操作系统习题(中)

操作系统(Operating System，简称OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。操作系统是计算机学生必修课程之一，也是计算机考研的必考项，因此，掌握好操作系统对于工作以及日后考研学习都十分重要。

1.MS—DOS 的存贮管理采用了（　　）
A.段式存贮管理　　B.段页式存贮管理　　C.单用户连续存贮管理　　D.固定式分区存贮管理

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2.一作业8 ：00到达系统，估计运行时间为1 小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（　　）
A.2 　B.1 　C.3 　D.0.5
分析：响应比=等待时间+要求服务时间/要求服务时间

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3.在有一台处理机CPU和两台输入输出设备IO1和IO2，且能够实现抢先式多任务并行工作的多道程序内，投入运行优先级由高到低P1，P2，P3三个作业 。它们使用设备的先后顺序和占用设备时间分别是：
作业P1：I02（30毫秒） CPU（10毫秒） IO1（30毫秒） CPU（10毫秒）
作业P2：IO1（20毫秒） CPU（20毫秒） IO2（40毫秒）
作业P3：CPU（30毫秒） IO1（20毫秒）
在对于其它辅助操作时间可以忽略不计的假设下，作业P1，P2，P3从投入到完成所用的时间分别是80毫秒，90毫秒和90毫秒。三个作业从投入运行到全部完成，CPU的利用率约为78%,IO1的利用率约为78%。
假定在系统中仅有这三个作业投入运行，各设备的利用率指该设备的使用时间同作业进程全部完成所占用最长时间的比率。
分析：由于是多道程序，因此要考虑并行工作

CPU利用率=实际工作时间/总时间
IO利用率=实际工作时间/总时间
CPU利用率=70/90=78%
IO利用率=70/90=78%

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4.Cache 介于 CPU和主存 之间，由硬件完成信息动态调度，目的是使 主存和CPU速度匹配； 虚拟存贮器是为了使用户可运行比主存容量大得多的程序，它要在 主存和辅存 之间进行信息动态调度，这种调度是由操作系统和硬件来完成的。

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5.程序状态字包含哪些主要内容？
（1 ）程序基本状态
（2 ）中断码　
（3 ）中断屏蔽位
分析：在计算机系统中，表明系统运行状态的部件是程序状态字。
状态代码：CPU的工作状态码——指明管态还是目态，用来说明当前在CPU上执行的是操作系统还是一般用户，从而决定其是否可以使用特权指令或拥有其它的特殊权力。条件码——反映指令执行后的结果特征。中断屏蔽码——指出是否允许中断。

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6.什么是记录的成组和分解？
（1 ）把若干逻辑记录合并成一组，存入一个物理块的工作称为记录的成组
（2 ）从一组中把一个逻辑记录分离出来的工作称为记录的分解。

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7.　进程间同步和互斥的含义是什么？
同步：并发进程之间存在的相互制约和相互依赖的关系。
互斥：若干进程共享一资源时，任何时刻只允许一个进程使用。

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8.什么是输入输出操作？什么是通道？
主存与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。
通道可称为输入输出处理机。

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9.为实现分页式虚拟存贮，页表中至少应含有哪些内容？
页号、标志、主存块号、 磁盘上的位置
分析：是否在内存中(若没有，则需要从外存调入)的标志，若从外存调入，需要知道在外存中的位置，还需要知道在主存中的块号。

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10.有三个进程P1，P2和P3并发工作。进程P1需用资源S3和S1；进程P2需用资源S1和S2；进程P3需用资源S2和S3. 回答：
（1 ）若对资源分配不加限制，会发生什么情况？为什么？
（2 ）为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略？为什么？
答:（1）可能会发生死锁 例如：进程P1，P2和P3分别获得资源S3，S1和S2后再继续申请资源时都要等待
（2） A.采用静态分配
由于执行前已获得所需的全部资源，故不会出现占有资源又等待别的资源的现象（或不会出现循环等待资源现象）。
B.采用按序分配
不会出现循环等待资源现象。
C.采用银行家算法
因为在分配时，保证了系统处于安全状态。

