《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(gè)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(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。 答： （ 1）就緒狀態(tài) 執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到 CPU 資源 2）執(zhí)行狀態(tài) 就緒狀態(tài)：時(shí)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(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？為什么？ 答：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待原因：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)

2、程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)。 試寫出相應(yīng)的程序來描述圖 2-17 所示的前驅(qū)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(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。 答： 1）調(diào)度性。線程在 OS 中作為調(diào)度和分派的基本單位， 進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。 2）并發(fā)性。進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。 3）擁有資源。 進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位， 線程只擁有運(yùn)行時(shí)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(jìn)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(jìn)程

4、時(shí)付出的開銷顯著大于線程。高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級調(diào)度？ 答：高級調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。 低級調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場信息， 按某種算法先取進(jìn)程， 再把處理器分配給進(jìn)程。引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時(shí)不能運(yùn) 行的進(jìn)程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進(jìn)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(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無外力作用，它們都將無法再向前推進(jìn)。 產(chǎn)生死鎖的原因?yàn)楦偁庂Y

5、源和進(jìn)程間推進(jìn)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(shí)先假定可為 P0 分配資源，并修改有關(guān)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(gè)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(jìn)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(jìn)行分析（見下表） ，找到了一個(gè)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(jìn)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(jìn)行分析， 發(fā)現(xiàn)可用資源 （ 0， 4，0，0）已不能滿足任何進(jìn)程的需要，故系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)， 此時(shí)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(shí)現(xiàn)離散分配方式， 以消減內(nèi)存的外部零頭，提高內(nèi)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(nèi)地址兩部分，是由 機(jī)械硬件實(shí)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(jìn)行編譯時(shí) ,根據(jù)信息的性質(zhì)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(zhì)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(zhì)的特征是虛擬性。 在一個(gè)請求分頁系統(tǒng)中，采用 LRU 頁面置換算法時(shí)，假如一個(gè)作業(yè)的頁面走向?yàn)?4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) 試計(jì)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(jié)果 M 分別為 3和4時(shí)， ?(參考答案有錯 ) 答：當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 3 時(shí)，缺頁 7 次，缺頁率 : 7/12=0.583； 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 4 時(shí)，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(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 3 時(shí)，缺頁 9 次，缺頁率 : 9/12=3/4； 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 4 時(shí)，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(shè)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(yīng)時(shí)間的限制 3）提高 CPU 與 I/O 設(shè)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(jìn)程 SPi 和輸出進(jìn)程 SPo 三部分組成。 在實(shí)現(xiàn)后臺打印時(shí)， SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請求 I/O 的進(jìn)程提供哪些服務(wù)？ 答：在實(shí)現(xiàn)后臺打印時(shí)， SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請求 I/O 的進(jìn)程提供以下服務(wù)： 1）由輸出進(jìn)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(jìn)程為用戶進(jìn)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(duì)列。 3）一旦打印機(jī)空閑， 輸出進(jìn)

12、程便從請求打印隊(duì)列的隊(duì)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(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機(jī)進(jìn)行打印。 磁盤訪問時(shí)間由哪幾部分組成？每部分時(shí)間應(yīng)如何計(jì)算？ 答：磁盤訪問時(shí)間由尋道時(shí)間 Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間 Tr 、傳輸時(shí)間 Tt 三部分組成。 （ 1） Ts 是啟動磁臂時(shí)間 s 與磁頭移動 n 條磁道的時(shí)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(shí)間。硬盤 15000r/min 時(shí) Tr 為 2ms; 軟盤 300 或 600r/min 時(shí) 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(shí)間。 Tt 的大小與

13、每次讀 /寫的字節(jié)數(shù) b 和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)： Tt = b/rN 。 有一計(jì)算機(jī)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(gè)盤塊，試說明盤塊的具體分配過程。 答：分配量個(gè)盤塊的過程如下： 順序掃描位示圖，從中找到第一個(gè)值為 0 的二進(jìn)制位，得到行號 i=3，列號 j=3 。 將找到的二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成對應(yīng)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(gè)值為 0 的二進(jìn)制位， 得到行號 i=4，列號 j=7 ，其對應(yīng)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(yīng)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?jǐn)?shù)計(jì)算： INT （500/32）=16 個(gè)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(shù)中，包括哪些容錯措施？什么是寫后讀校驗(yàn)？ 答：一級系統(tǒng)容錯技術(shù)包括雙份目錄、雙份文件分配表及寫后讀校驗(yàn)等容錯措施。 寫后讀校驗(yàn)是每次從內(nèi)存緩沖區(qū)向磁盤寫入一個(gè)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(nèi)容與內(nèi)存緩沖區(qū)中