操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)題含答案

一、什么是操作系統(tǒng)？你都用過什么操作系統(tǒng)？各有什么特點？操作系統(tǒng)是管理計算機硬件資源，控制其他程序運行并為用戶提供交互操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，負(fù)責(zé)管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本任務(wù)。DOS系統(tǒng)都是以命令的方式運行指令，有的也支持鼠標(biāo)，甚至也可以做成菜單方式，但跟windows的親和性相比是無法相比的。windos系列的操作系統(tǒng)主要特點就是簡單，圖形操作，不需要死記命令，適合非專業(yè)人士使用。unix系列由于是開源的，所以操作復(fù)雜，功能強大，可以按自己的需求設(shè)計與改造，適合專業(yè)人士，不適合初學(xué)者。二、試說明操作系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能模塊及其主要任務(wù)？處理機管理的主要功能是：進程管理、進程同步、進程通信和處理機調(diào)度；進程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進程，撤銷已結(jié)束進程，控制進程在運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進程同步：為多個進程（含線程）的運行進行協(xié)調(diào)。進程通信：用來實現(xiàn)在相互合作的進程之間的信息交換。處理機調(diào)度：（1）作業(yè)調(diào)度。從后備隊里按照一定的算法，選出若干個作業(yè)，為他們分配運行所需的資源（首選是分配內(nèi)存）。（2）進程調(diào)度：從進程的就緒隊列中，按照一定算法選出一個進程，把處理機分配給它，并設(shè)置運行現(xiàn)場，使進程投入執(zhí)行。為每道程序分配內(nèi)存。確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運行，彼此互不干擾。將地址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對應(yīng)的物理地址。用于實現(xiàn)請求調(diào)用功能，置換功能等。為每道程序分配內(nèi)存。確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運行，彼此互不干擾。將地址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對應(yīng)的物理地址。用于實現(xiàn)請求調(diào)用功能，置換功能等。設(shè)備管理主要功能有:設(shè)備管理主要功能有:緩沖管理、主要任務(wù):完成用戶提出的I/O備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用請求，為用戶分配I/O設(shè)備；提高CPU和I/O設(shè)I/O設(shè)備.文件管理的主要功能是文件存儲空間的管理，目錄管理，文件的讀寫管理和文件的共享與保護。主要任務(wù)是對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性。三、什么是多道程序設(shè)計技術(shù)？試敘述多道程序運行的特征。所謂多道程序設(shè)計指的是允許多個程序同時進入一個計算機系統(tǒng)的主存儲器并啟動進行計算的方法。也就是說，計算機內(nèi)存中可以同時存放多道（兩個以上相互獨立的）程序，它們都處于開始和結(jié)束之間。從宏觀上看是并行的，多道程序都處于運行中，并且都沒有運行結(jié)束；從微觀上看是串行的，各道程序輪流使用 CPU,交替執(zhí)行。多道程序技術(shù)運行的特征：多道、宏觀上并行、微觀上串行。四、在一個分時操作系統(tǒng)中，用戶提交了一個作業(yè)，作業(yè)的內(nèi)容包括：①請求內(nèi)存（memory）；

