操作系统习题

一、选择题
1．引入多道程序的目的在于（ ）。
A.有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量 B．充分利用存储器
C.充分利用CPU，减少CPU等待时间 D．提高实时响应速度
2. 在单处理机计算机系统中，（ ）是并行操作的。
A.程序与程序
B.处理机的操作与通道的操作
C.主程序与子程序
D.用户程序与操作系统程序
3.下面哪一个不是程序在并发系统内执行的特点（ ）。
A.产生死锁的必然性 B.资源分配的动态性
C.程序执行的间断性 D.相互通信的可能性
4．进程和程序的一个本质区别是( )。
A. 进程分时使用CPU，程序独占CPU
B．进程存储在内存，程序存储在外存
C. 进程在一个文件中，程序在多个文件中
D．进程为动态的，程序为静态的
5．在下列情况( )，系统需要进行进程调度。
A. 某一进程正访问一临界资源
B．某一进程运行时因缺乏资源进入阻塞状态
C．某一进程处于运行状态，而另一进程处于自由状态
D．某一进程正在访问打印机，而另一进程处于就绪状态
6．与设备控制器关系最密切的软件是（ ）。
A.编译程序 B.设备驱动程序 C.存储管理程序 D.处理机管理
7. 若进程P一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能（ ）。
A.在抢占调度方式中，P的优先级高于当前运行的进程
B.进程P的优先级最高
C.就绪队列为空队列
D.在抢占调度方式中，P的优先级高于就绪队列中所有的进程
8. 在下列选项中，属于预防死锁的方法是（ ）。
A.剥夺资源法 B.资源分配图法
C.资源随意分配 D.银行家算法
9. 如果要使装入内存的程序，在内存中移动后仍能正常运行，必须要有( )的支持。
A. 静态重定位 B.动态重定位 C. 动态链接 D.静态链接
10. 段页式管理中，地址转换表是( )。
A. 每个进程一张段表，一张页表
B．每个进程的每个段一张段表，一张页表
C．每个进程一张段表，每个段一张页表
D．每个进程一张页表，每个段一张段表
11.下列( )存储管理方式能使内存碎片尽可能少，避免内存的整理。
A.固定分区 B.可变分区 C.分页管理 D.段式管理
12．为了提高系统的交互性，人们设计了( )。
A.批处理系统 B．分时系统 C．实时系统 D.分布式系统
13. 在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（ ）。
A.程序I/O方式 B.中断驱动I/O控制方式
C.DMA控制方式 D.I/O通道控制方式
14. 引入缓冲可以（ ）。
A．改善用户编程环境 B．提高CPU的处理速度
C．提高CPU与设备之间的并行程度 D．降低计算机的硬件成本
15. 操作系统实现按名存取的关键在于解决( )。
A.文件逻辑地址到文件具体的存储地址的转换
B.文件的符号名与文件具体的存储地址的转换和映射
C.文件逻辑结构到文件名称转换
D.文件名称到文件逻辑地址的转换
16.一般用户需要知道（ ），才能使用文件中的信息。
A．文件的符号名 B．文件的逻辑结构
C．文件的物理结构 D．文件的存取方法
17. 如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（ ）
A．0 B．1 C．2 D．3
18．当系统中进程发生死锁时，解除死锁所付出代价较小的措施是（ ）。
A. 撤消发生死锁的进程 B.阻塞没有发生死锁的进程
C.创立新进程 D.挂起一些没有发生死锁的进程
21． 当线程处于阻塞状态时，线程( )。
A. 正在占用处理机 B.没有占用处理机
C. 将进入执行状态 D.将进入结束状态
22．当多道程序系统中发生死锁时，（ ）。
A. 计算机系统不能处理任何事情
B. 某个进程不能够执行
C. 一组进程相互等待，并进入阻塞状态
D. 不能进行输入和输出
23. 在文件系统中，采用位图主要是实现（ ）。
A. 磁盘的驱动调度 B. 磁盘空间的分配和回收
C. 文件目录的查找 D. 页面置换
24．进程调度的基本功能是选择( ).
A.就绪的进程 B.后备的作业 C.空闲内存 D.空闲设备
25．对于普通用户而言，OS的（ ）是最重要。
A.开放性 B.方便性 C.有效性 D.可扩充性
26．计算机的普通用户通常通过（ ）使用OS所提供的服务。
A.中断键盘 B.控制接口
C.特权指令 D.系统调用
27．（ ）进程调度算法适合分时系统.
A.先来先服务 B.轮转
C.短作业优先 D.最高优先级
28．进程的控制信息和描述信息存放在（ ）。
A.JCB B.PCB C.AFT D.SFT
29．与计算机硬件关系最密切的软件是（ ）.
A.编译程序 B.数据库管理系统
C.游戏程序 D.OS
30．( )进程调度算法适合紧急事件的处理。
A.先来先服务 B.轮转 C.可抢占优先级 D.优先级
31．进程依靠什么从阻塞状态过渡到就绪状态（ ）。
A.操作人员的命令 B.系统服务
C.等待下一个时间片到来 D.由”合作”进程唤醒
33．新创立的进程首先进入( )状态。
A.就绪 B.执行 C.阻塞 D.挂起
34．在OS中，文件的存取控制可以使（ ）。
A. 用户间不能相互删除文件
B. 内存中的多道程序间不相互破坏
C. 内存中的程序不破坏OS
D. 防止黑客攻击

