1、第一章： 一、3、10、15、23、27、353.什么是操作系統？操作系統在計算機系統中的主要作用是什么？操作系統是管理系統資源、控制程序執行、改善人機界面、提供各種服務,并合理組織計算機工作流程和為用戶有效地使用計算機提供良好運行環境的一種系統軟件.主要作用(1) 服務用戶操作系統作為用戶接口和公共服務程序(2) 進程交互操作系統作為進程執行的控制者和協調者(3) 系統實現操作系統作為擴展機或虛擬機(4) 資源管理操作系統作為資源的管理者和控制者10.試述系統調用與函數（過程）調用之間的區別。（1） 調用形式和實現方式不同；（2） 被調用的代碼位置不同；（3） 提供方式不同15.什么是多道程

2、序設計？多道程序設計有什么特點？多道程序設計是指允許多個作業（程序）同時進入計算機系統內存并執行交替計算的方法。從宏觀上看是并行的，從微觀上看是串行的。（1） 可以提高CPU、內存和設備的利用率；（2） 可以提高系統的吞吐率，使單位時間內完成的作業數目增加；（3） 可以充分發揮系統的并行性，使設備和設備之間，設備和CPU之間均可并行工作。23.現代操作系統具有哪些基本功能？請簡單敘述之。（1）處理器管理；（2）存儲管理；（3）設備管理；（4）文件管理；（5）聯網與通信管理。27.什么是操作系統的內核？內核是一組程序模塊，作為可信軟件來提供支持進程并發執行的基本功能和基本操作，通常駐留在內核空間

3、，運行于內核態，具有直接訪問計算機系統硬件設備和所有內存空間的權限，是僅有的能夠執行特權指令的程序。35.簡述操作系統資源管理的資源復用技術。系統中相應地有多個進程競爭使用資源，由于計算機系統的物理資源是寶貴和稀有的，操作系統讓眾多進程共享物理資源，這種共享稱為資源復用。（1） 時分復用共享 資源從時間上分割成更小的單位供進程使用；（2） 空分復用共享 資源從空間上分割成更小的單位供進程使用。. 二、2、52、答：畫出兩道程序并發執行圖如下：處理器輸入機打印機程序A程序BA計算B計算計算計算時間(ms)0 50 100 150 180 200 250 300打印計算打印輸入計算A打印A打印B輸

4、入A計算B計算一(1) 兩道程序運行期間，CPU存在空閑等待，時間為100至150ms之間(見圖中有色部分)。(2) 程序A無等待現象，但程序B有等待。程序B有等待時間段為180ms至200ms間(見圖中有色部分)。5、答：畫出三個作業并行工作圖如下(圖中著色部分為作業等待時間)：CPUI1I2Job1Job2Job3時間(ms)CPU CPU0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 I1 I1CPUCPU I2 I2CPU I1CPU Job1 Job2 Job3Job2Job1Job2Job3Job1 Job2 Job1Job3(1) Job1從投入到運行完成需80ms，J

5、ob2從投入到運行完成需90ms，Job3從投入到運行完成需90ms。(2) CPU空閑時間段為：60ms至70ms，80ms至90ms。所以CPU利用率為(90-20)/90=77.78%。(3) 設備I1空閑時間段為：20ms至40ms，故I1的利用率為(90-20)/90=77.78%。設備I2空閑時間段為：30ms至50ms，故I2的利用率為(90-20)/90=77.78%。第二章： 一、9、18、20、26、489.什么是系統調用？試述API、庫函數和系統調用之間的關系.敘述系統調用執行流程.18.什么是進程?計算機操作系統為什么要引入進程?進程是具有獨立功能的程序在某個數據集合上

6、的一次運行活動,是計算機操作系統進行資源分配和保護的基本單位.(1) 刻畫程序的并發性;(2) 解決資源的共享性.20.進程的最基本狀態有哪些?哪些事件可以引起不同狀態間的轉換?運行態就緒態阻塞態26.何謂進程控制塊（PCB）？它包含哪些基本信息？進程控制塊是進程存在的唯一標識，是操作系統用來記錄和刻畫進程狀態及環境信息的數據結構，是進程動態特征的匯集，也是操作系統掌握進程的唯一資料結構和管理進程的主要依據。（1） 標識信息；（2） 現場信息；（3） 控制信息。48.處理器調度分為哪幾種類型？簡述各類調度的主要任務。高級調度，中級調度，低級調度。高級調度，創建就緒進程和做進程完成后的善后工作。

