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操作系统原理试题一、填空题（’）1.操作系统最重要的基本特征是▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。2.操作系统的基本类型有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。3.在操作系统中，不确定性主要是指▁▁▁▁和▁▁▁▁。4.用户接口通常分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁两类。5.在操作系统中，处理机的状态分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁两种。6.中断可分为▁▁▁▁、外中断、硬件故障中断、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁五类。7.从结构上讲，每个进程都是由▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁三部分组成。8.▁▁▁▁▁是进程存在的唯一标志。9.进程的三种基本状态是▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。10.N个进程互斥访问一变量，设置一信号灯S,则S取值范围是▁▁▁▁▁。11.进程同步机构应遵循的基本准则有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。12.分页系统中，作业的内部碎片其平均大小为▁▁▁▁▁。？？？13.在分区式存贮管理中，首次适应法中自由主存队列应按▁▁▁▁排序，最佳适应法中自由主存队列应按▁▁▁▁▁排序，最坏适应法中自由主存队列应按▁▁▁▁▁排序。14.SPOOLING系统由▁▁▁▁▁、缓输出程序和▁▁▁▁所组成。？？？？15.设备驱动程序一般分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁两部分。？？？？？？？？16.常用的缓冲技术有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。17.按I/O控制器智能化程度的高低，可把I/O设备的控制方式分为四类▁▁▁▁、▁▁▁▁、▁▁▁和▁▁▁▁。18.常用的文件物理结构有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁等。19.管理文件存贮器存贮空间常用的方法有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁等。20.文件系统中，为实现对文件的保护，采用的方法有▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁、▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁。1、共享并发2、分时实时网络或批处理操作系统3、执行速度的不确定性执行结果的不确定性4、操作命令系统调用5、核态用户态6、输入输出中断、程序性中断、访管中断7程序段数据段进程控制块8、进程控制块9、运行等待就绪11、空闲让进忙则等待有限等待让权等待10、1－N–113．起始地址从小到大分区大小从小到大分区大小从大到小16、双缓冲环形缓冲缓冲池17、循环测试I/O方式中断I/O方式DMA方式通道方式18、连续文件串联文件随即文件19空白文件目录位示图空闲块链20访问控制矩阵、存取控制表、用户权限表、加密技术二、名词解释（9’）1、响应时间答：响应时间指用户发出请求或者指令到系统做出反应（响应）的时间。2、虚拟存储器答:指操作系统在内存不够用时，为缓解内存的紧张而同来作为内存使用的一部分硬盘空间。3、进程同步答：指一组并发进程因直接制约而互相发送消息、进行互相合作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程。三、简答题（29’）1．在进程基本状态转换图中，增加换出（将进程换出至辅存）和换入（将进程从辅存中换入至主存）两个操作。试画出进程状态转换图。（6’）2．什么叫重定位？动态重定位和静态重定位有什么区别？（6’）答：使一个作业程序装入到与其地址空间不一致的存储空间所引起的对有关地址部分的调整过程叫重定位。