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13、操作系统3级调度中的高级调度是指雁亚|调度。
14、产生死锁的原因有|资源竞争|和进程惟进顺序档o
15、计算机系统产生死锁的根本原因是|资源竞争|和进程的|推进次序不西—
16、进程运用行时,CPU花费大部分时间用于内外存交换信息,这种现象称为亟。
17、一个批处理型作业,从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始,至作业完成,可能要经历三级调度。
高级调度为作业|调度,低级调度为鯉调度。
三级调度是指作业调度|、|进程调度|和禅。
不能被多个进程同时使用的资源称为|临界资源o
一次只允许一个进程使用的资源称为临界资澜。
作业调度是从外存的后备作业队列中选择一个或--批作业调入内存,为它们创建进程,并将这些进程送入|22死锁预防的四个必要条件是
分页式存储管理中,页表是用來指出作业的逻辑页号|与物理块号|的对应关系。
进程的三个基本状态有:
|阻塞|态、就绪态和执行态。
在Linux系统中,显示当前系统屮的进程情况,使用|ps|命令;
显示文件内容,使用|cat]命令。
26、在页式存储管理中,为了来实现重定位,系统为每个任务记录了逻辑页号和物理块号的对应关系,这种数据结构称为页表。
27、内存管理中的|段式存储管理|分配方法,在程序加载内存时,考虑程序的逻辑结构,便与实现各部分的共亭与保护。
28、CPU用于处理内外存调入调出页面所用的时间,远远超过了运行程序的时间,这种现象称为丽。
29、具有两级页表的分页存储管理系统中,CPU每次要存取一个数据吋,须访问国次内存。
30、页式存储管理中页表结构的作用是,记录程序和数据加载内存时,逻辑页号与阙理现号]的对应关系。
31、園部性原理|是指在比较短的时间内,CPU只运行一个程序的局部,这也是虚拟存储器的理论基础。
32、某Linux文件保护的信息是11111010(),则表示对于该文件的访问权限为[麺用户只可读、不可写和不可执行。
33、LS命令显示,一个文件目录的前十个字符为:
drwxrw—则该文件的类型为|目录|(第一位d:
directory)文件,同组用户的权限为|读和写|。
34在文件的索引物理结构中,如果在FCB中设计索引表较小,而希望系统支持较大较长的文件,则通常要采用|多级索引|结构。
35、Linux系统中,对空闲磁盘块的管理采用空闲块成组链接法方法。
36、每个索引文件都至少冇一张索引表,其中的每一个索引表的表项项应包括逻辑块号和主存块号或磁盘物理块号
37、有m个进程共享同一个临界资源,若使用信号量机制实现对该临界资源的互斥访问,则信号量S的变化
范围是|(m・l)
38、在Linux系统中,按每次传递信息的多少进行分类,磁盘、磁带等以块为单位组织和处理信息的设备称为慈因设备。
字节多路通道
选择通道
数组多路通道
输入井和输出井
40、
39、Spooling系统小,在磁盘上专门用于暂时存放输入信息和输出信息的结构称为通道的类型有:
41、按照每次传递信息的多少來划分设备的类型,设备分为字符设备和|块设备。
42.在操作系统中,为了缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾及提高CPU与外设的并行性,引入了|缓冲的概念。
43、将独占设备改造成共享设备,称为甌设备。
二、判断题练习
1(V)在分时系统中,当时间片过小时,进程调度时间所占比重加大。
2(X)操作系统是系统软件中的一种,在进行系统安装吋可以先安装其他软件,然后再安装操作系统。
3(X)批处理操作系统既提高了计算机的工作效率又提供了良好的交互界面。
4(X)在进行安装计算机时,可以先安装应用软件,再安装操作系统。
5(V)分时系统操作系统可以提供良好的交互界而。
6(X)Linux系统是采用层次结构模型实现结构设计的。
7(V)进程的就绪队列为空吋,等待队列可能不空。
8(X)只要资源分配图中出现环路,系统一定死锁。
9(V)在资源分配图中,只要存在环路,且不可再被简化,则一定产生死锁。
