《操作系統(tǒng)》課后題目考試類型整理

1、 OS 有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。 請畫出下面四條語句的前趨圖： S1: a:=x+y; S2: b:=z+1; S3: c:=a-b; S4: w:=c+1; 答：如圖所示 試說明進程在三個基本狀態(tài)之間轉換的典型原因。 答： （ 1）就緒狀態(tài) 執(zhí)行狀態(tài)：進程分配到 CPU 資源 2）執(zhí)行狀態(tài) 就緒狀態(tài)：時間片用完 3）執(zhí)行狀態(tài) 阻塞狀態(tài)： I/O 請求 4）阻塞狀態(tài) 就緒狀態(tài)： I/O 完成同步機構應遵循哪些基本準則？為什么？ 答：同步機構應遵循的基本準則是：空閑讓進、忙則等待、有限等待、讓權等待原因：為實現(xiàn)進

2、程互斥進入自己的臨界區(qū)。 試寫出相應的程序來描述圖 2-17 所示的前驅圖 答：（ a）Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; begin parbegin begin S1; signal(a); signal(b); end; begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(e); end; begin wait(c); S4; signal(f); end; begin wait(d); S5; signa

3、l(g); end; begin wait(e); S6; signal(h); end; begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end; parend end 試從調度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對進程和線程進行比較。 答： 1）調度性。線程在 OS 中作為調度和分派的基本單位， 進程只作為資源擁有的基本單位。 2）并發(fā)性。進程可以并發(fā)執(zhí)行，一個進程的多個線程也可并發(fā)執(zhí)行。 3）擁有資源。 進程始終是擁有資源的基本單位， 線程只擁有運行時必不可少的資源，本 身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進程的資源。 4）系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進程

4、時付出的開銷顯著大于線程。高級調度與低級調度的主要任務是什么？為什么要引入中級調度？ 答：高級調度的主要任務是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調入內存。 低級調度是保存處理機的現(xiàn)場信息， 按某種算法先取進程， 再把處理器分配給進程。引入中級調度的主要目的是為了提高內存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時不能運 行的進程不再占用內存資源，將它們調至外存等待，把進程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。 何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？ 答：死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當進程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進。 產(chǎn)生死鎖的原因為競爭資

5、源和進程間推進順序非法。其必要條件是：互斥條件、請求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。 在銀行家算法的例子中，如果 P0 發(fā)出的請求向量由 Request(0,2,0)改為Request(0,1,0)，問系統(tǒng)可否將資源分配給它？ 1） 能 2） request0(0,1,0) need0(7,4,3);request0(0,1,0)available(2,3,0); 系統(tǒng)暫時先假定可為 P0 分配資源，并修改有關數(shù)據(jù)，如下所示： allocation need available A B C A B C A B C P0 0 2 0 7 3 3 2 2 0 P1 3 0 2 0 2 0 P

6、2 3 0 2 6 0 0 P3 2 1 1 0 1 1 P4 0 0 2 4 3 1 存在一個安全序列 P1,P3,P0,P2,P4，故系統(tǒng)是安全的，可以分配資源。 在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情況： 試問： 1）該狀態(tài)是否安全？ 2）若進程 P2、 提出請求 Request(1， 2，2，2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？ 答：（1）利用安全性算法對上面的狀態(tài)進行分析（見下表） ，找到了一個安全序列 P 0，P3，P4，P1，P2 ，故系統(tǒng)是安全的。 Work Need Allocation Work+Avaliable Finish P0 1622 0012 0032 1654 Tr

7、ue P3 1654 0652 0332 1986 True P4 1986 0656 0014 19910 True P1 19910 1750 1000 29910 True P2 29910 2356 1354 3121414 True 2）P2、 提出請求 Request(1，2，2，2)，系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查： 1Request(1，2， 2，2) = Need(2， 3，5，6) 2Request(1，2， 2，2) = Avaliable(1 ，6，2，2) 3 系統(tǒng)先假定可為 P2 分配資源，并修改 Avaliable,Allocation,Need 向量，由此形成的資源變

8、化情況如下表： Process Allocation Need Available P0 0032 0012 0400 P1 1000 1750 P2 2576 1134 P3 0332 0652 P4 0014 0656 4 再利用安全性算法對現(xiàn)在的狀態(tài)進行分析， 發(fā)現(xiàn)可用資源 （ 0， 4，0，0）已不能滿足任何進程的需要，故系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)， 此時系統(tǒng)不能將資源分配給 P2。 分段和分頁存儲管理有何區(qū)別？ 答： 1）頁是信息的物理單位， 分頁是為了實現(xiàn)離散分配方式， 以消減內存的外部零頭，提高內存利用率。段則是信息的邏輯單位，它含有一組相對完整的信息。 2）頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，

9、由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號和頁內地址兩部分，是由 機械硬件實現(xiàn)的 ,因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的的頁面 ;而段的長度卻不固定 ,決定于用戶 所編寫的程序 ,通常由編譯程序在對原程序進行編譯時 ,根據(jù)信息的性質來劃分。 3）分頁的作業(yè)地址空間是一維的 ,而分段作業(yè)地址空間則是二維的。虛擬存儲器有哪些特征？其中最本質的特征是什么？ 答：虛擬存儲器有多次性、對換性、虛擬性三大特征。最本質的特征是虛擬性。 在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用 LRU 頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面走向為 4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5，當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) 試計算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率 ?

