第一章
v 1.操作系統是一種﹎﹎A﹎﹎，在操作系統中採用多道程序設計方式能提高CPU和外部設備的﹎﹎B﹎﹎。一般來說，爲了實現多道程序設計，計算機需要有﹎﹎C﹎﹎。
§ A: (1)通用軟件；(2)系統軟件；(3)應用軟件；(4) 軟件包。
§ B: (1)利用效率；(2)可靠性；(3)穩定性；(4)兼容性。
C:(1)更大的內存；(2)更快的外部設備；(3)更快的CPU；(4)更先進的終端；
v 2.分時系統中，爲使多個用戶能夠同時與系統交互，最關鍵的問題是﹎﹎A﹎﹎，當用戶數目爲100時，爲保證響應不超過2秒；此時的時間片最大應爲﹎﹎B﹎﹎。
§ A：(1)計算機具有足夠的運行速度；(2)內存容量應足夠大；(3)系統能及時地接收多個用戶輸入；(4)能在一短的時間內，使所有用戶程序都能運行；(5)能快速進行內外存對換。
§ B：(1)10ms；(2)20ms；(3)50ms；(4)100ms；(5)200ms。
v 3.在設計分時操作系統時，首先要考慮的是﹎﹎A﹎﹎；在設計實時操作系統時，首先要考慮的是﹎﹎B﹎﹎；在設計批處理系統時，首先要考慮的是﹎﹎C﹎﹎。
§ A：(1)靈活性和可適應性；(2)交互性和響應時間；(3)週轉時間和系統吞吐量；(4)實時性和可靠性。
§ B：(1)靈活性和可適應性；(2)交互性和響應時間；(3)週轉時間和系統吞吐量；(4)實時性和可靠性。
§ C：(1)靈活性和可適應性；(2)交互性和響應時間；(3)週轉時間和系統吞吐量；(4)實時性和可靠性。
v 4.若把OS看作計算機系統資源的管理者，下列的 不屬於操作系統管理的資源。
§ A.程序 B.內存 C.CPU D.中斷
v 5.下列OS的各個功能組成部分中， 不需要硬件的支持。
§ A.進程調度 B.時鐘管理 C.地址映射 D.中斷管理
v 6.OS的主要性能參數有 A 和 B ， A 指的是單位時間內系統處理的作業量。 B 指的是在一個給定時間內，系統的一個指定成分被使用的時間比例。
§ A.吞吐量 B.利用率
v 1.怎樣理解“由於計算機上裝有操作系統，從而擴展了原計算機的功能”
v 2.假設有一臺計算機，它有1M內存，操作系統佔用200K，每個用戶也佔用200K，用戶等待I/O的時間爲80％，若增加1M內存，則CPU的利用率將爲多少？
v 3.簡述DOS、Windows、UNIX操作系統的特點
v 2.假設有一臺計算機，它有1M內存，操作系統佔用200K，每個用戶也佔用200K，用戶等待I/O的時間爲80％，若增加1M內存，則CPU的利用率將爲多少？
v 解：設內存中有N個進程，每個進程啓動I/O的百分比是P，N個進程同時啓動I/O的概率是PN(此時CPU空閒)，則CPU的利用率爲1－ PN
由題意1M內存支持用戶進程數爲4個，CPU利用率爲1－0.84＝59％
增加1M，支持9個進程，CPU利用率爲1－0.89＝87％
第二章
- 例：只有一個處理機的系統中，OS的進程有運行、就緒、阻塞三個基本狀態。假如某時刻該系統中有10個進程併發執行，在略去調度程序所佔用時間情況下試問：
• 這時刻系統中處於運行態的進程數最多有幾個？最少有幾個？
• 這時刻系統中處於就緒態的進程數最多有幾個？最少有幾個？
• 這時刻系統中處於阻塞態的進程數最多有幾個？最少有幾個？
•
- 正在執行的進程由於其時間片完而被暫停執行，此時進程應從運行態變爲﹎A﹎狀態；
- 處於阻塞掛起狀態的進程，在進程等待的事件出現後，應轉變爲﹎B﹎狀態；
- 若進程正處於運行態時，應終端的請求而暫停下來以便研究其運行情況，若進程已處於阻塞狀態，則此時應轉變爲﹎D﹎狀態，若進程已處於就緒狀態，則此時應轉變爲﹎E﹎狀態
- 執行解除掛起進程後，如掛起進程處於就緒狀態，則應轉變爲﹎F﹎態，如處於阻塞狀態，則應轉變爲﹎G﹎態；
- 一個進程剛被創建時，它的初始狀態爲﹎H﹎。
- A,...,H：(1)阻塞掛起(2)活動(3)就緒掛起(4)就緒(5)執行
v 執行原語的進程和原語操作的進程間的關係
v 原語 執行原語的進程 原語操作的進程
v 創建 父 子
v 撤消 父 子、孫
v 阻塞 自己 自己
v 喚醒 其它 其它
v 掛起 父 自己或子、孫
v 激活 父 子、孫
- 例：兩個進程分別執行指令x=1和x=2，上述兩個進程執行完畢後x的值是多少?
