操作系統(tǒng)原理課后答案

第一章操作系統(tǒng)概論

1.單項(xiàng)選擇題

⑴B;(2)B;(3)C;(4)B;(5)C;

(6)B;(7)B；(8)D；(9)A；(10)B；

2.填空題

⑴操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)最根本的系統(tǒng)軟件，它管理和控制

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種系統(tǒng)資源；

⑵如果一個(gè)操作系統(tǒng)兼有批處理、分時(shí)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)三者或者其中

兩

者的功能，這樣的操作系統(tǒng)稱為多功能(元)操作系統(tǒng)；

⑶沒(méi)有配置任何軟件的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)；

⑷在主機(jī)控制下發(fā)展的輸入/輸出操作稱為聯(lián)機(jī)操作；

⑸如果操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)交互性，可同時(shí)供多個(gè)用戶使用，系統(tǒng)響應(yīng)

比擬及時(shí)，那末屬于分時(shí)操作系統(tǒng)類型；如果OS可靠，響應(yīng)及時(shí)但

僅有簡(jiǎn)單的交互能力，那末屬于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)類型；如果OS在用戶

遞交作業(yè)后，不提供交互能力，它所追求的是計(jì)算機(jī)資源的高利用率，

大吞吐量和作業(yè)流程的自動(dòng)化，那末屬于批處理操作系統(tǒng)類型；

⑹操作系統(tǒng)的根本特征是：并發(fā)、共享、虛擬和不確定性；

⑺實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)按應(yīng)用的不同分為過(guò)程控制和信息處理兩種；

⑻在單處理機(jī)系統(tǒng)中，多道程序運(yùn)行的特點(diǎn)是多道、宏觀上并行和微

觀上串行。

第二章進(jìn)程與線程

1.單項(xiàng)選擇題

(1)B；(2)B；(3)ACBD;(4)C;(5)C;

(6)D;(7)C;(8)A;(9)C;(10)B;

(11)D;?A;(13)D;(14)C;(15)A;

2.填空題

⑴進(jìn)程的根本狀態(tài)有執(zhí)行、就緒和等待(睡眠、阻塞)；

⑵進(jìn)程的根本特征是動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性及構(gòu)造性；

⑶進(jìn)程由控制塊(PCB)、程序、數(shù)據(jù)三局部組成，其中PCB是進(jìn)

程______________________________

存在的惟一標(biāo)志。而程序局部也可以為其他進(jìn)程共享;

⑷進(jìn)程是一個(gè)程序?qū)δ硞€(gè)數(shù)據(jù)集的一次執(zhí)行；

⑸程序并發(fā)執(zhí)行與順序執(zhí)行時(shí)相比產(chǎn)生了一些新特征，分別是連續(xù)

性、失去封閉性和不可再現(xiàn)性；

⑹設(shè)系統(tǒng)中有n(n>2)個(gè)進(jìn)程，且當(dāng)前不在執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度程序，試

考慮下述4種情況：

①?zèng)]有運(yùn)行進(jìn)程，有2個(gè)就緒進(jìn)程，n個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)；②有

一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程，沒(méi)有就緒進(jìn)程，n.l個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)；③有1

個(gè)運(yùn)行進(jìn)程，有1個(gè)等待進(jìn)程，n-2個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)；④有1個(gè)

運(yùn)行進(jìn)程，n-1個(gè)就緒進(jìn)程，沒(méi)有進(jìn)程處于等待狀態(tài)；

上述情況中不可能發(fā)生的情況是色；

⑺在操作系統(tǒng)中引入線程的主要目的是進(jìn)一步開(kāi)辟和利用程序內(nèi)部

的并行性；

⑻在一個(gè)單處理系統(tǒng)中，假設(shè)有5個(gè)用戶進(jìn)程，且假設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為用

戶態(tài)，那末處于就緒狀態(tài)的用戶進(jìn)程最多有4個(gè)；至少。個(gè)；

⑼下面關(guān)于進(jìn)程的表達(dá)中，不正確的有①②③條:

①進(jìn)程申請(qǐng)CPU得不到滿足是，其狀態(tài)變?yōu)榈却隣顟B(tài)；②

在單CPU系統(tǒng)中，任一時(shí)刻都有一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)；

