一． 名词解释
抢占式进程调度 进程状态 系统调用 中断响应 线程 联想存储器 死锁 通道 地址重定位 高速缓存 可再入程序
抖动 索引文件 作业控制块 目录项 设备驱动程序 虚存 逻辑空间 物理空间
二． 填空题
1．现代操作系统的两个最基本的特征是（ ），（ ），（ ）和（ ） 2．操作系统是计算机系统中的一个（ ），它管理和控制计算机系统中的（ ） 3．允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（ ），允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（ ），计算机系统能及时处理过程控制数据并做出响应的操作系统称为（ ）。
4．用户与操作系统之间的接口主要分为（）和（ ）两类。 5．进程控制块的初始化工作包括（），（）和（ ）。 6．在操作系统中引入线程概念的主要目的是（ ）。
7．程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特性，分别是：（ ），（ ）和（ ）。
8．进程是一个程序对某个数据集的（ ）。
9．如果系统有N个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为（ ）个。 10．在操作系统中，不可中断执行的操作称为（ ）。 11．如果信号量的当前值为-4，则表示（ ）。
12．在有M个进程的系统中出现死锁时，死锁进程的个数K应该满足的条件是（ ）。
13．不让死锁发生的策略可以分为静态和动态的两种，死锁避免属于（ ）。 14．若使当前运行进程总是优先级最高的，应选择（ ）进程调度算法。 15．在进程中，访问（ ）的代码称为临界区。为保证进程（ ）使用临界区，应在进程的临界区前设置（ ），在临界区后设置（ ）。
16．在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换可能会因为（ ），（ ），和（ ）
等原因而产生中断。
17．在可变分区存储管理中，分区的保护通常采用（ ） 和 （ ）两种方式。
18．在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中（ ）部分的空闲分区，从而保留了（ ）部分的大空闲区。
19．不让死锁发生的策略可以分为静态和动态的两种，死锁避免属于（ ）。 20．若使当前运行进程总是优先级最高的，应选择（ ）进程调度算法。 21．缓冲区由（ ）和（ ）组成？ 22．进行设备分配时所需的数据表格主要由（ ），（ ），（ ）和（ ）等。
23．设备管理中引入缓冲机制的主要原因由（ ），（ ）和（ ） 24．使用位示图（２０行，３０列）表示空闲盘块状态。当分配一个盘块号为１３２号时，其在位示图中的行，列数为（ ），（ ）。当释放一个盘块号为３１８时，其所在位示图中的行，列数位（ ），（ ） 。
（注：行为０－――１９，列为０－――２９，首盘块号为１）。
25．主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为（ ）。 26．P操作可以使进程由执行状态变为（ ）状态。
27．在设备管理中，为实现设备无关性，必须在设备命名时引入（）和（）。 28．如果时间片无穷大，则时间片轮转调度算法就变成（）。 29．采用资源预分配法可以预防死锁，这是因为该方法可以（ ）。 30．请求分段式虚拟存储系统必须至少具有三种硬件支持： 即（ ）、（ ）和（ ）。
31.（ ）存储管理方案可解决小内存运行大作业。
三． 选择题
1．在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临
界区，所谓临界区是指（ ）：
A．一个缓冲区 B。一段数据区 C。同步机制 D。一段程序 2．一个进程是（ ）：
A．由协处理机执行的一个程序 B。一个独立的程序 + 数据集 C．PCB结构与程序和数据的组合 D。一个独立的程序 3．在操作系统中，死锁出现是指（ ）
A．计算机系统发生重大故障 B。资源数目远远少于进程数 C．若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源 D．进程同时申请的资源数超过资源总数
4．若系统有三个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死
锁的最少资源数是( )
A． 9 B。 10 C。11 D。12 5．操作系统中，当（ ）。进程从执行状态转变为就绪状态。
A） 进程被进程调度程序选中， B）时间片完