• 有沒有可能等於3？
• 一條高級指令對應多條微指令，需要多個時鐘週期來完成，例如x=1的賦值語句由多個步驟構成：先把總線清零，然後把1加上去，那麼交替執行的話……
- 課堂練習 ：在公交汽車上，司機和售票員各司其職，司機負責開車和到站停車；售票員負責售票和開門關門，但售票員關好車門後，駕駛員才能開車行駛。試用P/V操作實現司機與售票員之間的同步。(南京理工大學2002年考研試題)
- Semaphore mutex1=0; // 是否允許司機啓動車輛
- Semaphore mutex2=0; // 是否允許售票員開門
- main()
- {
- cobegin
- driver();
- busman();
- coend
- }
- driver()
- {
- While(true){
- P(mutex1)；
- 啓動公交車，開車，到站停車；
- V(mutex2) ； }
- }
- busman(){
- While(true){
- 關車門；
- V(mutex1)；售票；
- P(mutex2)；
- 開車門；上下乘客；
- }
- }
- 1. 在操作系統中進程是一個具有一定獨立功能程序在某個數據集合上的一次﹎A﹎，進程是一個﹎B﹎概念，而程序是一個﹎C﹎的概念。在一單處理機中，若有5個用戶進程，在某一時刻，處於就緒狀態的用戶進程最多有﹎D﹎個，最少有﹎E﹎個。
- A：(1)併發活動；(2)運行活動；(3)單獨操作；(4)關聯操作。
- B，C：(1)組合態；(2)關聯態；(3)運行態；(4)等待態；(5)靜態；(6)動態。
- D，E：(1)1；(2)2；(3)3；(4)4；(5)5；(6)0。
- 2．從靜態角度看，進程由﹎A﹎、﹎B﹎和﹎C﹎三部分組成，用戶可通過﹎D﹎建立和撤消進程，通常用戶進程被建立後，﹎E﹎。
- A：(1)JCB；(2)DCB；(3)PCB；(4)PMT。
- B：(1)程序段；(2)文件體；(3)I/O；(4)子程序。
- C：(1)文件描述塊；(2)數據空間；(3)EOF；(4)I/O緩衝區。
- D：(1) 函數調用；(2)宏指令；(3)系統調用；(4)過程調用。
- E：(1)便一直存在於系統中，直到被操作人員撤消；
- (2)隨着作業運行正常或不正常結束而撤消；
- (3)隨着時間片輪轉而撤消與建立；
- (4)隨着進程的阻塞或喚醒而撤消與建立。
- 3．在操作系統中，解決進程間的﹎A﹎兩種基本關係，往往運用對信號量進行﹎B﹎的﹎C﹎，例如，爲保證系統數據庫的完整性，可以把信號量定義爲某個庫文件（或記錄）的鎖，初值爲1，任何進程存取該庫文件（或記錄）之前先對它作一個﹎D﹎，存取之後對它作一個﹎E﹎，從而做到對該文件（或記錄）任一時刻只有一個進程可存取，但要注意使用不當引起的死鎖。
- A：(1)同步與異步；(2)串行與並行；(3)調度與控制；(4)同步與互斥
- B：(1)消息操作；(2)P-V操作；(3)開關操作；(4)讀寫操作。
- C：(1)通信原語；(2)調度算法；(3)分配策略；(4)進程控制。
- D、E： (1)聯機操作；(2)V操作；(3)輸出操作；(4)讀操作；
- (5)寫操作；(6)P操作；(7)輸入操作。
- 4．對於記錄型信號量，在執行一次P操作時，信號量的值應當爲﹎A﹎；當其值爲﹎﹎B﹎﹎時，進程應阻塞。在執行V操作時，信號量的值應當﹎﹎C﹎﹎；當其值爲﹎D﹎時，應喚醒阻塞隊列中的進程。
- A，C：(1)不變；(2)加1；(3)減1；(4)加指定數值；(5)減指定數值。
- B，D：(1)大於0；(2)小於0；(3)大於等於0；(4)小於等於0。
- 5．信箱通信是一種﹎﹎﹎通信方式。
- A.直接 B.間接 C.低級 D.會合
- 6．若信號量S的初值爲3，當前值爲-1，表示該信號量上有﹎﹎﹎個進程在等待。
- A.4 B.1 C.2 D.3
- 1．爲什麼要引入進程概念?進程的基本特徵是什麼 ?它與程序有何區別?