②計算并將結(jié)果存于memory;③請求打印機printer;④將memory中的內(nèi)容在printer上輸出；⑤釋放printer;⑥釋放memory:⑦結(jié)束。操作系統(tǒng)為其提供服務(wù)試用分時系統(tǒng)對資源管理的觀點論述該作業(yè)從提交開始到結(jié)束為止，與控制的全過程。操作系統(tǒng)為其提供服務(wù)五、某系統(tǒng)的進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖所示，請說明:2?3''/1(就緒(1)引起各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型事件有哪些？(2)當(dāng)我們觀察系統(tǒng)中某些進程時，能夠看到某一進程產(chǎn)生的一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換能引起另一進程作一次轉(zhuǎn)換。在什么情況下，當(dāng)一個進程發(fā)生轉(zhuǎn)換3時能立即引起另一個進程發(fā)生轉(zhuǎn)換 1?在本題所給的進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中， 存在四種狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當(dāng)進程調(diào)度程序從就緒隊列中選取一I/O)則會引去轉(zhuǎn)個進程投入運行時引起轉(zhuǎn)換1;正在執(zhí)行的進程如因時間片用完而被暫停執(zhí)行就會引起轉(zhuǎn)換2;正在執(zhí)行的進程因等待的事件尚未發(fā)生而無法執(zhí)行(如進程請求完成換3;當(dāng)進程等待的事件發(fā)生時(如I/O完成)則會引起轉(zhuǎn)換4I/O)則會引去轉(zhuǎn)1。這是因為一個進如果就緒隊列非空，則一個進程的轉(zhuǎn)換 31。這是因為一個進程發(fā)生轉(zhuǎn)換3意味著正在執(zhí)行的進程由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)， 這時處理機空閑，進程調(diào)度程序必然會從就緒隊列中選取一個進程并將它投入運行， 因此只要就緒隊列非空，一個進程的轉(zhuǎn)換3能立即引起一個進程的轉(zhuǎn)換1。P-jd-jr,町V向吩目商曲a；h詰卩矗H卄rlEh加逼尸wv的岀ft丙丸我?|話L丄執(zhí)浬寳i找KL?V1IP創(chuàng)交川出汕iJihyp"；肓的11fivyitd血T町讓b"叩上勺疋I飾段十MM劃II譏創(chuàng)’"I可叮啊換」仝,144址％亍說丹倦M抑I遼哥【闔知[-訥赴1和.1K冋/,1"HL釘?shù)霓{軒iriRfj牧鳥￡為聞礦認(rèn)花.譏fj業(yè)刊訊卞用，訓(xùn)刃謂快川乍巴畢倉U或嚮H列丨遢収1ill艸廿弭它悝％2彳I.舊jO 曲探W列1J吟.m呼門啊按1歳』舊?訃fj幼"避科irW揪I該類資源的最大需求量為S。當(dāng)MN、什么？(1)M=ZN=2,S=1(2)M=3,(3)M=3N=2,S=3(4)M=5,(5)M=6N=3,S=3八、N=2,S=2N=3,S=2設(shè)系統(tǒng)中僅有一類數(shù)量為M的獨占型資源，系統(tǒng)中N個進程競爭該資源，其中各進程對S八、N=2,S=2N=3,S=2,不會死鎖，因為每個進程的資源都可以得到滿足。當(dāng)它退出時會釋放占有的,不會，總共兩個進程，總有一個進程的申請可以得到滿足,資源，從而滿足另一個進程。當(dāng)它退出時會釋放占有的，可能，比如說其中一個進程占有兩個資源， 另一個進程占有1個，兩個進程的資源都得不到滿足，相互等等，出現(xiàn)死鎖。滿足另，不會，因為總有兩個進程的資源申請得到滿足，它們運行完后會釋放資源，個進程。滿足另，可能，3個進程，每個進程都分配兩個資源的情況下，這時三個進程都沒有得到資源的滿足，出現(xiàn)相互等待，從而產(chǎn)生死鎖。最大需求(A,B,C)已分配(A,B,C)P1559212P2536402P34011405P4425204P5424314TO時刻是否為安全狀態(tài)，給出安全序列。TO時刻，P2:Request(0,3,4)能否分配，為什么?問⑴、⑵、七、有三類資源A(17)、B(5)、C(20)，括號內(nèi)為資源的數(shù)量。有 5個進程P1、P2、P3、P4、P5。