C） 等待某一事件 D）等待的时间发生 6．最佳适应算法的空白区是( )。
A）按大小递减顺序连在一起。 B）按大小递增顺序连在一起 C）按地址由小到大排列 D）按地址由大到小排列 7．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为( )。
A）加载 B）重定位 C）物理化 D）逻辑化 8．虚存的基础是( )，其基本含义是( )
A)局部性理论 B)代码的顺序执行 C)程序执行时对内存访问不均匀
D)变量的连续访问 E)指令局部性
9．具有虚拟存储功能的管理方法包括（ ） A）可变分区存储管理 B）页式存储管理 C）段式存储管理 D）段页式存储管理 10． 存储管理方案中，（ ）可采用覆盖技术。
A） 单一连续区存储管理 B）可变分区存储管理 C）段式存储管理 D）段页式存储管理 11． 在请求页式存储管理的页表中，其状态位作A使用,修改为作B使用,
访问位作C使用,外存地址做D使用,A是（ ）,B是（ ）,C是（ ）,D是（ ）
A）页面分配 B）置换算法 C）程序访问 D）换出页面 E）页面调入
12． 文件系统的主要目的是( )
A）实现对文件的按名存取 B）实现虚拟存储
C）提高外存的读写速度 D）用于存储系统文件
13． 在文件系统中，为实现文件保护一般应采用哪些方法？（ ） （A） 口令 （B）密码 （C）访问控制 （D）复制
（E）再读／写文件之前使用ＯＰＥＮ （F）在读／写文件之后使用ＣＬＯＳＥ
四． 判断正误
1．进程由进程控制块和数据集以及对该数据集进行操作的程序组成。（ ） 2．进程上下文是进程执行活动全过程的静态描述。（ ） 3．并发是并行的不同表述，其原理相同。（ ）
4．所谓多道程序设计，即指每一时刻可以有若干个进程在进行。（ ） 5．用管程实现进程同步时，管程中的过程是不可中断的。 （ ）
6．PV操作不仅可以用来实现进程的同步与互斥，还可以用来防止进程的死
锁。（ ）
7．银行家算法是用于防止进程死锁的。
8．由于短作业优先算法服务短者，故可用于分时系统。（ ）
9．请求分页存储管理系统，若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数会
减少一半。（ ）
10． 地址即程序执行时所要访问的内存地址。（ ）为了使程序在内存中
浮动，编程时都是用逻辑地址。因此，必须在地址转换后才能得到主存的正确地址（ ）。
11． 同一文件在不同的存储介质应该用相同的组织形式（ ）。 五． 简答
1．产生死锁的原因和必要条件是什么？解决死锁问题可破坏必要条件的哪几条，分别采用何种算法？ 2．同步与互斥有何不同？
3． 消息缓冲通信技术是一种高级通信机制，
（1） 试叙述高级通信机制与低级通信机制P，V元语操作的主要区别。 （2） 给出消息缓冲机制的基本工作原理
（3） 消息缓冲通信机制中提供发送原语SEND（RECEIVE。A），调用参数A
表示发送消息的内存区首地址，试设计相应的数据结构，并用PV原语操作实现SAND原语。
4．在多道操作系统控制下，一个作业反复执行多次，它的运行时间都相同吗？为什么？
5．现有两道作业同时执行，一道以计算为主，另一道以输入输出为主，你将怎样赋予作业进程占有处理机的优先级？为什么？
6．什么是动态链接？用何种内存分配方法实现这种链接技术？ 7．覆盖技术与虚拟存储技术有何本质不同？交换技术与虚存中使用的调入/调出技术有何相同与不同之处。
8．如果允许页表中的两个页表同时指向同一块，那么将产生什么后果？ 9．在设备管理中，何谓设备独立性，如何实现设备的独立性？
10．打印机和磁盘在计算机系统中都是共享资源，当多个作业共享时有什么不同？
何谓虚拟设备？请说明SPOOLING系统是如何实现虚拟设备的？
六．
1. 假设在单处理机上有五个（1，2，3，4，5）进程争夺运行，其运行时间分别为10，1，2，1，5秒，其优先级分别为3，1，3，4，2，这些进程到达次序依次为1，2，3，4，5。试回答：
给出这些进程分别使用轮转法，SPF（短作业优先）和非剥夺优先级调度法调度时的运行进度表，其中轮转法中时间片 = 2
在上述各算法的调度下每个进程的周转时间和等待时间为多少？
具有最短平均等待时间的算法是哪个？
2. 有5个任务A ，B，C，D，E几乎同时到达，他们预计运行时间为10，6，2，4，8分钟，其优先级分别为3，5，2，1，和4，这里5为最高优先级。对于下列每一种调度，计算其平均进程周转时间（进程切换开销不考虑）。
先来先服务 优先级调度
时间片轮转（时间片为2） 解答：
