操作系统概论考纲、试题、答案

《操作系统概论》考纲、试题、答案
一、考试说明
本课程为闭卷考试，考试时间90分钟，考试题型包括以下题型：
1、单项选择（每题3分，共15分）
2、填空（每空2分，共20分）
3、判断题（每题3分，共15分）
4、名词解释（每小题4分，共20分）
5、简答题（每题5分，共30分）
二、课程知识要点
第一章操作系统概述
1.操作系统基本类型
2.操作系统的定义
3.操作系统的五大管理功能
4.几种有代表性操作系统的特点
第二章常用操作系统概述
1.Windows和Linux操作系统基本概念
2.Windows和Linux操作系统的基本架构
3.Windows和Linux操作系统的版本和发展历史
第三章处理机管理
1.进程的概念和特征
2.进程的状态和状态转换
3.进程的调度和管理
4.作业的调度和管理
第四章进程间的制约关系
1.互斥、同步
2.信号量及信号量上的P、V操作
3.死锁产生的原因以及解决方法
4.进程间的高级通信
第五章存储管理
1.地址的重定位：静态重定位、动态重定位
2.不同的存储管理方案
3.存储共享和存储保护
4.虚拟存储技术
第六章设备管理
1.设备管理的任务和功能
2.输入/输出的处理步骤
3.设备的分配和调度算法
4.数据传输的各种控制方式
5.设备管理中常用的若干技术
第七章文件管理
1.文件的逻辑结构与物理结构
2.文件存储空间的管理
3.文件的目录结构
4.文件的共享与保密
三、重点习题
（一）选择题
1、操作系统是一种（）。

A、应用软件
B、系统软件
C、通用软件
D、工具软件
2、在进程管理中，当( )时，进程从阻塞状态变为就绪状态。

A、进程被调度程序选中
B、进程等待某一事件发生
C、等待的事件出现
D、时间片到
3、操作系统通过（）对进程进行管理。

A、JCB
B、PCB
C、DCT
D、FCB
4、作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业投入运行。

A、就绪
B、提交
C、等待
D、后备
5、进程间的基本关系为（）
A、相互独立与相互制约
B、同步与互斥
C、并行执行与资源共享
D、信息传递与信息缓冲
6、在操作系统中，对信号量S的P操作定义中，使进程进适应症相应阻塞队列等待的条件是（）。

A、S>0
B、S=0
C、S<0
D、S=1
7、作业在执行中发生了缺页中断，那么经中断处理后，应返回执行（）指令。

A、被中断的前一条
B、被中断的那条
C、被中断的后一条
D、程序第一条
8、利用SPOOLing技术实现虚拟设备的目的是（）。

A、把独享的设备变成可以共享
B、便于独享设备的分配
C、便于对独享设备的管理
D、便于独享设备与CPU并行工作
9、文件系统采用二级文件目录，主要是为（）。

A、缩短访问存储器的时间
B、实现文件共享
C、节省内存空间
D、解决不同用户间文件命名冲突
10、由各作业的JCB所形成的队列称为（）
A、就绪作业队列
B、阻塞作业队列
C、后备作业队列
D、运行作业队列
11、引入多道程序的目的在于（）
A、充分利用CPU，减少CPU等待时间
B、提高实时响应速度
C、有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量
D、充分利用存储器
12、下面对进程的描述中，错误的是（）
A、进程是动态的概念
B、进程的执行需要处理机
C、进程需要声明周期
D、进程是指令的集合
13、信箱通信是进程间的一种（）通信方式
A、直接
B、间接
C、低级
D、信号量
14、（）是指从作业提交系统到完成之间的时间间隔。

A、周转时间
B、响应时间
C、等待时间
D、运行时间
参考答案：1—5 BCBDB 6—10CBADC 11—14ADBA
（二）填空
1、操作系统的主要功能有____、____、____、____和用户接口。