③優(yōu)先級(jí)是進(jìn)程調(diào)度的重要依據(jù)，一旦確定不能改變；④

進(jìn)程獲得處理機(jī)而運(yùn)行是通過(guò)調(diào)度實(shí)現(xiàn)的；

(10)程序順序執(zhí)行時(shí)的三個(gè)特征是順序性、封閉性和可再現(xiàn)性；

(1D如果系統(tǒng)有n個(gè)進(jìn)程，那末在等待隊(duì)列中進(jìn)程的個(gè)數(shù)最多可為n2;

?在操作系統(tǒng)中，不可中斷執(zhí)行的操作稱為原語(yǔ)。

3.解答題

⑶

⑺

(8)

1，進(jìn)程切換；2,等待數(shù)據(jù)；3,等待I/O;4,數(shù)據(jù)到達(dá);

5,I/O完成；

第三章進(jìn)程同步于通信

1.單項(xiàng)選擇題

(DD；(2)B；(3)C；(4)A；(5)B;

(6)C；(7)B；(8)D；(9)A；(10)A；

2.填空題

⑴信號(hào)量的物理意義是：當(dāng)信號(hào)量的值大于0時(shí)表示資源個(gè)數(shù)；當(dāng)信

號(hào)量的值小于0時(shí)，其絕對(duì)值為在此信號(hào)量上等待的進(jìn)程的個(gè)數(shù)；

⑵如果信號(hào)量的當(dāng)前值為4那末表示系統(tǒng)中在該信號(hào)量上有4個(gè)等

待進(jìn)程；

⑶對(duì)于信號(hào)量可以做P逑作和v慢作，P便作用于阻塞進(jìn)程，v般!乍

用于釋放進(jìn)程。程序中的外V逑作應(yīng)謹(jǐn)慎使用，以保證其使用的正

確性，否那末執(zhí)行時(shí)可能發(fā)生死鎖；

⑷有m個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，假設(shè)使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界

資源的互斥訪問(wèn)，那末信號(hào)量值的變化X圍是1-(m-1)；

⑸臨界資源是指一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源；

⑹進(jìn)程的高級(jí)通信方式有共享存儲(chǔ)器通信、消息傳遞通信和管道通

信；

⑺管程由一組共享數(shù)據(jù)、一組操作和初始化代碼三局部組成；

⑻訪問(wèn)臨界資源應(yīng)遵循的條件有：空暇讓進(jìn)、忙那末等待、有限等待

和讓權(quán)等待；

⑼每一個(gè)信箱可以包含信箱頭和信箱體兩局部;

⑩為了實(shí)現(xiàn)消息緩沖通信，在PCB中增加數(shù)據(jù)項(xiàng)有：mq、mutex、sm；

3.解答題

⑹s1=s2=s3=s4=s5=s6=0

Cobegin

Pl:(progl;v(sl);v(s2);)

P2:{p(sl);prog2;v(s3);)

P3:{p(s2);prog3;v(s4);)

P4:{p(s3);prog4;v(s5);)

P5:{p(s4);prog5;v(s6);)

P6:{p(s5);p(s6);prog6;}

Coeud

⑺mutex=l

Bus

i

p(mutex)；

過(guò)橋；

v(mutex)；

(8)假定R、M、P三者的工作方式是：R輸入n個(gè)字符-M處理n

個(gè)字符一P打印n個(gè)字符，那末可描述如下：

Sl=l;s2f3=0;

Cobegin

R;M;P;

Coend

R:{P(sl);輸入n個(gè)字符;V(s2);)

M:{p(s2);處理n個(gè)字符；v(s3);)

P:{p(s3);打印n個(gè)字符；v9sl);}

(9)兩個(gè)P操作調(diào)換，在一定的條件下會(huì)產(chǎn)生死鎖；兩個(gè)V操作調(diào)

換不會(huì)有什么影響。

(10)s0=sl=s2=0

Cobegin

領(lǐng)班：

(承受點(diǎn)菜；

V(s0);}

廚師：

{P(s0);

炒菜；

V(si)；}

打包工：

{P(S1)；

打包；

V(s2);}

出納：

{P(s2);

結(jié)賬；}

Coend

(11)sl=s2=0;

司機(jī)：售票員:

1

While(true)while(true)

i

i

{{i

i

1

P(s2)；開(kāi)門，上下乘客;

1

啟動(dòng)；!關(guān)門；

?