（1）先来先服务： 进程 周转时间 0+10=10 10+6=16 16+2=18 18+4=22 22+8=30 平均周转时间：（10+16+18+22+30）/5=19.2分钟 （2）优先级调度 周转时间 0+6=6 6+8=14 14+10=24 24+2=26 26+4=30 平均周转时间：（6+14+24+26+30）/5=20分钟 （3）时间片轮转： 周转时间 30 22
6 16 28 平均周转时间：（30+22+6+16+28）/5 =20.4分钟
3. 某寺庙，有小，老和尚若干，由小和尚提水如缸供老和尚饮用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井窄，每次只能容一个桶取水。水桶总数为3个。每次入，取缸水仅为1桶，且不可同时进行。试给出有关取水，入水的算法。
Mutex1 = 1,mutex2 = 1,empty = 10,full = 0, count =3 Repeat Begin :
L1: P(empty); P(count); P(mutex1);
FETCH from jing; V(mutex1); P(mutex2); POUR;
V(mutex2); V(count); V(full); Until false;
Repeat P(full); P(count); P(mutex2);
Fetch from gang ; V(mutex2); V(empty); V(count); Until false
4. 某数据库有一个写进程，N个读进程，他们之间读写操作的互斥要求是： 写进程正在写该数据库时，不能有其他进程读该数据库。 写进程之间不互斥，可以同时读该数据库。
如果有若干进程正在读该数据库，一个写进程正在等待写，则随后欲读的进程也不能读该数据库，需等待写进程先写。 写PV READ ：
While wc = 1 do skip; ------若有写进程请求，则后续读不响应
P(mutex);
Rc:=rc + 1;
If rc = 1 then P(wr); -----若是第一个读进程，则要看有无写进程
V(mutex); READING P(mutex); Rc := rc -1;
If rc = 0 then V(wr); -------若所有读进程都执行完，可以让其它进程读写
V(mutex);
WRITE
Wc := 1; -------当有写进程请求时，禁止其随后的读进程 P(wr); WRITING; Wc := 0; V(wr);
5. 假定一个操作系统的进程调度采用剥夺式短进程优先调度算法（单处理机系统），系统中各进程到达就绪队列的时刻以及执行时间如下表所示：
进程 到达就绪队列时刻 执行时间 1 0 8 2 1 4 3 2 9 4 3 5
请给出各进程的调度次序，并计算平均等待时间和平均周转时间。
6. 假定具有5个进程的进程集合 ={P 0，P1，P2，P3，P4} 系统中有三类资源，其中A 类资源有10个， B类资源有5个，C类资源有7个，假定在某时刻有如下状态：
Allocation max available A B C A B C A B C P0 0 1 0 7 5 3 3 3 2 P1 2 0 0 3 2 2 P2 3 0 2 9 0 2 P3 2 1 1 2 2 2 P4 0 0 2 4 3 3
求出Need，并说明当前系统是否处于安全状态，如果是，给出序列，如果不是，说明理由。
7. 假定某操作系统存储器采用页式存储管理，一进程在联想存储器中的页表现为：
页号 块号 0 f1 1 f2 2 f3 3 f4 不在联想存储器中的页表项为： 4 f5 5 f6 6 f7 7 f8 8 f9 9 f10
又假定该进程体（程序与数据）代码长度为320字，每页32字。现有逻辑地址（八进制）为：101，204，576，如果上述逻辑地址能翻译成物理地址，则说明翻译的过程，并指出具体的物理地址，如果上述逻辑地址不能翻译成物理地址，说明为什么？
8. 在采用页式存储管理的系统中，某作业的逻辑地址空间为4页（每页2048字节），且已知该作业的页面映像（即页表）见下表。
0 2 1 4 2 6 3 8
试借助地址变换图，求现有效逻辑地址4865所对应的物理地址。
9. 纯分页系统和请求式分页系统的主要差别是什么？假定在一个请求式存储管理系统中，某作业所涉及的页面依次是：3，2，1，4，5，3，2，1，5 并已知主存中有3个可供作业使用的空白存储块（块的大小与页面大小相同），试说明采用FIFO和LRU两种算法进行页面置换时，缺页中断的次数各是多少？
10. 某高校计算机系开设网络课并安排上机实习，假设机房共有2m台机器，有2n名学生，规定：
a) 每两个学生组成一组，各占一台机器，协同完成上机实习； b) 只有一组两个学生到齐，并且此时机房有空闲机器时，该组
