操作系统课后题总复习

一、第一章

1.1填空题

1.操作系统是最基本的（系统）软件

2.操作系统在计算机系统中位于（硬件）与（其它软件）之间

3.资源共享的方式一般分为（互斥共享）和（同时共享）

4.计算机系统由（硬件系统）与（软件系统）组成

5.并发和（并行）是操作系统的两个最基本的特征

6.（批处理）系统不允许用户随时干预自己程序的运行

1.2单项选择题

1.B 2.A 3.D 4.D 5.A

1.3多项选择题

1.B E F 2.B C F 3.A C E 4.A C D 5.A C D F

1.4判断题

1.× 2.× 3.√ 4.× 5× 6.× 7.× 8.× 9.× 10.×

1.5名词解释

1.操作系统：“操作系统是合理组织计算机的工作流程，有效控制和管理计算机的各类资源，并且方便用户使用计算机的程序的集合，是最基本的系统软件”

2.系统吞吐量：“指系统在单位时间内完成的总工作量”

3.作业周转时间：“指作业从进入系统开始，直到其完成并退出系统所经历的时间”

4.分时：“即按时间共享，是计算机系统中一个普遍的概念。两个或多个实体按时间划分轮流使用计算机系统中某一资源。”

5.管态：“指操作系统的管理程序在执行时CPU所处的状态，又称系统态或核心态”

1.6简答题

1.在分时系统中，响应时间与哪些因素有关？

主要与“时间片长短”、“用户数”、“处理机运算速度”

2.操作系统给用户提供的接口有哪些？

“命令接口”、“程序接口”、“图形用户接口”

3.操作系统的结构主要有几种？

“整体式系统”、“层次式系统”、“虚拟机系统”、“客户-服务器系统”

4.比较网络操作系统和分布式操作系统

五个方面进行比较：“分布性”、“并行性”、“统一性”、“透明性”、“可靠性”

