操作系統(tǒng)習題

第3章選擇題在三種基本類型的操作系統(tǒng)中，都設(shè)置了進程調(diào)度，在批處理系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)置作業(yè)調(diào)度；在分時系統(tǒng)中除了設(shè)置進程調(diào)度，通常還設(shè)置中級調(diào)度，在多處理機系統(tǒng)中則還需設(shè)置剝奪調(diào)度。在面向用戶的調(diào)度準則中，截止時間的保證是選擇實時調(diào)度算法的重要準則，響應(yīng)時間快是選擇分時系統(tǒng)中調(diào)度算法的重要準則，平均周轉(zhuǎn)時間短是批處理系統(tǒng)中選擇作業(yè)調(diào)度算法的重要準則，而優(yōu)先權(quán)高的作業(yè)能獲得優(yōu)先服務(wù)準則則是為了照顧緊急作業(yè)用戶的要求而設(shè)置的。作業(yè)調(diào)度是從處于后備狀態(tài)的隊列中選取作業(yè)投入運行，周轉(zhuǎn)時間是指作業(yè)進入系統(tǒng)到作業(yè)完成所經(jīng)過的時間間隔，時間片輪轉(zhuǎn)算法不適合作業(yè)調(diào)度。下列算法中，F(xiàn)CFS算法只能采用非搶占調(diào)度方式，時間片輪轉(zhuǎn)法只能采用搶占調(diào)度方式，而其余的算法既可采用搶占方式也可采用非搶占方式。我們?nèi)绻麨槊恳粋€作業(yè)只建立一個進程，則為了照顧短作業(yè)用戶，應(yīng)采用短作業(yè)優(yōu)先；為照顧緊急作業(yè)的用戶，應(yīng)采用基于優(yōu)先權(quán)的剝奪調(diào)度算法；為能實現(xiàn)人機交互作用應(yīng)采用時間片輪轉(zhuǎn)法；為了兼顧短作業(yè)和長時間等待的用戶，應(yīng)采用高響應(yīng)比優(yōu)先；為了使短作業(yè)、長作業(yè)及交互作業(yè)用戶都比較滿意，應(yīng)采用多級反饋隊列調(diào)度算法；為了使平均周轉(zhuǎn)時間最短，應(yīng)采用短作業(yè)優(yōu)先算法。下列調(diào)度方式和算法中，最容易引起進程長期等待的是搶占式靜態(tài)優(yōu)先權(quán)優(yōu)先算法。下列選項中，降低進程優(yōu)先級的最合理的時機是進程的時間片用完。支持多道程序設(shè)計的操作系統(tǒng)在運行過程中，不斷地選擇新進程運行來實現(xiàn)CPU的共享，但其中有新進程進入就緒隊列不是引起操作系統(tǒng)選擇新進程的直接原因。從下面關(guān)于優(yōu)先權(quán)大小的論述中，選擇一條正確的論述。在動態(tài)優(yōu)先權(quán)時，隨著進程執(zhí)行時間的增加，其優(yōu)先權(quán)降低。假設(shè)就緒隊列中有10個進程，以時間片輪轉(zhuǎn)方式進行進程調(diào)度，時間片大小為300ms，CPU進行進程切換要花費10ms，則系統(tǒng)開銷所占的比率約為%3，若就緒隊列中進程的個數(shù)增加到20個，其余條件不變，則系統(tǒng)開銷所占的比率將不變。EDF算法選擇第4章一、選擇題1.從存儲管理功能的論述中，選出兩條正確的論述。(2)內(nèi)存分配最基本的任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，其所追求的主要目標是提高存儲空間的利用率。(5)地址映射是指將程序空間中的邏輯地址變?yōu)閮?nèi)存空間的物理地址。2.是每道程序在不受干擾的情況下運行，主要是通過內(nèi)存保護功能來實現(xiàn)的；是分配到與其地址空間不一致的內(nèi)存空間的程序，仍能正常運行主要是通過地址映射功能實現(xiàn)的。3.靜態(tài)重定位是在作業(yè)的裝入過程中進行的，動態(tài)重定位是在作業(yè)的執(zhí)行過程中進行的。4.在進程的地址空間中，有一條將1000號單元中的數(shù)據(jù)裝入寄存器R1的指令“LOADR1,1000”，采用靜態(tài)重定位技術(shù)時，裝入內(nèi)存后，該指令的第二個操作數(shù)修改為1000和裝入該進程的內(nèi)存起始地址之和；采用動態(tài)重定位時，則仍然為10005.