2、____操作系统具有很强交互性，可同时供多用户有使用，但时间响应不太及时。

3、一个分段存储管理系统中，地址长度为32位，其中段号占8位，则最大段长是____。

4、有一页式系统，其页表存放在主存中，如果对主存的一次存取需要1.5微秒，试问实现一次页面访问的存取时间是____。

5、进入内存的作业状态为____。

6、在个单处理机系统中，若有6个用户进程。

假设当前系统为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有____个，最少有____个。

7、系统软件主要包括操作系统和等。

8、是计算机的核心部件，是对计算机性能影响最大的系统资源。

9、用户接口主要包括程序接口、命令接口和。

10、是通过通信设施将地理上分散的、并具有自治功能的多个计算机系统互连起来的系统。

11、网络管理包括安全控制、性能监视和等。

12、用于管理分布式计算机系统的操作系统称。

13、实现虚拟技术的物质基础是二级存储器和。

14、地址重定位分为静态重定位和两种方式。

15、死锁有两个原因，一是，二是进程的推进顺序不当。

16、UNIX系统是，DOS系统是单用户操作系统。

17、软件包括应用软件和。

18、程序的顺序执行有顺序性、封闭性和等特性。

19、一个进程通常有内部标识符和两种标识符。

20、总的来说，进程调度有不可剥夺方式和两种。

参考答案：
1、进程管理、存储管理、设备管理、文件管理
2、分时
3、224
4、3微秒
5、运行状态
6、5，0
7、数据库系统
8、处理器
9、图形接口
10、计算机网络
11、维护功能
12、分布式操作系统
13、动态地址转换机构
14、动态重定位
15、竞争资源
16、多用户多任务操作系统
17、系统软件
18、可再现性
19、可剥夺方式、
（三）判断题
1、拥有处理器的线程，不处于运行状态。

2、软件包括操作系统和数据库系统。

3、人工操作方式有人工干预较多、计算时间拉长等缺点。

4、多道程序设计是指允许多个程序同时进入一个计算机系统的内存储器并启动进行交替计算的方
法。

5、操作系统实现了计算机操作过程的自动化。

6、引入了线程后，Windows 2000系统中有进程，但没有线程。

7、进程的基本关系为相互独立与相互制约关系。

8、操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。

9、操作系统是计算机系统的资源管理者。

10、系统的响应时间是从系统接收作业到输出的时间间隔。

参考答案：1—10××√√√××√√√
（四）名词解释
1、并发：多个事件在同一时间间隔内发生。

2、临界资源：一次仅允许一个进程访问的资源
3、原语：由若干条机器指令组成的，用于完成一定功能的一个过程。

原语不可分割。

4、死锁：多个进程因竞争资源或相互通信而永久处于阻塞状态，若无外力的作用，进程永远无法
向前推进。

5、文件：由文件名标识的一组信息的集合。

6、抖动：刚被淘汰的页面又马上被调回内存，调回内存不久后又被淘汰出去，如此频繁进行的现
像称为抖动。

7、自由软件：是指遵循通用公共许可证GPL（General public License）规则，保证您有使用上的自
由、获得源程序的自由、自己修改源程序的自由、复制和推广的自由，也可以有收费的自
由的一种软件。

Free指是的自由，但并不是免费。

自由软件之父Richard Stallman先生将
自由软件划分为若干等级：其中，0级是指对软件的自由使用；1级是指对软件的自由修
改；2级指对软件的自由获利.
（四）简答题
1、什么是操作系统？它有哪些主要功能？
答题要点：操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，以及方便用户使用的程序的集合。

主要功能：进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口。

2、什么是临界区？在解决临界区问题时必须遵循哪些原则？
答题要点：访问临界资源的那段代码；遵循的准则是：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待。

3、产生死锁的必要条件是什么？解决死锁问题常用哪几种措施？
答题要点：必要条件是：互斥、请求与保持、不剥夺、环路等待；解决措施：死锁预防、死锁避免、死锁检测、死锁解除。

4、什么是虚拟存储器？它有哪些特征？
答题要点：具有请求调入功能和置换功能的，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。

特征：多次性、对换性、虚拟性
5、什么是分时和实时系统？各有什么特征？
答题要点：允许多个联机用户同时使用一台计算机系统进行计算的操作系统称为分时操作系统，分时操作系统具有以下特性：同时性，独立性，及时性和交互性。