正常運(yùn)行；V(s2);

1

到站停車；;售票；

1

V(sl);)!P(sl)；}

第四章調(diào)度與死鎖

1,單項(xiàng)選擇題

⑴C；(2)B(3)A(4)D(5)D；

(6)C；(7);⑻.⑼；⑩A；

(11)B；02)B?B（M）C

2.填空題；

c

⑴進(jìn)程的調(diào)度方式有兩種，一種是搶占式,另一種是非搶占式;

⑵在有m個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)中浮現(xiàn)死鎖時(shí)，死鎖進(jìn)程的人數(shù)k應(yīng)該滿足

的條件是k<=m；

⑶在FCFS調(diào)度算法中，按照進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后次序來(lái)分配處

理機(jī)；

⑷銀行家算法中，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程提出的資源請(qǐng)求將導(dǎo)致系統(tǒng)從安全狀態(tài)

進(jìn)入不安全狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就拒絕它的資源請(qǐng)求；

⑸采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法時(shí)，假設(shè)時(shí)間片過(guò)大，就會(huì)使輪轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)化為FCFS

調(diào)度算法;

⑹作業(yè)調(diào)度是處理機(jī)的高級(jí)調(diào)度,進(jìn)程調(diào)度是處理機(jī)的低級(jí)調(diào)度;

⑺一個(gè)作業(yè)可以分成假設(shè)干順序加工的步驟，每一個(gè)加工步驟稱為一個(gè)

狀態(tài)；

⑻作業(yè)生存期共經(jīng)歷四個(gè)狀態(tài)，它們是：提交、后備、運(yùn)行、完成；

⑼既考慮作業(yè)等待時(shí)間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的調(diào)度算法是高響應(yīng)比

者優(yōu)先算法；

⑩對(duì)待死鎖，普通應(yīng)考慮死鎖的預(yù)防、防止、檢測(cè)和解除四個(gè)問(wèn)題。

典型的銀行家算法是屬于防止,破壞環(huán)路等待條件是屬于預(yù)防,而剝

奪資源是解除的根本方法;

3.解答題

(5②有可能死鎖；。

(6)T=1.975；W=4.0675；

(8)

102030405060708090100110120130

時(shí)間軸：IIIIIIIII1111I

J3J2JIJ2J3JIJ3

CPU：|____________I__I_______I_____I_____L_J___L_J____I

J2JIJ3J3

II：Ii_______iii__i?

JIJ2JI

12：|11|

約束條件：

1,作業(yè)本身的順序性；

2,同一資源的獨(dú)立性;

3,CPU的可搶占性；

結(jié)果：

1,J2：90；J3：110；

2,80/110=72.7;

3,II：80/110=72.712：90/110=81.8

(9XD安全，有安全序列：A,C,DB,;E

②可以；

③可以；

(10)①安全，有安全序列：P3,P1,P2,P；4

②不安全，無(wú)安全序列；

(⑵

反證法，假設(shè)死鎖已產(chǎn)生，于是：

XAllocatinm...................................(1)

i

ZMax<m+n.............................................(2)

i

XNeed=gMax-XAllocati6m+n-m=n

iii

—>ZNeed〈n

i

與題目假設(shè)不符。證畢。

第五章存儲(chǔ)器管理

1.單項(xiàng)選擇題

⑴B；(2)A；(3)(4)D；⑸口

AAD

(6)D；(7)C；(8).(9)c：(10)

99

2.填空題

⑴把作業(yè)裝入內(nèi)存中隨即發(fā)展地址變換的方式稱為靜態(tài)重定位，而在

作業(yè)執(zhí)行期間，當(dāng)訪問(wèn)到指令或者數(shù)據(jù)時(shí)才發(fā)展地址變換的方式成為

動(dòng)_

態(tài)重定位；

⑵在分區(qū)分配算法中，首次適應(yīng)算法傾向于優(yōu)先利用內(nèi)存中的低地址

局部的空暇分區(qū)，從而保存了高地址局部的大空暇區(qū)；

⑶段頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，是先將作業(yè)分段，段內(nèi)分頁(yè):分配以頁(yè)為單位。

