系图 单道系统中，三道程序共运行的时间为：
T=60+2+30+2+40+2+50+2+20+2+50+2+70+2+50+2+40+2+30+2+20+2
输入进程R 打印进程P
缓冲区
3.6 进程同步
例，共享一个缓冲区的合作进程
计算进程PC
缓冲区
打印进程PP
计算进程PC ：反复地把每次计算结果放入缓冲区Buf中 打印进程PP ：将计算进程每次放入缓冲区Buf中的数据 取出，通过打印机打印输出 缓冲区Buf ：一次只可放一个数据
Begin Sc,Sp: semaphore; Sp=0; /*信号量Sp，表示缓冲区Buf 是否存放计算结果*/ Sc=1; /*信号量Sc，表示缓冲区Buf 是否为空*/ Cobegin Pc: While (计算未结束); /*计算进程*/ { 计算； P(Sc); /*缓冲区是否为空？若非空，则等待*/ Buf←计算结果； V(Sp); } Pp: While (打印未完成); /*打印进程*/ { P(Sp); /*缓冲区是否为数据？若无，则等待*/ 从缓冲区Buf取数据； V(Sc); 打印数据； } Coend End
操作系统习题解析
母 { p(plate); P(orangempt y); 放桔子； V(orangefull); V(plate); }
儿 { p(orangefull); P(plate); 取桔子； V(plate); V(orangempty); }
mutex 盘子 a表示爸爸是否在盘中放入苹果 b 女儿是否可吃苹果 c表示妈妈是否在盘中放桔子 d为儿子是否可吃桔子
3.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计批处理操作系统时，先 要考虑的是（B）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（C）。 A，B，C：（1）灵活性和可适应性；（2）交互性和响应时间；（3）周转时间和 系统吞吐量；（4）实时性和可靠性。 A:2 B:3 C:4
4.分时系统的响应时间（及时性）主要是根据(A)确定的，而试试系统的响应时间 则是由（B）确定的。 A，B：（1）时间片大小；（2）用户数目；（3）计算机运行速度；（4）用户所能 接受的等待时间；（5）控制对象所能接受的时延；（6）实时调度。
试从交互性、及时性以及可靠性三个方面，比较分时系统与实时系统。P11
已知一个求值公式（A2+3B）/(B+5A),若A,B已赋值，试画 出该公式求值过程的前趋图，并用信号量解决公式的求解过程。 开始 S1:x1=A*A S2:x2=3*B S3:x3=5*A S1 S4:x4=x1+x2 S5:x5=B+x3 S4 S6:x6=x4/x5 结束 S5 S2 S3
A:1
B:2
C:4 D:2
7.下面8个系统中，必须是实时操作系统的有（ ） A计算机辅助设计系统；B 航空定票系统；C 过程控制系统；D 机器翻译系统；E 办公自动化 系统；F 计算机激光照排系统；G情报检索系统；H导弹的制导系统
操作系统习题详解
操作系统习题详解
操作系统题详解操作系统是一个重要的计算机科学领域，它负责管理计算机硬件、软件资源并协调用户与计算机系统之间的交互。
操作系统题是计算机科学学术界中一个重要的研究领域，它可以深入地讨论操作系统的设计原理和实现机制，以及操作系统的特性和性能的改进方法。
操作系统题的解决方案是针对特定的硬件平台和软件环境而设计的，因此操作系统题的解决方案通常会考虑各种不同的因素，如硬件资源的性能、可用的操作系统资源、用户的特定要求等。
有时，也需要考虑在某些操作系统之间的互操作性，以及与特定的硬件组件和设备之间的互动性。
在计算机科学领域，操作系统题的解决方案往往是一个复杂的过程，因为它涉及到多个不同的领域，如软件工程、硬件工程、计算机网络、数据库系统、安全技术等。
因此，操作系统题的解决方案应该考虑到所有这些不同的因素，并且要结合实际的业务场景，才能够提出完善的解决方案。
操作系统题的解决方案既包括理论上的分析，也包括实际的实现。
在理论分析方面，需要考虑操作系统的架构、原理和机制，以及与其他系统之间的互操作性；在实际实现方面，则需要考虑操作系统的性能、稳定性和可扩展性等特性，以及硬件的限制等因素。
总之，操作系统题是一个复杂而又重要的研究领域，它既涉及到理论上的分析，又涉及到实际的实现，它的解决方案是基于特定的硬件环境和软件环境而设计的，并且要考虑多种不同的因素，才能够得出满足实际需求的解决方案。