靜態(tài)鏈接是在裝入程序之前進行的；而動態(tài)鏈接是在裝入某段程序時或調(diào)用某段程序時，其中在調(diào)用某段程序時進行鏈接，可提高內(nèi)存利用率；適用于動態(tài)鏈接的存儲方式是分段存儲管理6.要保證進程在主存中被改變了位置后仍能正確執(zhí)行，則對主存空間應(yīng)采用動態(tài)重定位。7.由連續(xù)分配方式發(fā)展為分頁存儲管理方式的主要推動力是提高內(nèi)存利用率；又分頁系統(tǒng)發(fā)展為分段系統(tǒng)，進而又發(fā)展為段頁式系統(tǒng)的主要推動力是滿足用戶需3.程序的鏈接方式有靜態(tài)鏈接、裝入時動態(tài)鏈接和運行時動態(tài)鏈接三種方式。4.把作業(yè)裝入內(nèi)存中隨即進行地址變換的方式稱為靜態(tài)重定位；而在作業(yè)執(zhí)行期間，當訪問到指令和數(shù)據(jù)時才進行地址變換的方式稱為動態(tài)重定位。5.地址變換機構(gòu)的基本任務(wù)是將地址空間中的邏輯地址變換為內(nèi)存空間中的物理地址。6.通常，用戶程序使用邏輯地址，處理機執(zhí)行程序時則必須用物理地址。7.在首次適應(yīng)算法中，空閑分區(qū)以地址遞增的次序拉鏈；在最佳適應(yīng)算法中，空閑分區(qū)以空閑區(qū)大小遞增的次序拉鏈。8.在連續(xù)分配方式中可通過緊湊來減少內(nèi)存零頭，它必須得到動態(tài)重定位技術(shù)的支持。9.在伙伴系統(tǒng)中，令buddyk(x)表示大小為2^k、起始地址為x的塊的伙伴的地址，則buddyk(x)的通用表達式為x+2^k-[(x/2^k)%2]*2^(k+1)10.實現(xiàn)進程對換應(yīng)具備對換空間的管理、進程換入和進程換出三方面的功能。11.分頁系統(tǒng)中若頁面較小，雖有利于減少塊內(nèi)碎片，但會引起頁表太長；而頁面較大，雖可減少頁表長度，但會引起塊內(nèi)碎片增大。12分頁系統(tǒng)中，頁表的作用是實現(xiàn)頁號和物理塊號的轉(zhuǎn)換。13.在分頁系統(tǒng)中為實現(xiàn)地址變換而設(shè)置了頁表寄存器，其中存放了處于執(zhí)行狀態(tài)進程的頁表長度和頁表始址；而其它進程的上述信息則被保存在它們的PCB中。14.引入分段主要是滿足用戶的需要，具體包括便于編程、分段共享、分段保護、動態(tài)鏈接等方面。15.在頁表中最基本的數(shù)據(jù)項是物理塊號；而在段表中則是段的內(nèi)存基址和段長。16.把邏輯地址分為頁號和頁內(nèi)地址是由機器硬件進行的，故分頁系統(tǒng)的作業(yè)地址空間是一維的；把邏輯地址分為段號和段內(nèi)地址是由程序員進行的，故分段系統(tǒng)的作業(yè)地址空間是二維的。17．在段頁式系統(tǒng)中（無快表），為獲得一條指令或數(shù)據(jù)，都需三次訪問內(nèi)存。第一次從內(nèi)存中取得頁表起始地址；第二次從內(nèi)存中取得塊號；第三次從內(nèi)存中取得指令或數(shù)據(jù)。第5章一、選擇題1.現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，提高內(nèi)存利用率主要是通過虛擬存儲器實現(xiàn)的。2.從下列關(guān)于非虛擬存儲器的論述中，選出一條正確的論述。（1）要求作業(yè)在運行前，必須全部裝入內(nèi)存，且在運行過程中也必須一直駐留內(nèi)存。3虛擬存儲器最基本的特征是多次性；該特征主要是基于局部性原理；實現(xiàn)虛擬存儲器最關(guān)鍵的技術(shù)是請求調(diào)頁（段）。4.虛擬存儲器管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是程序的局部性理論。此理論的基本含義是程序執(zhí)行時對主存的訪問是不均勻的。局部性有兩種表現(xiàn)形式，時間局部性和空間局部性，它們的意義分別是最近被訪問的單元，很可能在不久的將來還要被訪問和最近被訪問的單元很可能他附近的單元也即將被訪問。根據(jù)局部性理論，Denning提出了工作集理論。5.實現(xiàn)虛擬存儲器的目的是擴充主存容量；下列方式中，可變分區(qū)管理不適用于實現(xiàn)虛擬存儲器。6.從下列關(guān)于虛擬存儲器的論述中，選出兩條正確的論述。