5.并发与并行一样吗？

不一样

并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生

并行是指两个或多个事件在同一时刻发生

二、第二章

2.1填空题

1.操作系统是通过（PCB）来管理和控制进程的

2.进程由（程序）、（数据）、（PCB）三部分组成

3.在多道程序系统中，进程之间存在着两种不同的制约关系：（互斥）和（同步）

4.一次仅允许一个进程使用的资源称为（临界资源）

5.一个单CPU的系统中有n个进程，则在等待队列中进程的个数最多可能为（n）

6.一个单处理器系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有（4）个，最少有（0）个

7.若信号量S的初值为1，当前值为-4，则表示有（4）个等待进程

2.2单项选择题

1.B 2.C 3.C 4.A 5.A 6.C 7.A 8.C 9.B 10.B 11.D

2.3 多项选择题

1.A E 2.BE 3.BCD 4.CD 5.CD

2.4判断题

1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.×

2.5名词解释

1.进程

进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动

2.线程

线程是进程中独立执行的子任务，是系统独立调度和分派的基本单位

3.原语

原语操作是指操作系统内核中用于完成某种特定功能的一个过程，该过程在执行时是不可分割的，呈原子性特征

4.进程的互斥与同步

进程互斥：进程排他性的访问或共享
进程同步：两个或多个进程为了合作完成同一个任务，在执行速度或某些个确定的时序点上必须相互协调

5.信号量

信号量是表示某类资源实体的一个与进程队列有关的整型变量，其值只能通过P、V操作来改变

6.临界区

临界区即进程中访问临界资源的那段代码，也称临界段

7.死锁

死锁是指在多道程序系统中两个或多个进程，因争夺资源或推进顺序不当而造成的一种相互等待的现象或僵局，若无外力作用，它们都将无法推进下去

2.6简答题

1.操作系统中为什么引入进程这一概念？

程序并发执行时产生了一系列程序顺序执行时所没有的新的特点，传统的“程序”概念已不足以描述和刻画它们，为此引入“进程”概念，以实现程序在多道系统中的并发执行

2.操作系统提供上锁原语，试问采用什么措施可以保证原语操作执行时不会被打断？

关中断

3.简述进程和程序的主要区别

进程是程序的一次执行过程；程序是一组指令的有序集合
进程具有动态性、并发性、独立性、异步性
进程包含程序、数据、PCB
进程和程序并非一一对应

4.进程有哪些基本状态，它们是如何变化的？

进程具有：“就绪”、“执行”、“阻塞”三个状态

5.临界区的使用原则是什么？

空则让进，忙则等待，等则有限，等则让权

6.在生产者-消费者问题中，如果对调生产者进程中的两个P操作，则可能发生什么情况？

可能会发生死锁

三、第三章

3.1填空题

1.存储管理的4个功能是（内存的分配与回收）、（地址转换）、（内存共享与保护）、（内存扩充）

2.在分区分配算法中，最先适应算法倾向于优先利用内存中（低地址）部分的空闲区，从而保留了（高地址）部分的大空闲区

3.只有采用（动态）重定位技术，程序在内存中才可浮动

4.在分页、分段存储管理中，访问一条指令或数据时需要访问内存（2）次，为加快这个访问过程需引入（快表）

5.某分页存储管理系统中，设一进程有8页的逻辑空间，每页有1024B，它们被映射到32块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效位是（13）位，物理地址至少是（15）位

6.若某分页存储管理系统中，地址寄存器长度为24位，其中页号占14位，则主存的分块大小应该是（2 ^ 10）字节，程序最多占用（2 ^ 14）页

7.在一个实分页存储管理系统中，页大小为2KB。现有3个进程需进入内存，它们的地址空间大小分别为3.5KB、9KB、4.3KB，则系统共计为它们分配内存（20）KB；若页的大小为4KB，则这3个进程产生的碎片合计（7.2）KB。

8.虚存的应用需求是（对物理内存实现逻辑扩充）

3.2单项选择题

1.B 2.A 3.A 4.A 5.B 6.C 7.B 8.D

3.3多项选择题

1.A B D 2.BD ACE 3.BCE 4.A B 5.A C D E 6.A B C D

3.4判断题

1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.×

3.5名词解释

1.重定位：

将作业或进程地址空间中的逻辑地址转换为存储空间的物理地址的过程

2.逻辑地址空间：

逻辑地址的集合，或者说程序中的逻辑地址所限定的地址范围

3.内碎片、外碎片：

内碎片：“出现在作业或进程所占分区内的空闲部分”

外碎片：“出现在作业或进程所占分区之间的空闲区”

4.抖动：

在一段时间里，页面在内存与外存之间频繁地调度或换入换出，以至于系统用于调度页面所花的事件比进程实际运行所占用的时间还要多的现象。

5.虚拟存储器：

具有请求调入和置换功能，能逻辑扩充内存的存储器系统

6.Belady现象：

由Belady发现的一种异常现象，采用FIFO页面置换算法时，可能出现的给进程增加内存块后，进程的缺页率不降反增的异常现象

7.局部性原理：

一个执行的程序，在一段时间内的访问相对集中在一部分内存区域，或者说进程在运行过程中在不同时段对内存有不同的访问概率

3.6简答题

1.简述缺页中断与一般中断的主要区别：

缺页中断是在指令执行期间产生和处理中断信号；一般中断是在CPU刚刚执行完一条指令后捕获和响应中断的
一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断

2.为什么在页式存储管理系统中常采用局部页面置换算法？

当某进程发生缺页时，只能从该进程所在内存的那一部分页面中选出一页换出，不允许从其他进程处得到新的内存块。这样，一个进程的缺页不会影响其它进程

3.试述分区式存储管理中的最先适应算法、最佳适应算法的原理，并比较其优缺点

最先适应算法，把空闲区按照地址由低到高排列；最佳适应算法，把空闲区按照容量大小由低到高排列
最先适应算法增加了查找可用空闲区的开销；最佳适应算法可能导致最后留下许多很小的无法利用的空闲区(碎片)

4.什么是页式存储管理的碎片？如何减少碎片的产生？

进程页内无法再利用的空闲区，称为页内碎片(内碎片)