35．页的逻辑地址形式是:页号24位，页内地址10位,内存128M,辅存10G，那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。
A.1024K B.16G C.10G D.10G+128M
36．分页存储管理的存储保护是通过( )完成的。
A.页表 B.快表 C.存储键 D.索引
37．用户使用（ ）形式的文件。
A.链接 B.连续 C.物理 D.逻辑
38．能够装入内存任何位置并能执行的程序代码必须是可( )。
A.动态链接 B.重定位
C.可重入的 D.静态链接
39. 采用（ ）不会产生内部碎片。
A.分页式存储管理 B.分段式存储管理
C.固定分区式存储管理 D.段页式存储管理
40. 假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（ ）。
（A）共享设备 （B）独占设备
（C）虚拟设备 （D）物理设备

41．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（ ）
A、运行态变为就绪态 B、运行态变为等待态
C、就绪态变为运行态 D、等待态变为就绪态
42．分页式存储管理中，地址转换工作是由（ ）完成的。
A、硬件 B、地址转换程序
C、用户程序 D、装入程序
43．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（ ）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
44．对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（ ）。
A、字符 B、数据项
C、记录 D、文件
45．一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（ ）状态。
A、运行 B、等待
C、就绪 D、收容
46．共享变量是指（ ）访问的变量。
A、只能被系统进程 B、只能被多个进程互斥
C、只能被用户进程 D、可被多个进程
47．临界区是指并发进程中访问共享变量的（ ）段。
A、管理信息 B、信息存储
C、数据 D、程序
48．产生系统死锁的原因可能是由于（ ）。
A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环
C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备
49．地址重定位的结果是得到（ ）
A． 源程序 B． 编译程序 C． 目标程序 D． 执行程序
50、以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（ ）。
A．动态分区法 B．可重定位分区法 C．请求分页技术 D．对换技术
51．在进行操作系统结构设计时，应尽量减少与硬件直接有关的程序量且将其独立封装，这是为了提高操作系统的( )
A.正确性 B.高效性
C.维护性 D.移植性
52．采用多道程序设计技术能提高整个计算机系统的效率，其基本条件是 ( )
A.处理器执行指令速度快
B.主存储器的容量大
C.该系统具有处理器与外设并行工作的能力
D.外围设备多
53．进程并发执行时，每个进程的执行速度是 ( )
A.由进程的程序结构决定的 B.由进程自己控制的
C.在进程被创建时确定的 D.与进程调度的策略有关
54．在可变分区存储管理中，回收一个分区时使空闲区个数加一的情况是( )
A.既无上邻又无下邻空闲区 B.既有上邻又有下邻空闲区
C.只有上邻没有下邻空闲区 D.只有下邻没有上邻空闲区
55．平均周转时间最小的作业调度算法是( )
A.先来先服务算法 B.计算时间短的作业优先算法
C.响应比最高者优先算法 D.优先数调度算法
56．在分页存储管理中，假设程序地址字为16位，页长为1KB，则页号占用 ( )
A.2位 B.4位
C.6位 D.10位
57．属于块设备的是( )
A.硬盘 B.打印机
C.显示器 D.键盘
58．属于抢占式的分配处理器算法的是( )
A.先来先服务调度算法 B.多级队列调度算法
C.时间片轮转调度算法 D.非剥夺的优先数调度算法