7、中級調度，根據內存資源情況決定內存中所能容納進程的數目，并完成內存和外存中進程的對換。低級調度，根據某種原則決定就緒隊列中哪個進程/線程獲得處理器，并將處理器出讓給它使用。 二、5、10、12、16、20、21、25、285、答：采用短作業優先算法調度時，三個作業的總周轉時間為： T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c 若不按短作業優先算法調度，不失一般性，設調度次序為：J2、J1、J3。則三個作業的總周轉時間為：T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c 令-式得到： T2-T1=b-a>0可見，采用短作業優先算法調度才能獲得最小平均作業周轉時間。10、答：5個

8、待運行的作業同時到達，按照最短作業優先的算法可以使平均響應時間最短。X取值不定，按照以下情況討論：1） x3 次序為：x，3，5，6，92） 3<x5 次序為：3，x，5，6，93） 5<x6 次序為：3，5，x，6，94） 6<x9 次序為：3，5，6，x，95） 9<x 次序為：3，5，6，9，x12、答：(1)FCFS調度算法執行次序 執行時間 等待時間 周轉時間 帶權周轉時間 A 10 0 10 1 B 6 10 16 2.66 C 2 16 18 9 D 4 18 22 5.5 E 8 22 30 3.75作業平均周轉時間 T=(10+16+18+22+30)

9、/5=19.2作業平均帶權周轉時間 W=(1+2.66+9+5.5+3.75)/5=4.38(2)優先級調度算法執行次序 執行時間 等待時間 周轉時間 帶權周轉時間 B 6 0 6 1 E 8 6 14 1.75 A 10 14 24 2.4 C 2 24 26 13 D 4 26 30 7.5作業平均周轉時間 T=(6+14+24+26+30)/5=20作業平均帶權周轉時間 W=(1+1.75+2.4+13+7.5)/5=5.13(3)時間片輪轉法(每個作業獲得相同的2分鐘長的時間片)按次序A B C D E A B D E A B E A E A輪轉執行。 作業 執行時間 等待時間 周轉時

10、間 帶權周轉時間 A 10 20 30 3 B 6 16 22 3.66 C 2 4 6 3 D 4 12 16 4 E 8 20 28 3.5作業平均周轉時間 T=(30+22+6+16+28)/5=20.4作業平均帶權周轉時間 W=(3+3.66+3+4+3.5)/5=3.4316、答： FCFS SJF HRRF作業 開始 完成 周轉 開始 完成 周轉 開始 完成 周轉時間 時間 時間 時間 時間 時間 時間 時間 時間1 8.00 10：00 2.00 8:00 10.00 120 8:00 10.00 1202 10.00 10：50 2.00 10:30 11.20 150 10:

11、10 11.00 1303 10.50 11：00 2.00 10:00 10:10 70 10:00 10:10 704 11.00 11：20 1.5 10:10 10:30 40 11:00 11.20 90平均周 T=112.5分 T=95分 T=102.5分轉時間=帶權平均 W=4.975 W=3.25 W=3.775周轉時間=20、答：執行次序 提交時間 執行時間 開始時間 完成時間 周轉時間 J1 8:00 60 8:00 9:00 60 J5 8:35 5 9:00 9:05 30 J6 8:40 10 9:05 9:15 35 J3 8:25 20 9:15 9:35 70

12、J4 8:30 25 9:35 10:00 90 J2 8:20 35 10:00 10:35 135作業平均周轉時間T=(60+30+35+70+90+135)/6=70注意，J1被調度運行后，直到它執行結束，才會引出作業調度程序工作。所以，J2至J6雖在J1執行期間進入，但未被調度，均在等待。當J1撤離后，作業調度程序工作，按SJF算法，顯然有執行次序：J5、J6、J3、J4、和J2。21作業名到達時刻估計運行時間/min優先數JOB110:00405JOB210:20303JOB310:30604JOB410:50206JOB511:00204JOB611:10104答：如下表所示作業名

13、進入內存時刻開始運行時刻結束運行時刻周轉時間帶權周轉時間JOB110:0010:0012:401604JOB210:2010:2010:50301JOB310:3010:5011:50804/3JOB410:5012:4013:0013013/2JOB512:0012:0012:20804JOB611：5011:5012:00505平均周轉時間=(160+30+80+130+80+50)/6=88.88平均帶權周轉時間=(4+1+4/3+13/2+4+5)/6=3.6425、答：每個作業運行將經過兩個階段：作業調度(SJF算法)和進程調度(優先數搶占式)。另外，批處理最多容納2道作業，更多的作

