OS-练习题(1~4)

目录

课时一 操作系统引论

1.操作系统的概念及特征

2.操作系统的功能和接口

3.操作系统的发展过程

4.操作系统的运行环境

课时二 进程的描述与控制

1.进程的概念

2.进程的状态和转换

3.进程通信

4.线程

课时三 处理机调度（一）

1.处理机调度的基本概念

2.调度算法

课时四 处理机调度（二）

1.调度算法

2.高响应比优先算法( HRRN）

3.多级反馈队列调度算法

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课时一 操作系统引论

1.操作系统的概念及特征

题 1 .现代 OS的基本特征是并发性、          、           和异步性。

答案：共享性、虚拟性

解析：现代OS的基本特性是并发性、共享性、虚拟性和异步性，其中最基本的 特征是并发性和共享性。其中，需要注意的是：并发性是指若干事件在同一时间 间隔内发生，并行性是指若干事件在同一时刻发生。

2.操作系统的功能和接口

题 1.下列选项中，OS提供给应用程序的接口是( )

A. 系统调用           B.中断

C.库函数         D.原语

答案：A

解析：

接口的主要有命令接口和程序接口（也称为系统调用）。库函数是高 级语言中提供的与系统调用对应的函数（有些与库函数与系统调用无关），目 的是隐藏“访管”指令中的细节，使系统调用更方便、抽象。但是，库函数属 于用户程序而非系统调用，其实系统调用的上层。

题 2.操作系统的功能包括：            、            、            、            、            。

解析： 处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理、用户接口

3.操作系统的发展过程

题 1.与单道程序系统相比，多道程序系统的优点是( )

Ⅰ. CPU利用率高 Ⅱ.系统开销小 Ⅲ. 系统吞吐量大 Ⅳ. I/O设备利用率高

A.仅Ⅰ、Ⅲ         B.仅Ⅰ、Ⅳ

C.仅Ⅱ、Ⅲ         D. 仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

答案：D

解析：多道程序系统通过组织作业（编码或数据）使CPU总有一个作业可执行，从而提高了CPU利用率、系统吞吐量和I/O设备的利用率Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ是优点。但系统要付出额外的开销来组织作业和切换作业，故Ⅱ错误，因此选D。

题 2.引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有( )

A.分时功能         B. 中断功能

C.多CPU技术         D.SPOOLing技术

答案：B

解析：中断是多道程序技术的基础，因为多个进程之间的切换是通过中断来完成的。

题 3.分时系统的主要目的是( )

A.充分利用I/O设备        B. 比较快速地响应用户

C.提高系统吞吐量         D.充分利用内存

答案：B

解析：分时系统能很好地将一台主机供给多个用户同时使用，实现人机交互和主机共享。对每个用户而言，他们都希望得到CPU的快速响应，因此快速响应用户是分时系统追求的主要目标

题 4. 某单CPU系统中有输人设备和输出设备各1台，现有3个并发执行的作业， 每个作业的输入、计算和输出时间分别为2ms、3ms和4ms，且都按输入、计算和输出的顺序执行，则执行完这3个作业需要的时间最少是多少？

解析：因CPU、输入设备和输出设备都只有一个，因此各操作步骤不能重叠，作业执行时间关系图如图所示，即执行完 个作业所需要的时间最少是17ms。

4.操作系统的运行环境

题 1.下列选项中，在用户态执行的是( )

A. 命令解释程序          B.缺页处理程序

C.进程调度程序         D.时钟中断处理程序

答案：A

解析：命令解释程序属于命令接口，用户可以直接调用；缺页处理程序、时钟 中断处理程序都属于中断，在核心态执行；进程调度程序在核心态执行。

题 2.下列选项中，不可能在用户态发生的是( )

A.系统调用         B.外部中断

C. 进程切换         D.缺页

答案：C

解析：系统调用是提供给用户的程序接口，在用户态发生，被调用程序在核心态下执行；外部中断是用户态到核心态的“门”，也发生在用户态，在核心态完成中断处理程序；进程切换属于系统调用执行过程中的事件，只能发生在核心态；缺页发生后，在用户态发生缺页中断，然后进入核心态执行缺页中断服务程序。