TO時刻系統(tǒng)狀態(tài)如下：解：(1)TO時刻的岀安個系列先求出Need和\￥時歎已分配PIr>2P34011P42{>4P34011P42{>40di2P5Work=233WorkAlictionWorkAlictionblecdWhA1FinishP5'12L33314110547'TP4547匚04217411T円7L4i)*405仆06II416TP2F111L-4164u7]34154ISrT-pY. 115h 4IS212347175T(2)P2:Request(0,3,4)RcqLicsU0,3,4)所以彳、八、在具有快表的段式存儲管理方式中，如何實現(xiàn)地址變換及存儲保護？在CPU給出有效地址后，由地址變換機構(gòu)自動將頁號 P送入高速緩沖寄存器，并將此可直則再可直則再接從快表讀出該頁對應(yīng)物理塊號， 送到物理地址寄存器中。如快表中沒有對應(yīng)頁表項，訪問內(nèi)存頁表，找到后，把從頁表項中讀出物理塊號送地址寄存器；同時修改快表，將此頁表項存入快表。但若寄存器已滿，則 OS必須找到合適的頁表項換出。九、某多道程序設(shè)計系統(tǒng)配有一臺處理器和兩臺外設(shè) 101和102,現(xiàn)有3個優(yōu)先級由高到低的作業(yè)J1、J2和J3都已裝入了主存，它們使用資源的順序和占用時間分別是：J1:IO2(30ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms)J2:IO1(20ms),CPU(20ms),IO2(40ms)J3:CPU(30ms),IO1(20ms)處理器調(diào)度采用可搶占的優(yōu)先數(shù)算法，忽略其他輔助操作時間，回答下列問題：分別計算作業(yè)J1、J2和J3從開始到完成所用的時間；3個作業(yè)全部完成時CPU的利用率；5.【解答】J1J2J3102一CPU 101-CPU101CPU11CPU: :CPU■^11 - 1 -i ■ ■ 1丨=1 :CPU1 I102:—: >1* 11-101J■\ * 4 ? .* i ? ；i ' - * i!?1*1 1 1 1 :■ ■ k ? fe* ' ii i■ i- ii 1 11 i」 k102030 4050 60708090100（川小101CPUIQ1CFU就J1101CPTJ等待C7LJlOi-I ?CPUCPU等詩20111340mseOmsSDrns90ms?1-7作業(yè)井行執(zhí)疔惜況團*(1)J1占用102傳輸行10ms,完成。由圖J2與其并行地在30ms時，J1傳輸完成，搶占J2的CPU運行10ms,再傳輸30ms,運1-2可見，J1從開始到完成所用的時間為： 30+10+30+10=80ms>IO1上傳輸20ms,搶占J3的CPUJ2運行10ms后，被J1搶占CPU等待10ms之后，J2再次得到CPU運行10ms,J2啟動102傳輸，40ms完成。由圖1-2可見，101J2從開始到完成所用的時間為:J3在CPULh執(zhí)行20ms,進行20ms的傳輸，完成。三個作業(yè)全部完成時，三個作業(yè)全部完成時，20+10+10+10+40=90ms被J2搶占CPU等待30ms,再運行10ms,等待10msJ3啟動J3從開始到完成所用的時間為： 20+30+10+10+20=90msCPU的利用率為：(10+20+30+10)/90=7/9=78%。外設(shè)IO1的利用率為：(20+30+20)/90=7/9=78%。某程序在內(nèi)存中分配三個塊，訪問頁的走向為 4,3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，按FIFO、LRU、OPT算法分別計算缺頁次數(shù)(假設(shè)開始時所有頁均不在內(nèi)存)十、FIFO4371434i15鳳4321433211頁243214333522應(yīng)+3214斗4i55頁?■/頁》XXXXXXXyyKXy妊發(fā)生9次缺頁口斷。LRU432143L丨43IL頁1432143543r15貢2432143D4321和-13■1-135432E缺頁丿不缺頁）XXXXXXXyyXXX共發(fā)主10次fe頁口斷。OP?43214354321■—■頁1432111555211呵43333333555頁34444444444X玦缺頁XXXX7JXJy冥XJ共發(fā)生丫次玦頁中斷。卜一、什么是緩沖池？設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的操作來管理緩沖池。dim申套少聲個tf沖隊*訕4矣I件?宙<?■卜mu■沖iftihM3個ar沖u> 空a沖a*i：由編處的士wff沖I*用慮；IZ> ?入CU4t山入C?的tt沖"帽阪認(rèn)判.MAi?frC4lU??IHIH11~■插■入気ra^IHZEH&<rHm?*??入A?h4GWUXIfl■沖CFUK?■入letf杯cm十四、如果磁盤的每個磁道分成 十四、如果磁盤的每個磁道分成 9個塊，先有一文件共有 A、BCD、E、F、GHI共91iU卜KL「逼山旳訓(xùn)亍"H十