在不考慮使用聯(lián)想存儲(chǔ)器的情況下，執(zhí)行程序時(shí)需要學(xué)訪問(wèn)內(nèi)存，

其中第三次是查作業(yè)的頁(yè)表；

⑷分區(qū)存儲(chǔ)管理可以分為靜態(tài)分區(qū)和動(dòng)態(tài)分區(qū);

⑸三種不連續(xù)內(nèi)存管理方式是頁(yè)式、段式和段頁(yè)式；

⑹對(duì)圖5.25所示的內(nèi)存情況，假設(shè)要申請(qǐng)30K的存儲(chǔ)空間，使首地

址最大的分配策略是最壞適應(yīng)法。

3.解答題

(2)“內(nèi)零頭是指已分給某進(jìn)程的不可利用的內(nèi)存空間，“外零頭是指

內(nèi)存中未分給任何進(jìn)程的不可利用的內(nèi)存空間。頁(yè)式虛存有“內(nèi)零頭

,固定分區(qū)，可變分區(qū)和段式虛存有“外零頭；

⑸①400ns;②200*75%+400*25%=150+100=250ns；

第六章虛擬存儲(chǔ)器

1,單項(xiàng)選擇題

(DD;(2)B;(3)B;(4)B;(5)A;(6)C;(7)C；(8)B；

2,填空題

⑴在頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，常用的頁(yè)式淘汰算法有：Opt.,選擇淘汰

再也不使用或者最遠(yuǎn)的將來(lái)才使用的頁(yè)；FIFO,選擇淘汰在內(nèi)存駐留

時(shí)間

最長(zhǎng)的頁(yè)；

⑵程序運(yùn)行的局部性表現(xiàn)為：時(shí)間局部性和空間局部性。

3,解答題

⑴邏輯地址13位，物理地址15位；

⑵缺頁(yè)率=6/12=50%;

⑶1)該作業(yè)各頁(yè)在內(nèi)存的起始地址是：0,1,2,3—8K,16K,4K,

24K；

2)i*4K+；j

⑷對(duì)應(yīng)始地址日注意：口55］越界；［3,20］不在內(nèi)存；⑸頁(yè)表

長(zhǎng)度等于虛頁(yè)面數(shù)：2產(chǎn)2尸2W1M;虛地址空間=2〃=4G；

(6)A*(n-d/n+(A+B)*(m-l)/m+(A+B+C)*(1-(n-l)/n-(m-；l)/m)

⑺頁(yè)表項(xiàng)數(shù)=頁(yè)面數(shù)=235；反置表項(xiàng)數(shù)=2l9；

(8)Pl

0.7*0.06+0.3*l=0.342i(s)0.7*0.08+0.3*0.9=0.32座)

慢快

0.9*0.06+0.1*l=0.154n(s)0.9*0.8+0.1*0.9=0.16心)

快

慢

第七章虛擬存儲(chǔ)器

1,單項(xiàng)選擇題

(1)A;(2)C;(3)D;(4)B;

(5)C;

(6)A;(7)D；(8)B；(9)D；

(10)C；

2,填空題

⑴發(fā)展設(shè)備分配時(shí)所需的數(shù)據(jù)表格主要有：設(shè)備控制表、控制器控

制表、通道控制表和系統(tǒng)設(shè)備表；

⑵引起中斷發(fā)生的事件稱為中斷源；

⑶常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中斷方式、DMA方式和

通道方式；

⑷通道是一個(gè)獨(dú)立于主機(jī)的專管I/O的處理機(jī),它控制外設(shè)與內(nèi)存之

間的信息交換；

⑸SPOOLing系統(tǒng)是由磁盤中的輸入井和輸出井，內(nèi)存中的輸入緩

沖_______________________

區(qū)和輸出緩沖區(qū)以及DO進(jìn)程構(gòu)成的;

⑹設(shè)備分配程序分配外部設(shè)備時(shí)，先分配度需再分配控制器,最后

分配通道;

⑺中斷方式適合于字符設(shè)備,DMA方式適合于塊設(shè)備;

⑻緩沖區(qū)的組織方式可分為單緩沖，雙緩沖，多緩沖和緩沖池；

(9)緩沖池中有三種類型的緩沖隊(duì)列：