题 3.下列关于系统调用的叙述中，正确的是( )

        Ⅰ. 在执行系统调用服务程序的过程中，CPU处于内核态

        Ⅱ. 操作系统通过提供系统调用避免用户程序直接访问外设

        Ⅲ.不同的操作系统为应用程序提供了统一的系统调用接口

        Ⅳ. 系统调用是操作系统内核为应用程序提供服务的接口

A.仅Ⅰ、Ⅳ                B.仅Ⅱ、Ⅲ

C. 仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ          D.仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

答案：C

解析：用户可以在用户态调用操作系统的服务，但执行具体的系统调用服务程序是处于内核态的，Ⅰ正确；设备管理属于操作系统的职能之一，包括对输入/输出设备的分配、初始化、维护等，用户程序需要通过系统调用使用操作系统的设备管理服务，Ⅱ正确；操作系统不同，底层逻辑、实现方式均不相同，为应用程序提供的系统调用接口也不同，Ⅲ错误；系统调用是用户在程序中调用操作系统提供的子功能，Ⅳ正确

课时二 进程的描述与控制

1.进程的概念

题 1.程序运行时独占系统资源，只有程序本身才能改变系统资源状态，这是指 ( )。

A.程序顺序执行时的再现性         B.并发程序失去再现性

C.并发程序失去封闭性                D. 程序顺序执行时的封闭性

答案：D

解析：程序顺序执行时的封闭性是指程序在封闭的环境下运行，即程序运行时独 占计算机系统的全部资源，只有本程序才能改变系统资源状态(除初始状态外); 程序一旦开始执行，其执行结果就不受外界因素影响。

题 2.进程和程序的本质区别在于( )

A.前者分时使用CPU，或者独占CPU

B.前者存储在内存，后者存储在外存

C.前者具有异步性，后者具有可再现性

D. 前者可以并发执行，后者不能并发执行

答案：D

解析：OS 为了提高系统吞吐量和资源利用率，引入了进程来支持并发。程序是 不能并发的，程序只有当被创建为进程后，才能并发执行。

题 3.进程的状态和优先级信息存放在( )中。

A.JCB                  B. PCB

C.快表                  D.页表

答案：B

解析：PCB是进程存在的唯一标志，它存储进程的状态和优先级等信息。

2.进程的状态和转换

题 1.在单处理机系统中，关于进程的叙述，正确的是( )

A.一个处于就绪状态的进程一旦分配了 CPU，即进入运行状态

B.只能有一个进程处于就绪状态

C.一个进程可以同时处于就绪状态和阻塞状态

D. 最多只有一个进程能处于运行状态

答案：D

解析：在单处理机系统中，任何时刻最多只能有一个进程获得CPU而处于运行状态，但可以有多个进程处于就绪状态；一个进程不可以同时处于就绪状态和等待状态。

题 2.已经获得除( )以外的运行所需所有资源的进程处于就绪状态。

A.存储器             B.打印机

C. CPU                 D.磁盘空间

答案：C

解析：已经获得除CPU以外的运行所需所有资源的进程处于就绪状态，其获得CPU后即会进入运行状态。

题 3.一个进程的读磁盘操作完成后，OS针对该进程必做的是( )。

A. 修改进程状态为就绪状态                 B.降低进程优先级

C.为进程分配用户内存空间                 D.延长进程的时间片

答案：A

解析：进程等待读磁盘操作完成后便会从阻塞状态转换为就绪状态。

题 4.下列选项中，会导致进程从运行状态变为就绪状态的事件是( )。

A.执行P操作                     B.申请内存失败

C.启动 I/O设备                 D. 被高优先级进程抢占

答案：D

解析：A、B、C都会因为进程请求资源而进入阻塞状态；进程被高优先级进程抢占，即被剥夺了处理机资源而进入就绪状态，其一旦重新获得处理机资源便会继续执行。

3.进程通信

题 1.计算机两个系统中两个协作进程之间不能用来进行进程间通信的时( )

