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  • 操作系统复习

    千次阅读 多人点赞 2020-06-29 12:05:33
    操作系统复习 1.在操作系统中JCB,PCB,FCB的指什么。 JCB:作业控制块 PCB:进程控制块 FCB:文件控制块 2.多道程序的前提是什么。 处理器与外围设备可以并行工作 3.调度算法有哪些,分别是怎么运行的。 1.先来先...

    操作系统复习题


    1.在操作系统中JCB,PCB,FCB的指什么。
    JCB:作业控制块
    PCB:进程控制块
    FCB:文件控制块

    2.多道程序的前提是什么。
    处理器与外围设备可以并行工作

    3.调度算法有哪些,分别是怎么运行的。
    1.先来先服务法:是所有调度算法中最简单的方法,它将最早提交的作业最先调入内存。
    2.短作业优先法:是将所需运行的时间最短的作业优先调入内存运行。
    3.最短剩余时间优先法:是将剩余运行时间最短的作业优先调度运行。
    4.优先级调度算法:是从就绪队列中选出优先级最高的进程,让它在CPU上运行。
    5.轮转法:是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成正比例。
    6.多级队列调度算法:就是把就绪队列划分成几个单独的队列,一般根据进程的某些特性,永久性地把各个进程分别链入不同的队列中,每个队列都有自己的调度算法。
    7.多级反馈队列法:是在多级队列法的基础上加进“反馈”措施。

    4.“碎片”问题怎么解决的。
    现在普遍采用的段页式内存分配方式,就是将进程的内存区域分为不同的段,然后将每一段由多个固定大小的页组成。通过页表机制,使段内的页可以不必连续处于同一内存区域,从而减少了外部碎片,然而同一页内仍然可能存在少量的内部碎片,只是一页的内存空间本就较小,从而使可能存在的内部碎片也较少。

    5.低级调度的时机。
    有两种情况:1.当前进程主动放弃处理机 2.当前进程被动放弃处理机

    6.并行、并发是什么概念。
    并行:是指当一个CPU执行一个线程时,另一个CPU可以执行另一个线程,两个线程互不抢占CPU资源,可以同时进行。
    并发:是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间,且这几个程序都是在同一个处理机上运行,但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

    7.虚拟存储器是怎样实现的,有什么意义。
    当一个大进程的地址空间大于整个内存空间时,由于内存容量有限,不能把所有进程都装入内存,于是,只能选少数进程放入内存,让它们先执行,其他大量进程放在外存上,等待空出内存后才能装入。
    意义:1.用户编制程序时不必考虑内存容量的限制,只要按照实际问题的需要来确定合适的算法和数据结构,就可简化程序设计的任务。2.由于每个进程只有一部分装入内存,因而占用内存空间较少,在一定容量的内存中就可同时装入更多的进程,也相应增加了CPU的利用率和系统的吞吐量。

    8.同步和互斥用信号量怎么解决,信号量有哪些类型。
    在操作系统中,信号量sem是一整数。在sem大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数,但sem小于零时则表示正在等待使用临界区的进程数。显然,用于互斥的信号量sem初值应该大于零。信号量数值仅能由P,V原语操作改变。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S的值加1;若S=0,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一 个等待状态的进程,使之运行下去。P,V原语成对出现,在互斥操作时,他们处于同一个进程,但在同步操作时,他们不处于一个进程内。私有信号量是指只与制约进程有关而不是与整组并发进程有关的信号量。利用P,V原语实现进程同步的方法分为三步:首先为各并发进程设置私用信号量,然后为私用信号量赋初值,最后利用P,V原语和使用信号量规定各进程的执行顺序。
    信号量的类型:1.整型信号量 2.记录型信号量 3.二进制信号量

    9.在什么情况下会出现死锁,死锁的根本问题是什么,判断死锁的4个必要条件是什么。
    系统中两个或者多个进程无限期地等待永远不会发生的条件,系统处于停滞状态,这就是死锁。
    死锁的根本问题是:一是系统提供的资源数量有限,不能满足每个进程的使用;二是多道程序运行时,进程推进顺序不合理。
    产生死锁的必要条件是:1.互斥条件 2.占有且等待条件 3.不可抢占条件 4.循环等待条件