10(X)拟存储器在逻辑上和物理上都扩充了内存容塑。
11(X)进程A与进程B共享变量S1,需要互斥;
进程B与进程C共享变量S2,需要互斥;
进而进程A和进
程C也必须互斥。
12(X)作业一旦被作业调度程序选中,系统就给它分配CPU。
13(X)只要使用P,V操作,系统一定不会出现死锁。
14(X)程序必须加载内存才能执行。
如果程序的长度大于内存物理空间的大小,则程序无法运行。
15(V)进程控制块PCB是进程存在的惟一标志。
16(X)多个进程可以共享同一正文段,因而这多个进程也可共用一个进程控制块。
17(V)Linux系统中,子进程继承父进程的进程上下文。
18(V)进程控制块是专为用户进程设置的私有数据结构,每个进程仅有一个pcb。
19(V)银行家算法是避免死锁的方法之一。
20(X)P操作是释放临界资源的操作。
21(X)简单地说,进程是程序的执行过程。
因而,进程和程序是一一对应的。
22(X)系统发生死锁时,其资源分配图中必然存在环路。
因此,如果资源分配图中存在环路,则系统一定出现死锁。
23(X)在银行家算法中,如果存在一个安全序列,就说明该系统将来不可能发生死锁。
24(X)内存的段页式存储管理方式是三维地址空间。
25(X)虚拟存储器是由操作系统提供的一个遐想的特大存储器,它的大小和实际内存大小相等。
26(X)内存的段页式存储管理方式是三维地址空间。
27(V)采用可重定位分区内存管理方式,减少了内存碎片,但增加了系统的时间开销。
28(X)虚拟存储器在逻辑上和物理上都扩充了内存容量。
29(X)段页式存储管理方式是三维地址空间。
30(X)中断方式是主机控制输入/输出的最高级方式。
31(V)在Linux文件系统中,文件目录项的内容为文件名和它的i结点号。
32(V)Linux系统将缓冲区的内容写回磁盘时,采用延迟写方式。
这是为了提高进程写操作的速度。
33(X)所谓“打开文件”,就是将文件的内容信息加载内存。
34(X)Linux系统中,在按名检索文件的属性时,必须访问到该文件在文件区的内容。
35(X)在Linux系统屮,打开文件,就是将文件加载内存。
36(X)在任何文件系统的目录文件中,文件目录项的内容都是由文件控制块构成的。
37(V)Linux系统文件的物理结构为混合索引结构,这有利于短文件提高访问速度,同时也支持较长文件。
38(V)隐式链接的文件不利于随机存取。
39(X)UNIX系统中,在按文件名检索文件的属性时,必须访问到该文件在文件区的内容。
40(V)通道可以与CPU并行工作,它专门用来负责外设与主存之间的信息传输工作。
41(X)设置缓冲区是为了解决主机与外设之间速度不匹配的矛盾,提高系统的并发性。
42(V)SPOOling系统实现设备管理的虚拟技术,B|J:
将独占设备改造为共享设备。
43(X)空闲块成组链接法是内存管理方法之一。
44(V)设备的无关性又叫设备的透明性,是指应用程序与设备的具体物理特性无关。
三、单项选择练习题练习
1、操作系统提供给程序员的接口是oA、进程(B、系统调用IC、库函数D、命令。
2、设计多道批处理系统时,首先要考虑的是o
A、灵活性和可适应性B、实时性和可靠性C、交互性和响应时间|d、系统效率和吞吐臺
3、一个进程是。
A.由处理机一次或多次执行的一个程序。
B、一个独立的程序+数据集。
C、PCB结构与程序和数据的组吞訂D、_个独立的程序。
4.两个进程合作完成一个任务。
在并发执行中,一个进程要等待其合作伙伴发来的消息,或者等待其合作伙伴的某个事件发生后再继续执行,这种制约性合作关系被称为进程的—o|A・同步IB.互斥C.调度D.执行
5、设有5个进程共享一个互斥段,如果最多允许有3个进程同时进入互斥段,则所采用的互斥信号量初值应
是。
A、5[B、3|C、1D、0
6、进程调度是系统根据一定的调度算法,从队列中挑选出一个合适的进程,分配给它CPU,并让它运行。
A.阻塞瓦就绪IC.运行D.等待
7、信箱通信是一种通信方式。
A、直接通信|B、间接通信IC、低级通信D、信号量
8.下列选项中在用户态执行的是|A用户发出的命令执行|B缺页处理程序C进程调度程序D时钟中断处理程序