- 2．有一閱覽室，讀者進入時必須先在一張登記表上進行登記，該表爲每一座位列一表目，包括座號和讀者姓名。讀者離開時要消掉 登記信息，閱覽室中共有100個座位，請問：a. 爲描述讀者的動作，應設置幾個進程？進程與程序間的對應關係如何？b. 用類語言和 P、V操作寫出這些進程間的同步算法。
- 3．寫出在哲學家進餐問題中，只允許4位哲學家同時進餐的P、V原語解決方案
第三章
- 假定在一個處理機上執行以下五個作業：
作業號 A B C D E
到達時間 0 1 2 3 4
運行時間 4 3 5 2 4
分別採用FCFS、SJF、RR（時間片＝1）和HRN(響應比高者優先)四
種調度算法時，試做：
1）畫出調度圖；
2）計算每個作業的週轉時間和帶權週轉時間 ；
3）計算平均週轉時間和平均帶權週轉時間。
Ppt 38頁
- 假定在一個處理機上執行以下五個作業：
作業號 A B C D E
到達時間 0 1 2 3 4
運行時間 4 3 5 2 4
分別採用FCFS、SJF、RR（時間片＝1）和HRN(響應比高者優先)四
種調度算法時，試做：
1）畫出調度圖；
2）計算每個作業的週轉時間和帶權週轉時間 ；
3）計算平均週轉時間和平均帶權週轉時間。
3．在所學的調度算法中，對所有進程和作業都是公平合理的調度算法是﹎﹎A﹎﹎；最有利於提高系統吞吐量的作業調度算法是﹎﹎B﹎﹎；能兼顧作業等待時間和作業執行時間調度算法是﹎﹎C﹎﹎；最有利於提高資源的使用率、能使短作業、長作業及交互作業用戶都比較滿意的調度算法是﹎﹎D﹎﹎；爲實現人機交互作用應採用調度算法是﹎﹎E﹎﹎；能對緊急作業進行及時處理的調度算法是﹎﹎F﹎﹎。
A，B，C，D：(1)FCFS調度算法； (2)短作業優先調度算法；
(3)時間片輪轉法； (4)多級反饋隊列調度算法；
(5)高響應比優先算法；(6)基於優先權的剝奪調度算法。
4、產生死鎖的基本原因是﹎﹎A﹎﹎和﹎﹎B﹎﹎，產生死鎖的四個必要
條件是互斥條件﹎﹎C﹎﹎，不剝奪條件和﹎D﹎。
A：(1)資源分配不當； (2)系統資源不足；
(3)作業調度不當； (4)資源的獨佔性。
B：(1)進程推進順序非法； (2)進程調度不當；
(3)系統中進程太多； (4)CPU運行太快。
C：(1)請求和阻塞條件； (2)請求和釋放條件；
(3)請求和保持條件； (4)釋放和阻塞條件；(5)釋放和請求條件。
D：(1)線性增長條件； (2)環路條件； (3)無序釋放條件；
(4)有序請求條件； (5) 無序請求條件。
5．預防死鎖的論述中，﹎﹎﹎﹎條是正確的論述。
(1)由於產生死鎖的基本原因是系統資源不足，因而預防死鎖的有效方法，是根據系統規模，配置足夠的系統資源。
(2)由於產生死鎖的另一種基本原因是進程推進順序不當，因而預防死鎖的有效方法，是使進程的推進順序合法。
(3)因爲只要系統不進入不安全狀態，便不會產生死鎖，故預防死鎖的有效方法，是防止系統進入不安全狀態。
(4)可以通過破壞產生死鎖的四個必要條件之一或其中幾個的方法，來預防發生死鎖。
1．假定在一個處理機上執行以下五個作業，
作 業 號 1 2 3 4 5
到 達 時 間 0 2 4 6 8
運 行 時 間 3 6 4 5 2
當分別採用FCFS、SJF(短作業優先)和HRRN（響應比高者優先）三種
調度算法時，求 :
1、) 畫出調度圖
2、) 採用三種算法作業的週轉時間
3、) 三種調度算法的平均週轉時間爲
