計算機作業系統作業總彙（第一章到第八章）湯小丹 第四版

第一章   作業系統引論（50分）

答案連結：

一、 填空題（共32分，每空2分）

1.    設計現代OS的主要目标是：（       ）、（       ）、（         ）、（       ）。

2.    OS具有（        ）、（      ）、（       ）和（        ）四個基本特征，最基本的特征是（       ）。

3.    若幹個事件在同一時刻發生稱為（      ），若幹個事件在同一時間間隔内發生稱為（       ）。

4.    作業系統的五大功能是（       ）、（       ）、（       ）、（       ）和（       ）。

二、 簡答題（共18分，每小題6分）

1.    為什麼說OS實作了對計算機資源的抽象？

2.    試從互動性、及時性以及可靠性方面，将分時系統不實時系統進行比較。

3.    何謂微核心技術？在微核心中通常提供了哪些功能？

第二章  程序管理

一、          填空題（共18分，每空1分）

1.              程序由 （    ） 、（    ） 和 （    ） 組成。

2.              在作業系統中，程序是一個 （    ） 的基本機關，也是一個獨立運作和 （    ） 的基本機關。

3.              在信号量機制中，信号量S > 0時的值表示 （    ） ；若S < 0，則表示 （    ），此時程序應 （    ） 。

4.              常用的程序通信方式有 （    ） 、（    ） 和（    ） 機制。

5.              正在執行的程序等待I/O操作，其狀态将由 （    ） 狀态變為 （    ） 狀态。

6.              靜态連結是在程式 （    ） 時進行，動态連結是在 （    ） 時進行。

7.              一次隻允許一個程序通路的資源叫 （    ） 。

8.              作業系統中，程序可以分為 （    ） 程序和 （    ） 程序兩類。

二、          簡答題（共56分，每小題8分）

1.        試說明PCB的作用，為什麼說PCB是程序存在的惟一标志？

答：

2.        試說明程序在三個基本狀态之間轉換的典型原因。

答：

3.        在進行程序切換時，所要儲存的處理機狀态資訊有哪些？

答：進行程序切換時，所要儲存的處理機狀态資訊有：

4.        試說明引起程序建立的主要事件。

答：

5.        在建立一個迚程時所要完成的主要工作是什麼？

答：

6.        試從排程性、并發性、擁有資源及系統開銷方面，對程序和線程進行比較。 

答：

(1)     排程性：

(2)     并發性：

(3)     擁有資源：

(4)     系統開銷：

7.        何謂使用者級線程和核心支援線程？

答：

(1)     使用者級線程：

(2)     核心支援線程：

三、          綜合題（共26分，每小題13分）

1.        試寫出相應的程式來描述圖2-1(a)所示的前驅圖。

2．在測量控制系統中的資料采集任務，把所采集的資料送至一單緩沖區；計算任務從該單緩沖中取出資料進行計算。試寫出利用信号量機制實作兩者共享單緩沖的同步算法。

答：

第三章 處理機排程與死鎖

（50分）

一、          填空題（共22分，每空1分）

1.              在響應比最高者優先的作業排程算法中，當各個作業等待時間相同時，(      )的作業将得到優先排程；當各個作業要求運作的時間相同時，(      )的作業得到優先排程。

2.              采用對換方式在将程序換出時，應首先選擇處于 (      ) 狀态且 (      ) 的程序換出記憶體。

3.              在分時系統中，當使用者數目為100時，為保證響應時間不超過2秒，此時時間片最大應為 (      ) 。分時系統采用的排程方法是 (      ) 算法。

4.              有三個同時到達的作業J1，J2和J3，它們的執行時間分别是T1，T2和T3，且T1<T2<T3。系統按單道方式運作且采用短作業優先算法，則平均周轉時間是 (      ) 。

5.              産生死鎖的四個必要條件是 (      ) 和 (      ) ， (      ) 和 (      ) 。

6.              在批處理兼分時的系統中，往往由分時系統控制的作業稱為 (      ) 作業，而由批處理系統控制的作業稱為 (      ) 作業。

7.              一個作業從進入系統到運作結束，一般要經曆 (      ) 、 (      ) 和 (      ) 三個不同狀态。

8.              一個理想的作業排程算法應該是既能 (      ) 又能使進入系統的作業 (      ) 。

9.              程序排程稱為 (      ) ，存儲器管理中的對換排程稱為 (      ) 。

10.          産生死鎖的原因可歸結為：(      ) ，(      ) 。

二、          簡答題（共18分，每小題6分）

1.        為什麼要引入高響應比優先排程算法？它有何優點？

2.        試說明低級排程的主要功能。

3.        在批處理系統、分時系統和實時系統中,各采用哪幾種程序(作業)排程算法?

