操作系统课堂测验
一:名词解释：
操作系统 控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机之间的接口
二:填空
1.操作系统的基本特征是 并发 、 共享 和_虚拟____、异步
2.进程间相互合作的关系是_同步_____关系，而对资源争用的关系是___互斥______关系。若干进程使用同一临界资源时必须 互斥 执行。
3.对信号量S每执行一次P操作，则信号量S的值就__减1_________。当S的值___小于0_____时，执行P操作的进程的状态就置为阻塞态，把相应的PCB连入该信号量队列的___末尾 ________ ，并且该进程____放弃_______ 处理机。
4. 从用户的源程序进入系统到相应程序在机器上运行，所经历的主要处理阶段有 编译阶段 ，连接阶段 ，___装入阶段______和 ___运行阶段______。
5．如果信号量的当前值为-5，则表示系统中在该信号量上有 个等待进程。
三:判断对错并改正
1.进程控制块（PCB）是专为用户进程设置的私有数据结构，每个进程仅有一个PCB。 （ × ）
2简单地说，进程是程序的执行过程。因而，进程和程序是一一对应的。（ × ） 四:解答题
1.进程和程序的主要区别是什么？
进程是动态的，程序是静态的；进程具有并发性，而程序具有顺序性；进程具有独立性，是资源分配和调度的基本单位，而程序无此特性；进程和程序间没有一一对应关系；进程异步运行，会相互制约，程序不具备此特性。
2．如何利用信号量机制来实现多个进程对临界资源的互斥访问？
为了使多个进程能互斥访问某临界资源，只需为该资源设置一互斥信号量mutex,并设其初始值为1，用于表示临界资源未被访问，然后将各进程访问该资源的临界区CS置于wait(mutex)和signal(mutex)操作之间即可。这样，每个欲访问该临界资源的进程，在进入临界区之前，都要先对mutex执行wait操作，若该资源此刻未被访问（mutex的值为1），本次wai操作必然成功，进程便可以进入自己的临界区。这时，若有其他进程也想进入自己的临界区，由于对mutex执行wait操作定会失败（mutex的值已为-1），因而该进程被阻塞，从而保证了该临界资源能被互斥地访问。
五:选择
1. 操作系统的基本职能是（ A ）
A.控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行 B.提供用户界面，方便用户使用 C.提供方便的可视化编辑程序 D.提供功能强大的网络管理工具
2. 操作系统中引入“进程”概念的主要目的是（ B ）。 A.改善用户编程环境
B.描述程序动态执行过程的性质 C.使程序与计算过程一一对应 D.提高程序的运行速度 3某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。当系统完成了所需的读盘操作后，此时该进程的状态将（ D ） A. 从就绪变为运行
B．从运行变为就绪 C．从运行变为阻塞 D．从阻塞变为就绪
4．设有n个进程使用同一个共享变量，如果最多允许m（m < n）个进程同时进入相关临界区，则信号量的变化范围是 B 。 A. n,n-1,...,n-m B. m,m-1,...1,0,-1,...m-n C. m,m-1,...1,0,-1,...m-n-1 D. m,m-1,...1,0,-1,...m-n+1
5．对于有两个并发进程的系统，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则 B 。 A. 表示没有进程进入与mutex相关的临界区 B. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区
C. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区，另一个进程等待进入 D．表示有两个进程进入与mutex相关的临界区
6．S.queue，S.value是信号灯S的两个组成部分，当S.queue为空时，S.value的值是( D ) A．S.value≤0 B．S.value=0 C．S.value=1 D．Svalue≥0 7．在可变分区管理系统中，假定主存中按地址顺序依次有5个空闲区，其大小依次为32KB、10KB、5KB、228KB、100KB，现有5个J1、J2、J3、J4、J5，它们各需主存1KB、10KB、108KB、28KB、115KB，则内存分配采用 C 适应算法，可将5个全部装入内存？ A．首次
B．循环首次（下次）
C．最佳
D．最坏
8．文件系统采用多级目录结构可以 B 。
A、节省存储空间 B、解决命名冲突 C、缩短文件传送时间 D、减少系统开销
9．文件系统中文件被按照名字存取是为了 B 。
A、方便操作系统对信息的管理 B、方便用户的使用 C、确定文件的存取权限 D、加强对文件内容的保密
10．如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用 D 来保证按名存取的安全。
A、重名翻译机构 B、建立索引表 C、建立指针 D、多级目录结构
11．某操作系统的文件系统中，采用3个字节表示磁盘块号，每个磁盘块大小为512字节。该系统中
每个（逻辑）磁盘允许的最大容量是 C 字节。 A. 2G B. 4G C. 8G D. 16G 12．硬件采用了中断和通道技术，使得 B 。
A．CPU与外设能紧密结合 B．CPU与外设能并行工作 C．CPU速度提高 D．外设速度提高
13．以下 A 不属于磁盘的驱动调度。
A. 最高响应比优先调度算法 B. 先来先服务调度算法 C. 电梯调度算法 D. 单向扫描调度算法
14．I/O软件一般分为4个层次：用户层、与设备无关软件层、设备驱动程序、中断处理程序。以下工作中，不是由设备驱动程序完成的是 B 。 A．向设备寄存器写命令 B．检查用户是否有权使用设备 C．将二进制整数转换成ASCII码以便打印 D．解释用户的I/O请求，并将该请求转化为具体的I/O操作
计算题