2、書上P102 第20題
第四章
§ 例：假設檢索快表的時間爲20ns，訪問內存的時間爲100ns，訪問聯想存儲器的的命中率爲85%，問：1) CPU存取一個數據的平均時間爲多少？2) 不使用快表呢？
• 1) 使用T=0.85*120+0.15*220=135ns
• 2) 如果不引入快表，其訪問100 + 100 = 200。
- 1、在首次適應算法中，要求空閒分區按﹎A﹎順序鏈接 成空閒分區鏈；在最佳適應算法中是按﹎B﹎順序形 成空閒分區鏈；最壞適應算法是按﹎﹎C﹎﹎順序形成空閒分區鏈。
- A，B，C：l）空閒區首址遞增；2）空閒區首址遞減
- 3）空閒區大小遞增；4）空閒區大小遞減。
- 2、考慮一個分頁系統,其頁表存放在內存
- ① 如果內存讀寫週期爲1.0us，則CPU從內存取一條指令或一個操作數需時間爲﹎﹎A﹎﹎。
- ② 如果設立一個可存放8個頁表表項的快表，80%的地址變換可通過快表完成,內存平均存取週期爲﹎﹎B﹎﹎(假設快表的訪問時間可以忽略不計)。
- A、B：(1)1.0μs (2)1.1μs (3)1.2μs (4)1.3μs (5)1.6μs (6)2.0μs (7)3.0μs
- 3、由固定分區方式發展爲分頁存儲管理方式的主要推動力是﹎﹎A﹎﹎；由分頁系統發展爲分段系統，進而又發展爲段頁式系統的主要動力分別是﹎﹎B﹎﹎和﹎﹎C﹎﹎。
- A，B，C：
- l）提高內存利用率；2）提高系統吞吐量；
- 3）滿足用戶需要； 4）更好地滿足多道程序運行的需要。
- 5）既滿足用戶需要，又提高內存利用率。
- 1、虛擬存貯管理系統的基礎是局部性理論。此理論的基本含義是﹎A﹎。
- 局部性有兩種表現形式：時間侷限性和﹎B﹎。它們的意義分別爲﹎C﹎
- 和﹎D﹎。
- A、B：① 程序執行時對主存和訪問是不均勻的 ②代碼的順序執行
- ③ 變量的連續訪問 ④ 指令的局部性
- ⑤ 數據的局部性 ⑥ 空間局部性
- C、D：① 最近被訪問的單元，很可能在不久的將來還要被訪問
- ② 最近被訪問的單元，很可能在它附近的單元也即將被訪問
- ③ 結構化程序設計，很少出現轉移語句
- ④ 程序中循環語句的執行時間一般很長
- ⑤ 程序中使用的數據局部於各子程序
- 2、在請求分頁內存管理的頁表表項中，其中狀態位供﹎A﹎時參考；修改位供﹎B﹎時參考；訪問位供﹎C﹎時參考；外存始址供﹎﹎D﹎﹎時參考。
- A，B，C，D： （l）分配頁面；（2）置換算法；（3）程序訪問；
- （4）換出頁面；（5）調入頁面。
- 3、在請求調頁系統中，凡未裝入過內存的頁都應從﹎A﹎調入；已運行過的頁主要是從﹎B﹎調入，有時也可以從﹎C﹎調入。
- A，B，C：（1）系統區；（2）文件區；（3）對換區；（4）頁面緩衝池。
- 4、在請求調頁系統中有着多種置換算法：1）選擇最先進入內存的頁面予以淘汰的算法稱爲 ﹎A﹎；2）選擇在以後不再使用的頁面予以淘汰的算法稱爲﹎B﹎；3）選擇自上次訪問以來所經歷時間最長的頁面予以淘汰的算法稱爲﹎C﹎；4）選擇自某時刻開始以來，訪問次數最少的頁面予以淘汰的算法稱爲﹎D﹎。
- A，B，C，D：1）FIFO算法；2）OPT算法；3）LRU算法；
- 4）NRU算法； 5）LFU算法。
- 1、試述分頁系統和分段系統的主要區別。
- 2、設有一頁式存儲管理系統，向用戶提供的邏輯地址空間最大爲16頁，
- 每頁2048字節，內存共有8個存儲塊，試問邏輯地址至少爲多少位？