（2）在請求段頁式系統(tǒng)中，以段為單位管理用戶的虛空間，以頁為單位管理內(nèi)存空間。（6）由于有了虛擬存儲器，于是允許用戶使用比內(nèi)存更大的地址空間。7.一個計算機系統(tǒng)的虛擬存儲器的最大容量是由計算機的地址結(jié)構(gòu)確定的，其實際容量是由內(nèi)存和硬盤容量之和確定的。8．在請求分頁系統(tǒng)的頁表中增加了若干項，其中狀態(tài)位供程序訪問參考；修改位供換出頁面參考；訪問頁面供置換算法參考；外存始址供調(diào)入頁面參考。9.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中，若邏輯地址中的頁號超過頁表控制寄存器中的頁表長度，則會引起越界中斷；否則，若所需的頁不在內(nèi)存中，則會引起缺頁中斷，在缺頁中斷處理完成后，進程將執(zhí)行被中斷的那一條指令。10.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中，內(nèi)存分配有固定分配和可變分配兩種策略，固定分配的缺點是可能導(dǎo)致頻繁的出現(xiàn)缺頁中斷而造成CPU利用率下降。11.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中有著多種置換算法；（1）選擇最先進入內(nèi)存的頁面予以淘汰的算法稱為FIFO算法；（2）選擇在以后不再使用的頁面予以淘汰的算法稱為OPT算法；（3）選擇自上次訪問以來所經(jīng)歷時間最長的頁面予以淘汰的算法稱為LRU算法；（4）選擇自某時刻開始以來，訪問次數(shù)最少的頁面予以淘汰的算法稱為LFU算法。12.在頁面置換算法中，存在Belady現(xiàn)象的算法是FIFO；其中，belady現(xiàn)象是指當分配到的內(nèi)存塊數(shù)增加時，缺頁中斷的次數(shù)有可能反而增加。13.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中，凡未裝入內(nèi)存的頁都應(yīng)從文件區(qū)調(diào)入；已運行過的頁主要是從對換區(qū)調(diào)入，有時也從頁面緩沖池調(diào)入。14.某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面，每頁1KB，主存為16KB。假定某時刻用戶頁表中已調(diào)入主存的頁面的虛頁號和物理頁號對照表如下虛頁號物理頁號012351047則與下面十六進制虛地址相對應(yīng)的物理地址為0A5C1A5C虛擬存儲器的功能由軟硬件結(jié)合完成。在虛擬存儲系統(tǒng)中，采用高速緩沖存儲器提高動態(tài)地址翻譯的速度。15.從下面關(guān)于請求分段存儲管理的敘述中選出一條正確的論述。（2）分段的尺寸受內(nèi)存空間的限制，但作業(yè)總的尺寸不受內(nèi)存空間的限制。16.系統(tǒng)抖動是指被調(diào)出的頁面又立刻需要被調(diào)入所形成的頻繁調(diào)入調(diào)出現(xiàn)象；其產(chǎn)生的原因主要是置換算法選擇不當。17．在環(huán)保機構(gòu)中，操作系統(tǒng)應(yīng)處于最高特權(quán)環(huán)內(nèi)，一般應(yīng)用程序應(yīng)處于最低特權(quán)環(huán)內(nèi)，并遵循下述規(guī)則：（1）一個程序可以訪問駐留在相同和較低特權(quán)環(huán)中的數(shù)據(jù)；（2）一個程序可以調(diào)用駐留在相同和較高的特權(quán)環(huán)中的服務(wù)。18.測得某個請求調(diào)頁的計算機系統(tǒng)部分狀態(tài)數(shù)據(jù)為：CPU利用率20%，用于對換空間的硬盤的利用率97.7%，其他設(shè)備的利用率5%。由此斷定系統(tǒng)出現(xiàn)異常。此種情況，減少運行的進程數(shù)或加內(nèi)存條，增加物理容量空間能提高CPU的利用率。19.Linux采用請求分頁存儲管理方式。20.Linux內(nèi)核的頁面分配程序采用伙伴系統(tǒng)算法進行頁框的分配和回收。二、填空題1.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中，地址變換過程可能會因為邏輯地址越界、缺頁、訪問權(quán)限錯誤等原因而產(chǎn)生中斷。2.