三、          綜合題（10分）

1.        在銀行家算法的例子中,如果P0發出的請求向量由 Request(0,2,0)改為Request(0,1,0),問系統可否将資源配置設定給它?

2.        在銀行家算法中，若出現下述資源配置設定情況：

資源 程序	Allocation	Need	Available
A	B	C	D	A	B	C	D	A	B	C	D
P0	3	2	1	2	1	6	2	2
P1	1	1	7	5
P2	1	3	5	4	2	3	5	6
P3	3	3	2	6	5	2
P4	1	4	6	5	6

試問：

(1)     該狀态是否安全？

(2)     若程序P2提出請求Request(1，2，2，2)後，系統能否将資源配置設定給它？

第四章        存儲器管理

（100分）

一、          填空題（共38分，每空1分）

1.              靜态連結是在程式（    ）時進行，動态連結是在（    ）時進行。

2.        程式經編譯或彙編以後形成目标程式，其指令的順序都是以零作為參考位址，這些位址稱為（    ）。

3.        段式管理中，以（    ）為機關，每段配置設定一個（    ）區。由于各段長度（    ），是以這些存儲區的大小不一，而且同一程序的各段之間不要求（    ）。

4.        段的共享是通過（    ）實作的。

5.        （    ）方式能使存儲碎片盡可能少，而且使記憶體使用率較高，管理開銷小。

6.        常用的記憶體管理方法有（    ）、（    ）、（    ）和（    ）。

7.        動态存儲配置設定時，要靠硬體位址變換機構實作（    ）。

8.        在段頁式存儲管理系統中，面向（    ）的位址空間是段式劃分，面向（    ）的位址空間是頁式劃分。

9.        在多道程式環境中，使用者程式的相對位址與裝入記憶體後的實際實體位址不同，把相對位址轉換為實體位址，這是作業系統的（    ）功能。

10.    位址變換機構的基本任務是将虛位址空間中的（    ）變換為記憶體中的（    ）。

11.    能友善實作資訊共享的存儲管理辦法有（    ）和（    ）。

12.    在動态分區式記憶體配置設定算法中，傾向于優先使用低位址部分空閑區的算法是（    ）；能使記憶體空間中空閑區分布較均勻的算法是（    ）。

13.    頁是資訊的（    ）機關，進行分頁是出于（    ）的需要；段是資訊的（    ）機關，分段是出于（    ）的需要。

14.    存儲管理中的快表是指（    ）。

15.    分段保護中的越界檢查是通過（    ）中存放的（    ）和段表中的（    ） 等資料項。

16.    操作系的動态分區管理記憶體配置設定算法有（    ）、（    ）、和最佳适應算法。

17.    段式管理中，提供（    ）維的位址結構。以段為機關進行空間配置設定，每段配置設定一個（    ）區。

18.    在首次适應算法中，要求空閑分區按（    ）順序連結成空閑分區鍊；在最佳适應算法中是按（    ）順序形成空閑分區鍊。

19.    程式經編譯或彙編以後形成目标程式，其指令的順序都是以零作為參考位址，這些位址稱為（    ）。

二、          簡答題（共62分，1-7小題每題8分，8小題6分）

1.        可采用哪幾種方式将程式裝入記憶體？它們分别适用于何種場合？

2.        什麼是基于順序搜尋的動态分區配置設定算法？它分為哪幾種？

3.        在采用首次适應算法回收記憶體時，可能出現哪幾種情況？應怎樣處理這些情況？

4.        什麼是頁表？頁表的作用是什麼？

5.        具有快表時是如何實作位址變換的？

6.        為什麼說分段系統比分頁系統更易于實作資訊的共享和保護？

7.        試全面比較連續配置設定和離散配置設定方式。

8.        分區存儲管理中常采用哪些配置設定政策？比較它們的優缺點。

第五章 虛拟存儲器

（70分）

一、       填空題（共20分，每空1分）

1.        在存儲管理中常用（    ）方式來擺脫主存容量的限制。

2.        在采用請求分頁式存儲管理的系統中，位址變換過程可能會因為（    ） 和（    ）等原因而産生中斷。

3.        在請求頁式管理中，當（    ）發現所需的頁不在（    ）時，産生（    ）信号，（    ）作相應的處理。

4.        置換算法是在記憶體中沒有（    ）時被調用的，它的目的是選出一個被（    ）的頁面。如果記憶體中有足夠的（    ）存放所調入的頁，則不必使用（    ）。