9、main(){forkO;
printf(“%c”,“F”);
}的执行结果是:
—。
花FF|B、FC、FFFD、FFFF
10、在多进程的并发系统中,肯定不会因竞争—而产生死锁。
A.打印机|B・CPUC.磁盘D.磁带机
11.某系统有n台互斥使用的同类设备,3个并发进程分别需要3,4,5台设备,可确保系统不发生死锁的设备数n最小为oA.9IB.10C.11D.12
12.为了使系统中各部分资源得到均衡使用,就必须选择对资源需求不同的任务进行合理搭配。
这项工作是由
完成的。
作业调B、中级调度C、进程调度D、内存调度
13.既考虑作业等待时间,又考虑作业执行时间的调度算法是。
A、响应比高者祝君|B、短作业优先C、优先级调度算法D、先來先服务。
14.银行家算法是--种的算法。
A、死锁解除反死锁避免|C、死锁预防D、死锁检测
15.某操作系统中有4个作业:
A、B、C、D,它们的优先数分别为100,64,80和65,设优先数小的优先级
别高。
进程调度按优先级调度算法,则当前首先被系统调度程序选屮的进程为o
A.A被选中|B.B被选中|C.C被选中D.D被选中
16.下列哪个不是死锁产生的必要条件o
A、互斥使用B、占有且等待C、可以抢占条件D、环路等待条件
17.某系统正在执行三个进程Pl、P2和P3,各进程的计算(CPU)时间和I/O时间比例如下表所示。
进程
计算时间
I/O时间
P1
90%
10%
P2
50%
P3
15%
85%
为提高系统资源利用率,合理的进程优先级设置应为:
A.P1>
P2>
P3IB.P3>
P1C.P2>
P1=P3D.P1>
P2二P3
18.下列进程调度算法中,能够体现进程获得CPU运行的优先程度的算法是
A.先來先服务法B.短作业优先法|C・优先权法|D.时间片轮转法
19.下列作业调度算法中,具有最短的作业平均周转时间的是。
D.时间片轮转法
A.先来先服务调度算法|B・短作业优先调度算法—C・优先数调度算法
20.在内存管理的页式存储管理方式中,釆用二级页表或多级页表方式是为了。
A.使该文件的页表实现不连续存別B.提高文件的访问速度C.方便用户读写该文件D.提高磁盘空间利用率
21.在内存动态分区分配方式屮,采用紧凑方式平移内存屮的作业,是为了
A、加快系统的执行速度卜、有效使用内存空间匕、实现虚拟存储D、合理使用分区表
22.在可变分区存储管理屮,某作业完成后系统要收回其内存空间,该空间可能与相邻空闲区合并,修改空闲区表,使空闲区始址改变但空闲区数不变的情况是o
A、有上空闲区也有下空闲区
C、无上空闲区但有下空闲区
B、有上空闲区但无下空闲区
D、无上空闲区且也无下空闲区
23.为能对一个文件进行正确的存取,必须为该文件设置用于描述和控制文件的数据结构,称之为—A、文件逻辑结构B、文件物理结构C、文件属性|D、文件控制块
24操作系统为文件分配磁盘空间的基本单位是_。
A.记录B.磁道C.扇区|D.磁盘块
25、.Linux操作系统文件的物理结构是结构。
A.连续B.直接索引C.链表结构)D・混合索引
26.位示图方法可用于o
D.页式虚拟存储管理川的页而调度
A.磁盘空间的管理B.磁盘的驱动调度C.文件目录的查找
27、打开文件的操作,是指
A、将文件从磁盘加载内存B、系统在内存给文件建立相应的数据结构|C、读取文件内容D只给文件建立描述符
28.文件系统实现按名存取,主要是通过来实现的。
D.内存地址转换
A.查找位示图B.查找文件甸C・查找作业表
29.若某文件系统索引结点(inode)屮有直接地址项和间接地址项,则下列选项屮,与单个文件长度无关的因
素是o索引结点的总数B.间接地址索引的级数C.地址项的个数D.文件块大小
30.SPOOLING技术的主要目的是。
A.提高设备输入输出的速度|B・将独占设备改造成逻辑上的共享设备|C・减轻用八编程负担D提供主、辅存接口
4()、在采用Spooling技术的系统屮,用户的打印数据首先被送到o
A、磁盘固定区域B、内存固定区域C、终端D、打印机
D、通道方式
D、主存与外存
42、输入输出设备工作过程中,使用CPU控制时间最少的I/O控制方式为A、循环测式方式B、中断方式C、DMA方式