虛擬存儲器的基本特征是多次性和對換性，因而決定了實現(xiàn)虛擬存儲器的關(guān)鍵技術(shù)是請求調(diào)頁（段）和頁（段）置換3.實現(xiàn)虛擬存儲器，除了需要有一定容量的內(nèi)存和相當容量的外存外，還需要有頁表機制、地址變換機構(gòu)、缺頁中斷機構(gòu)的硬件支持。4.為實現(xiàn)請求分頁管理，應(yīng)在純分頁的頁表基礎(chǔ)上增加狀態(tài)位、訪問字段、修改位和外存地址等數(shù)據(jù)項。5.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中要采用多種置換算法，其中OPT是最佳置換算法，LRU是最近最久未使用置換算法，NUR是最近未用置換算法，而LFU則是最少使用置換算法，PBA是頁面緩沖算法。6.VAX/VMS操作系統(tǒng)采用頁面緩沖算法：它采用FIFO算法選擇淘汰頁，如果淘汰頁未被修改，則將它所在的物理塊插到空閑頁面鏈表中，否則便將其插入修改頁面鏈表中，它的主要優(yōu)點是可以大大減少換進/換出而讀寫磁盤次數(shù)。7.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中，調(diào)頁的策略有預(yù)調(diào)頁和請求調(diào)頁兩種方式。8.在請求調(diào)頁系統(tǒng)中，反復(fù)進行頁面換進換出的現(xiàn)象稱為抖動，它產(chǎn)生的原因主要是置換算法選用不當。9.分頁系統(tǒng)的內(nèi)存保護通常有越界檢查和存取控制兩種措施。10.分段系統(tǒng)中的越界檢查是通過段表寄存器中存放的段表長度和邏輯地址中的段號的比較，以及段表項中的段長和邏輯地址中的段內(nèi)地址的比較來實現(xiàn)的。11.為實現(xiàn)段的共享，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置一張共享段表，每個被共享的段占其中的一個表項，其中應(yīng)包含了被共享段的段名、共享進程計數(shù)、段在內(nèi)存的起始地址和段長等數(shù)據(jù)項；另外，還在該表項中記錄了共享該段的每個進程的情況。12.在分段系統(tǒng)中常用的存儲保護措施有越界檢查、存取控制權(quán)限檢查、環(huán)保護機構(gòu)三種方式、。13.在采用環(huán)保護機制時，一個程序可以訪問駐留在相同環(huán)或較低特權(quán)環(huán)中的數(shù)據(jù)；可以調(diào)用駐留在相同環(huán)或較高特權(quán)環(huán)中的服務(wù)。14.Intelx86/pentium系列CPU可采用實模式和保護模式兩種工作模式。15.Intelx86/pentium的分段機制，每個進程用于地址映射的段表也叫做局部描述符表LDT；另外，當進程運行在特權(quán)級別為0的核心態(tài)下時，它必須使用全局描述符表GDT來進行地址映射。16.Intelx86/pentium的分頁機制，采用兩級分頁模式，其外層頁表也叫做頁目錄。第6章一、選擇題1.在一般大型計算機系統(tǒng)中，主機對外圍設(shè)備的控制可通過通道、控制器、和設(shè)備三個層次實現(xiàn)。從下述敘述中選出一條正確的敘述。（2）通道控制控制器，設(shè)備在控制器控制下工作2.從下面關(guān)于設(shè)備屬性的論述中，選擇一條正確的論述。（2）共享設(shè)備必須是可尋址的和隨機訪問的設(shè)備。3.通道是一種特殊的處理機，具有執(zhí)行I/O指令集能力。主機的CPU與通道可以并行工作，并通過I/O指令和I/O中斷實現(xiàn)彼此之間的通信和同步。4.在I/O控制方式的發(fā)展過程中，最主要的推動因素是減少主機對I/O控制的干預(yù)。提高I/O速度和設(shè)備利用率，在OS中主要依靠緩沖管理功能。使用戶所編制的程序與實際使用的物理設(shè)備無關(guān)是由設(shè)備獨立性功能實現(xiàn)的。5.磁盤屬于塊設(shè)備，其信息的存儲是以固定長數(shù)據(jù)塊為單位的；磁盤的I/O控制主要采取DMA方式；打印機的I/O控制主要采用程序中斷方式。6.在程序I/O方式中，對于輸出設(shè)備，準備就緒是指輸出緩沖區(qū)已空。7.在利用RS-232接口進行通信時，其通信速率為9.6KB/S。