操作系統(tǒng)第1階段練習(xí)題答案 江南大學(xué)2022年秋季_第1頁
操作系統(tǒng)第1階段練習(xí)題答案 江南大學(xué)2022年秋季_第2頁
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第11頁/共NUMPAGES\*ARABIC11頁江南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育第一階段練習(xí)題答案,答案在最后一頁??荚嚳颇?《操作系統(tǒng)》第章至第章(總分100分)__________學(xué)習(xí)中心(教學(xué)點(diǎn))批次:層次:專業(yè):學(xué)號:身份證號:姓名:得分:一單選題(共1題,總分值3分,下列選項(xiàng)中有且僅有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,請?jiān)诖痤}卡上正確填涂。)1.采用多道程序設(shè)計(jì)后,可能()。(3分)A.縮短對用戶請求的響應(yīng)時(shí)間B.降低了系統(tǒng)資源的利用率C.縮短了每道程序執(zhí)行時(shí)間D.延長了每道程序執(zhí)行時(shí)間二名詞解釋題(共5題,總分值15分)2.分時(shí)技術(shù)(3分)3.程序的并發(fā)執(zhí)行(3分)4.操作系統(tǒng)虛擬機(jī)(3分)5.多道程序設(shè)計(jì)(3分)6.程序的順序執(zhí)行(3分)三填空題(共3題,總分值9分)7.并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱為_________。(3分)8.一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的共享資源稱為_________。每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序稱為_________。(3分)9.為避免用戶程序中使用特權(quán)指令,計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)區(qū)分兩種操作模式,即_________和_________。(3分)四簡答題(共9題,總分值45分)10.什么是進(jìn)程?進(jìn)程與程序的主要區(qū)別是什么?(5分)11.操作系統(tǒng)的主要特征是什么?為什么會有這樣的特征?(5分)12.什么是進(jìn)程同步、進(jìn)程互斥?這兩個(gè)概念有什么聯(lián)系與區(qū)別?(5分)13.批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)各是什么?(5分)14.為什么在單道程序工作情況下,I/O設(shè)備和中央處理機(jī)的并行操作是有限度的?(5分)15.中斷和俘獲有什么不同?(5分)16.用戶與操作系統(tǒng)的接口是什么?(5分)17.存儲式計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是什么?(5分)18.什么是與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤?試舉一例說明之。(5分)五論述題(共2題,總分值28分)19.如圖所示,get、copy、put三進(jìn)程共用兩個(gè)緩沖區(qū)s、t(其大小為每次存放一個(gè)記錄)。get進(jìn)程負(fù)責(zé)不斷地把輸入記錄送入緩沖區(qū)s中,copy進(jìn)程負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)s中取出記錄復(fù)制到緩沖區(qū)t中,而put進(jìn)程負(fù)責(zé)把記錄從緩沖區(qū)t中取出打印。試用p、v操作實(shí)現(xiàn)這三個(gè)進(jìn)程之間的同步,并寫出程序描述。(14分)20.如圖所示,有五個(gè)進(jìn)程合作完成某一任務(wù),試用P、V操作實(shí)現(xiàn)同步,要求寫出程序描述。(14分)

一單選題(共1題,總分值3分,下列選項(xiàng)中有且僅有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,請?jiān)诖痤}卡上正確填涂。)1.參考答案為:D解析過程:二名詞解釋題(共5題,總分值15分)2.參考答案為:分時(shí)技術(shù):所謂分時(shí)技術(shù),就是把處理機(jī)時(shí)間劃分成很短的時(shí)間片(如幾百毫秒)輪流地分配給各個(gè)聯(lián)機(jī)作業(yè)使用,如果某個(gè)作業(yè)在分配的時(shí)間片用完之前還未完成計(jì)算,該作業(yè)就暫時(shí)中斷,等待下一輪繼續(xù)計(jì)算。此時(shí)處理機(jī)讓給另外一個(gè)作業(yè)使用。這樣,每個(gè)用戶的各次要求都能得到快速響應(yīng),給每個(gè)用戶的印象是:獨(dú)占一臺計(jì)算機(jī)。解析過程:3.參考答案為:程序的并發(fā)執(zhí)行:若干個(gè)程序段同時(shí)在系統(tǒng)中運(yùn)行,這些程序段的執(zhí)行在時(shí)間上是重疊的,一個(gè)程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束,另外一個(gè)程序段的執(zhí)行已經(jīng)開始,即使這種重疊是很小的一部分,也稱這幾個(gè)程序段是并發(fā)執(zhí)行的。解析過程:4.參考答案為:操作系統(tǒng)虛擬機(jī):在裸機(jī)上配置了操作系統(tǒng)之后就構(gòu)成了操作系統(tǒng)虛擬機(jī)。解析過程:5.參考答案為:多道程序設(shè)計(jì):多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)就是在計(jì)算機(jī)主存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序,使它們在管理程序控制之下,相互穿插運(yùn)行。