操作系統(tǒng)測驗答案.doc

一、問答題1請表述分頁存儲管理方式與分段存儲管理方式的主要區(qū)別。P1382.試說明改進型Clock置換算法的基本原理。P153既要是未使用過的頁面，又要是未被修改過的頁面。3操作系統(tǒng)的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？1）OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口2）OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者3）OS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象 4是什么原因使OS具有異步性特征？由于各用戶程序性能的不同，比如，有的側(cè)重于計算而較少需要I/O，而有的程序其計算少而I/O多，這樣，很可能是先進入內(nèi)存的作業(yè)后完成，而后進入內(nèi)存的作業(yè)先完成?；蛘哒f，進程是以人們不可預知的速度向前推進，此即進程的異步性(Asynchronism)。5引入掛起狀態(tài)的原因是什么？它有哪些性質(zhì)？引入掛起狀態(tài)的原因有：(1) 終端用戶的請求。(2) 父進程請求。(3) 負荷調(diào)節(jié)的需要。 (4) 操作系統(tǒng)的需要。引入掛起狀態(tài)后，它要求增加從掛起狀態(tài)(又稱為靜止狀態(tài))到非掛起狀態(tài)(又稱為活動狀態(tài))的轉(zhuǎn)換；或者相反。包括：活動就緒靜止就緒、活動阻塞靜止阻塞、靜止就緒活動就緒、靜止阻塞活動阻塞。6同步機制應遵循哪些基本規(guī)則？為什么？所有同步機制都應遵循下述四條準則：(1) 空閑讓進。當無進程處于臨界區(qū)時，表明臨界資源處于空閑狀態(tài)，應允許一個請求進入臨界區(qū)的進程立即進入自己的臨界區(qū)，以有效地利用臨界資源。(2) 忙則等待。當已有進程進入臨界區(qū)時，表明臨界資源正在被訪問，因而其它試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待，以保證對臨界資源的互斥訪問。 (3) 有限等待。對要求訪問臨界資源的進程，應保證在有限時間內(nèi)能進入自己的臨界區(qū)，以免陷入“死等”狀態(tài)。(4) 讓權(quán)等待。當進程不能進入自己的臨界區(qū)時，應立即釋放處理機，以免進程陷入“忙等”狀態(tài)。 原因是：為實現(xiàn)進程互斥地進入自己的臨界區(qū)，需要在系統(tǒng)中設置專門的同步機構(gòu)來協(xié)調(diào)各進程間的運行。7搶占調(diào)度方式的原則是什么？(1) 優(yōu)先權(quán)原則。允許優(yōu)先權(quán)高的新到進程搶占當前進程的處理機。(2) 短作業(yè)(進程)優(yōu)先原則。短作業(yè)(進程)可以搶占當前較長作業(yè)(進程)的處理機。(3) 時間片原則。各進程按時間片輪流運行，當一個時間片用完后，便停止該進程的執(zhí)行而重新進行調(diào)度。這種原則適用于分時系統(tǒng)、大多數(shù)的實時系統(tǒng)，以及要求較高的批處理系統(tǒng)。 8什么是靜態(tài)優(yōu)先權(quán)？什么是動態(tài)優(yōu)先權(quán)？靜態(tài)優(yōu)先權(quán)是在創(chuàng)建進程時確定的，且在進程的整個運行期間保持不變。動態(tài)優(yōu)先權(quán)是指在創(chuàng)建進程時所賦予的優(yōu)先權(quán)，是可以隨進程的推進或隨其等待時間的增加而改變的，以便獲得更好的調(diào)度性能。9何謂死鎖？產(chǎn)生的死鎖原因是什么？產(chǎn)生死鎖的必要條件有哪些？死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。產(chǎn)生死鎖的原因可歸結(jié)為如下兩點：(1) 競爭資源。當系統(tǒng)中供多個進程共享的資源如打印機、公用隊列等，其數(shù)目不足以滿足諸進程的需要時，會引起諸進程對資源的競爭而產(chǎn)生死鎖。(2) 進程間推進順序非法。進程在運行過程中，請求和釋放資源的順序不當，也同樣會導致產(chǎn)生進程死鎖。 產(chǎn)生死鎖的必要條件有四個：(1) 互斥條件。(2) 請求和保持條件。(3) 不剝奪條件。(4) 環(huán)路等待條件。 10請表述銀行家算法的基本思想。銀行家算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。在避免死鎖方法中允許進程動態(tài)地申請資源，但系銀行家算法統(tǒng)在進行資源分配之前，應先計算此次分配資源的安全性，若分配不會導致系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)，則分配，否則等待。11什么是系統(tǒng)安全狀態(tài)？P108所謂安全狀態(tài)，是指系統(tǒng)能按某種進程順序(P1，P2，Pn)(稱P1，P2，Pn序列為安全序列)，來為每個進程Pi分配其所需資源，直至滿足每個進程對資源的最大需求，使每個進程都可順利地完成。如果系統(tǒng)無法找到這樣一個安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。