学生才能进入机房；
c) 上机实习由一名教师检查，当学生上完机后，教师检查完一
组学生的实习后，这组学生才能同时离开。
试用P,V操作模拟上机实习的过程。（提示：除了有学生和教师进程外，还应该有门卫进程） student:=0;
computer:=2m enter:=0 finish:=0 test:=0; student: begin
P(computer) ----- 得到一台计算机
V(student) ----- 有学生到达，通知门卫 P(enter) ----- 等待进入 Practice;
V(finish); ----- 实习结束，通知教师 P(test); ----- 等待教师检查 V(computer); ----- 释放计算机资源
End;
Teacher: begin
P(finish); -----等待学生实习结束 P(finish); -----等待另一学生实习结束 Check;
V(test); -----检查完成 V(test); ----检查完成 End; Guard: begin
P(student); -----等待学生到达 P(student); -----等待另一学生到达 V(enter); ---- 允许学生进入 V(enter); ----允许另一学生进入 End;
11. 有一操作系统采用段式管理，用户区主存为512KB，空闲链接入空闲链表，分配时截取空块的前半部分（小地址部分）。初始时全部空闲。在执行了如下申请，释放操作序列后：(1) reg (300kb), (2) reg (100kb), release (300kb), (3) reg(150kb), (4) reg(50kb), (5) reg ( 90kb)
采用最先适配，空闲表中有哪些空块，用图示的方式表示。（指出大小及始址）
采用最佳适配，空闲表中有哪些空块。用图示的方式表示。（指出大小及始址）
若随后又要申请80KB，针对上述两种情况会产生什么后果？这说明了什么问题？
最先适配:
最佳适配:
又申请80KB，最先适配可满足，最佳适配不能满足
12. 有一矩阵：
VAR A: ARRAY[ 1..100,1..100] OF INTEGER; 按先行后列次序存储。
在一个虚存系统中，采用LRU淘汰算法，一个进程有三页内存空间，每页可以存放200个整数，其中第一页存放程序，且假定程序已经在内存。
程序 A :
FOR I:=1 TO 100 DO FOR J:=1 TO 100 DO A [I,J] :=0;
程序B
FOR J:=1 TO 100 DO FOR I:=1 TO 100 DO A [I,J] :=0;
分别就程序A 和 B 的执行过程计算缺页次数。
解： 共 100*100个变量，每页存放200个，共占100*100/200=50页。
程序A的访问轨迹为：
A[1,1],A[1,2],A[1,3],…A[1,100] A[2,1],A[2,2],A[2,3],…A[2,100] . .
A[100,1],A[100,2],A[100,3],…A[100,100] 根据变量访问规律可知访问页为： 1，2，3，。。。50 中断次数为50次
程序B的访问轨迹为：
A[1,1],A[2,1],A[3,1],…A[100,1] A[1,2],A[2,2],A[3,2],…A[100,2] . .
A[1,100],A[2,100],A[3,100],…A[100,100]
可得页面访问轨迹为： 1，1，2，2，3，3，。。。。50，50，1，1，2，2，3，3，50，50，。。。。共重复100次，每次中断次数为50次，共计50*100=5000次。
13. 假定有一个开方程序SQRT,被两个进程共享，开方程序如下： （1） SQRT(X,Y)
（2） IF X<0 THEN GOTO (SQRT,L); （3） Y:=’THE RESULT OF SQRT’; （4） RETURN;
（5） (SQRT,L) :’ERROR’; （6） RETURN
若系统采用段式管理，应如何安排该程序？为什么？
答：该共享程序引用了自身的某个地址（语句2引用该程序自身），则各共享进程必须用同一段号来共享这一段。下面具体说明若不使用同一段号会出现何种问题：作业1和作业2分别将共享段SQRT安排在逻辑空间的第1段和0段，将出现如下问题：SQRT段调入主存时应该将语句2的符号地址转换为逻辑地址，即把（SQRT，L）转换成（段号， L）,若与作业1 一致，则为（1，L）,当作业2运行时，执行到2，则执行GOTO(1,L),按照段式系统的工作原理，应该先查段表项1，然后合成物理地址，这显然会造成错误，即转移到作业2的第一段中去。
14.