解析過程:6.參考答案為:程序的順序執(zhí)行:一個(gè)計(jì)算由若干個(gè)操作組成,而這些操作必須按照某種先后次序來執(zhí)行,以保證操作的結(jié)果是正確的,則這類計(jì)算就是程序的順序執(zhí)行過程。解析過程:三填空題(共3題,總分值9分)7.參考答案為:臨界段(區(qū))解析過程:8.參考答案為:臨界資源,臨界區(qū)解析過程:9.參考答案為:管態(tài),用戶態(tài)解析過程:四簡答題(共9題,總分值45分)10.參考答案為:進(jìn)程是指一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。進(jìn)程和程序的區(qū)別:1、程序是指令的有序集合,其本身沒有任何運(yùn)行的含義,它是一個(gè)靜態(tài)概念。而進(jìn)程是程序在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過程,它是一動(dòng)態(tài)概念。程序可以作為一種軟件資料長期保存,而進(jìn)程則是有一定生命周期的,它能夠動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生和消亡。2、進(jìn)程是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的單位,能與其他進(jìn)程并行地活動(dòng)。3、進(jìn)程是競爭計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有限資源的基本單位,也是進(jìn)行處理機(jī)調(diào)度的基本單位。解析過程:11.參考答案為:并發(fā),共享,不確定性。為了充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源,一般采用多個(gè)同時(shí)性用戶分用的策略。以順序計(jì)算為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要完成并行處理的功能,必將導(dǎo)致順序計(jì)算模型與并行計(jì)算模型的矛盾,必須解決資源共享和多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行的問題。由于程序的并發(fā)執(zhí)行,必然要求對資源的共享,而只有提供資源共享的可能才能使程序真正地并發(fā)執(zhí)行。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有許多隨機(jī)發(fā)生的多個(gè)事件,事件產(chǎn)生的先后次序又有多種可能,而操作系統(tǒng)必須能夠處理任何一種事件序列,以使各個(gè)用戶的各種計(jì)算任務(wù)正確地完成。解析過程:12.參考答案為:所謂進(jìn)程同步,就是并發(fā)進(jìn)程在一些關(guān)鍵點(diǎn)上可能需要互相等待與互通消息,這種相互制約的等待與互通消息稱為進(jìn)程同步。在操作系統(tǒng)中,當(dāng)某一進(jìn)程正在訪問某一存儲區(qū)時(shí)就不允許其它進(jìn)程來讀出或修改該存儲區(qū)的內(nèi)容;否則就會出現(xiàn)無法估計(jì)的錯(cuò)誤。通常將進(jìn)程之間的這種互相制約關(guān)系稱為互斥。并發(fā)進(jìn)程之間存在著大量的相互制約關(guān)系。這種制約關(guān)系分為兩種情況:一種是由于競爭系統(tǒng)資源而引起的間接制約關(guān)系;另外一種是由于進(jìn)程間存在共享數(shù)據(jù)而引起的直接相互制約關(guān)系。進(jìn)程的直接制約關(guān)系必然導(dǎo)致進(jìn)程之間需按一定的方式進(jìn)行信息傳遞,這就是進(jìn)程通信關(guān)系。進(jìn)程通信關(guān)系又可以細(xì)分為進(jìn)程互斥、進(jìn)程同步和進(jìn)程的直接通信。進(jìn)程同步廣義的定義是指對于進(jìn)程操作的時(shí)間順序所加的某種限制。在這些同步規(guī)則中有一個(gè)較為特殊的規(guī)則,多個(gè)操作絕不能在同一時(shí)刻執(zhí)行,這種同步規(guī)則稱為互斥。也就是在進(jìn)程間的相互制約關(guān)系中的直接制約關(guān)系-進(jìn)程協(xié)作,其中信息共享表現(xiàn)為進(jìn)程互斥,并行處理表現(xiàn)為進(jìn)程同步。解析過程:13.參考答案為:批處理的主要特征是批量。用戶使用計(jì)算機(jī)時(shí),必須事先準(zhǔn)備好的作業(yè),然后交給機(jī)房,由機(jī)房的操作員將一批作業(yè)送入系統(tǒng),計(jì)算結(jié)果也是成批進(jìn)行輸出。作業(yè)執(zhí)行過程中,用戶不能直接進(jìn)行干預(yù)。批量操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)吞吐量大,效率高。缺點(diǎn)是對用戶的響應(yīng)時(shí)間較長,用戶不能及時(shí)了解自己程序的運(yùn)行情況并加以控制。分時(shí)系統(tǒng)具有下面一些特點(diǎn)。并行性,共享一臺計(jì)算機(jī)的眾多聯(lián)機(jī)用戶可以在各自的終端上同時(shí)處理自己的程序。獨(dú)占性,分時(shí)系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方法使一臺計(jì)算機(jī)同時(shí)為許多終端用戶服務(wù),因此客觀效果是這些用戶彼此之間都感覺不到別人也在使用這臺計(jì)算機(jī),好像只有自己獨(dú)占計(jì)算機(jī)。