14、業將在后備隊列等待。進程就緒隊列作業后備隊列時間(分鐘) 10:00 10:20 10:30 10:50 11:10 12:00 12:20A B A C DA D D C CPU(1) 10:00，作業A到達并投入運行。(2) 10:20，作業B到達且優先權高于作業A，故作業B投入運行而作業A在就緒隊列等待。(3) 10:30，作業C到達，因內存中已有兩道作業，故作業C進入作業后備隊列等待。(4) 10:50，作業B運行結束，作業D到達，按SJF短作業優先算法，作業D被裝入內存進入就緒隊列。而由于作業A的優先級高于作業D，故作業A投入運行。(5) 11:10，作業A運行結束，作業C被調入內存

15、，且作業C的優先級高于作業D，故作業C投入運行。(6) 12:00，作業C運行結束，作業D投入運行。(7) 12:20，作業D運行結束。作業 進入內存時間 運行結束時間 A 10:00 11:10 B 10:20 10;50 C 11:10 12:00 D 10:50 12:20各作業周轉時間為：作業A 70，作業B 30，作業C 90，作業D 90。平均作業周轉時間為70分鐘。28、答：(1) FIFO算法選中作業執行的次序為：A、B、D、C和E。作業平均周轉時間為63分鐘。(2) SJF算法選中作業執行的次序為：A、B、D、E和C。作業平均周轉時間為58分鐘。第三章： 一、9、13、15、

16、259.什么是臨界區和臨界資源？臨界區管理的基本原則是什么？并發進程中與共享變量有關的程序段稱為臨界區。共享變量所代表的資源叫做臨界資源，即一次僅供一個進程使用的資源。（1） 一次至多有一個進程進入臨界區內執行；（2） 如果已有進程在臨界區內，試圖進入此臨界區的其它進程應等待；（3） 進入臨界區的進程應在有限時間內退出，以便讓進程等待隊列中的一個進程進入。13.什么是信號量？如何對其進行分類？信號量是物理資源的實體，它是一個與隊列有關的整型變量。按用途分（1） 公用信號量；（2） 私有信號量。按取值分（1） 二值信號量；（2） 一般信號量。15.何謂管程？它有哪些屬性？管程是由局部于自己的若干

17、公共變量及其聲明和所有訪問這些公共變量的過程所組成的軟件模塊，它提供一種互斥機制，進程可以互斥地調用管程的過程。（1） 共享性；（2） 安全性；（3） 互斥性。25.試述產生死鎖的必要條件、死鎖產生的原因及預防死鎖的方法。(1) 互斥條件；(2) 占有和等待條件；(3) 不剝奪條件；(4) 循環等待條件。進程推進順序不當、PV操作使用不妥、同類資源分配不均或對某些資源的使用未加限制等，不僅與系統擁有的資源數量有關，而且與資源分配策略、進程對資源的使用要求以及并發進程的推進順序有關。（1） 破壞條件1（互斥條件）；（2） 破壞條件2（占有和等待條件）；（3） 破壞條件3（不剝奪條件）；（4） 破

18、壞條件4（循環等待條件）。 二、2、答：不同（1）:初值為1，范圍為-n+1,1；（2）：初值為m，范圍為-n+m,m。5、答：1) 使用信號量和P、V操作：var name: array1.100 of A;A=record number:integer; name:string;endfor i:=1 to 100 do Ai.number:=i; A:=null;mutex,seatcount:semaphore;i:integer;mutex:=1;seatcount:=100;cobeginprocess readeri(var readername:string)(i=

19、1,2,) P(seatcount); P(mutex);for i:=1 to 100 do i+ if A=null then A:=readername; reader get the seat number =i; /*Ai.number V(mutex) 進入閱覽室，座位號i，座下讀書;P(mutex); Ai name:=null; V(mutex); V(seatcount); 離開閱覽室; coend.2) 使用管程操作：TYPE readbook=monitorVAR R:condition;Interface Module IM; i,seatcou

20、nt:integer;name:array1.100 of string;DEFINE readercome,readerleave;USE check,wait,signal,release;procedure readercome(readername)begin check(IM); if seatcount100 wait(R,IM) seatcount:=seatcount+1; for i=1 to 100 do i+ if namei=null then namei:=readername; get the seat number=i; release(IM);endproced

21、ure readerleave(readername)begin check(IM); seatcount-; for i=1 to 100 do i+ if namei=readername then namei:=null; release(IM);end begin seatcount:=100;name:=null;endcobegin process readeri(i=1,2.) begin readercome(readername); read the book; readerleave(readername); leave the readroom; endcoend.6、答