A. 数据库                                  B.共享内存

C.消息传递机制                      D.管道

答案：A

解析：B、C、D是三种通信方式，数据库不是用于进程间的通信

题 2.两个合作进程(Cooperating Processes)无法利用(    )交换数据。

A.文件系统

B.共享内存

C. 高级语言程序设计中的全局变量

D.消息传递系统

答案：C

解析：不同的进程拥有不同的代码段和数据段，全局变量是对同一进程而言的，在不同的进程中是不同的变量，没有任何联系，所以不能用于交换数据。此题也可用排除法做，A、B、D均是课本上所讲的。

4.线程

题 1.在以下描述中，( )并不是多线程系统的特长。

A.利用线程并行地执行矩阵乘法运算

B.Web服务器利用线程响应 HTTP请求

C. 键盘驱动程序为每个正在运行的应用配备一个线程，用以响应该应用的键盘输入

D.基于GUI的调试程序用不同的线程分别处理用户输入、计算和跟踪等操作

答案：C

解析：整个系统只有一个键盘，而且键盘输入是人的操作，速度比较慢，完全可 以使用一个线程来处理整个系统的键盘输入。

题 2.下列关于进程和线程的叙述中正确的是( )

A. 不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位

B.线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位

C.系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持

D.同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间

答案：A

解析：在引入线程后，进程依然是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位，同一进程中的各个线程共享进程的地址空间。在用户级线程中，有关线程管理的所有工作都由应用程序完成，无须内核的干预，内核意识不到线程的存在。

课时三 处理机调度（一）

1.处理机调度的基本概念

题 1.若某单处理机多进程系统中有多个处于就绪状态的进程，则下列关于处理机调度的叙述中，错误的是( )。

A.在进程结束时能进行处理机调度

B.创建新进程后能进行处理机调度

C. 在进程处于临界区时不能进行处理机调度

D.在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度

答案：C

解析：选项A、B、D显然属于可以进行处理机调度的情况。对于选项C，当进程处于临界区时，说明进程正在占用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，就不会影响处理机的调度。比如，通常访问的临界资源可能是慢速的外设(如打印机)，若进程在访问打印机时不能进行处理机调度，则系统的性能将会变得非常差。

题 2.下面的情况中，进程调度可能发生的时机有( )。

Ⅰ. 正在执行的进程时间片用完

Ⅱ. 正在执行的进程提出 I/O请求后进入等待状态

Ⅲ. 有新的用户登录系统

Ⅳ. 等待硬盘读数据的进程获得了所需的数据

A.Ⅰ

B. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ

D.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

答案：B

解析：正在执行的进程在时间片用完后进入就绪状态，系统会调入一个新的进程 来为其分配处理机并执行。正在执行的进程提出I/O请求后进入等待状态，系统 同样会调入一个新的进程为其分配处理机并执行。有新的用户登录进入系统会创建新的进程，若处理机空闲，则分配处理机并执行。等待硬盘读数据的进程获得了所需的数据后，若处理机空闲，则可进行进程调度。

2.调度算法

FCFS算法

题 1.假设 4个作业到达系统的时刻和运行时间如 表1 所示。

系统在 t=2时开始调度作业，若采用FCFS算法则选中的作业是( )。

A. J1         B. J2         C.J3         D.J4

答案：A

解析：FCFS是作业来的越早优先级越高，因此选中J1。

SJF算法

题 1.假设 4个作业到达系统的时刻和运行时间如 表1所示。

系统在 t=2时开始调度作业，若采用SJF算法则选中的作业是( )。

A.J1         B.J2         C. J3        D.J4

答案：C

解析： SJF是作业运行时间越短，优先级越高，因此选中J3。

题 2.对于相同的进程序列，下列进程调度算法中平均周转时间最短的是( )。

A.FCFS算法         B. SJF算法          C.优先级调度算法         D.RR调度算法

答案：B

优先级算法

题 1.( )优先级是创建进程时确定的，确定之后在进程的整个运行期间不再改变。

A.动态        B.FCFS        C.短作业         D. 静态

答案：D

解析：考察静态优先级的定义。

题 2.有 5个批处理作业A、B、C、D、E几乎同时到达，它们的估计运行时间分别为2min、4min、6min、8min、10min，优先级分别为1、2、3、4、5其中 1为最低优先级。分别用下面的调度算法来计算上述作业的平均周转时间。