10、比較所得結果 M 分別為 3和4時， ?(參考答案有錯 ) 答：當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 3 時，缺頁 7 次，缺頁率 : 7/12=0.583； 當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 4 時，缺頁 4 次，缺頁率 : 4/12=0.333. - 以上解答出錯。正確解法見下面： 答：當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 3 時，缺頁 9 次，缺頁率 : 9/12=3/4； 當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 4 時，缺頁 10 次，缺頁率 : 10/12=5/6. 引入緩沖的主要原因是什么？ 答：引入緩沖的主要原因是： 1）緩和 CPU 與 I/O 設備間速度不匹配的矛盾 2）減少對 CPU 的

11、中斷頻率，放寬對中斷響應時間的限制 3）提高 CPU 與 I/O 設備之間的并行性 試說明 SPOOLing 系統(tǒng)的組成。 答：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。 在實現(xiàn)后臺打印時， SPOOLing 系統(tǒng)應為請求 I/O 的進程提供哪些服務？ 答：在實現(xiàn)后臺打印時， SPOOLing 系統(tǒng)應為請求 I/O 的進程提供以下服務： 1）由輸出進程在輸出井中申請一空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中； 2）輸出進程為用戶進程申請空白用戶打印表， 填入打印要求， 將該表掛到請求打印隊列。 3）一旦打印機空閑， 輸出進

12、程便從請求打印隊列的隊首取出一張請求打印表， 根據(jù)表中要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內存緩沖區(qū)，再由打印機進行打印。 磁盤訪問時間由哪幾部分組成？每部分時間應如何計算？ 答：磁盤訪問時間由尋道時間 Ts、旋轉延遲時間 Tr 、傳輸時間 Tt 三部分組成。 （ 1） Ts 是啟動磁臂時間 s 與磁頭移動 n 條磁道的時間和，即 Ts = m n + s。 （ 2） Tr 是指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間。硬盤 15000r/min 時 Tr 為 2ms; 軟盤 300 或 600r/min 時 Tr 為 50100ms。 3）Tt 是指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入經(jīng)歷的時間。 Tt 的大小與

13、每次讀 /寫的字節(jié)數(shù) b 和旋轉速度有關： Tt = b/rN 。 有一計算機系統(tǒng)利用圖 6-33 所示的位示圖來管理空閑盤塊。盤塊的大小為 1KB ， 現(xiàn) 要為某文件分配量個盤塊，試說明盤塊的具體分配過程。 答：分配量個盤塊的過程如下： 順序掃描位示圖，從中找到第一個值為 0 的二進制位，得到行號 i=3，列號 j=3 。 將找到的二進制位轉換成對應盤塊號。盤塊號為： b=（ 3-1）*16+3=35 ； 修改位示圖，令 map3，3=1，并將該盤塊分配出去。 類似地，可使用相同的方法找到第二個值為 0 的二進制位， 得到行號 i=4，列號 j=7 ，其對應的盤塊號為 55，令 mapi，

14、j=1 ，并將該盤塊分配出去。 某操作系統(tǒng)磁盤文件空間共 500 塊，若用字長為 32 位的位示圖管理磁盤空間，試問：（ 1）位示圖需要多少字？ 2）第 i 字第 j 位對應的塊號是多少？ 3）給出申請 /歸還一塊的工作流程。 答：（ 1）位示圖需要的字數(shù)計算： INT （500/32）=16 個字。 2）塊號 b=(i-1)*32+j （ 3）申請的過程：順序掃描位示圖、找到空閑塊并分配、修改位示圖 mapi,j=1 。 歸還的過程：找到回收盤塊在位示圖中的行和列，修改位示圖 mapi,j=0 。 在一級系統(tǒng)容錯技術中，包括哪些容錯措施？什么是寫后讀校驗？ 答：一級系統(tǒng)容錯技術包括雙份目錄、雙份文件分配表及寫后讀校驗等容錯措施。 寫后讀校驗是每次從內存緩沖區(qū)向磁盤寫入一個數(shù)據(jù)塊后，又立即從磁盤上讀出該數(shù)據(jù)塊，并送至另一緩沖區(qū)中，再將該緩沖區(qū)內容與內存緩沖區(qū)中