如果在通信接口中僅設(shè)置了一個8位寄存器作為緩沖寄存器，這意味著大約每隔0.8ms的時間便要中斷一次CPU，且要求CPU必須在0.1ms時間內(nèi)予以響應(yīng)。8.假定把磁盤上一個數(shù)據(jù)塊中的信息輸入到一單緩沖區(qū)的時間T為100us,將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū)的時間M為50us，而CPU對這一塊數(shù)據(jù)進行計算的時間C為50us，這樣系統(tǒng)對每一塊數(shù)據(jù)的處理時間為150us；如果將單緩沖改為雙緩沖，則系統(tǒng)對每一塊數(shù)據(jù)的處理時間為100us。9.操作系統(tǒng)中采用緩沖技術(shù)的目的是為了增強系統(tǒng)并行操作的能力；為了使多個進程能有效地同時處理輸入和輸出，最好使用緩沖池。10.為了對緩沖池中的隊列進行操作而設(shè)置了互斥信號量MS[type]和資源信號量RS[type]，相應(yīng)的，兩個操作過程Getbuf和Putbuf的描述如下：（3）wait(RS[type])（1）wait(MS[type])(2)signal(MS[type])(4)signal(RS[type])11.從下面關(guān)于設(shè)備獨立性的論述中，選擇一條正確的論述。（2）設(shè)備獨立性是指用戶程序獨立于具體使用的物理設(shè)備的一種特性。12.設(shè)備獨立性是指用戶程序獨立于物理設(shè)備。13.在單用戶系統(tǒng)中可為整個系統(tǒng)設(shè)置一張邏輯設(shè)備表，在多用戶系統(tǒng)中應(yīng)為每個用戶設(shè)置一張邏輯設(shè)備表。14.為實現(xiàn)設(shè)備分配，應(yīng)為每個設(shè)備設(shè)置一張設(shè)備控制表，在系統(tǒng)中配置一張系統(tǒng)設(shè)備表；為實現(xiàn)設(shè)備獨立性，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置一張邏輯設(shè)備表。15.從下面關(guān)于虛擬設(shè)備的論述中，選擇一條正確的論述。（3）虛擬設(shè)備是指把一個物理設(shè)備變換成多個對應(yīng)的邏輯設(shè)備。16.SPOOLing是對脫機I/O工作方式的模擬，SPOOLing系統(tǒng)中的輸入井是對脫機輸入中的磁盤進行模擬，輸出井是對脫機輸出中的磁盤進行模擬，輸入進程是對脫機輸入中的外圍控制器進行模擬，輸出進程是對脫機輸出中的外圍控制器進行模擬。17.從下列有關(guān)SPOOLing系統(tǒng)的論述中，選擇兩條正確的論述。（8）SPOOLing系統(tǒng)實現(xiàn)了對I/O設(shè)備的虛擬，只要輸入設(shè)備空閑，SPOOLing可預(yù)先將輸入數(shù)據(jù)從設(shè)備傳送到輸入井中供用戶程序隨時讀取。（9）在SPOOLing系統(tǒng)中，用戶程序可隨時將輸出數(shù)據(jù)送到輸出井中，待輸出設(shè)備空閑時再執(zhí)行數(shù)據(jù)輸出操作。18.從下列論述中選出一條正確的論述。（3）同一用戶所使用的I/O設(shè)備也可以并行工作。19.從下列關(guān)于驅(qū)動程序的論述中，選出一條正確的論述（4）對于一臺多用戶機，配置了相同的8個終端，此時可只配置一個由多個終端共享的驅(qū)動程序。20.下列磁盤調(diào)度算法中，平均尋道時間較短，但容易產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象的是SSTF；電梯調(diào)度算法是指SCAN；能避免磁臂粘著現(xiàn)象的算法是FSCAN。二、填空題1.對打印機的I/O控制方式常采用中斷驅(qū)動方式，對磁盤的I/O控制方式常采用DMA控制方式。2.DMA是指允許I/O設(shè)備和內(nèi)存之間直接交換數(shù)據(jù)的設(shè)備。在DMA中必須設(shè)置地址寄存器，用于存放內(nèi)存地址；還必須設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖寄存器用來暫存交換的數(shù)據(jù)。3.設(shè)備控制器是CPU和I/O設(shè)備之間的接口，它接受來自CPU的I