化简如图所示的资源分配图，并说明有无进程处于死锁状态？
15. 有一个文件系统如图所示，图中的框表示目录，圈表示普通文件。根目录常驻内存，目录文件组织成链接文件，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录文件指示下一级文件名及其磁盘地址（各占2个子，共4个字节）。若下级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后4个字节供拉链使用。下级文件在上级文件目录文件中的次序在图中为自左至右。每个磁盘块有512个字节，与普通文件的一页等长。
普通文件的文件控制块组织如图所示。其中， 每个磁盘地址占2个字节，前10个地址指示 该文件前10页的地址。第11个地址指示一级 索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示 一个文件页地址；第12 个地址指示二级索引 表地址，二级索引表中每个地址指示一个一级 索引表地址；第13个地址指示三级索引表地址 ，三级索引表中每个地址指示一个二级索引表 地址。 问：
（1） 一个普通文件最多可有多少个文件页？
（2） 若要读文件J中某一页，最多启动磁盘多少次？ （3） 若要读文件W中某一页，最少启动磁盘多少次？
（4） 就上一问而言，为最大限度减少启动磁盘的次数，可采用什么方法？
此时，磁盘最多启动多少次？
答：由于一个索引表占一个磁盘块（512字节），一个磁盘地址占2个字节，因此一个一级索引表可容纳256个磁盘地址。同样，一个二级索引表可容纳256个一级索引表地址，一个三级索引表可容纳256个二级索引表地址。这样，一个普通文件最多可以有的页数为 10+256+256*256+256*256*256 对于访问文件J，首先从内存中的根目录文件中找到目录A的目录文件，读入内存（一次访问磁盘），然后再从目录A的目录文件中找出目录D的文件磁盘地址，并读入内存（第二次访问磁盘）。在目录D的目录文件中，读出文件J的文件控制块地址，并读入内存（第三次访问磁盘）。若要访问的页是文件J中通过三级索引表找到的页面，则还需要访问磁盘三次（即读入三级索引表，读入二级索引表，读入一级索引表）。
对于访问文件W,首先从内存中的根目录文件中找到目录C的目录文件，读入内存（一次访问磁盘），然后再从目录C的目录文件中找出目录I的目录文件磁盘地址，并读入内存（第二次访问内存）。然后，再依次访问目录P和目录U（第三次，第四次访问磁盘），读出文件W的文件控制块（第五次访问磁盘）。若访问的页是文件W的文件控制块中直接指出的磁盘地址，则可直接访问该页。
由于通过文件控制块访问文件时所需的访问磁盘次数无法改变，因此要减少访问磁盘的次数， 只有通过减少访问目录文件的次数来达到。 （1） 一个普通文件最多可以有的页数为16843018页 （2） 若要读文件J 中某一页，最多启动磁盘7次 （3） 若要读文件W中某一页，最少启动磁盘6次
（4） 若要最大限度减少启动磁盘的次数，可以将文件W链接在根目录
的最左端。这样可减少4次访问磁盘的次数。此时要读文件W中某 一页，最多启动磁盘5次。
16. 今有3个并发进程R,M,和P，它们共享了一个可循环使用的缓冲区B，缓冲区B共有N个单元。进程R负责从输入设备读信息，每读一个字符后，把它存放在缓冲区B的一个单元中；进程M负责处理读入的字符，若发现读入的字符中有空格符，则把它改成‘，’；进程P负责把处理后的字符取出并打印输出。当缓冲区单元中的字符被进程P取出后，则又可用来存放下一次读入的字符。请用P,V操作写出它们能并发执行的程序。
17. 一组合作进程，执行顺序如图，请用操作实现进程间的同步操作。