- 內存空間有多大？
- 3、在請求頁式系統中，一程序的頁面走向（訪問串或引用串）爲2，3，
- 4，5，2，3，6，2，3，4，5，6, 設分配給該程序的存儲塊數爲m。試
- 分別計算m=3和m=4時，FIFO和LRU兩種替換算法的缺頁（頁故障）
- 數。結果說明了什麼？
- 4、巳知一個有快表的請求分頁系統,內存讀寫週期爲Tr(1us)，內外存之間傳送一個頁面的時間Tt(5ms),頁面失效率爲f(10%)。計算內存中頁表查到時存取時間爲多少？頁面失效時存取時間爲多少？求系統和內存有效存取週期EAT(平均存取時間) 。
- 5、某系統採用頁式存儲器管理，頁長爲1K(1024)字,某作業的地址空間如圖所示，主存大小爲10K，其中0塊和1塊爲操作系統佔用，該作業分頁後分別裝入到主存的2、4、8塊中去，當前正在運行該作業。
|
邏輯地址 |
作業的地址空間 |
存儲單元地址 |
|
400 |
MOV R0，2468 |
A |
|
1129 |
JMP 3080 |
B |
|
2468 |
12468 |
C |
|
3060 |
1）作業裝入主存時，計算邏輯地址400、1129、2468所給指令、數據所在的存儲單元地址A、B、C
2）試分析執行JMP3080後會出現什麼的情況？
第五章
v 時序比較
§ 考慮一個典型的磁盤，平均尋道時間爲10ms，轉速爲10000r/min，每個磁道有320個扇區，每個扇區512個字節。假設讀取一個包含2560個扇區的文件，文件1.3M，傳送需要的總時間？
§ 首先，假定文件採用順序組織，那麼讀第一個磁道的時間爲：
v 平均尋道 10ms
v 旋轉時間 3ms
v 讀320個扇區 6ms (旋轉一週)
v 19ms
v 時序比較
§ 假定現在可以不需要尋道時間讀其餘的磁道，即I/O操作可能跟得上來自磁盤的數據流。那麼，最多需要爲隨後的的每個磁道處理旋轉延遲。因此後面的每個磁道可以在3＋6＝9ms內讀入，除第一個磁道外，還剩7個磁道（2560/320 = 8）。爲讀取整個文件：
§ 總時間＝19＋7×9＝0.082s
v 時序比較
§ 若文件採用隨機組織，對每個扇區，有：
v 平均尋道 10ms
v 旋轉時間 3ms
v 讀1個扇區 0.01875ms (6/320)
v 19ms
v 總時間＝2576×13.01875＝33 328ms =33.328s
v 爲提高性能，需要減少花費在尋道上的時間
v 1、在I/O設備控制的發展過程中，最主要的推動因素是﹎A﹎，提高I/O速度和設備利用率，在OS中主要依靠﹎B﹎功能。使用戶所編制的程序與實際使用的物理設備無關是由﹎C﹎功能實現的。
v A： 1）提高資源利用率；2）提高系統吞吐量；
v 3）減少主機對I/O控制的干預；
v 4）提高CPU與I/O設備的並行操作程度。
v B,C：1）設備分配； 2）緩衝管理； 3）設備管理；
v 4）設備獨立性； 5）虛擬設備。
v 2、通道是一種特殊的﹎A﹎，具有﹎B﹎能力。
v A：1）I/O 設備 2）設備控制器 3）處理機 4）I/O控制器
v B：1）執行I/O指令集 2）執行CPU指令集
v 3）傳輸I/O命令； 4）運行I/O進程。
v 3、假定把磁盤上一個數據塊中信息輸入到一單緩衝的時間T爲100us，將緩衝區中數據傳送到用戶區的時間M爲50us,而CPU對這一塊數據進行計算的時間C爲50us，這樣，系統對每一塊數據的處理時間爲﹎A﹎；如果將單緩衝改爲雙緩衝，則系統對每一塊數據的處理時間爲﹎B﹎。