操作系统例题讲解
一、调度算法
对如下表所示的 5 个进程：
进程
到 达 时 间 （ ms）
优先级
P1
2
3
P2
0
1
P3
4
4
P4
0
2
P5
5
5
采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。
问 题： ⑴ 画出对上述 5 个进程调度结果的 Gantt 图； ⑵ 计算 5 个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。
四、文件系统
（1）给出“用户打开文件表”和“系统打开文件表”的形式，并图示二者之间的联系； （2）说明“写文件”系统调用命令 write(fd,buf,count)的实现过程。
解：⑴ 用户打开文件表和系统打开文件表图示如下：
文件 打开 读写 系统打开 描述符 方式 指针 文件表入口
fd1
进程 P1 的用户打开文件表
解： ⑴ 调度结果的 Gantt 图如下：
CPU 阵发时间（ms） 3 2 3 4 2
P4
P1
P3
P5
P3
P1
P4
P2
0
2
(2) 时间计算：
4
5
7
9
10
12
14
进程 P1
到达时间 （ms）
2
优先级 3
运行时间 （ms）
3
开始时间 （ms）
2
完成时间 （ms）
10
周转时间 （ms）
8
带权周转 时间（ms）
-2-
⑵ 总寻道时间=1×155=155（ms） 一次访盘的旋转时间=1/(2R)=1/(2×7500/min)=(60×1000)/(2×7500)ms=4(ms) 请求序列共 12 次访盘，总旋转延迟时间=4×12=48(ms) 1 次访盘的传输时间=1/(R×32)=(60×1000)/(7500×32)=1/4ms 12 次访盘总传输时间=1/4×12=3(ms) 总访盘处理时间=155+48+3=206(ms)
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计算机操作系统例题及解析之五【例1】什么是文件？什么是文件系统？答：文件是在逻辑上具有完整意义的信息集合，它有一个名字作标识。
文件具有三个基本特征：文件的内容为一组相关信息、文件具有保存性、文件可按名存取。
文件系统是操作系统中负责管理和存取文件的程序模块，也称为信息管理系统。
它是由管理文件所需的数据结构（如文件控制块、存储分配表）和相应的管理软件以及访问文件的一组操作所组成。
【例2】什么是文件的物理结构和逻辑结构？答：文件的逻辑结构是从用户观点出发所看到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。
文件的逻辑结构有两种形式：有结构的记录文件和无结构的流式文件。
文件的物理结构是指文件在外存上的存储组织形式。
文件的物理结构有三种形式：顺序结构、链接结构和索引结构。
【例3】假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为500MB，采用显示链接分配方式时，其FAT需要占用多少存储空间？答：FAT的每个表项对应于磁盘的一个盘块，其中用来存放分配给文件的下一个盘块的块号，故FAT的表项数目由物理盘块数决定，而表项的长度则由磁盘系统的最大盘块号决定（即它必须能存放最大的盘块号）。
为了地址转换的方便，FAT表项的长度通常取半个字节的整数倍，所以必要时还必须由最大盘块号获得的FAT表项长度作一些调整。
由题意可知，该硬盘共有500K个盘块，故FAT中共有500K个表项；如果盘块从1开始编号，为了能保存最大的盘块号500K，该FAT表项最少需要19位，将它扩展为半个字节的整数倍后，可知每个FAT表项需20位，即2.5个字节。
因此，FAT需占用的存储空间的大小为：2.5×500K=1250KB【例4】存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0～9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。
如果每个盘块的大小为4K字节，若盘块号需要用4个字节来描述，请问该系统中允许的文件的最大长度是多少？答：由题意可得，每个盘块最多存放4K/4＝1K个盘块地址。