二 填空：
1．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。
2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式有程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式和通道控制方式。
3．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。
4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。
5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地址称为逻辑地址。
7．进程由程度、数据和PCB组成。
8．虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。
9．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现设备独立性。
10. 段的共享是通过共享段表实现的。
11．文件的物理结构分为顺序文件、索引文件和索引顺序文件。
12. UNIX的文件系统空闲空间的管理是采用成组链接法。
13. 离散存储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高，管理开销小。
14. 按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结构文件，又称为记录式文件和无结构文件，又称流式文件。
15、在设备管理中，为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了虚拟分配技术，即用共享设备模拟独占设备。
16、动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现重定位。
17、在存储管理中常用虚拟存储器方式来摆脱主存容量的限制。
18、在请求页式管理中，当硬件变换机构发现所需的页不在内存时，产生缺页中断信号，中断处理程序作相应的处理。
19、置换算法是在内存中没有空闲页面时被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页面。20、在段页式存储管理系统中，面向用户的地址空间是段式划分，面向物理实现的地址空间是页式划分。
21、虚拟设备是通过SPOOLing技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。
22、在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把相对地址转换为物理地址，这是操作系统的地址重地位功能。
23. 在操作系统中，进程是一个资源分配的基本单位，也是一个独立运行和调度
的基本单位。
24. 在信号量机制中，信号量S > 0时的值表示可用资源数目；若S < 0，则表示等待该资源的进程数，此时进程应阻塞。
25. 操作系统提供给编程人员的唯一接口是系统调用。
26. 设备从资源分配角度可分为独占设备，共享设备和虚拟设备。
27. 在页面置换算法中最有效的一种称为LRU算法。
28. 地址变换机构的基本任务是将虚地址空间中的逻辑地址变换为内存中的物理地址。
29．现代操作系统的两个重要特征是并发和共享。
30. 操作系统的基本类型有批处理操作系统，分时操作系统和实时操作系统三种。
31．采用对换方式在将进程换出时，应首先选择处于阻塞且优先权低的进程换出内存。
32. 能方便实现信息共享的存储管理办法有段式和段页式。
33．选择距当前磁头最近，且方向一致的磁盘调度算法SCAN扫描算法。
34．在动态分区式内存分配算法中，倾向于优先使用低地址部分空闲区的算法是首次适应算法 ；能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是循环首次适应算法。
35．在分时系统中，当用户数目为100时，为保证响应时间不超过2秒，此时时间片最大应为20ms。分时系统采用的调度方法是时间片轮转调度算法。
36. 常用的进程通信方式有管道、共享存储区、消息机制和邮箱机制。
37. 正在执行的进程等待I/O操作，其状态将由执行状态变为阻塞状态。
38．分段保护中的越界检查是通过段表寄存器 中存放的段表长度 和段表中的段长 等数据项。
39．在请求调页系统中的调页策略有预调入策略，它是以预测为基础的；另一种是请求调入，由于较易实现，故目前使用较多。
40．若干个事件在同一时刻发生称为并行，若干个事件在同一时间间隔内发生称为并发。
41．用户编写的程序与实际使用的物理设备无关，而由操作系统负责地址的重定位，我们称之为设备无关性（设备独立性）。
42．用户是通过命令方式或者程序接口向计算机发出请求的。
43．在操作系统中的异步性主要是指在系统中进程推进的顺序是走走停停。
44．缓冲池包括空白缓冲队列、装满输入数据的缓冲队列和装满输出数据的缓冲队列三种队列。
45．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现逻辑设备到物理设备的映射。
46．对信号量S的操作只能通过原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。
47. 在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为缺页和越界等原因而产生中断。
49. 段的共享是通过共享段表实现的。
50. 操作系统的基本类型有批处理操作系统，分时操作系统和实时操作系统三种。
51. 常用的进程通信方式有管道、共享存储区、消息机制和邮箱机制。
52. 在首次适应算法中，要求空闲分区按地址递增顺序链接成空闲分区链；在最佳适应算法中是按空闲分区从小到大顺序形成空闲分区链。
53. 现代操作系统的特征是并发、共享、虚拟和异步性。
54.在操作系统中进程和线程的区别是：是否拥有资源。
55．静态链接是在程序编译时进行，动态链接是在执行时进行。
56.文件共享的方式有基于索引结点的方式和利用符号链。
57.一次只允许一个进程访问的资源叫临界资源。