22、：實質上是兩個進程的同步問題，設信號量S1和S2分別表示可揀白子和黑子，不失一般性，若令先揀白子。var S1,S2:semaphore;S1:=1;S2:=0; cobegin process P1 begin repeat P(S1); 揀白子 V(S2); until false; endprocess P2 begin repeat P(S2); 揀黑子 V(S1); until false; endcoend.16、答：(1)用信號量和P、V操作。var S,S1,S2,S3;semaphore; S:=1;S1:=S2:=S3:=0; flag1,flag2,flag3:Boole

23、an; flag1:=flag2:=flag3:=true;cobegin process 供應者begin repeat P(S); 取兩樣香煙原料放桌上，由flagi標記; /*flage1、flage2、flage3代表煙草、紙、火柴 if flag2&flag3 then V(S1); /*供紙和火柴 else if flag1&flag3 then V(S2); /*供煙草和火柴 else V(S3); /*供煙草和紙 untile false; end process 吸煙者1begin repeat P(S1); 取原料; 做香煙; V(S); 吸香煙; unti

24、le false;process 吸煙者2begin repeat P(S2); 取原料; 做香煙; V(S); 吸香煙; untile false;process 吸煙者3begin repeat P(S3); 取原料; 做香煙; V(S); 吸香煙; untile false;coend.23、答：(1) P1，P2，P3，P4的Cki-Aki分別為：(2，2，2)、(1，0，2)、(1，0，3)、(4，2，0)(1) 系統處于安全狀態，存在安全序：P2，P1，P3，P4(2) 可以分配，存在安全序列：P2，P1，P3，P4。(3) 不可以分配。24、答：(1)系統處于安全狀態，存在安全序

25、列：P0，P3，P4，P1，P2。 (2)不能分配，否則系統會處于不安全狀態。25、答：(1)此時可以找出進程安全序列：P4，P1，P5，P2，P3。故系統處于安全狀態。(2)可以分配，存在安全序列：P4，P1，P5，P2，P3。(3)不可分配，系統進入不安全狀態。31、答：semaphore wait，mutex1，mutex2；mutex1=mutex2=1；wait=1；int counter1，counter2；count1=count2=0；CobeginProcess p1P(mutex1)；counter1+；if (counter1=1) then P(wait)；V(mute

26、x1)；過獨木橋；P(mutex1)；counter1-；if (counter1=0) then V(wait)；V(mutex1)；Process p2P(mutex2)；Counter2+；if (counter2=1) then P(wait)；V(mutex2)；過獨木橋；P(mutex2)；counter2-；if (counter2=0) then V(wait)；V(mutex2)；coend50、答:答：semaphore mutex1，mutex2；semaphore empty，full，count；mutex1=mutex2=1；count=3；empty=10；ful

27、l=0；cobeginprocess youngmonki(i=1，2)While(true)P(empty)；P(count)；P(mutex1)；從井中取水；V(mutex1)；P(mutex2)；倒入水缸；V(mutex2)；V(count)；V(full)；process oldmonki(i=1，2)while(true)P(full)；P(count)；P(mutex2)；從缸中取水；V(mutex2)；V(count)；V(empty)；coend第四章： 一、1、試述存儲管理的基本功能。答：（1） 存儲分配；（2） 地址映射；（3） 存儲保護；（4） 存儲共享；（5） 存儲擴充

28、。4、何謂地址轉換（重定位）？哪些方法可以實現地址轉換？答：邏輯地址轉換為物理地址的過程稱為地址轉換（重定位）。（1） 靜態地址重定位；（2） 動態地址重定位；（3） 運行時鏈接地址重定位。18、試述實現虛擬存儲器的基本原理。有哪幾種實現方法？答：虛擬存儲器是指在具有層次結構存儲器的計算機系統中，自動實現部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個比物理內存容量大得多的、可尋址的“內存儲器”。是一種具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種存儲器系統。虛擬存儲器的實現方式有兩種：請求分頁系統和請求分段系統。請求分頁系統允許只裝入少數頁面的程序(及數據)，便啟動運行，以后

29、，再通過調頁功能及頁面置換功能，陸續地把即將要運行的頁面調入內存，同時把暫不運行的頁面換出到外存上；請求分段系統允許只裝入少數段(而非所有的段)的用戶程序和數據，即可啟動運行。以后再通過調段功能和段的置換功能將暫不運行的段調出，同時調入即將運行的段。 二、1、答：（1）當有3個物理頁面時：使用FIFO算法：缺頁16次，缺頁中斷率16/20=80%；使用OPT算法：缺頁11次，缺頁率11/20=55%。使用LRU算法：缺頁12次，缺頁率12/20=60%。（2）當使用4個物理頁面時：（2）當使用5個物理頁面時：（2）當使用6個物理頁面時：3、答：(1) 作業的物理塊數為3塊，使用FIFO為9次，