    10.操作系统是干什么用的,怎么管理计算机系统的。
    操作系统:是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机之间的接口。
    管理计算机系统有:①进程管理 ②存储管理 ③设备管理 ④文件管理 ⑤作业管理

    11.文件的物理结构有哪些。
    文件的物理结构有:①顺序结构 ②链式结构 ③索引结构

    12.操作系统中进程的分类。
    操作系统中进程可以分为系统进程和用户进程。

    13.调度分为几级,分别有什么用。
    调度划分为3级:
    ①高级调度:高级调度决定给哪个作业分配一台虚拟处理机,获得虚拟处理机的作业将在该虚拟处理机上顺序执行。
    ②中级调度:又称为中程调度,是为了提高内存利用率和平衡系统负载而采取的一种利用外存补充内存的措施。
    ③低级调度:又称为进程调度、短程调度,是按照一定的调度算法从内存的就绪进程队列中选择进程,为进程分配处理器。

    14.中断机制是怎样的,中断响应的过程是怎样的。
    中断机制是现代计算机系统中的基本机制之一,它在系统中起着通信网络的作用,以协调系统对各种外部事件的响应和处理,中断是实现多道程序设计的必要条件,中断是CPU 对系统发生的某个事件作出的一种反应。
    中断响应的过程顺序执行下面三步:①中止当前程序的执行 ②保存原程序的断点信息 ③转到相应的处理程序

    15.操作系统的5大类有什么特点,分别应用于什么领域。
    1.批处理操作系统:系统资源利用率高,系统吞吐量大。
    可对用户作业成批处理,期间勿需用户干预,分为单道批处理系统和多道批处理系统。
    2.分时操作系统:同时性,交互性,独立性,及时性。
    利用分时技术的一种联机的多用户交互式操作系统,每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令,完成作业的运行。分时是指把处理机的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。
    3.实时操作系统:交互性,实时性,可靠性。
    一个能够在指定或者确定的时间内完成系统功能以及对外部或内部事件在同步或异步时间内做出响应的系统,实时意思就是对响应时间有严格要求,要以足够快的速度进行处理.分为硬实时和软实时两种。
    4.网络操作系统: 接口一致性,资源透明性,操作可靠性,处理自主性,执行并行性。
    一种在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。
    5.分布式操作系统:透明性,灵活性,可靠性,高性能,可扩充性。
    一种以计算机网络为基础的,将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互联起来的操作系统。分布式系统中各台计算机无主次之分,系统中若干台计算机可以并行运行同一个程序,分布式操作系统用于管理分布式系统资源。

    16.分页系统中页面尺寸怎么判断。
    分页系统中页面尺寸由系统决定,大小通常是2的幂,512B~8KB。

    17.临界区和临界资源是什么。
    临界区:每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。进程对临界区的访问必须互斥,每次只允许一个进程进去临界区,其他进程等待。
    临界资源:指每次只允许一个进程访问的资源,分硬件临界资源、软件临界资源。

    18.虚拟存储系统是怎么样实现的,有什么意义。
    目前实现虚拟存储主要分为如下几种:在服务器端的虚拟存储;在存储子系统端的虚拟存储;网络设备端实施虚拟存储。
    意义:虚拟存储系统可以将多种、多个存储设备统一管理起来,为使用者提供大容量、高数据传输性能。

    19.进程的高级通信有哪些,分别是怎么通信的。
    高级进程通信方式分为以下三种:
    1.共享存储器方式:是在内存中分配片空间作为共享存储区。需要进行通信的各个进程把共享存储区附加到自己的地址空间中,然后,就像正常操作一样对共享区中的数据进行读或写。如果用户不需要某个共享存储区,可以把它取消。通过对共享存储区的访问,相关进程间就可以传输大量数据。
    2.消息传递方式:以消息为单位在进程间进行数据交换,它有如下两种实现方式:①直接通信方式。发送进程直接将消息挂在接收进程的消息缓冲队列上,接收进程从消息缓冲队列中得到消息。②间接通信方式。发送进程将消息送到称作信箱的中间设施中,接收进程从信箱中取得消息。这种通信方式也称信箱通信方式。
    3.管道文件方式:也称管道线,它是连接两个命令的一个打开文件。 一个命令向该文件中写入数据,称作写者;另个命令从该文件中读出数据,称作读者。