1．有一个具有两道的批处理系统（最多可有两道同时装入内存执行），调度采用计算时间短的优先调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，今有如下序列（表中所列优先数即为进程优先数，数值越小优先级越高）： 名 J1 J2 J3 J4 到达时间 10 : 10 10 : 20 10 : 30 10 : 50 估计运行时间 20分钟 30分钟 25分钟 20分钟 优先数 5 3 4 6 (1) 列出所有进入内存时间及结束时间。 (2) 计算平均周转时间。
作业名 J1 J2 J3 J4
平均周转时间=(50+30+55+55)4=47.5(分钟)
（短作业优先（SJF）调度算法—— 从后备队列中选择一个或几个估计运行时间最短的作业，将它调入内存运行。）
2．在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：
Process P0 P1 P2 P3 P4 Allocation 0,0,3,2 1,0,0,0 1,3,5,4 0,0,3,2 0,0,1,4 Need 0,0,1,2 1,7,5,0 2,3,5,6 0,6,5,2 0,6,5,6 Available 1,6,2,2 提交时间 10：10 10：20 10：30 10：50 进入时间 10:10 10:20 11:00 10:50 结束时间 11:00 10:50 11:25 11:45 周转时间 50分钟 30分钟 55分钟 55分钟 试问：（1）该系统状态是否安全？（应分析说明理由）
（2）若P2发出请求向量Request（1,2,2,2），分析系统能否将资源分配给它？
⑴该状态是安全的，因为存在一个安全序列< P0P3P4P1P2>。下表为该时刻的安全序列表。 资源情况 进程 Work Need Allocation Work+Allocation Finish P0 1 6 2 2 0 0 1 2 0 0 3 2 1 6 5 4 true P3 1 6 5 4 0 6 5 2 0 3 3 3 1 9 8 7 true P4 1 9 8 7 0 6 5 6 0 0 1 4 1 9 9 11 true P1 1 9 9 11 1 7 5 0 1 0 0 0 2 9 9 11 true P2 2 9 9 11 2 3 5 6 1 3 5 4 3 12 14 17 true ⑵若进程P2提出请求Request(1，2，2，2)后，系统不能将资源分配给它，若分配给进程P2，
系统还剩的资源情况为（0，4，0，0），此时系统中的资源将无法满足任何一个进程的资源请求，从而导致系统进入不安全状态，容易引起死锁的发生。
3．有一个虚存系统，某进程占用3个内存块，开始时内存为空，执行如下访问页号序列：
1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5
(1) 采用先进先出（FIFO）淘汰算法，缺页次数是多少？ (2) 采用最近最少使用（LRU）淘汰算法，缺页次数是多少？ (3) 若用最优（OPT）算法呢？
FIFO:
当前所需：
1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 当前内存：
1 1 1 4 4 4 5 5 5 3 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 4 4 3 3 3 2 2 2 2 2 2 5
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 是否缺页：
* * * * * * * * * * *
(FIFO)=7次
LRU:（最近最久未全使用）
当前所需：
1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 当前内存：
1 1 1 4 4 4 5 5 5 3 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 4 4 3 3 3 2 2 2 2 2 2 5
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 是否缺页：
* * * * * * * * * * *
4．在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该的第0页已经装入主存，现分配给该的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为。 （2）按LRU调度算法将产生 次缺页中断，依次淘汰的页号为 ，缺页中断率为。
解：由于作业的页面大小为100个字，因而主存块的大小也为100个字。现该作业可使用的主存空间共300
个字，即共可使用三个主存块。根据作业依次要访问的字地址，可以得到作业将依次访问的页如下：
根据作业依次要访问的字地址序列可以知道作业应访问的页面顺序为：1、2、1、0、4、1、3、4、2、1。
现只有第0页在主存中，但尚有两块主存空间可供使用。因而，作业在进行前两次访问时均会产生缺页中断，但不必淘汰已在主存中的页面。目前主存中有第0、1、2三个页面。
(1)按FIFO页面调度算法将在后继的第五、七、十次访问时再产生三次缺页中断。因而，共产生五次缺页中断，依次淘汰的页号为：0、1、2。
(2)按LRU页面调度算法将在后继的第五、七、九、十次访问时再产生四次缺页中断。因而，共产生六次缺页中断，依次淘汰的页号为：2、0、1、3。
5.一台转速为3600（转分）的磁盘，其存储密度为16.7（K/道）。已知磁盘由启动到运转平稳的时间
为3ms，磁头臂的移动速度为0.3（ms/道），请回答：
（1）设磁头的当前位置在第20号磁道上，移动方向为磁道号增加的方向。若系统收到4条记录
访问请求，请求序列如下表所示。
记录号 1 2 3 4 磁道号 18 25 32 7 请写出电梯调度算法的访问序列。
（2）若上述4条记录的长度皆为16.7KB，求系统按电梯调度算法访问磁盘，上述4条记录的最长
时间为多少？(计算时间时保留2位小数)
5.解:寻道时间=柱面（磁道）移动总量×0.3ms
1） 先到先服务算法的调度顺序： 18 25 32 7 电梯算法的调度顺序： 25 32 18 7 5*0.3 寻道时间=（5+7+14+11）×0.6ms=11.1ms 3+11.1+16.7*4
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