43、通道又称I/O处理机,专门用于之间的信息传输。
A、CPU与外设B、CPU与外存|C、主机与外设
44.通道是一种。
A.1/O端口B.数据通道C.I/O专用处理机D.软件工具
45、下面关于设备独立性的叙述中正确的是o
A、设备独立性是指I/O设备具有独立执行I/O功能的一种特性。
B、设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备的一种特裡。
C、设备独立性是指能独立实现设备共享的一种特性。
D、设备独立性是指设备驱动程序独立于具体使用的物理设备的一种特性。
例1・系统中有多个进程,共同使用一台打印机。
写出这些进程并发执行时,使用打印机的程序段。
解:
使用打印机的稈序段为:
semaphores=l;
/*确定临界资源的种类及信号量的值*/
voidmain(){
p(s);
打印,
parbegin(Pl,P2,,Pn);
}
Pi()(1=17,3,……n)
V(S);
)
在这个例子中,多个进程随机使用打印机信号量,使用之前先巾请,使用之后释放该信号量。
例2.有一个缓冲区,供多个进程共享。
这些进程中有读进程和写进程,但某时刻只有1个进程操作。
写出多个进程共同使用同一个缓冲区时实现进程同步的程序。
缓冲区Buf
写进程沖
读进程Reader
解:
同步使用一个缓冲区的程序段为:
semaphoreempty=l,full=0;
/火定义信号量并赋初值火/
voidmain()
parbegin(Writer,reader);
注意:
在该程序中,对同一个信号量的P、进程交替使用该缓冲区。
例3生产者一消费者问题
1.问题的描述
V操作是在两个不同进程之间进行的,这样可以保证读进程和写
生产者—►匠卜消费者
有一批生产者进程在生产产品,并将这些产品提供给消费者进程去消费。
生产者进程与消费者进程能并发执行,在两者之间设置了一个具有n个缓冲区的缓冲池.
生产者进程将它所生产的产品放入一个缓冲区中;
消费者进程可从一个缓冲区中取走产品去消费。
规定消费者进程不能到一个空缓冲区中去取产品;
生产者进程不能将产品放入一个已装满产品且尚未被取走的缓冲区中。
假设初始情况下缓冲池为空,设置信号量如下:
mutex:
互斥使用缓冲池信号量,故初值mutex=1;
empty:
表示缓冲池中空闲的缓冲区数目,由于初始情况下所有缓冲区为空,故初值
empty=n;
full:
表示缓冲池中有产品的缓冲区的数目,由于初始情况下没有缓冲区存放产品,故初值full=0o算法及程序:
sem叩horemutex=l,empty二n,full=0;
*定义信号量并赋初值*/
messagebuffer[n];
intin二0,out=0;
/*定义存取指针的初始位置火/
parbegin(proceducer,consumer);
生产者进程
voidprocedure()
{do
{
生产一件产品;
•••
P(empty);
P(mutex);
将产品放入缓冲区buffer[in];
in=(in+l)%n;
V(mutex);
V(full);
Jwhile(true);
消费者进程:
voidconsumer()
P(full);
从缓冲区buffer[out]屮取走一件产品;
out=(out+l)%n;
V(empty);
消费这件产品;
例4读者一写者问题
1.问题的提出
full
一文件F可以被多个并发进程共享,将这些访问该文件的进程按访问方式分为两类:
一类只能读共享对象
的内容,把这类进程称为读进程或读者;
另一类进程则要更新(写)共亨对象文件F,将这些进程称为写进程或写者。
试用P、V操作解决各进程间的同步问题。
2.问题的分析
多个读者同时读一个共享对象是可以的,然而一个写者不能与其它任何读者或写者同时共享该文件。
亦即:
在使用共享文件时,一个写进程与其它所有进程都是互斥的。
但多个读进程之间不存在互斥的现象。
设读进程为reader,写进程为writer«
为实现reader与writer进程间的同步与互斥,设如下变量及信号量:
(1)临界资源:
共享文件F;
