操作系统作业答案(专)

操作系统作业参考答案一、是非题：本大题共48个小题，每个小题1分。下列各题，你认为正确的打在每小题后的括号内打“√”，错的打“×”。1.√9.×25.√33.√41.×2.√10.×26.×34.×42.×3.×11.×27.√35.×43.√4.×12.×28.√36.√44.×5.√13.√29.√37.√45.×6.√14.√30.√38.√46.√7.√15.×31.×39.√47.√8.√16.×32.×40.√48.√二、填空题：本大题共48小题，每小题2分。1.对计算机系统资源进行管理，给用户使用计算机提供一个友好接口2.MsDos、OS/2、Windows、Unix、Linux等都可以3.方便用户使用或界面友好，系统能高效工作或资源利用率高。4.资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力5.多道性，无序性，调度性6.多路性，独立性，及时性，交互性7.处理器存储器文件I/O设备8.间断性、失去封闭性、不可再现性9.就绪(Ready)状态、执行状态、阻塞状态10.不可以被中断11.申请，释放12.对临界资源进行访问的代码区13.空闲让进忙则等待有限等待让权等待14.先来先服务15.116.特权非特权管态/系统态目态/用户态17.低级调度、中级调度、高级调度18.非抢占方式、抢占方式19.仅有进程调度的调度队列模型、具有高级和低级调度的调度队列模型、具有高级和低级调度的调度队列模型20.作业进程21.进程类型、进程对资源的需求、用户要求22.执行就绪23.互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件，环路等待条件24.对所分配的资源进行排它性的使用，即在一段时间内资源只有一个进程占用25.互斥使用资源占用并等待资源不可抢夺资源放26.互斥条件请求和保持条件不剥夺条件环路等待条件27.抢占28.静态链接、装入时动态链接、行时动态链接29.绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式30.把多个分散的内存小分区拼接成大分区的方法31.紧凑32.碎片33.进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片34.335.最近最久未使用的36.具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统37.时间局部性空间局部性38.2.专门用来控制输出输入设备的处理机，称为I/O处理机39.程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、直接存储器访问DMAI/O控制方式40.收容输入、提取输入、收容输出41.中断服务程序的入口地址42.模拟脱机输入输出程序43.输入井，输出井(可交换次序)44.寻道时间旋转延迟时间传输时间45.系统文件，库文件46.open47.顺序48.块三、简答题：本大题共16个小题，每个小题6分。1.答：(1)方便性：操作系统为用户提供良好的、一致的用户接口。(2)有效性：有效地管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程，提高系统工作效率。(3)可扩充性：为满足计算机硬件与体系结构的发展以及应用不断扩大的要求，操作系统应能方便地扩展新的功能。(4)开放性：指的是产品和技术之间相互连接和协作的能力。2.推动分时系统形成和发展的主要动力，则是用户的需求。具体表现在以下几个方面：②共享主机③便于用户上机(3)分时系统的特征①多路性②独立性③及时性④交互性3.在PCB中，主要包括四方面用于描述和控制进程运行的信息：进程标识符信息、处理机状态信息、进程调度信息、进程控制信息。4.答：先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务最短作业优先调度算法：在就绪队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务5.P（S）:whileS=0doskip;S:=S-1;S:=S-1表示请求分配一个单位的该类资源给执行P操作的进程。S0时的信号量数值表示该类资源的可用资源数；S=0表示已无该类资源可供分配，申请进程入等待队列，此时s的绝对值表示等待队列的进程数。（3分）V(S):S:=S+1;表示进程释放一个资源给系统。如果此时s的值小于、等于0，表示有进程在该信号量队列中等待，唤醒其中之一。S:=S+1表示进程释放一个单位的该类可用资源。（3分）6.（1）可以，当时间片用完时，或者就绪队列来了更高优先权进程（2）可以，当进程所需要的资源得不到满足时（3）不可以（4）可以，当进程执行完成终止时每小问1.5分7.死锁防止：通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，来防止死锁发生。死锁避免：不需事先采用各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件，而是在资源的动态分配过程中，用某种方式去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。每小问3分8.页表指出逻辑地址中的页号与所占主存块号的对应关系。作用：页式存储管理在用动态重定位方式装入作业时，要利用页表做地址转换工作。快表就是存放在高速缓冲存储器的部分页表。它起页表相同的作用。由于采用页表做地址转换，读写内存数据时CPU要访问两次主存。有了快表，有时只要访问一次高速缓冲存储器，一次主存，这样可加速查找并提高指令执行速度。9.答：分段保护的方法通常有：⑴越界检查。在段表寄存器中存放有段表长度信息，在进行存储访问时，将逻辑地址空间的段号与段表长度进行比较，如段号等于或大于段表长度，将发出越界中断信号；⑵存取控制检查。段表中设置存取控制字段，用于规定对该字段的访问方式；⑶环保护机构。环按高低编号，数据按不同的级别分布在各个环中，访问时，进程按自己所处的环级别对处在不同级别环中的资源进按环规则行访问。10.