d忙訥沱M壯汁；；dj"沖屮汕I訓(xùn)「寸，「T沱力ICr|卜：?r' ''II（t兀討廠IlfI『駅；二mux訂』“打':'*IIn芯科t"MM認(rèn)出賓捋汕甕|,點冇訂：「wi汕II門寫訂―illIm円乂岫削〔訂訂門5叮t；i；"仃冷|?I,:?L瞇Y：仁I“丄咻'」』杠口> ][- .nI111t''I九臨Jf朮，"M?I「％心訕諭％fijLn訕川皿「和制荀uirrr;：亍忡屮臥鮎I上訓(xùn)寸冷小仆幾心以藥\IUI111t''Isw：廠牯卅'吿甲卩r?匚財T<訕陽d1臨iF施話丫訕叭1冋樸噸皿r*/沱兒伸柿

忙旳]■q刊I/刖門11v^iI"*.勺點引兗；■「出賀仝殂I汎m打止叫5*丿唏卜峙出flrt,i也卄秤亍門嚴(yán)1,1；^<沖趙中杓用汕*十二、試說明實現(xiàn)打印機共享的 SPOOLing系統(tǒng)的組成，并說明其工作原理。SPOOLing系統(tǒng)由輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進程 SPi和輸出進程SPo三部分組成。將一臺獨享打印機改造為可供多個用戶共享的打印機，是應(yīng)用 SPOOLing技術(shù)的典型實例。具體做法是：系統(tǒng)對于用戶的打印輸出， 但并不真正把打印機分配給該用戶進程，而是先在輸出井中申請一個空閑盤塊區(qū)， 并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；然后為用戶申請并填寫請求打印表， 將該表掛到請求打印隊列上。 若打印機空閑，輸出程序從請求打印隊首取表，將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再進行打印，直到打印隊列為空。十三、什么是文件分配表 FAT?假定磁盤塊的大小為1K,對于540M的硬盤，其文件分配表FAT至少需要占用多少存儲空間？一種供MS-DOS及其它Windows操作系統(tǒng)對文件進行組織與管理的文件系統(tǒng)。文件分配表（FAT）是當(dāng)您使用FAT或FAT32文件系統(tǒng)對特定卷進行格式化時，由 Windows所創(chuàng)建的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Windows將與文件相關(guān)的信息存儲在 FAT中，以供日后獲取文件時使用。硬盤總塊數(shù)為：540M/1K=540K個因為：220>540K即文件分配表的每個表目為 20/8=2.5字節(jié)則FAT占用：2.5*540=1350K個記錄，每個記錄的大小與塊的大小相等，設(shè)磁盤轉(zhuǎn)速為 27ms/轉(zhuǎn)，每讀出一塊后需要2ms的處理時間。若忽略其他輔助時間，試問：(1)如果順序存放這些記錄并順序讀取，處理該文件需要多少時間？(2)如果要順序讀取該文件，記錄如何存放處理時間最短？最短多少時間？3⑴讀一個記錄的時間=27/9=3ms所以讀并處理一個記錄的時間：3+2=5ms此時磁頭已轉(zhuǎn)到了下一個記錄的中央，故還需耍轉(zhuǎn)一圈才能讀下一個記錄，所以共用：(27+3)X8+(3+2)=245ms(2)為減少旋轉(zhuǎn)時間，將下一個記錄不放在相鄰的塊上，而是隔一個塊，這樣處理完后正好可以直接讀取下一個記錄：順序如下：盤塊12345679記錄AFBGCII1>IE這樣，讀并處理一個塊的時間:3+2+1(等待)=6nis9個記錄共需：6X8+5=53ms十五、下圖給出了4個進程P1、P2、P3、P4,合作完成某一任務(wù)的前趨圖，試用 P、V操作描述這4個進程間的同步關(guān)系。

答：設(shè)S匹個進*呈P1和Phpm共用信號量分別為P3和P4共用信號量分別為伙f4!P4ffl信號量対住]?iTfl=O工=0出=0;mainQ{robesin[-PIC)：■PQP3().P40;cocad}Pl(){P3C){vtiilefl){while(1){■?■??■P(￡2),= v(fl)1v(f3)