    20.文件、作业、进程的组成分别是什么。
    文件的组成结构一般分为:物理结构和逻辑结构。
    作业由三部分组成:程序、数据和作业说明书。
    进程的组成:PCB、程序段、数据段。

    21.进程的状态及其转换。
    进程的状态:
    (1)运行状态:进程占有处理器正在运行。
    (2)就绪状态:进程具备运行条件,等待系统分配处理器以便运行。
    (3)阻塞状态:指进程不具备运行条件,正在等待某个事件的完成。
    进程状态及其转换
    22.段页式技术是怎么实现的,加入虚拟存储器后怎么实现。
    段页式存储管理方式即先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页,并为每一个段赋予一个段名。
    加入虚拟存储器后,建立在离散分配存储管理方式的基础上实现段页式技术。

    23.使用信号量怎么实现同步互斥访问
    信号量实现同步:进程获取临界资源之前,要先获取信号量资源。若无信号量资源,则该进程阻塞等待,进入等待队列;若有信号量资源,则对信号量进行P(-1)操作,再获取临界资源。当临界资源+1时,对应的信号量资源则执行V(+1)操作,然后唤醒在等待队列中等待获取临界资源的进程。
    信号量实现互斥:一个进程获取了该临界资源之后,另一个进程无法再访问该临界资源。实现互斥,采用一元信号量,即:该信号量的计数器,只能为0或1。一个进程要获取临界资源时,先获取对应的信号量资源。当无信号量资源时,则该进程阻塞等待,进入等待队列;当有信号量资源时,则对该信号量资源进行P(-1)操作,然后获取该临界资源。当该进程使用完临界资源时,将释放信号量资源(对信号量资源进行V(+1)操作),然后唤醒等待队列中的进程。
    太难了

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  • 操作系统复习习题

    万次阅读 多人点赞 2020-07-07 08:56:31
    1-2下面什么功能不是操作系统直接完成的功能?删除文件 1-3早期的OS主要追求的是?B有效性 1-4单处理机计算机系统中,下面什么操作是可以并行的?A处理机操作和IO操作 1-5要求在规定的时间内对外界的请求必须给予...

    第一章

    课上习题

    • 1-1与计算机硬件关系最密切的软件是 OS
    • 1-2下面什么功能不是操作系统直接完成的功能?对程序进行编译
    • 1-3早期的OS主要追求的是?B有效性
    • 1-4单处理机计算机系统中,下面什么操作是可以并行的?A处理机操作和IO操作
    • 1-5要求在规定的时间内对外界的请求必须给予及时相应的OS是?B实时系统
    • 1-6对多用户分时系统最重要的是?交互性
    • 1-7在下面关于并发性的叙述正确的是?并发性是指若干事件在同一时间间隔发生
    • 1-8操作系统的资源共享有什么方式?互斥访问共享;同时访问共享
    • 1-9下面对OS不正确的描述是?D.OS是系统态程序的集合
    • 1-10下面哪个不是微内核的基本功能 C文件管理