12請詳細說明可通過哪些途徑預防死鎖。（1）摒棄“請求和保持”條件，系統(tǒng)要求所有進程一次性地申請整個運行過程中所需要的全部資源。（2）摒棄“不剝奪”條件，進程是在需要資源時才提出請求，這樣，一個已經(jīng)保持了某些資源的進程，當它在提出新的資源要求而不能立即得到滿足時，必須釋放它已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要時再重新申請。（3）摒棄“環(huán)路等待”條件，系統(tǒng)將所有資源按類型進行線性排隊，并賦予不同的序號。所有的進程對資源的請求必須嚴格按照資源序號遞增的順序提出，這樣，在所形成的資源分配圖當中，不可能再出現(xiàn)環(huán)路，從而摒棄了“環(huán)路等待”的條件。13試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成。P190SPOOLing系統(tǒng)主要有以下三部分：(1) 輸入井和輸出井。這是在磁盤上開辟的兩個大存儲空間。輸入井是模擬脫機輸入時的磁盤設備，用于暫存I/O設備輸入的數(shù)據(jù)；輸出井是模擬脫機輸出時的磁盤，用于暫存用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。 (2) 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。為了緩和CPU和磁盤之間速度不匹配的矛盾，在內(nèi)存中要開辟兩個緩沖區(qū)：輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設備送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井。輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送給輸出設備。(3) 輸入進程SPi和輸出進程SPo。這里利用兩個進程來模擬脫機I/O時的外圍控制機。其中，進程SPi模擬脫機輸入時的外圍控制機，將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機通過輸入緩沖區(qū)再送到輸入井，當CPU需要輸入數(shù)據(jù)時，直接從輸入井讀入內(nèi)存；進程SPo模擬脫機輸出時的外圍控制機，把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設備空閑時，再將輸出井中的數(shù)據(jù)經(jīng)過輸出緩沖區(qū)送到輸出設備上。 14設備中斷處理程序的主要工作有哪些？進行進程上下文的切換、對處理中斷信號源進行測試、讀取設備狀態(tài)和修改進程狀態(tài)。15程序的裝入有幾種方式？它們分別適用于何種場合？1）絕對裝入方式(Absolute Loading Mode)編譯程序知道程序?qū)Ⅰv留在內(nèi)存的什么位置，編譯程序?qū)a(chǎn)生絕對地址的目標代碼。程序要運行時先進行絕對裝入。2）可重定位裝入方式(Relocation Loading Mode) 在多道程序環(huán)境下，編譯程序不能預知所編譯的目標模塊應放在內(nèi)存的何處時，所得到的目標模塊的起始地址通常是從0開始的，程序中的其它地址也都是相對于起始地址計算的。此時應采用可重定位裝入方式，根據(jù)內(nèi)存的當前情況，將裝入模塊裝入到內(nèi)存的適當位置。 3）動態(tài)運行時裝入方式(Dynamic Run-time Loading)允許程序運行時在內(nèi)存中移動位置的場合使用。16所謂進程對換技術(shù)？是指把內(nèi)存中暫時不能運行的進程或者暫時不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)出到外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，再把已具備運行條件的進程或進程所需要的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存。對換是提高內(nèi)存利用率的有效措施。二、計算題1.試寫出相應的程序來描述下面的前趨圖（有向邊上的a-j是相應的信號量）。Var a,b,c,d,e,f,g,h,i,j:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 Begin Parbegin Begin S1; signal(a);signal(b);end; Begin wait(a); S2; signal(c);signal(d);end; Begin wait(b); S3; signal(e);signal(f);end; Begin wait(c); S4; signal(g);end; Begin wait(d); S5; signal(h);end; Begin wait(e); S6; signal(i);end; Begin wait(f); S7; signal(j);end; Begin wait(g); wait(h); wait(i); wait(j); S8;end;ParendEnd2.