5.        在 UNIX 系統中采用的頁面置換算法是（    ）。

6.        在請求調頁系統中的調頁政策有（    ），它是以預測為基礎的；另一種是（    ），由于較易實作，故目前使用較多。

7.       在一個請求分頁系統中，假如系統配置設定給一個作業的實體塊數為3，且此作業的頁面走向為2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。OTP算法的頁面置換次數為（    ），LRU算法的頁面置換次數為（    ），CLOCK算法的頁面置換次數為（    ）。

8.        在請求分頁系統中，假如一個作業的頁面走向為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，當配置設定給該作業的實體塊數M為3，采用先進先出頁面置換算法時，通路過程中發生的缺頁次數為：（    ）；采用最佳頁面置換算法時，缺頁次數為：（    ）；采用LRU頁面置換算法時，缺頁次數為：（    ）。（假定開始時，實體塊中為空）

二、       簡答題（共30分，每小題6分）

1.        虛拟存儲器有哪些特征?其中最本質的特征是什麼？

2.        在請求分頁系統中，頁表應包括哪些資料項？每項的作用是什麼？

3.        試說明請求分頁系統中的位址變換過程。

4.        在請求段表機制中，應設定哪些段表項？

5.        如何實作共享分段的配置設定和回收？

三、       綜合題（共20分，每小題10分）

1.        在一個請求分頁系統中，采用FIFO頁面置換算法時，假如一個作業的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當配置設定給該作業的實體塊數M分别為3和4時，試計算在通路過程中所發生的缺頁次數和缺頁率，并比較所得結果。

2.        系統為一個有6頁的程序配置設定4個實體塊，其頁表如下所示（時間機關：滴答），頁的大小為1K，請計算邏輯位址為0x17C8的實體位址。

　　頁号      塊号       裝入時間     上次引用時間   R(讀)         M(修改)

　　0            7              126                  279                         0              0

　　1             4              230                260                          1             0

　　2             2              120                272                         1             1

3             9              160                280                         1             1

解：

按CLOCK算法為（    ）；按FIFO算法為（    ）；按LRU算法為（    ）。

第六章 輸入輸出系統

（70分）

• 填空題（共40分，每空1分）

1. 主存儲器與外圍裝置之間的資料傳送控制方式有程式直接控制、（    ）、（    ）和通道控制方式。
2. 虛拟裝置是指采用（    ）技術，将某個獨享裝置改進為供多個使用者使用的的共享裝置。
3. 邏輯裝置表（LUT）的主要功能是實作（    ）。
4. 所謂（    ），是一塊能控制一台或多台外圍裝置與CPU并行工作的硬體。
5. 主存儲器與外圍裝置之間的資訊傳送操作稱為（    ）。
6. 在裝置管理中，為了克服獨占裝置速度較慢、降低裝置資源使用率的缺點，引入了（    ），即用共享裝置模拟獨占裝置。
7. 緩沖區的設定可分為（    ）、（    ）、（    ）和（    ）。
8. 裝置從資源配置設定角度可分為獨占裝置，（    ）和（    ）。
9. 裝置管理的主要任務是控制裝置和CPU之間進行（    ）操作。
10. 選擇距目前磁頭最近，且方向一緻的磁盤排程算法（    ）。
11. 使用緩沖區能有效地緩和（    ）和（    ）之間速度不比對的沖突。
12. 使用者編寫的程式與實際使用的實體裝置無關，而由作業系統負責位址的重定位，我們稱之為（    ）。
13. 通道是一個獨立于（    ）的專管（    ）的處理機，它控制（    ）與記憶體之間的資訊交換。
14. 關于緩沖池的操作有（    ）、（    ）、（    ）和（    ）。
15. 緩沖池包括空白緩沖隊列、（    ）和（    ）三種隊列。
16. 邏輯裝置表（LUT）的主要功能是實作（    ）。
17. 在SPOOLing系統中，程序執行輸出的過程是：将程序産生的資料送到（    ），輸出程式再将資料提出，通過（    ）送往輸出裝置。
18. 若幹個等待通路磁盤者依次要通路的磁道為20，44，40，4，80，12，76，移動臂目前位于40号柱面，則先來先服務算法的平均尋道長度為（    ）； 最短尋道時間優先算法的平均尋道長度為（    ）；掃描算法（目前磁頭移動的方向為磁道遞增）的平均尋道長度為（    ）。
19. 将資料從裝置送入緩沖池稱為：（    ）；将資料從緩沖池送入裝置稱為：（    ）；
20. 目前硬碟中最常使用的兩種接口是IDE接口和（    ）接口。
21. 裝置控制器的組成包括：（    ）、（    ）、（    ）。
22. （    ）是I/O程序與裝置控制器之間的通信程式。

