计算机操作系统大题整理

四、应用题（每小题8分，共40分）

1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时间和运行时间见下表所示。作业提交时间运行时间

1 8.0 1.0

2 8.5 0.5

3 9.0 0.2

4 9.1 0.1

计算以下二种作业调度算法的平均周转时间T和平均带权周转时间W。先来先服务调度算法。（2）短作业优先调度算法。

2．考虑某个系统在某时刻的状态如下表所示。

Allocation Max Available

ＡＢＣＤＡＢＣＤ１５２０

P0 ００１２００１２

P1 １０００１７５０

P2 １３５４２３５６

P3 ００１４０６５６

使用银行家算法回答下面的问题：

（1）求Need矩阵。

（2）系统是否处于安全状态？如安全，请给出一个安全序列。

（3）如果进程P1发来一个请求（0，4，2，0），这个请求能否立刻被满足？如安全，请给出一个安全序列。

(2) 安全，安全序例为：P0，P2，P1，P3……（3分）

（3）能立刻被满足，满足的安全序列为：P0，P2，P1，P3……（3分）3．桌子上有一只盘子，每次只能向其中放入一只水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放桔子，儿子专等吃盘子中的桔子，女儿专等吃盘子中的苹果。只有盘子为空时，爸爸或妈妈就可向盘子中放一只水果；仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出。用信号量机制解决该问题。

答:在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S表示盘子是否为空，其初值为l；

信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。(2分)

father(){ 。while(1) { 。P(S); 。放苹果。V(Sa); 。}

} 。mather(){。while(1) { 。P(S); 。放苹果。V(So);。}

} 。son(){ 。while(1) { 。P(So); 。从盘中取出桔子; 。V(S); 。吃桔

子; 。｝。} 。daughter(){ 。while(1) { 。P(Sa); 。从盘中取出苹果; 。V(S); 。吃苹果; 。｝。｝

4．设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。若某进程最多需要6页数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框，在时刻260前的该进程访问情况见下表。

页号页框号装入时间访问位

０７１３０１

１４２３０１

２２２００１

３９１６０１

当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题：

（1）该逻辑地址对应的页号是多少？

（2）若采用先进先出（FIFO）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。

（3）若采用时钟（Clock）置换算法，当前指针指向2号页框。该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。

答:(1) 17CAH=0001 0111 1100 1010B，且页的大小为1KB，故页号为000101B=5…（2分）

（2）采用FIFO置换算法，与最早调入的页面即0号页面置换，其所在的页框号为7，于是对应的物理地址为：0001 1111 1100 1010B=1FCAH…（3分）

（3）采用Clock置换算法，首先从当前位置（2号页框）开始顺时针寻找访问位为0的页面，当指针指向的页面的访问位为1时，就把该访问位清“0”，指针遍历一周后，回到2号页框，此时2号页框的访问位为0，置换该页框的页面，于是对应的物理地址为：0000 1011 1100 1010B=0BCAH。（3分）

5．某文件系统采用多级索引的方式组织文件的数据存放，假定在文件的

i_node 中设有13个地址项，其中直接索引10项，一次间接索引1项，二次间接索引1项，三次间接索引1项。数据块的大小为4KB，磁盘地址用4个字节表示，这个文件系统允许的最大文件长度是多少？

答:直接索引对应盘块大小=10×4KB=40KB (2分)

一次间接索引对应盘块大小=1K×4KB=4MB (2分)

二次间接索引应盘块大小=1K×1K×4KB=4GB (2

三次间接索引应盘块大小=1K×1K×1K×4KB =4TB

一个文件最大=40KB+4MB+4GB+4TB (1分) 四、应用题（每小题8分，共40分）

1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时间和

运行时间见下表所示。

计算以下二种作业调度算法的平均周转时间T和平

均带权周转时间W。

先来先服务调度算法。（2）短作业优先调度算法。

答:1．（1）FCFS调度的情况如下表：

T＝（1.0+1.0+0.7+0.7）/4＝0.85 (2分)

W＝（1.0+2.0+3.5+7.0）/4＝3.375 (2分)

（2）SJF调度的情况如下表：

T＝（1.0+1.3+0.2+0.2）/4＝0.675 (2分)

W＝（1.0+2.0+3.5+7.0）/4＝1.65 (2分)

2．桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘

中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔

子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能

放一只水果供吃者取

用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发

进程的同步。

答:在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信

号量S表示盘子是否为空，其初值为l；信号量So

表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa表示

盘中是否有苹果，其初值为0。

father(){ 。while(1) { 。P(S); 。将水果放入盘中; 。

if（放入的是桔子）V(So); 。else V(Sa);。}。 } 。son(){。

while(1) { 。P(So); 。从盘中取出桔子; 。V(S); 。吃

桔子; 。｝。} 。daughter(){ 。while(1) { 。P(Sa); 。从

盘中取出苹果; V(S); 。吃苹果; 。｝。｝ (2分)