    客观题

    • 单选题
      1. 用户在程序设计过程中,可通过 系统调用 获得操作系统的服务
      2. 在设计分时操作系统时,首先要考虑的是 交互性和响应时间
      3. 在设计批处理操作系统时,首先要考虑的是 周转时间和系统吞吐量
      4. 在设计实时操作系统时,首先要考虑的是 实时性和可靠性
      5. 在多道批处理系统中,为了充分利用各种资源,系统总是优先选择 计算型和IO型均衡的 多个作业投入运行
      6. 在多道批处理系统中,为了提高吞吐量,系统总是想方设法缩短用户作业的 周转时间
      7. 分时系统的响应时间(及时性)主要是根据 用户所能接受的等待时间 确定的。
      8. 实时系统的响应时间主要是根据 控制对象所能接受的时延 确定的。
      9. 在分时系统中,为使多个用户能够同时与系统交互,最关键的问题是 能在较短的时间内,使所有用户程序都得到运行
      10. 在分时系统中,当用户数目为100时,为保证响应时间不超过2s,此时的时间片最大应为20ms
      11. 分时系统和实时系统都具有交互性,实时系统的交互性允许用户访问专用服务程序
      12. 分时系统和实时系统都具有交互性,分时系统的交互性允许用户请求系统提供多方面的服务
      13. 实时操作系统必须在规定时间内处理完来自外部的事件。
      14. 资源利用率不是设计实时系统主要追求的目标。
      15. 在下列系统中,民航售票系统是实时信息系统。
      16. 在下列系统中,火箭飞行控制系统是实时控制系统。
      17. 在单处理机系统中,可以并发但不可以并行工作的是进程与进程
      18. 采用微内核结构时,将OS分成用于实现OS最基本功能的内核和提供各种服务的服务器两个部分。
      19. 通常,下列模块中必须包含在操作系统内核中的是中断处理模块。
      20. 在3.X版本以前的MS-DOS是单用户单任务操作系统
      21. Windows95是单用户多任务操作系统
      22. Windows XP是多用户多任务操作系统
      23. UNIX操作系统最初是由Bell实验室推出的
      24. UNIX操作系统属于多用户多任务类操作系统。
      25. Linux操作系统属于多用户多任务类操作系统。
      26. 所谓linux是一个“free software”,这意味着 Linux可以自由修改和发布
    • 填空题
      27. 设计现代OS的主要目标是提高资源利用率方便用户
      28. 单道批处理系统是在解决人机矛盾CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾中发展起来的。
      29. 当前比较流行的微内核的操作系统结构,是建立在层次化结构的基础上的,而且还采用了客户机/服务器模式和面向对象程序设计技术。
      30. 在单处理机环境下的多道程序设计具有多道、宏观上同时运行微观上交替运行的特点。
      31. 现代操作系统的两个最基本的特征是并发资源共享,除此之外,它还具有虚拟性异步性的特征。
      32. 从资源管理的角度看,操作系统具有四大功能:处理机管理存储器管理设备管理文件管理;而为了方便用户,操作系统还必须提供友好的用户接口
      33. 除了传统操作系统中的进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理等基本功能外,现代操作系统中还增加了系统安全网络多媒体等功能。
      34. 操作系统的基本类型主要有批处理系统分时系统实时系统
      35. 批处理系统的主要优点是资源利用率高系统吞吐量大;主要缺点是无交互作用能力作业平均周转时间长
      36. 实现分时系统的关键问题是人机交互,为此必须引入时间片的概念,并采用时间片轮转调度算法。
      37. 分时系统的基本特征是:多路性独立性交互性及时性
      38. 若干事件在同一时间间隔内发生称为并发;若干事件在同一时刻发生称为并行
      39. 实时系统可分为实时信息处理系统实时控制系统、多媒体系统和嵌入式系统等类型;民航售票系统属于实时信息处理系统,而导弹飞行控制系统则属于实时控制系统
      40. 为了使实时系统高度可靠和安全,通常不强求资源利用率
    • 判断题
      41.对批处理作业,必须提供相应的作业控制信息。(√)
      42.对于分时系统,不一定全部提供人机交互功能。(×)
      43.从响应角度看,分时系统与实时系统的要求相似。(×)
      44.采用分时操作系统的计算机系统中,用户可以独占计算机操作系统中的文件系统。(×)
      45.从交互角度看,分时系统与实时系统相似。(×)
      46.并发性是指若干事件在同一时刻发生。(×)
      47.并发性是指若干事件在不同时刻发生。(×)
      48.并发性是指若干事件在同一时间间隔内发生。(√)
      49.并发性是指若干事件在不同时间间隔内发生。(×)
      50.模块化程序使程序设计更为方便,但比较难维护。(×)
      51.模块化程序便于由多人分工编制大型程序。(√)
      52.模块化程序便于软件功能扩充。(√)
      53.模块化程序设计在内存能够容纳的前提下,应使模块尽可能大,以减少模块的个数。(×)
      54.模块之间的接口叫数据文件。(×)
      55.只要模块接口不变,各模块内部实现细节的修改,不会影响别的模块。(√)
      56.模块化程序使程序易于理解,也利于排错。(√)
      57.模块间的单向调用关系,形成了模块的层次式结构。(√)
      58.模块愈小,模块化的优点愈明显。一般来说,一个模块的大小在10行以下。(×)
      59.一个模块实际上是一个进程。(×)
    • 完型填空
      60.在计算机系统中配置操作系统的主要目的是提高系统资源的利用率。操作系统的主要功能是管理计算机系统中的资源。其中包括处理机存储器,以及文件和设备。这里的处理机管理主要是对进程进行管理。
      61.操作系统有多种类型:允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为分时操作系统;允许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为批处理操作系统;在实时操作系统的控制下,计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据,并做出响应;在IBM-PC机上的操作系统称为微机操作系统
      62.操作系统是一种系统软件,它负责为用户和用户程序完成所有与硬件相关并与应用相关的工作,高级程序设计语言的编译不是操作系统关心的主要问题。
      63.在OS中采用多道程序设计技术,能有效地提高CPU、内存和1/O设备的利用率:为实现多道程序设计需要有更大的内存
      64.推动批处理系统形成和发展的主要动力是提高系统资源利用率,推动分时系统形成和发展的动力是方便用户,推动微机OS发展的主要动力是计算机硬件的不断更新换代