采用较小页面可减少页内碎片的产生

5.分页和分段的主要区别是什么？

页是信息的物理单位，页的内容通常无实际意义；段是信息的逻辑单位，段的内容具有完整的逻辑意义
页的大小固定且由操作系统决定；段的大小不固定，取决于用户所写的程序
分页的作业地址空间是一维连续的；分段的作业地址空间是二维的
分页的活动对用户是透明的；而分段是用户可见的

3.7应用题

答：

不能

用最优分配算法可以装入

答：

10451 / 2000 = 5；10451 % 2000 = 451

页号为5，页内偏移量为451，由表知，页号为5的页表状态位为0，故不在内存中，因此引起缺页中断

5421 / 2000 = 2；5421 % 2000 = 1421

页号为2，页内偏移量为1421，由表知，页号为2的页表状态位为1，在内存中，因此不会引起缺页中断

因为2号页面在200号内存页帧里，所以物理地址为：200 * 2000 + 1421 = 401421

故物理地址为401421

答：

0.85 * 1 + (1 - 0.85) * (1 + 1) = 1.15us

答：

内存请求序列是：5KB、35KB、30KB、20KB

答：

s / 2

答：

FIFO：页号3被换出
LRU(最近最少使用换出)：页号1被换出
NRU(优先换出)：页号1被换出

答：

页面大小是4KB，故页内偏移占12位

故页号P，页内偏移offset各为：

2AF9(P:2 offset:AF9)
361(P:0 offset:361)
130F(P:1 offset:130)
2456(P:2 offset:456)

访问2AF9、361时不会引起缺页中断，因为所在页号状态位均为1在内存中

访问130F时引起缺页中断，并产生页面置换，由LRU可知，页号2被淘汰，页号1被换入

访问2456时因为页号2已被换出，故也产生页面置换，页号0被换出，页号2被换入

页号2此时的页帧号为：“123H”，故转换后的物理地址是：123456H

四、第四章

4.1填空题

1.按信息交换单位，设备可分为（字符）设备和（块）设备两类，打印机属于（字符）设备

2.操作系统中对外部设备的启动和控制操作是由（设备驱动）程序来完成的

3.凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用（缓冲）技术

4.活动头磁盘的访问时间包括（柱面定位）时间、（旋转延迟）时间和（数据传输）时间

5.Spooling系统由（输入井和输出井）、（输入缓冲区）和（输出缓冲区）三部分组成

6.引起中断发生的事件称为（中断源）

7.常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、（中断）控制方式、（DMA）控制方式和（通道）控制方式

8.磁盘是一种（随机）存储设备，磁盘在转动时经过读写磁头所形成的圆形轨迹称为（磁道）

4.2单项选择题

1.B 2.B C 3.B 4.B 5.B 6.C 7.A

4.3多项选择题

1.B C 2.A B 3.AB DE

4.4判断题

1.× 2.√ 3.√ 4.×

4.5名词解释

1.设备驱动程序

答：

设备驱动程序是驱动外部设备和相应的控制器等，使其可以直接和内存进行I/O操作的子程序的集合。它是I/O进程与设备控制器之间的通信程序

2.Spooling技术

答：

Spooling技术也称虚拟设备技术或假脱机技术，是操作系统采用的一项将独占设备改造成可共享的虚拟设备的技术

4.6简答题

1.操作系统设备管理的目标是什么？

答：

提高I/O设备和CPU的利用率
提高IO速度
为用户使用设备提供方便、统一的界面

2.为什么要引入缓冲技术？

答：

为了缓解CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾，为了减少外设中断CPU的次数，为了提高CPU与I/O设备间的并行性

3.引入Spooling系统有哪些好处？

答：

提高了I/O速度，将独占设备改造成虚拟共享设备，实现了虚拟设备功能，提高了系统的并行性，减少了用户进程的等待时间

4.设备驱动程序通常要完成哪些工作？

答：

接收用户的输入/输出请求
检查输入/输出请求的合法性和设备状态的可用性
构造输入/输出程序
启动设备进行输入/输出操作
处理来自设备或通道的中断请求

5.什么是设备独立性？引入设备独立性有哪些好处？

答：

设备独立性也称设备无关性，指应用程序与实际使用的物理设备无关

引入设备独立性可以带来三个方面的好处：“设备分配时的灵活性”、“易于实现I/O重定向”、“方便用户编程”