假定某頁式管理系統(tǒng)中，主存為128KB，分成32塊，塊號為0,1,2,3,4,.,31，某作業(yè)有5塊，其頁號為0,1,2,3,4，被分別裝主存的3,8,4,6,9塊中，有一邏輯地址為3,70。試求出相應的物理地址（其中方括號中的第一個元素為頁號，第二個元素為頁內(nèi)地址，按十進制計算），并畫圖說明地址變換過程。24K+70246463在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情況：ProcessAllocationNeedAvailableP0003200120622P110001750P213542356P303320652P400140656試問：1)該狀態(tài)是不是安全？2)若進程P2提出請求Request(0,2,1,0)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？不安全、否答:不安全、否4考慮下面的訪問串：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，3，6假定有4，5，6個頁塊，應用LRU頁面替換算法，計算各會出現(xiàn)多少次缺頁中斷？注意：所給定的頁塊初始均為空，因此，首次訪問一頁時就會發(fā)生缺頁中斷。10次；8次；7次1234215621237632136111111116622222222233553333446677110次；8次；7次三、填空題（每小題2分，共20分）1操作系統(tǒng)的基本功能包括 處理器 管理、 文件 管理、 存儲 管理、 設備 管理。除此之外還為用戶使用操作系統(tǒng)提供了用戶接口。2操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件，它以盡量合理、有效的方式組織和管理計算機的 資源 ，并控制程序的運行，使整個計算機系統(tǒng)能高效地運行。3并發(fā)和 共享 是操作系統(tǒng)的兩個最基本的特征，兩者之間互為存在條件。 4. 進程在運行過程中有三種基本狀態(tài)，它們是 運行態(tài) 、 就緒態(tài) 、 阻塞態(tài) 。 5有m個進程共享同一臨界資源，若使用信號量機制實現(xiàn)對臨界資源的互斥訪問， 則信號量值的變化范圍是 -m+1,1 。 6設有一組作業(yè)，它們的提交時間及運行時間如下： 作業(yè)號 提交時間 運行時間(分鐘) 1 9:00 70 2 9:40 30 3 9:50 10 4 10:10 5 在單道方式下，采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，作業(yè)的執(zhí)行順序是 1、4、3、2 。7進程是一個 動 態(tài)概念，而程序是一個 靜 態(tài)概念。8把 邏輯 地址轉(zhuǎn)換為 物理 地址的工作稱為地址映射。9頁表表目的主要內(nèi)容包括 頁號、頁在內(nèi)存中對應的物理塊號 。 10. 訪問磁盤時間由三部分組成，即 尋道時間 、 旋轉(zhuǎn)延遲時間 和 傳輸時間 。 四、選擇題（下列各題，每題2分，共30分）：1. 操作系統(tǒng)是對_C_進行管理的軟件。 A軟件B硬件 C計算機資源 D應用程序2. 操作系統(tǒng)的功能是進行處理機管理、_B_管理、設備管理及信息管理。 A進程 B存儲器 C硬件 D軟件3操作系統(tǒng)的基本類型主要有_B_。 A批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)及多任務系統(tǒng) B實時操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)及分時操作系統(tǒng) C單用戶系統(tǒng)、多用戶系統(tǒng)及批處理系統(tǒng) D實時系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和多用戶系統(tǒng) 4. 如果分時操作系統(tǒng)的時間片一定，那么_B_，則響應時間越長。 A用戶數(shù)越少 B用戶數(shù)越多 C內(nèi)存越少 D. 內(nèi)存越多 5既考慮作業(yè)等待時間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時間的調(diào)度算法是_A_。 A. 響應比高者優(yōu)先 B短作業(yè)優(yōu)先 C優(yōu)先級調(diào)度 D先來先服務 6對進程的管理和控制使用_B_。 A. 指令 B原語 C. 信號量 D信箱通信 7下列的進程狀態(tài)變化中，_C_變化是不可能發(fā)生的， A運行就緒 B運行等待 C等待運行 D等待就緒 8銀行家算法是一種_B_算法。 A. 死鎖解除 B死鎖避免 C. 死鎖預防 D死鎖檢測 9在虛擬存儲系統(tǒng)中，若進程在內(nèi)存中占3塊(開始時為空)，采用先進先出頁面淘汰算法，當執(zhí)行訪問頁號序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6時，將產(chǎn)生_D_次缺頁中斷。 A7 B8 C9 D10 10. 系統(tǒng)“抖動”現(xiàn)象的發(fā)生是由_A_引起的。 A. 置換算法選擇不當 B交換的信息量過大 C. 內(nèi)存容量不足 D請求頁式管理方案 11采用段式存儲管理的系統(tǒng)中，若地址用24位