若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20，44，

40，4，80，12，76，假设每移动一个磁道需要3ms

时间，移动臂当前位于40号磁道，请按下列算法分

别计算为完成上述各次访问总共花费的寻道时

间。（1）先来先服务算法；（2）最短寻道时间优

先算法。

答:先来先服务算法：

访问序列：20，44，40，4，80，12，76

访问时间 =（20+24+4+36+76+68+64*3ms=876ms

最短寻道时间优先算法：

访问序列：40，44，20，12，4，76，80

访问时间 =（0+4+24+8+8+72+4）*3ms=360ms

4．某文件系统采用多级索引的方式组织文件的数据

存放，假定在文件的i_node 中设有13个地址项，其

中直接索引10项，一次间接索引1项，二次间接索

引1项，三次间接索引1项。数据块的大小为2K，

磁盘地址用4个字节表示。

问：这个文件系统允许的最大文件长度是多少？

答.直接索引对应盘块大小=10×2KB=20KB (2分)

一次间接索引对应盘块大小=512×2KB=1MB (2分)

二次间接索引应盘块大小=512×512×

2KB=512MB (2分)

三次间接索引应盘块大小=512×512×512×

2KB =256GB (1分)

一个文件最大=20KB+1MB+512MB+256GB (1分)

5．某进程已分配到4个页框，如下表所示。当进程

访问第4页时，产生缺页中断。请分别用FIFO、LRU

和改进的CLOCK算法，决定缺页中断服务程序选择

换出的页面。

答.FIFO 换出进入内存时间最久的页面，装入时间

20最久，故第3页换出。（2分）

LRU 最近最长时间未用的页，第1页最近被访问

时间最久，故第1页换出。（3分）

改进的CLOCK 表中第1页的访问位为0，和修改位

都为0，故第1页换出。（3分）

四、解答题(共20分)

1．什么是操作系统?它的主要功能是什么?(共8分)

答：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和

软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或

程序集合)，是用户与计算机之间的接口。(3分)操作

系统的主要功能包括：存储器管理、处理机管理、设

备管理、文件管理以及用户接口管理。(5分)

2．操作系统中存储器管理的主要功能是什么?什么

叫虚拟存储器?(共8分)

答：存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映射，

内存保护，内存扩充。(4分)虚拟存储器是用户能作

为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机系统中

虚地址被映象成实地址。或者：简单地说，虚拟存储

器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。

3．什么是文件的逻辑组织和物理组织?(共4分)

答：文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是

从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文

件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织

形式称为文件的逻辑组织。文件的物理组织——文件

在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。

五、应用题(共20分)

1．(8分)某分时系统的进程出现如下图所示的状态变

化。

试问：(1)你认为该系统采用的是哪一种进程调度算

法?

(2)写出图中所示的每一个状态变化的原因(从①到

⑥)。

解：(1)该分时系统采用的进程调度算法是时间片轮

转法。(2分)

(2)状态变化的原因如下：

①进程被选中，变成运行态；②时间片到，运行的进

程排入就绪队列尾部；③运行的进程启动打印机，等

待打印；④打印工作结束，阻塞的进程排入就绪队列

尾部；⑤等待磁盘读文件工作；⑥磁盘传输信息结束，

阻塞的进程排入就绪队列尾部。

2．(12分)在一个请求分页存储管理系统中，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分别为3、4

时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页次数(假设开始执行时主存中没

有页面)，并比较所得结果。(1)最佳置换法(OPT)(2)先进先出法(FIFO)

解：(1)根据所给页面走向，使用最佳页面置换算法时，页面置换情况如下：

因此，缺页次数为7；(计算过程1分，结果正确1分，共2分)

因此，缺页次数为6。(计算过程1分，结果正确1分，共2分)

由上述结果可以看出，增加分配给作业的内存块数可以降低缺页

次数。

(2)根据所给页面走向，使用先进先出页面置换算法时，页面置换情况如下：

因此，缺页次数为9。(计算过程1分，结果正确1分，共2分)

因此，缺页次数为10。(计算过程1分，结果正确1分，共2分)

由上述结果可以看出，对先进先出算法而言，增加分配给作业的内存块数

反而出现缺页次数增加的异常现象。(2分)