4.7应用题

答：

根据公式：

搜寻一个磁头中所有扇区的时间为：T = b / r * N = 63 / (5400 / 60) * 63 = 3 / 270

搜寻所有柱面时间为：18036 * 16 * T + (18036 - 1) * 2 / 1000 = 3242.47s

答：

可以把文件系统中使用频率较高的系统数据区的内容放在磁盘中部附近

答：

先进行移臂调度，要求移臂时间短；再进行旋转调度，要求旋转周数少

6 -> 2 -> 1 -> 4 -> 3 -> 5

五、第五章

5.1填空题

1.文件系统最基本的目标是实现文件的（按名存取），这主要是通过文件系统的（目录）管理功能实现的

2.在UNIX系统中，输入/输出设备被看作是（特殊）文件

3.操作系统为实现按名存取而进行目录检索等，关键在于解决文件名与（文件物理地址）的转换

4.文件按物理结构可分为（顺序）文件、（链接）文件和（索引）文件

5.某随机文件逻辑记录长15B，记录和字节号均存1开始，则5号记录首字节的逻辑地址是（61）

6.设块号从0开始，则首块号为800的连续文件的8号逻辑块对应的物理块号是（808）

5.2单项选择题

1.C 2.C 3.A 4.B 5.A 6.A 7.D 8.D 9.A 10.B

5.3多项选择题

1.ABCD 2.BD 3.BCD 4.ABCE 5.BCE

5.4名词解释

1.文件

外部存储器中具有符号名的一组相关信息的集合

2.文件目录

由文件的说明和控制信息组成的用于文件检索的特殊文件

3.绝对路径

4.盘图

位示图或者字位映像表，是用字位向量表示磁盘空间使用情况的数据结构

5.索引结点

是UNIX系统中用于存放除文件名以外的文件其他所有属性的数据结构

5.5简答题

1.目前广泛采用的目录结构形式是哪种？他有什么优点？

广泛采用树形的多级目录结构
解决了命名冲突问题
提高了目录的检索效率
易于实现文件的共享与保护

2.系统采用簇或块作为磁盘实际分配和传输单位的做法的主要优点

减少了读/写盘的次数
提高了磁盘I/O效率
节省了系统存放文件地址信息的空间

3.基于符号链接的文件共享方式的主要缺点

系统的空间和时间开销都比较大

4.为什么说链接文件不适用于随机存取？

链接文件利用非连续的物理块来存放文件信息，这些物理块用指针链接成串联队列。
搜索时只能按照队列中的链接指针顺序进行，只能顺序存取

5.将文件控制块分成简单目录项（符号名和inode号）和基本目录项（inode）有什么好处？

减少平均启动磁盘的次数
节省系统开销
易于实现对文件的共享与保护

6.文件系统中会出现文件系统不一致的现象，解释这种现象产生的原因及问题的严重性？

多用户共享文件或系统中有重复文件引起的

多个用户访问共享文件可能会得到不同的结果

7.在文件系统中，为什么要设立“当前目录”

直接使用从根目录开始的路径名使得用户输入很长，也使得系统检索目录时间很长

设置当前目录可以节省系统检索时间和用户输入文件名的时间

8.通过路径名找文件比较费时，可以用什么方法改进？

引入Hash表

9.一个文件有两个名字与一个文件有两个副本有什么不同？

一个文件有两份副本，如果一份副本改变，另一份副本可能仍未被改变，造成两份副本内容不一致
一个文件有两个名字，只要改变了其中一个与文字相关联的文件，就必将同时改变另一个名字关联的文件

10.显式链接文件比隐式链接文件常用吗？为什么？

是的

显式链接文件与隐式链接相比，可显著提高查找速度

11.Windows98为什么不继续使用Windows95的FAT16文件系统，改用FAR32文件系统？

FAT32支持的簇多，但其簇尺寸小

1.使系统支持更大的硬盘

2.减少簇内浪费