实时操作系统是指当外界事件或数据产生时，能够接收并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。

实时操作系统的主要特点：对处理时间和响应时间要求高，可靠性和安全性高，多路性、独立性和交互性，整体性强。

6、为何引入线程？线程与进程的关系是什么？
答题要点：传统操作系统通过进程的并发执行提高了系统资源利用率和作业吞吐量，但进程模型存在如下局限性。

① 每个进程都有一个进程控制块和一个私有的用户地址空间，如果按进程进行并发控制，那么在同一个地址空间中只允许单个执行序列运行。

显然，在不进行地址变换的情况下，只允许一个执行序列运行，处理机资源仍然不能得到充分利用。

② 一个进程内部只有一个执行序列，不能满足用户让一个进程内部并发执行多个任务的要求。

③ 进程在处理机上的频繁切换给系统造成大量时空开销，这限制了系统中并发执行进程的数目，降低了系统并发执行程序。

④ 进程通信代价大。

进程间传递信息时，要把消息从一个进程的工作区传送到另一个进程的工作区，这需要操作系统提供进程通信机制并且给编程者带来负担。

⑤ 不适合并行计算和分布并行计算的要求。

对于多处理机和分布式的计算环境来说，进程之间大量频繁的通信和切换，会大大降低并行度。

线程是进程内部一个相对独立的、具有可调度特性的执行单元。

一个进程可包含多个线程。

7、为什么说响应比高者优先的作业调度算法是对先来先服务以及短作业优先这两种调度算法的折中？答题要点：先来先服务算法主要考虑作业在后备作业队列里的等待时间，因此对短作业不利；短作业优先算法主要考虑作业所需的CPU时间，因此对长作业不利。

“响应比高者优先”作业调度算法，总是在需要调度时，考虑作业已经等待的时间和所需运行时间之比，即：该作业已等待时间/该作业所需CPU时间。

这个比值的分母是一个不变的量。

随着时间的推移，一个作业的“已等待时间”会不断发生变化，也就是分子在不断地变化。

显然，短作业比较容易获得较高的响应比。

这是因为它的分母较小，只要稍加等待，整个比值就会很快上升。

另一方面，长作业的分母虽然很大，但随着它等待时间的增加，比值也会逐渐上升，从而获得较高的响应比。

根据这种分析，可见“响应比高者优先”的作业调度算法，既照顾到了短作业的利益，也照顾到了长作业的利益，是对先来先服务以及短作业优先这两种调度算法的一种折中。

8、一个计算机有5台磁带机，有n个进程竞争使用，每个进程最多需要两台。

那么n为多少时，系统才不存在死锁的危险？
答题要点：由于每个进程最多需要两台磁带机，考虑极端情况：每个进程已经都申请了一台。

那么只要还有一台空闲，就可以保证所有进程都可以完成。

也就是说当有条件：n+1=5，即n=4时，系统就不存在死锁的危险。

9、叙述静态重定位与动态重定位的区别？
答题要点：静态重定位是一种通过软件来完成的地址重定位技术。

它在程序装入内存时，完成对程序指令中地址的调整。

因此，程序经过静态重定位以后，在内存中就不能移动了。

如果要移动，就必须重新进行地址重定位。

动态重定位是一种通过硬件支持完成的地址重定位技术。

作业程序被原封不动地装入内存。

只有到执行某条指令时，硬件地址转换机构才对它里面的地址进行转换。

正因为如此，实行动态重定位的系统，作业程序可以在内存里移动。

也就是说，作业程序在内存中是可浮动的。

10、在请求分页式存储管理中，为什么既有页表，又有快表？
答题要点：在分页式或请求页式存储管理中，通常是利用内存储器构成页表的。

当CPU执行到某条指令、要对内存中的某一地址访问时，因为这个地址是相对地址，所以先要根据这个地址所在的页号去查页表（访问一次内存），然后才能由所形成的绝对地址去真正执行指令（第二次访问内存）。

可见，由于页表在内存，降低了CPU的访问速度。

为了提高相对地址到绝对地址的变换速度，人们想到用一组快速寄存器来代替页表。

这时查页表是以并行的方式进行，立即就能输出与该页号匹配的块号，这样做无疑比内存式的页表要快得多。

但是，快速寄存器的价格昂贵，由它来组成整个页表是不可取的。

考虑到程序运行时具有局部性，因此实际系统中总是一方面采用内存页表、另一方面用极少几个快速寄存器组成快表来共同完成地址的变换工作。

11、处理器管理的主要任务有哪些？
答题要点：①进程和线程的描述与控制；
②处理器调度；
③进程或线程的同步与互斥；
④死锁的检测和预防；
⑤进程之间及线程之间的通信。

12. 存储器管理有哪些功能?
答题要点：①存储分配；
②存储共享；
③地址转换与存储保护；
④存储扩充。

13.分时操作系统的特性？
答题要点：①同时性；
②独立性；
③及时性；
④交互性。

14.Linux内核主要有哪几个子系统组成？
答题要点：①进程调度；
②内存管理；
③虚拟文件系统；
④输入、输出；
⑤进程通信机制；
⑥网络支持。

15.进程的特征？
答题要点：①动态性；
②并发性；
③异步性；
④独立性；
⑤结构特征；
16.进程控制信息包括哪些内容？
答题要点：①程序和数据地址；
②进程同步和通信机制；
③资源清单；
④链接指针。

说明：本考试指导包括正考和补考内容。

指导中的章节知识点涵盖考试所有内容，给出的习题为考试类型题，请全体同学认真复习。

祝大家考试顺利！。