一、填空题（每空1分，共10分）

1．操作系统的主要功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和

用户接口管理。

2.进程由程序、相关的数据段、PCB（或进程控制块）组成。

3、对于分时系统和实时系统，从可靠性上看实时系统更强；若从交互性来

看分时系统更强。

4、产生死锁的原因主要是竞争资源和进程间推进次序非法。

5、一台计算机有10台磁带机被m个进程竞争，每个进程最多需要三台磁

带机，那么m为≤4时，系统没有死锁的危险。

6、实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为输入井和输出井的专门区

域，以存放作业信息和作业执行结果。

7、虚拟存储器具有的主要特征为多次性、对换性和虚拟性。

8、按用途可以把文件分为系统文件、用户文件和库文件三类。

为文件分配外存空间时，常用的分配方法有连续分配、链接分配、索引分

配三类

1．通常所说操作系统的四大模块是指处理机管理、存储管理、设备管理、

文件管理。

2．进程实体是由进程控制块（PCB），程序段和数据段这三部分组成。

3．文件系统中，空闲存储空间的管理方法有空闲表法和空闲链表法、位示

图和成组链接法。

4．若P、V操作的信号量s初值为8，当前s的值为-6，则表示有6个等待

进程。

5．产生死锁的原因是竞争资源、进程推进顺序非法。

6．目前常用的外存分配方法有连续分配、连接分配和索引分配三种。

7．采用页式存储管理方式，未使用快表，CPU每存取一次数据访问内存次

数是2次。

8．一个文件系统中，其FCB占64B，一个盘块大小为1KB，采用一级目

录，假定文件目录中有3200个目录项，则查找一个文件平均需要100次访

问磁盘。

1．进程的三个基本状态是阻塞状态、就绪状态、执行状态。

2．产生死锁的四个必要条件是：连续条件、请求和保持条件、链接条件和

环路等待条件。

3．若P、V操作的信号量s初值为6，当前s的值为-5，则表示有5个等待

进程。

4．目前常用的外存分配方法有连续分配、链接分配和索引分配三种。

5．采用段式存储管理方式，未配置快表，CPU每存取一次数据访问内存次

数是2次。

6．一个文件系统中，其FCB占64B，一个盘块大小为1KB，采用一级目

录，假定文件目录中有3200个目录项，则查找一个文件平均需要100次访

问磁盘。

7．实现SPOOLing系统时必须在磁盘上开辟出称为输入井和输出井的专门

区域，以存放作业信息和作业执行结果。

二、单项选择题（每小题2分，共40分）

1．下面对进程的描述中，错误的是（进程是指令的集合）

2．如果分时操作系统的时间片一定，那么(就绪进程数越多) 则响应时间

越长。

3．在页式存储管理方案中，采用(页表) 实现地址变换。

4．当已有进程进入临界区时，其他试图进入临界区的进程必须等待，以保

证对临界资源的互斥访问，这是下列（忙则等待）同步机制准则。

5．定义：作业的周转时间＝作业的完成时间－作业到达时间。现有三个作

业同时到达，每个作业的计算时间均为1小时，它们在一台处理机上按单

道方式运行，则平均周转时间为（3小时）

6．位示图法可用于（分页式存储管理中内存空闲块的分配和回收）

7．下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（就绪→阻塞）

8．在一个可变式分区管理中，最坏适应分配算法宜将空闲区表中的空闲区

按（地址递减）的次序排列。

9．用V操作唤醒一个等待进行程时，被唤醒进程的状态转换为（就绪）

10．使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的

（设备独立性）功能实现的

11．假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有

一个磁道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用SCAN

调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是。（110，170，180，195，68，

45，35，12）

12．以下（管程）技术是操作系统中用来解决进程同步的。

13．设备的打开、关闭、读、写等操作是由（设备驱动程序）完成的。

14．单处理机系统中，可并行的是（II、III 和IV）I 进程与进程II 处

理机与设备III 处理机与通道IV 设备与设备

15．为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（优先级法）

16.死锁的预防采取措施是（破坏产生死锁的四个必要条件之一）

17. 按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先

调度，这种调度算法是指（先来先服务法）

18.某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空），

采用最佳适配（Best Fit）算法，分配和释放的顺序为：分配15MB，分配

30MB，释放15MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（15MB）

19.设有四个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则

用P、V 操作管理信号量时S的可能取值是（1，0，-1，-2，-3）。

20. 目录文件存放的信息是（所有子目录文件和数据文件的FCB）

1.（网络操作系统）不是基本的操作系统。

2．不是分时系统基本特征的是(实时性)

3．操作系统分配资源以(进程)为基本单位。

4．产生系统死锁的原因可能是由于(多个进程竞争，资源出现了循环等待)

5．临界区是指并发进程中访问临界资源的那段(代码)

6．在页式管理中，页表的始址存放在(寄存器中)

7．在以下存储管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是(单一连续分

配)

8．(单一连续分配)是进程存在的唯一标志。

9．在进程状态转换时，下列哪一种状态是不可能发生的(等待态·运行态)

10．进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是(时间片用完)

11．用磁带作为文件存储介质时，文件只能组织成(顺序文件)

12．某作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行

该作业，其响应比是(3 )

13．多道程序设计是指(在一台处理机上并发运行多个程序)

14．文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名(可以

相同，也可以不同)

15．在可变式分区分配方案中，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

(有上邻空闲区，也有下邻空闲区)

1、关于操作系统的叙述能方便用户编程的程序是不正确的。

2、设计多道批处理系统时，首先要考虑的是系统效率和吞吐量。

3、当进程调度采用最高优先级调度算法时，从保证系统效率的角度来看，

应提

高在就绪队列中等待时间长的进程的优先级。

5、一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于就绪状态。

6、进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程只能有惟一的

进程控制块。

7、实时系统中的进程调度，通常采用抢占式的优先数高者优先算法。

8、某计算机系统中若同时存在五个进程，则处于阻塞状态的进程最多可有

4个。

9、设某类资源有5个，由3个进程共享，每个进程最多可申请2个资源而

使系统不会死锁。

10、可重定位分区分配的目的为解决碎片问题。

11、在以下的存储管理方案中，能扩充主存容量的是分页虚拟存储管理。