读进程个数readcount,初值为0,多个读进程不能同时修改该变量。
(2)信号量:
共享文件F对应信号量为wmutex;
读进程计数器readcount对应信号量rmutex;
(3)信号量初值:
写进程w
wmutex:
互斥使用该共享文件信号量。
女口:
写进程write之间以及与读进程reader在使用文件时是互斥的;
共享文件只有一个,因互斥使用该临界资源,初值为1。
rmutex:
计数器readcount的信号暈,控制互斥修改readcount0因为readcount是一个可被多个reader进程访问的临界资源,为此设一信号量。
因不能同时修改readcount变量,故rmutex的初值设为1(互斥使用变量
readcount)o
3.算法及程序
赭-写者问鮒如
intreadcount=0;
semaphorermutexz1,wiutexz1;
voidmainO
Iparbegin(reader,writer);
读者进程:
voidreader()
P(rmutex);
if(readcount一0)P(vwnutex):
readcount++;
V(rmutex);
也行读操作:
P(rmutex):
readcount—:
if(readcount=0)V(wmutex):
V(rmutex);
写者进程:
voidwriter()
P(wmutex);
执行写操作;
V(wmutex):
4.注意事项及提示
(1)对于写进程,共享文件是临界资源;
而对于读进程,该文件不是临界资源。
(2)整型变量readcount是临界资源,所以在使用前后要对其信号量rmutex进行P、V操作。
例5哲学家进餐问题
设有5个哲学家围坐在一张圆桌前吃饭。
桌上有5只筷子,在每人之间放一只。
哲学家要吃饭时,只有分别从左、右两边都拿到筷子时,才能吃饭。
如果筷子己在他人手上,则该哲学家必须等待到他人吃完后才能拿到筷子;
任何一个哲学家在自己未拿到两只筷子吃饭Z前,决不放下自己手里的筷子。
试描述5位哲学家吃饭的进程。
2.问题分析
放在桌子上的每根筷子是临界资源,在一段时间内只允许一位哲学家使用。
为了实现对筷子的互斥使用,以为每一只筷子设置一个信号量,由这五个信号量构成信号量数组:
Varchopstick:
array[0,•••,4]ofsemaphore;
设初始条件下,所有哲学家都未吃,故所有信号量均被初始化为1。
3.实现方法
假设每一位哲学家拿筷子的方法都是:
先拿起左边的筷子,再拿起右边的筷子。
所以5个押学家就餐问题临界资源信号设置如下:
临界资源:
5只筷子
信号量:
每只筷子一个信号量
信号量初值:
chopstick[5]={1,1,1,1,1}
则第i位哲学家的活动可描述为:
semaphorechopstick[5]=(1t1t1t1.1):
//5个互斥信号量
viodmain。
parbegin(PO().P10.P2().P3()•P4()):
}£
PiO/3t4*/
P(chopstick[i]);
P(chopstick[(i+1)%5]);
eating;
V(chopstick[i]);
V(chopstick[(i+1)%5]):
thinking:
补充例题1
某银行提供1个服务窗口和10个供顾客等待的座位。
顾客到达银行时,若有空座位,则从取号机上邻取一个号,等待叫号。
取号机每次仅允许一个顾客使用。
当营业员空闲时,通过叫号选取一位顾客,并为其服务。
顾客和营业员的活动过程描述如下:
顾客进程
{从取号机取一个号码;
等待叫号;
获収服务;
营业员进程
{叫号;
为客户服务;
请添加必要的信号量和P、V操作,实现上述过程中的互斥和同步。
要求写出完整的过程,说明信号量的含义并赋初值。
分析
1)临界资源
等待的座位:
互斥的,一个座位一个人,计10个;
取号机:
互斥使用,1个;
服务窗口:
营业员与顾客同步使用。
1个;
(2)信号量
seets
mutex
haveCustom顾客与营业员同步
(3)初值
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