三、判断题
（×）1．并发性是指若干事件在同一时刻发生。
（√）2．虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。
（×）3．用户为每个自己的进程创建PCB，并控制进程的执行过程。
（√）4．树型目录结构能够解决文件重名问题。
（√）5．原语是一种不可分割的操作。
（√）6．通道一旦被启动就能独立于CPU运行，这样可使CPU和通道并行操作。
（√）7．页式的地址是一维的，段式的地址是二维的
（×）8．位示图方法可用于磁盘的调度管理。
（×）9．虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备，它通过逻辑设备表来实现的。
（×）10．页式管理易于实现不同进程间的信息共享。
（√）11．在虚拟存储方式下，程序员编制程序时不必考虑主存的容量，但系统的吞吐量在很大程度上依赖于主存储器的容量；
（×）12．可重定位分区管理可以对作业分配不连续的内存单元；
（√）13．采用动态重定位技术的系统，目标程序可以不经任何改动，而装入物理内存；
（×）14．页式存储管理中，一个作业可以占用不连续的内存空间，而段式存储管理，一个作业则是占用连续的内存空间。
（×）15．线程是最小的拥有资源的单位。
（√）16．文件系统最基本的功能是实现按名存取。
（×）17．存取控制表是每个用户一张，表明该用户对不同文件的存取权限。
（×）18．SPOOLing技术可以解决进程使用设备死锁问题。
（×）19．对于一个具有三级索引表的文件，存取一个记录需要访问三次磁盘。
（√）20．在I/O控制的多种方式中，传输速率高，对主机影响少的方式最好。
（×）21．进程可以删除自己的PCB表。
（×）22．可重定位分区法能够支持虚拟存储器的技术。
（×）23．单级目录结构能够解决文件重名问题。
（×）24．段页式存储管理中，不同段内的页的大小是可以不相等的。
（√）25．执行原语时不会响应任何中断。
（√）26．段页式管理实现了段式、页式两种存储方式的优势互补。
（√）27．对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享。
（×）28．文件系统中分配存储空间的基本单位是记录。
（×）29．外存对换空间保存的是虚拟内存管理系统调出的程序。
（√）30．虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。

四 问答题
1.设备管理中的数据传送控制方式有哪几种？分别简述如何实现的。
程序直接控制：由用户进程来直接控制内存或CPU和外设间的信息传送。
中断方式：进程通过CPU发出指令启动外设，该进程阻塞。当输入完成时，I/O控制器通过中断请求线向CPU发出中断信号，CPU进行中断处理。
DMA方式：在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路。
通道控制方式：CPU发出启动指令，指出通道相应的操作和I/O 设备，该指令就可启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道指令执行。

2．在段页式虚拟存储系统中，不同进程之间是如何实现程序共享的？
在系统内设置有系统段表，用户段表指向系统段表，系统段表内有当前共享的用户数。当用户进程调入一个程序段之前，先查找系统段表，如果所需段存在，则将共享用户数加一，在将此段登记在用户进程段表中。当进程退出时，共享计数减一，最后一个用户删除共享代码段。