静态重定位是由作业装入程序在装入程序时一次性集中完成的，而动态重定位是由专用硬件地址变换机构在程序执行中随着指令的执行动态完成的。3．简述设备分配的基本原则。（5’）答:1）应考虑设备的固有属性…；2）应考虑分配算法…；3）应考虑设备分配的安全性…；4）应考虑设备的独立性…。4．常用的文件物理结构有哪几种？试比较它们的优劣。（6’）答：常用的文件物理结构有1）连续文件：实现简单，支持直接存取，不便于文件的动态增加、删除。2）串联文件：便于文件的动态增加、删除，但不支持直接存取。3）索引文件：采用索引表，便于文件的动态增加、删除，可支持直接存取。4）文件映照：将物理块链接信息集中存放在FAT中，便于文件的动态增加、删除，也可支持直接存取。换出换入换入换出阻塞调度运行态内存就绪态内存等待态外存就绪态外存等待态唤醒唤醒5．3个进程共享7个同类资源。每个进程最多需要3个资源。试问该系统会不会发生死锁？为什么？（6’）答：不会发生死锁。因为可通过反证法说明至少有一个进程可获得3个资源，从而推进完毕。6．什么叫进程？进程和程序有什么区别？（8’）答：进程就是可并发执行的程序在一数据集合上的一次执行过程。进程和程序的区别主要体现在：1）进程是动态的，具有一定的生命周期，而程序是静态的；2）进程可并发执行，而没有创建进程的程序是不能执行的；3）进程是操作系统中申请和分配资源的基本单位，而没有创建进程的程序是不能申请资源的；4）进程包括程序、数据和进程控制块；5）同一程序的多次执行对应多个进程。7．简述文件系统应具备的功能。（7’）答：1）有效组织和管理文件存贮器的存贮空间；2）提供有效组织和存取数据的方法；3）支持文件目录，实现按名存取；4）文件共享；5）文件保护；6）提供一组灵活、方便的文件操作。8．简述分段式存储器管理的优点。（7’）答：1）便于共享存储器；2）便于存储器保护；3）支持动态数据结构；4）支持动态链接；5）便于实现多段式虚拟存储器。9．试写出消息缓冲通信中的发送原语和接受原语。（6’）答：10.简述分段和分页的区别。（5’）答：分段和分页有本质的区别：1）分段是逻辑划分，每个分段逻辑意义完整，而分页是物理划分，每个分页Send(发送区m){从发送区m取得接受进程id;申请一消息缓冲区；填写消息缓冲区正文；填写消息缓冲区大小；置消息缓冲区next为NULL;P(mutex);将消息缓冲区插入消息队列；V(mutex);V(S);Receive(接受区m){P(S);P(mutex);从消息队列取消息缓冲区；V(mutex);复制消息缓冲区正文至接受区；设置接受区正文大小；释放消息缓冲区；}逻辑意义不完整；2）分段的划分需程序员的参与，而分页的划分是操作系统完成的，对用户是透明的；3）分段的地址空间是二维的，而分页的地址空间是一维的；4）分段大小可变，甚至可动态扩充，而分页的大小是固定不变的；11.文件目录一般包括哪些信息？设置文件目录的功能是什么？（6’）答：文件目录一般包括如下信息：1）文件名；2）文件在辅存上的物理位置，取决于文件的物理结构；3）文件的存取控制信息；4）文件大小、类型及属性；5）其他管理信息，如时间信息等。设置文件目录的功能是实现文件名到物理文件的映射（即实现按名存取），通过多级文件目录，还可提供给用户方便灵活的组织文件的方法，提供灵活的文件命名方法。12．请详细说明可通过哪些途径预防死锁？（7’）答：预防死锁是通过破坏死锁产生的必要条件来预防死锁发生的，具体如下：1）剥夺资源法：当进程阻塞时，剥夺该进程已获得的全部资源；2）全部分配法：当给进程分配资源时一次性地分配给进程所需要的全部资源，如资源不够分配，则进程一个资源都不分配；3）有序资源分配法：要求进程申请同类资源时采用全部分配的方法，而申请不同类资源时，按资源类别的序号从小到大的顺序申请。13．请详细说明请求分页系统的地址变换过程。（8’）答：请求分页系统的地址变换过程如下：（图略去）1）取逻辑地址分解为页号P和页内偏移w;2)根据页号查找页表，获得该页的描述信息；3）若该页中断位为1，产生缺页中断；4）更新该页的描述信息；5）根据页块号和页内偏移w，计算物理地址。14．请详细说明分区式存储器管理方案三种放置策略的思想、特点及其自由主存队列的排列方式。（8’）15．什么叫死锁？死锁产生的必要条件是什么？（7’）答：两个或两个以上的进程在保持部分资源的同时等待本组其他进程占有的资源而形成的一种循环等待僵局叫死锁。