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11.用PV操作解决读者写者问题的正确程序如下：

begin S, Sr: Semaphore; rc: integer; 
	S:=1; Sr:=1; rc:=0; 
cobegin PROCESS Reader i ( i=1,2…) 
	begin P(Sr）         
	rc:=rc+1;         
	if rc=1 then P(S);        
	V(Sr）;         
	read file;         
	P(Sr）;         
	rc:=rc-1 
	if rc=0 thenV(S);        
	V(Sr）;        
	end ;
PROCESS Writer j (j=1,2…) 
begin P(S); 
	Write file;           
	V(S) 
end; 
coend ; 
end; 

请回答：（1）信号量 Sr的作用；（2）程序中什么语句用于读写互斥，写写互斥；（3）若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序？
答：（1）Sr用于读者计数rc的互斥信号量；
（2）if rc=1 then P（S）中的P（S）用于读写互斥，写者进程中的P（S）用于写写互斥，读写互斥。
（3）程序中增加一个信号量S5，初值为5，P（S5）语句加在读者进程P（Sr）之前，V（S5）语句加在读者进程第2个V（Sr）之后。

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12.操作系统的发展过程是( )
A.设备驱动程序组成的原始操作系统，管理程序，操作系统
B.原始操作系统，操作系统，管理程序
C.管理程序，原始操作系统，操作系统
D.管理程序，操作系统，原始操作系统

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13.计算机系统中判别是否有中断事件发生应是在( )
A.进程切换时 B.执行完一条指令后C.执行P操作后 D.由用户态转入核心态时

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14.设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( )
A.灵活性和可适应性 B.系统效率和吞吐量C.交互性和响应时间 D.实时性和可靠性
分析：批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率，具体表现为：多道作业并行工作，提高了处理器的利用率；作业调度可以按一定的组合选择装入主存储器的作业，可充分利用计算机系统的资源；作业执行过程中，直接在高速的磁盘上存取信息，从而缩短了作业执行的时间，使单位时间内的处理能力得到提高；作业成批输入，自动选择和控制作业执行，提高了系统的吞吐率。

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15.启动外设前必须组织好通道程序，通道程序是由若干( )组成。
A.CCW B.CSW C.CAW D.PSW
分析：通道命令（channel command word, ccw)是通道从主存取出并控制 I/O操作的命令字，用通道命令编写的程序称作通道程序。
CSW：通道状态(channel state word)记录并控制通道执行情况的主存固定单元。
CAW：通道地址字(channel adress word) :存放通道程序起始地址的主存固定单元
PSW：程序状态字

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16…若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由( )临界区构成。A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
分许：临界资源是诸进程之间应采取互斥方式访问的，也就是一次只允许一个进程访问的资源，可以为硬件，软件，变量，数据，表格，队列等，并不单指硬件资源。临界区就是每个进程中访问临界资源的那段代码。五个并发进程都涉及了变量A，每一个进程中都有访问变量A的代码，所以每个进程中都有相关临界区，因此是五个临界区构成。

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17.由于内存大小有限，为使得一个或多个作业能在系统中运行，常需要外存来换取内存。其中以作业为单位对内外存进行交换的技术称为SWAPPING技术，在作业内部对内外存进行交换的技术称为虚拟存储技术。用外存换内存是以牺牲程序运行时间为代价的。为提高 CPU 有效利用率，避免内外存的频繁交换，虚拟存储技术常用某种页面淘汰策略来选择换出内存的页面，它的基础是程序的局部性。据此，操作系统可根据工作集来改善系统的性能，工作集是一个进程在定长的执行时间区间内涉及到的页面的集合。
分析：SWAPPING技术是覆盖技术的一种，此技术的引入大大提高了内存使用率，能接纳更多的用户。它是以作业为单位的存储区覆盖，被对换到外存的作业将在一段时间内停止运行。
工作集(或驻留集)是指某段时间间隔内，进程要访问的页面的集合。经常被使用的页面需要在工作集中，而长期不被使用的页面要从工作集中被丢弃。

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18.在多级存储系统中，Cache 处在 CPU 和主存之间，解决主存和CPU速度匹配问题。若 Cache 和主存的存取时间分别为 T1 和 T2，Cache 的命中率为 H，则该计算机实际存取时间为T2-HT1，当 CPU 向存储器执行读操作时，首先访问 Cache ，如命中，则从 Cache 中取出指令或数据，否则从主存中取出，送Ca che和CPU；