在混合索引分配方式中，文件的FCB的直接地址中登记有分配给文件的前n块（0到n-1）的物理块号（本题中为10）；一次间接地址中登记有一个一次间接块的块号，而在一次间接块中则登记有分配给文件的第n到第n＋k－1块的块号（本题中k的值为1k）；二次间接地址中登记有一个二次间接块的块号，其中可给出k个一次间接块的块号，而这些一次间接块被用来登记分配给文件的第n＋k块到第n＋k＋k2－1块的块号；三次间接地址中则登记有一个三次间接块的块号，其中可给出k 个二次间接块的块号，这些二次间接块有可给出k2个一个间接块的块号，而这些一次间接块则用来登记分配给文件的第n＋k＋k2块到n ＋k＋k2＋k3－1块的物理块号。
则该系统中一个文件的最大长度是：4K×（10＋1K＋1K×1K＋1K×1K×1K）＝40K＋4M＋4G＋4T 【例5】什么是文件控制块？文件控制块中包含哪些信息？答：文件系统在创建每个文件时设置用于文件描述和文件控制的数据结构，它与文件一一对应，称为文件说明或文件控制块FCB。
它是随着文件的建立而诞生，随着文件的删除而消失，某些内容随着文件的使用而动态改变。
一般文件控制块应包括如下三类内容：⑴有关文件存取控制的信息。
例如，用户名、文件名、文件类型、文件属性。
⑵有关文件结构的信息。
例如，文件的逻辑结构、文件的物理结构、记录个数、文件在存储介质上的位置等。
⑶有关文件管理的信息。
例如，文件的建立日期、文件被修改的日期、文件保留期限和记帐信息等。
【例6】在实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。
假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512字节。
文件控制块占64字节，其中文件名占8字节。
通常将文件控制块分解成两部分，第1部分占10字节（包括文件名和文件内部号），第2部分占54字节（包括文件内部号和文件其他描述信息）。
（1）假定某一目录文件共有254个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该目录的某一个文件控制块的平均访问磁盘次数。
（2）一般地，若目录文件分解前占用n个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号，请给出访问磁盘次数减少的条件。
答：（1）采用分解法前，一个盘块存放[5l2/64]=8目录项，254个目录项需要32个盘块，查找一个文件的平均访问的盘块数：(1+32)/2=16.5次；采用分解法后，一个盘块存放[5l2/10]=51目录项，254个目录项需要5个盘块，查找一个文件的第1部分平均访问的盘块数：(1+5)/2=3次；查找第2部分需要访问磁盘1次，故查找一个文件控制块的平均访问磁盘次数是3＋1＝4次。
（2）访问磁盘次数减少的条件为：（n＋1）/2＞（m＋1）/2＋1即m＜n－2【例7】目前最广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？答：目前广泛采用的目录结构是多级树形目录结构。
它具有以下优点：多级目录解决了重名问题，同一目录中的各文件名不能同名，但在不同目录中的文件名可以相同。
多级目录有利于文件的分类。
文件是若干有意义的相互关联的信息的集合，信息本身就具有某种层次关系的属性，树型目录结构能确切地反映这些层次关系。
可以把某些具有相同性质的文件安排在同一个子目录下，使用文件更加方便。
多级目录的层次结构关系便于制定保护文件的存取权限，有利于文件的保密。
并且便于实现文件的共享。
【例8】有一计算机系统采用如下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（1）现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。
（2）若要释放磁盘的第300块，应如何处理？0123456789101112131415 01111111111111111 11111111111111111 2110111111111111131111110111101111 40000000000000000 56答：（1）为某文件分配两个盘块的过程如下：顺序检索位示图，从中找到第一个值为0的二进制位，得到其行号i1＝2，列号j1＝2；第二个值为0的二进制位，得到其行号i2＝3，列号j2＝6。
计算出找到的两个空闲块的盘块号分别为：b1＝i1×16＋j1＋1＝2×16＋2＋1＝35b1＝i2×16＋j2＋1＝3×16＋6＋1＝55修改位示图，令Map[2，2]＝Map[3,6]＝1，并将对应块35、55分配出去。