    主观题

    • 简答题

      1. 设计现代OS的主要目标是什么?

        • 其主要目标是有效性、方便性、可扩充性、开放性。
      2. OS的作用可表现在哪几个方面?

        • OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;
        • OS作为计算机资源的管理者;
        • OS实现了对计算机资源的抽象。
      3. 试说明推动操作系统系统发展的主要动力是什么?

        • 不断提高计算机资源利用率
        • 方便用户
        • 器件不断更新换代
        • 计算机体系结构的不断发展
      4. 何谓脱机I/O和联机I/O?

        • 脱机I/O是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片转入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
        • 而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
      5. 试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。

        • 交互性,实时信息处理系统虽然也具有交互性,但这里人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
        • 及时性,实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定的;而实时控制系统的及时性,则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微秒。
        • 可靠性,分时系统虽然也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具体高度的可靠性。
      6. OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?

        • OS有并发、共享、虚拟和异步这四个基本特征。并发和共享特征是操作系统最基本的特征。
      7. 处理机管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?

        • 主要功能:创建和撤销进程(线程),对诸进程(线程)的运行进行协调,实现进程(线程)之间的信息交换,以及按照一定的算法把处理机分配给进程(线程)。
        • 进程控制:进程控制的主要功能是为作业创建进程,撤消已结束的进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换。
        • 进程同步:进程同步的主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调。
        • 进程通信:在多道程序环境下,为了加速应用程序的运行,应系统中建立多个进程,并且再为一个进程建立若干个线程,由这些进程(线程)相互合作去完成一个共同的任务。而在这些进程(线程)之间,又往往需要交换信息。当相互合作的进程(线程)处于同一计算机系统时,通常在它们之间是采用直接通信方式,即由源进程利用发送命令直接将信息(Message)挂到目标进程的消息队列上,以后由目标进程利用接受命令从其消息队列中取出消息。
        • 调度:在后备队列上等待的每个作业都需经过调度才能执行
        • a. 作业调度:作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定算法,选择出若干个作业,为它们分配运行所需的资源(首行是分配内存)。
        • b. 进度调度:进程调度的任务是从进程的就绪队列中,按照一定是算法选出一个进程,把处理机分配给它,并为它设置运行现场,使进程投入执行。
      8. 内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么?