死锁产生的必要条件是：互斥条件、不剥夺条件、部分分配条件和环路等待条件。16．一台计算机有8台磁带机，它们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机，请问当N为多少时，系统没有死锁的危险，并叙述原因。（7分）17．请详细说明分区式存储器管理方案三种放置策略的思想、特点及其自由主存队列的排列方式。（8’）答：在分区式存储器管理方案中有三种基本的放置策略：首次适应法、最佳适应法和最坏适应法。首次适应法，总是从低地址开始查找，将作业放入找到的第一个能满足作业要求的空白分区，其自由主存队列应按起始地址从小到大排序。最佳适应法，总是将作业放入最接近作业要求的空白分区，其自由主存队列应按分区大小从小到大排序。最坏适应法，总是将作业放入最大的空白分区，其自由主存队列应按分区大小从大到小排序。三．判断对错，若有错误则更正（9’）1．动态重定位是由硬件地址变换机构在作业执行前集中一次完成的。2．虚拟存储器的容量是由主存的容量所确定的。3．在操作系统的基本类型中，分时系统响应时间最短，而实时系统无交互作用。4．在用P、V操作解决进程之间的同步时，一定要正确地安排P、V操作的顺序，否则会引起死锁。5．采用分页式存储管理不会产生存储碎片。6．SPOOLing系统是操作系统中实现脱机输入/输出的一种技术。答：4错在用P、V操作解决进程之间的同步时，一定要正确地安排P操作的顺序，否则会引起死锁。5错采用分页式存储管理会产生较少的存储碎片。6错SPOOLing系统是操作系统中实现假脱机输入/输出的一种技术。三、一单道批处理系统中,有如下五个作业,并采用响应比高者优先调度算法,试计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间。（8’）(单位:小时)作业提交时间运行时间１7．002．5２8．002.5３9．00149．000．50510．001．0答：7点时作业1先运行,作业提交时间运行时间开始时间结束时间周转时间带权周转１7．002．57．009．502.51２8．002.511.0013.505.52.2３9．00110.0011.02.0249．000．509.5010.0012510．001．013.5014.504.504.50（带权周转时间=周转时间/运行时间）平均周转时间为T=(2.5+5.5+2.0+1.0+4.5)/5=3.1(小时)平均带权周转时间为(1+2.2+2+2+4.5)/5=2.34。四．在一请求分页系统中，页面大小为1K，一作业共有7个页面，其中页面0，1，2，3分别装入到物理页块2，6，4，1中。（12’）（1）试写出页面3中的语句MOVAX，[2700]（十进制）在执行过程中的地址变换过程。（2）若作业的页面走向为0123213252362142，并采用LRU页面置换算法。试计算缺页中断次数。答：1）写出页表后逻辑地址LA=2700=1K*2+652可知页号P=2页内偏移W=652查页表可知页块号为4；物理地址PA=1K*4+652=47482）页面0123已装入内存，下面给出缺页中断时软件栈的变化情况（栈底打X号的为被淘汰的页面）：5614共产生缺页中断4次。四、在一请求分页系统中，页面大小为2K，一作业共有7个页面，其中页面0，1，2，3分别装入到物理页块3，2，4，1中。试写出页面3中的语句MOVAX，[2600]（AX为寄存器，2600为十进制）在执行过程中的地址变换过程。(8’)五．已知主存256K，OS占用低位16K，现有一作业序列如下：J1要求134K，J2要求30K，J3要求64K，J1完成，J3完成，J4要求60K，J5要求62K，J2完成，J6要求12K，J7要求32K。试用最佳适应法为上述作业分配主存，画出主存分配情况和自由主存队列。（分配时，高地址处作为已分配区）（12’）五、答：主存分配情况自由主存队列六、系统中有3种类型的资源（A,B,C,）和5个进程P1,P2,P3,P4,P5,A资源总数为10，B为8，C为8，在T0时刻系统状态如下表。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。试问：最大资源需求量已分配资源数量ABCABC52310X63251X12635X41263XOS:16K空闲：4KJ6：12KJ4：60K空闲：70KJ5：62KJ7：32K16K04K92K070K∧P1773020P2334210P3912302P4233212P543