30、9/12=75%。使用LRU為7次，7/12=58%。使用OPT為6次，6/12=50%。作業的物理塊數為4塊，使用FIFO為6次，6/12=50%。使用LRU為6次，6/12=50%。使用OPT為5次，5/12=42%。 (2) 作業的物理塊數為3塊，使用FIFO為9次，9/12=75%。使用LRU為10次，10/12=83%。使用OPT為7次，7/12=58%。作業的物理塊數為4塊，使用FIFO為10次，10/12=83%。使用LRU為8次，8/12=66%。使用OPT為6次，6/12=50%。其中，出現了Belady現象，增加分給作業的內存塊數，反使缺頁中斷率上升。29、答：1)680

31、2)915 3)904 4)越界 5)1750 6) 越界。30、答：1) 1) 頁面訪問序列為0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3。 2)FIFO為5次，缺頁中斷率為5/12=41.6%。LRU為6次，缺頁中斷率為6/12=50%。LRU反比FIFO缺頁中斷率高。第五章： 一、1、試述設備管理的基本功能。答：P255（1） 設備中斷處理；（2） 緩沖區管理；（3） 設備分配與去分配；（4） 設備驅動調度；（5） 實現虛擬設備。12、為什么要引入緩沖技術？其基本思想是什么？答P265為了解決CPU與設備之間速度不匹配的矛盾及邏輯記錄和物理記錄大小不一致的問題，提高CPU與設備的并行性

32、，減少I/o操作對CPU的中斷次數，放寬對CPU中斷響應時間的要求，人們為操作系統引入了緩沖技術。當進程執行寫操作輸出數據時，先向系統申請一個輸出緩沖區，然后將數據送至緩沖區，如果是順序寫請求，則不斷地把數據填入緩沖區，直至裝滿為止，此后進程可以繼續進行計算，同時系統將緩沖區數據寫入設備。當進程執行讀操作輸入數據時，先向系統申請一個輸入緩沖區，然后系統將設備的一條物理記錄讀至緩沖區，期間進程繼續計算，送至完成之后系統根據要求將當前進程所需要的邏輯記錄從緩沖區中選出并傳送給進程。21、什么是虛擬設備？實現虛擬設備的主要條件是什么？答：虛擬設備：為了提高獨占設備的利用率，采用SPOOLING技術，

33、用可共享的設備模擬獨占設備，使獨占設備成為共享設備，使每個作業感到自己分到了速度極高的獨占設備。這種模擬的獨占設備稱為虛擬設備。(1) 預輸入程序；(2) 井管理程序；(3) 緩輸出程序。28、為什么要引入設備獨立性？如何實現設備獨立性？答：設備獨立性：用戶不指定物理設備，而是指定邏輯設備，使得用戶作業和物理設備之間分離開來，再通過其他途徑建立邏輯設備和物理設備之間的映射，設備的這種特性就是“設備無關性”。 應用程序與具體物理設備無關，系統增減或變更設備時對源程序不必加以修改；易于應對I/O設備故障，提高系統可靠性；增加設備分配的靈活性，更有效地利用邏輯設備資源，實現多道程序設計。為了實現設備

34、獨立性，必須在設備驅動程序之上設置一層設備獨立性軟件，用來執行所有 I/O 設備的公用操作，并向用戶層軟件提供統一接口。關鍵是系統中必須設置一張邏輯設備表 LUT 用來進行邏輯設備到物理設備的映射，其中每個表目中包含了邏輯設備名、物理設備名和設備驅動程序入口地址三項；當應用程序用邏輯設備名請求分配 I/O 設備時，系統必須為它分配相應的物理設備，并在 LUT 中建立一個表目，以后進程利用該邏輯設備名請求 I/O 操作時，便可從 LUT 中得到物理設備名和驅動程序入口地址。30、目前常用的磁盤驅動調度算法有哪幾種？分別適用于何種數據應用場合？答：只需回答幾處算法。(1) 電梯I/o調度算法；(2

35、) 時限i/o調度和預期i/o調度算法；(3) 公平排隊i/o調度算法。（1） 先來先服務調度算法；（2） 最短尋道時間調度算法；（3） 掃描算法；（4） 循環掃描算法。二、2、答：處理次序為：100-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移動的總柱面數：264。7、答：(1)先來先服務算法FCFS為565，依次為143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。(2)最短查找時間優先算法SSTF為162，依次為143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。(3)掃描算法SCAN為169，依次為143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。(4)電梯調度為125(先向地址大的方向)，依次為143-147-150-175-177-102-94-91-