• 簡答題（共30分，每小題6分）

1. 簡要說明IO軟體的四個層次的基本功能。
2. 裝置中斷處理程式通常需完成哪些工作？
3. 為何要引入與裝置的無關性？如何實作裝置的獨立性？
4. 何謂裝置虛拟？實作裝置虛拟時所依賴的關鍵技術是什麼？
5. 試說明收容輸入工作緩沖區和提取輸出工作緩沖區的工作情況。

第七章 檔案系統

（60分）

• 填空題（共20分，每空1分）

1. 檔案系統中，用于檔案的描述和控制并與檔案一一對應的是                 。
2. 檔案的實體結構分為順序檔案、          、         和          。
3. UNIX的檔案系統空閑空間的管理是采用          。
4. 按檔案的邏輯存儲結構分，檔案分為有結構檔案，又稱為          ；和無結構檔案，又稱          。
5. 檔案的存儲器是分成大小相等的          ，并以它為機關交換資訊。
6. 常用的檔案存取方法有          ，随機存取法和          。
7. 在成組鍊結法中，将第一組的空閑塊号和該組的         記入到

          中，作為目前可供配置設定的空閑盤塊号。

1. 位示圖是利用          來表示          的使用情況。
2. 檔案系統的基本任務是實作          。
3. 檔案的保護是通過          來實作的。
4. 檔案共享的方式有          的方式和          。
5. 使用者調用          和          檔案操作來申請對檔案的使用權。
6. 每個索引檔案都必須有一張          表，其中每個登記項用來指出一個邏輯記錄的          。

• 簡答題（共40分，每小題5分）

1. 何謂檔案邏輯結構？何謂檔案的實體結構？
2. 按檔案的組織方式可将檔案分為哪幾種類型？
3. 試說明在樹形目錄結構中線性檢索法的檢索過程，并給出相應的流程圖。
4. 基于符号鍊的檔案共享方式有何優點？
5. 什麼是通路控制表？什麼是通路權限表？
6. 目前常用的外存有哪幾種組織方式?
7. 某作業系統的磁盤檔案空間共有500塊，若用字長為32位的位示圖管理盤空間，試問：

(1)位示圖需多少個字?  

(2)第i字第j位對應的塊号是多少?

(3)并給出申請/歸還一塊的工作流程。

1. 對空閑磁盤空間的管理常采用哪幾種配置設定方式？在UNIX中又是采用何種配置設定方式？

第八章 使用者接口

（40分）

•        填空題（共10分，每空1分）

1.        作業系統為使用者提供三種類型的使用接口，它們是        、        、  

      和        。

2.        作業系統提供給程式設計人員的唯一接口是        。

3.        使用者是通過        或者程式接口向計算機送出請求的。

4.        UNIX的shell有兩層含義，一是指由shell指令組成的        ；二是指        。

5.        在所有主機作業系統都是UNIX系統的TCP／IP網絡中，進行遠端注冊的指令是        。

6.        在TCP／IP網絡中，UNIX作業系統下發送電子郵件的指令是         l。

•        簡答題（共30分，每小題10分）

1.        作業系統使用者接口中包括哪幾種接口？它們分别适用于哪幾種情況？

2.        系統調用有哪幾種類型？

3.        試說明系統調用的處理步驟。