1）优先级调度算法

2）FCFS调度算法；作业到达顺序为CDBEA。

3）SJF调度算法

解：

1）使用 优先级调度算法 时，调度顺序为 E、D、C、B、A ，各作业的周转时间如下：

 2）使用FCFS调度算法时，调度顺序为C、D、B、E、A，各作业的周转时间如下：  

3）使用 SJF调度算法 时，调度顺序为 A、B、C、D、E ，各作业的周转时间如下：

课时四 处理机调度（二）

1.调度算法

1）时间片轮转算法( RR）

题 1.假定要在一台处理机上执行表所示的作业且假定这些作业在时刻 0以1,2,3,4,5的顺序到达。请说明分别采用FCFS、RR(时间片为 1)、SJF及非抢占式优先级调度算法时，这些作业的执行情况(优先级的高低顺序依次为 1到 5)。针对上述每种调度算法，给出平均周转时间和平均带权周转时间。

2.高响应比优先算法( HRRN）

题 1.请回答下列问题：

1）处理机的调度有哪 3个层次？

2）假设某OS以单道批处理方式运行，现有 4道作业，它们进入系统的时间及运行时间如表所示，试采用高响应比优先调度算法进行调度，请问这组作业的运行顺序、平均周转时间和平均带权周转时间分别是多少？并给出计算过程。

解析：

1）处理机的调度分为高级调度、中级调度和低级调度。①高级调度：又称为长程调度或作业调度，主要任务是根据某种算法从外存上在处于后备队列的作业中选取一个或多个作业调入内存，给它们创建进程、分配必要资源，并将它们放入就绪队列。②中级调度：又称为中程调度或内存调度，主要任务是根据某种算法将处于外存对换区中的具备运行条件的进程调入内存，或将内存中暂时不能运行的进程调至外存对换区等待。③低级调度：又称为短程调度或进程调度，主要任务是根据某种算法从就绪队列中选取一个进程，并将处理机分配给它。进程调度是OS中最基本的调度方式，在OS中必须进行配置。

2）4 道作业并非同时到达，7:00 只有作业1 到达，故首先运行的是作业1 ，其在 9:00运行完毕，此时其余 3 道作业已全部抵达，根据高响应比优先调度算法的计算公式计算出这 3 道作业的响应比，响应比高的作业先运行，故运行作业 3，其在 9:06 运行完毕，此时再计算其余两道作业的响应比，可知应先运行作业 2，后运行作业 4。整个作业的运行时间情况如下表所示。 ​​​​

3.多级反馈队列调度算法

题 1.系统采用两级反馈队列调度算法进行进程调度就绪队列Q1采用RR调度算法，时间片为10ms;就绪队列Q2采用短进程优先调度算法。系统优先调度Q1队列中的进程，当Q1为空时，系统才会调度Q2中的进程；新创建的进程首先进入Q1；Q1 中的进程执行一个时间片后若未结束，则转入Q2。若当前Q1和Q2为空，系统依次创建进程P1、P2后即开始调度进程，P1​、P2​​​​​​需要的CPU时间分别为30ms和20ms，则进程P1、P2在系统中的平均等待时间为( )。

A.25ms        B.20ms         C. 15ms         D.10ms

答案：C

 

题 2.下列与进程调度有关的因素中，在设计多级反馈队列调度算法时要考虑的是( )。

Ⅰ. 就绪队列的数量

Ⅱ. 就绪队列的优先级

Ⅲ. 各就绪队列所采用的调度算法

Ⅴ.进程在就绪队列间的迁移条件

A.Ⅰ、Ⅱ         B.Ⅲ、Ⅴ         C.Ⅱ、Ⅲ         D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

答案：D

注：文章仅用于个人期末复习，资料来源蜂考，侵删。