交互性,用戶和計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行“會話”,用戶從終端輸入命令,提出計(jì)算要求,系統(tǒng)收到命令后分析用戶的要求并完成之,然后把運(yùn)算結(jié)果通過屏幕或打印機(jī)反饋到用戶,用戶可以根據(jù)運(yùn)算結(jié)果提出下一步要求,這樣一問一答,直到全部工作完成。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn),系統(tǒng)對外部實(shí)時(shí)信號必須能夠及時(shí)響應(yīng),響應(yīng)的時(shí)間間隔要足以能夠控制發(fā)出實(shí)時(shí)信號的那個(gè)環(huán)境。實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求有高可靠性和安全性,系統(tǒng)的效率則放在第二位。系統(tǒng)的整體性強(qiáng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求所管理的聯(lián)機(jī)設(shè)備和資源,必須按照一定的時(shí)間關(guān)系和邏輯關(guān)系協(xié)調(diào)工作。實(shí)時(shí)系統(tǒng)沒有分時(shí)系統(tǒng)那樣強(qiáng)的交互會話功能,通常不允許用戶通過實(shí)時(shí)終端設(shè)備去編寫新的程序或修改已有的程序。實(shí)時(shí)終端設(shè)備通常只是作為執(zhí)行裝置或咨詢裝置。實(shí)時(shí)系統(tǒng)大部分是為特殊的實(shí)時(shí)任務(wù)設(shè)計(jì)的,這類任務(wù)對于系統(tǒng)的可靠性和安全性要求很高,所以系統(tǒng)通常是采用雙工工作方式。解析過程:14.參考答案為:I/O處理與本道程序相關(guān)。解析過程:15.參考答案為:中斷和俘獲來源不同,處理的次序也不同。解析過程:16.參考答案為:操作系統(tǒng)的用戶界面(接口)是操作系統(tǒng)提供給用戶與計(jì)算機(jī)打交道的外部機(jī)制。用戶能夠借助于這種機(jī)制和系統(tǒng)提供的手段來控制用戶所在的系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的用戶界面分為兩個(gè)方面:其一是操作界面,用戶通過這個(gè)操作界面來組織自己的工作流程和控制程序的運(yùn)行;其二是程序界面,任何一個(gè)用戶程序在其運(yùn)行過程中,可以使用操作系統(tǒng)提供的功能調(diào)用來請求操作系統(tǒng)的服務(wù)。解析過程:17.參考答案為:集中順序過程控制,即控制部件根據(jù)程序?qū)φ麄€(gè)計(jì)算機(jī)的活動(dòng)實(shí)行集中過程控制,并根據(jù)程序規(guī)定的順序依次執(zhí)行每一個(gè)操作。解析過程:18.參考答案為:當(dāng)程序并發(fā)執(zhí)行時(shí),系統(tǒng)處于一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)組合狀態(tài),各程序執(zhí)行的相對速度不定,程序員極不容易看到兩個(gè)同樣的結(jié)果,且在眾多的結(jié)果中應(yīng)該只有一個(gè)是正確的參考答案為,而其他則是錯(cuò)誤的。這種現(xiàn)象是程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生的問題,這種錯(cuò)誤與并發(fā)程序執(zhí)行的相對速度有關(guān),是與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤?;虺绦虿l(fā)執(zhí)行時(shí)若共享了公共變量,其執(zhí)行結(jié)果將與并發(fā)程序執(zhí)行的相對速度有關(guān),即給定相同的初始條件,也可能會得到不同的結(jié)果,此為與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。例子,用卡片輸入機(jī)盡快地把一個(gè)文本復(fù)寫(謄抄)到行式打印機(jī)上去。設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)(假定緩沖區(qū)的容量為每次存放一個(gè)記錄信息)。兩個(gè)程序過程,一個(gè)是負(fù)責(zé)將讀卡機(jī)的信息送入緩沖區(qū),另外一個(gè)負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)取出信息并打印。這兩個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)可能出現(xiàn)兩種情況。一種是打印速度高于輸入速度,將導(dǎo)致要打印的內(nèi)容還沒有送入緩沖區(qū),打印的并不是所需要的內(nèi)容;另一種是輸入速度高于打印速度,則打印機(jī)還未打印的內(nèi)容可能被新輸入的內(nèi)容覆蓋。這樣打印出來的內(nèi)容,一部分正確,一部分是以后要打印的信息,還有一部分應(yīng)該打印的信息卻丟失了。解析過程:五論述題(共2題,總分值28分)19.參考答案為:設(shè)置信號燈:emptys=1表示緩沖區(qū)s空fulls=0表示緩沖區(qū)s有記錄emptyt=1表示緩沖區(qū)t空fullt=0表示緩沖區(qū)t有記錄get(){while(){讀取記錄;p(emptys);記錄送入緩沖區(qū)s;v(fulls);}copy(){while(){p(fulls);取緩沖區(qū)s中記錄;v(emptys);p(emptyt);記錄送入緩沖區(qū)t;v(fullt);}Put(){while(){p(fullt);取緩沖區(qū)t中記錄;v(emptyt);打印記錄;}解析過程:20.參考答案為:Main(){intS2=0;/*表示p1是否運(yùn)行結(jié)束,p2能否開始運(yùn)行*/intS3=0;/*表示p1是

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