v A，B： (1)50us；(2)100us；(3)150us；(4)200us；(5)250us。
v 4、下面關於設備獨立性的論述中，第 條是正確的論述。
v 1）設備獨立性是I/O設備具有獨立執行I/O功能的一種特性。
v 2）設備獨立性是指用戶程序獨立於具體使用的物理設備的一種特性。
v 3）設備獨立性是指能獨立實現設備共享的一種特性。
v 4）設備獨立性是指設備驅動獨立於具體使用的物理設備的一種特性。
v 5、下面關於虛擬設備的論述中，第 條是正確的論述。
v 1）指允許用戶使用比系統中具有的物理設備更多的設備。
v 2）指允許用戶以標準化方式來使用物理設備。
v 3）把一個物理設備變換成多個對應的邏輯設備。
v 4）指允許用戶程序不必全部裝入內存便可使用系統中的設備。
第六章
v 假定磁盤塊的大小爲1K，對於800M的硬盤，其文件分配表FAT需要佔用多少存儲空間？
§ 由題目條件可知，硬盤大小爲800M，磁盤塊的大小爲1K，所以該硬盤共有盤塊：800M/ 1K= 800K(個)
§ 又512K<800K<1024K，故800K個盤塊號要用20位二進制表示，即文件分配表的每個表目爲2.5字節。
§ FAT要佔用的存儲空間總數爲：2.5 * 800K = 2000K
v 一磁盤有6400塊，每塊長度爲1024字節，塊號記作1—6400，現用400個16位(Bit)的字作該磁盤的位示圖，試問第2999塊對應於位示圖中的第幾字的第幾位(字、位均從0開始計)；而第299字的第7位(同上，從0開始)又對應第幾塊？
v 解：1) ∵ 2999 / 16 = 187 …… 7
∴ 第2999塊對應於位示圖中第187字的第6位；
2) ∵299*16+8=4792
∴ 第299字的第7位對應於第4792塊。
v 索引順序文件：
§ 但若文件很大，設含有106個記錄,索引順序文件查找：
• 平均1000個記錄（太多）
• 引入多級索引，爲索引文件再建立一張索引表。
§ 例如：有106個記錄，每100個記錄爲一組，一級索引有104個表項。將每100個索引表項分爲一組，故二級索引有102個表項。平均只要查找50＋50＋50＝150 個記錄。
• 順序文件：50萬個記錄
• (一級)索引順序文件：1000個記錄
• 二級索引順序文件：3/2*100= 150個記錄
16. 設兩個進程共用一個臨界段的互斥信號量mutex，當mutex=0時表示：﹎﹎A﹎﹎。
A: (1)一個進程入了臨界段，另一個進程等待 (2)沒有一個進程進入了臨界段
(3) 只有一個進程進入了臨界段 (4)兩個進程都在等待
17. 計算機操作系統中有3個用戶進程，若P、V操作的信號量S初值爲2，當前值爲-1，則表示當前有﹎﹎A﹎﹎進程在等待。
22. 實現進程互斥時，用﹎﹎A﹎﹎對應，對同一個信號量調用PV操作實現互斥。
A: (1)一個信號量與一個臨界區 (2)一個信號量與一個相關臨界區
(3)一個信號量與一組相關臨界區 (4)一個信號量與一個消息
28. 在所學的調度算法中，能兼顧作業等待時間和作業執行時間調度算法是﹎﹎A﹎﹎。
A: (1)FCFS調度算法 (2)短作業優先調度算法 (3)時間片輪轉法
40. 對資源採用按序分配策略能達到﹎﹎A﹎﹎的目的。
A： (1)防止死鎖 (2)避免死鎖 (3)檢測死鎖 (4)解除死鎖