（2）释放磁盘的第300块时，应进行如下处理：计算出磁盘第300块所对应的二进制位的行号i和列号j：i＝（300－1）/16＝18，j＝（300－1）Mod16＝11修改位示图，令Map[18,11]=0，表示对应块为空闲块。
【例9】设某系统磁盘共有1600块，块号从0～1599，若用位示图管理这1600块的磁盘空间，问位示图需要多少个字节？答：在位示图中，用1位二进制数描述1个磁盘块的状态。
1600个磁盘块共需要1600位二进制数，每个字节长为8位，位示图需要：1600/8＝200（字节）【例10】系统中磁头停留在磁道号为70的磁道上，这时先后有4个进程提出了磁盘访问请求，要访问的磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为：45,68,28,90。
移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。
若分别采用FCFS磁盘调度算法、SSTF算法，SCAN算法算法时，所需寻道长度分别为多少（走过多少柱面）？答：FCFS磁盘调度算法：（70-45）+（68-45）+（68-28）+（90-28）=150；SSTF算法：（70-68）+（90-68）+（90-45）+（45-28）=86SCAN算法：（70-68）+（68-45）+（45-28）+（90-28）=104练习题及参考答案一、单项选择1．位示图可用于(A)。
A、从磁盘空间的分配和回收B、页式虚存中的页面置换C、固定分区的存储管理D、动态分区存储管理中空闲区的分配回收2．逻辑文件存放在磁带上应组织成(C)。
A、索引文许B、直接文件C、顺序文件D、链接文件3．UNIX操作系统中，对磁盘存储空间的空闲块进行管理时采用(B) A、位示图B、空闲块成组链接法C、FAT表D、空闲块多级目录法4．防止系统故障造成破坏，文件系统可以采用（A）。
A、建立副本和定时转储B、对每个文件规定使用权限C、为文件设置口令D、把文件信息翻译成密文5．对随机存取的文件只能在磁盘上组织成(B)。
A、顺序文件B、索引文件C、连续文件D、链接文件6．下列文件全属于物理文件的是(D)。
A、流式文件、串联文件B、索引文件、记录式文件C、流式文件、记录式文件D、顺序文件、索引文件7．最简单的文件目录是(C)。
A、最末一个结点是文件B、容易实现“按名存取”C、一级目录结构D、多级目录结构8．在多级目录结构中，要访问一个文件时，必须指出文件的(C)。
A、父目录B、当前目录C、路径名D、根目录9．逻辑文件是由(D)确定的文件组织形式（即文件结构）。
A、外部设备B、虚拟存储C、绝对地址空间D、用户按对信息处理要求10．存储设备与存储器之间进行信息交换的物理单位是（B）。
A、卷B、块C、文件D、记录11．逻辑文件中逻辑记录的长度由（A）因素决定。
A、文件的性质B、存储介质的分块C、文件的长度D、主存块的大小12．磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间是（A）。
A、寻找时间B、延迟时间C、传送时间D、优化时间13．指定扇区旋转到磁头下所需的时间是（B）。
A、寻找时间B、延迟时间C、传送时间D、优化时间14．由磁头进行读写完成信息传送的时间是（C）。
A、寻找时间B、延迟时间C、传送时间D、优化时间15．（C）硬件设计就固定的。
A、寻找时间B、延迟时间C、传送时间D、优化时间16．文件系统是指（D）A、文件的集合B、文件的目录C、实现文件管理的一组软件D、文件、文件管理文件的软件及数据结构的总体17．从用户的角度看，引入文件系统的主要目的是（D）A、实现虚拟存储B、保存系统文档C、保存拥护和系统文档D、实现对文件的按名存取18．文件系统中用（C）管理文件A、作业控制块B、外页表C、目录D、软硬件结合的方法19．为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用（B）A、约定方法B、多级目录C、路径D、索引20．磁盘上的文件以（A）为单位读写A、块B、记录C、柱面D、磁道21．磁带上的文件一般只能（A）A、顺序存取B、随机存取C、按键存取D、按字节为单位存取22．使用文件前必须先（B）文件A、命名B、打开C、建立D、备份二、多项选择题1．关于一级目录结构说法正确的是（ABD）。