在段页式系统中，地址结构由段号、段内页号、页内地址组成，在断表中通过段号获得相应的页表大小，然后看段内页号是否超过页表大小，如果超过，则发生越界中断。11.(1)不断提高计算机资源利用率(2)方便用户(3)器件不断更新换代(4)计算机体系结构的不断发展12.答：一般说来，文件系统应具备以下功能：(1)文件管理——能够按照用户要求创建新文件、删除旧文件，对指定的文件读、写等操作。(2)目录管理——根据用户要求创建或删除目录文件，对用户指定的文件进行检索和权限验证、更改工作目录等。(3)文件存储空间的管理——由文件系统对文件存储空间进行统一管理。(4)文件的共享和保护——在系统控制下使一个用户可共享其他用户的文件。另外，文件系统应提供可靠的保护和保密措施。(5)提供方便的接口——为用户提供统一的文件方式，从而实现“按名存取”。13.先来先服务调度算法：按照进程到达的先后顺序，先来的先接受服务最短作业优先调度算法：在就绪队列中挑选所需要服务时间最短的进程接受服务时间片轮转调度算法：给每个进程分配等长的服务时间，时间用完则调度新的进程接受服务14.（1）处理机管理（2）存储器管理（3）设备管理（4）文件管理（5）用户接口15.虚拟存储器的实现思想是将正在执行的部分程序放在内存中，而将其他部分程序放在外存中，内存和外存之间程序空间的交换由虚拟存储管理机制自动完成。这样在用户看来所能使用的内存空间就比实际的物理内存大得多。(实现思想6分)16.目前广泛采用的是树型目录结构。其优点有检索效率高、允许重名、便于实现文件共享等。四、综合题：本大题共16个小题，每题10-12分。1.（1）当进程完成任务所申请的资源不能都满足时由执行状态到等待状态；（1.5分）当进程所等待的资源都得到满足由等待状态到就绪状态；（1.5分）当进程被新一轮的调度选中进入CPU中执行由就绪状态到执行状态；（1.5分）当正在执行的进程所分配的时间片耗完由执行状态到就绪状态；（1.5分）（2）进程阻塞，进程完成，进程时间片用完。（2分）4.答：S＞0时，S表示可使用的资源数；或表示可使用资源的进程数；S＝0时，表示无资源可供使用；或表示不允许进程再进入临界区；S＜0时，－S表示等待使用资源的进程个数；或表示等待进入临界区的进程个数；当S＞0时，调用P（S）的进程不会等待；调用V（S）后使可用资源数加1或使可用资源的进程数加1；当S＜0时，调用P（S）的进程必须等待；调用V（S）后将释放一个等待使用资源者或释放一个等待进入临界区者。5.（1）优先接纳终端作业，仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时，可以调度批处理作业。（2）允许终端作业和批处理作业混合同时执行。（3）把终端作业的就绪进程排成一个就绪队列，把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中。（4）有终端作业进程就绪时，优先让其按“时间片轮转”法先运行。没有终端作业时再按确定算法选批处理作业就绪进程运行。7.答：（1）3，由于8=23，要有3位指定段号（2）21，页大小为256=28字节，一个大小为229字节的段由229/28=221页。因此，要有21位指定页号（3）8，要指定大小为28字节的页的偏移量，需要8位（4）32，3+21+8=329.解：（1）12位，因为给定页的大小为212字节，所以要用12位来指定偏移量。这样剩下32-（12+8）=12位（3分）（2）28，8位可以指定28项（3分）（3）212，12位可以指定212项（3分）（4）220，20位可以寻址220页。或者，28个一级页表项的每个页表项都访问有212项的二级页表。28*212=220（3分）10.答：（1）程序I/O方式：由处理机不断的去检查I/O设备的状况，当设备处于闲状态进行I/O操作，当处于忙状况处理机等待。由于该机制导处理机严重浪费，所以只用于早期的计算机系统中。（2）中断I/O方式：处理机和I/O设备并行操作，当I/O设备需要服务时向处理机发送中断信号，由处理机调用中断响应程序服务。大部分字符设备采用中断I/O方式。（3）DMA方式：增加DMA控制器，当需要对设备进行服务时由CPU将控制信息发给DMA控制器，由DMA控制器完成数据传送过程。主要用于对块设备的控制。（4）I/O通道控制方式：增加I/O通道控制器，由I/O通道控制器完成对外设的控制工作。主要用于I/O设备比较多，服务比较繁忙，且互相之间需要并行处理的场合。11.磁盘访问时间包括:寻道时间,旋转延迟时间和传输时间(每个要点1分共3分).减少磁盘访问时间可以从缩短这三部分时间着手(第1和第2个要点各2分,第3个要点1分,共5分)12.解：索引级数=log10(1000)=3第一级1个物理块，第二级10个物理块，第三级100个物理块共占物理块数=1+10+100+1000=1111计算出级数给4分，每一级的物理块数正确给1分共3分,最后结果正确3分13.进程控制块PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的进程。在进程的整个生命期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制的。所以说，PCB是进程存在的唯一标志。（3分）进程与程序的区别：①进程是进程实体的执行过程，具有动态性；程序是静态实体，不具有动态性；②进程可以并发执行，而程序不可以并发执行；③进程实体是一个能独立运行的基本单位，可独立获得资源和独立调度；而进程不能作为独立的单位参加运行；④进程可按异步方式运行，程序不是运行实体，所以不可以异步执行；⑤进程实体由程序段、数据段及进程控制块组成，程序只有自己的数据和程序。（区别共5分，每个要点1分）14.互斥的加锁实现是这样的：当某个进程进入临界区之后，它将锁上临界区，直到它退出临界区时为止。并发进程在申请进入临界区时，首先测试该临界区是否是上锁的，如果该临界区已被锁住，则该进程要等到该临界区开锁之后才有可能获得临界区。但是加锁法存在如下弊端：(1）循环测试锁定位将损耗较多的CPU计算时间；(2）产生不公平现象。为此，P,V原语法采用信号量管理相应临界区的公有资源，信号量的数值仅能由P,V原语操作改变，而P,V原语执行期间不允许中断发生。其过程是这样的：当某个进程正在临界区内执行时，其他进程如果执行了P原语