3．在生产者—消费者问题中，能否将生产者进程的wait(empty)和wait(mutex)语句互换，为什么？
不能。（2分）
因为这样可能导致系统死锁。当系统中没有空缓冲时，生产者进程的wait(mutex)操作获取了缓冲队列的控制权，而wait(empty) 导致生产者进程阻塞，这时消费者进程也无法执行。
4．进程的基本状态有哪些？这些状态之间是如何转换的？
进程的基本状态有：就绪，阻塞，执行三种。
就绪到执行：进程调度
执行到就绪：时间片完
执行到阻塞：I/O请求或等待事件发生
阻塞到就绪：I/O完成或事件已发生

5．什么是设备独立性，它是如何实现的？
设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称。
要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的。

6.处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？
答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。
进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用CPU。
交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。

7．什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？
死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，永远不能再继续前进。
产生死锁的必要条件：互斥条件：某段时间内某资源只能由一个进程使用。不剥夺条件：资源在未使用完前，不能被剥夺，由使用进程释放。部分分配（请求和保持）：进程因请求资源而阻塞时，对已分配给它的资源保持不放。环路条件：发生死锁时，有向图必构成一环路。

8.什么是内存分页存储管理？它有什么特点？
分页存储管理是将各进程的地址空间分成大小相等的页，把内存的存储空间也分成与页大小相同的片，称为物理块。在分配存储空间时，以块为单位来分配。
优点：有效解决存储器的零头问题，能在更高的程度上进行多道程序设计，从而相应提高了存储器和CPU 的利用率。
缺点：采用动态地址变换为增加计算机成本和降低CPU 的速度。表格占内存空间，费时来管理表格。存在页内碎片。作业动态的地址空间受内存容量限制。

9.什么是段式存储管理？它从逻辑地址到物理地址是怎么变换的？
答：把程序按内容或构成关系分成段，每段有自己的名字。一个用户作业或进程包含的段对应于一个二维虚拟储存器。以段为单位分配内存，然后通过地址映射机构把逻辑地址转换成物理地址。只将那些经常访问的段驻留内存，其他的段放在外存，待需要时自动调入。
地址变换过程：由虚地址中的段号为索引，查段表。找出该段在内存的起始地址，并将其和段内地址相加，从而得到物理地址。

10．什么是虚拟存储器，它有什么特点？
答：虚拟存储器是一种存储管理技术，用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。但是虚拟存储器的容量并不是无限的，它由计算机的地址结构长度所确定，另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。

11．说明进程的结构、特征和基本状态。
答：结构：PCB (进程控制块)+程序+数据集合。
特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。
基本状态：就绪态、执行态、等待态。

1. SPOOLing的含义是什么？试述SPOOLing系统的特点、功能以及控制过程。
   答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。
   SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。
   SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入井、输出井组成；它将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。

2. 什么是快表？它在地址转换中起什么作用？
   快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。
   加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。

14．文件的物理结构有哪几类，那种结构能支持大型文件？
文件的物理结构有：顺序文件、链接文件和索引文件。
其中索引文件能支持大型文件。

15．比较基于索引节点和基于符号链的文件共享方法。（8分）
答：基于索引节点的文件共享是在文件的目录中填上需要共享文件的索引节点的序号，在索引节点中加上用户计数。基于符号链的文件共享是建立一种特殊的链接文件，内容为需要共享的文件的路径和名字，访问该文件时，根据路径找到共享的文件。基于索引节点的文件共享访问速度快，但可能使索引节点指针悬空；基于符号链的文件共享安全，但访问速度慢，要占用索引节点。

五、综合题
1. 信号量的PV操作解决进程的同步问题。
2. 银行家算法判断系统状态是否安全。
3. 分页系统中逻辑地址和物理地址的转换。
4. 页面置换算法，主要掌握先进先出、LRU、最佳置换。
5. 磁盘调度算法，包括FCFS、短寻道优先、电梯算法、LOOK算法等。
6. 进程调度算法，包括FCFS、短任务优先、最短剩余时间优先、时间片轮转等。