        • 主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境,方便用户使用存储器,提高存储器的利用率以及能从逻辑上扩充内存。有内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充等功能。
        • 内存分配:内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间,使它们“各得其所”;提高存储器的利用率,以减少不可用的内存空间;允许正在运行的程序申请附加的内存空间,以适应程序和数据动态增长的需要。
        • 内存保护:内存保护的主要任务是确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行批此互不干扰;绝不允许用户程序访问操作系统和数据;也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。
        • 地址映射:存储器管理必须提供地址映射功能,以将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。该功能应在硬件的支持下完成。
        • 内存扩充:存储器管理中的内存扩充任务并非是去扩大物理内存的容量,而是借助于虚拟存储技术,从逻辑上去扩充内存容量,使用户所感觉到内存容量比实际内存容量大得多,以便让更多用户程序并发运行。
      9. 设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

        • 主要任务是:完成用户进程提出的I/O请求;为用户进程分配器所需的I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;方便用户使用I/O设备。有缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等功能。
        • 缓冲管理:在I/O设备和CPU之间引入缓冲,提高CPU利用率,进而提高系统的吞吐量。在现代计算机系统中,都无例外地在内存设置了缓冲区,而且还可通过增加缓冲区容量的方法来改善系统的性能。对于不同的系统,可以采用不同的缓冲区机制。
        • 设备分配:设备分配的基本任务是根据用户进程的I/O请求、系统的现有资源情况以及按照某种设备的分配策略,为之分配其所需的设备。如果在I/O设备和CPU之间还存在着设备控制器和I/O通道时,还须为分配出去的设备分配相应的控制器和通道。
        • 设备处理:设备处理程序又称为设备驱动程序。其基本任务是用于实现CPU和设备控制器之间的通信,即由CPU向设备控制器出I/O命令,要求它完成指定的I/O操作;反之,由CPU接收从控制器发来的中断请求,并给予迅速的响应和相应的处理。
      10. 文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

        • 文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理,以方便用户使用,并保证文件的安全性。为此,文件存储空间的管理、目录管理、文件的读写管理,以及文件的共享与保护等功能。
        • 文件存储空间的管理:其主要人去是为每个文件分配必要的外存空间,提高外存的利用率,并能有助于提高文件系统的存/取速度、
        • 目录管理:目录管理的主要任务是为每个文件建立其目标项,并对众多的目录项加以有效是组织、以实现方便的按名存取,即用户只须提供文件名便可对该文件进行存取。
        • 文件的读/写管理和保护:文件的读/写管理其功能是根据用户的请求,从外存中读取数据,或将数据写入外存。文件保护其为了防止系统中文件被非法窃取和破坏,在文件系统中必须提供有效的存取控制功能。
      11. 试描述什么是微内核OS。

        • 足够小的内核
        • 基于客户/服务器模式
        • 应用机制与策略分离原理
        • 采用面向对象技术
      12. 微内核操作系统具有哪些优点?

        • 提高了系统的可扩展性
        • 增加了系统的可靠性
        • 可移植性
        • 提高了对分布式系统的支持
        • 融入了面向对象技术
      13. 何谓微内核技术?在微内核中通常提供了哪些功能?

        • 内核是指精心设计的、能实现现代操作系统最基本的核心功能的部分。微内核并非是一个完整的操作系统,而只是操作系统中最基本的部分。通常用于:

        • 实现硬件紧密相关的处理。

        • 实现一些较基本功能。

        • 负责客户和服务器之间的通信。

    第二章

    课上习题

    2-1 前趋图是否允许有循环?不允许有循环
    2-2 在这里插入图片描述
    图中,哪些进程可以并发执行?P2,P3,P4可以并发执行;P5,P6,P7可以并发执行;P3,P6,P7可以并发执行
    2-3进程和程序的一个本质区别是?前者为动态的,后者为静态的
    2-4-1下列进程状态转换中,绝对不可能发生的状态转换是( );就绪→阻塞
    2-4-2下列进程状态转换中,一般不会发生的状态转换是( );就绪→阻塞;阻塞→执行
    2-5下列信息中,哪个不属于PCB的内容?完整的程序代码
    2-6 引起创建进程的事件不包含哪一项?用户退出

    2-7 引起进程终止(Termination of Process)的事件不包括哪一项?进程调度

    2-8 引起进程阻塞和唤醒的事件有哪些?等待某种操作完成 ;请求共享资源失败;新数据尚未到达

    2-9 下面哪一样对象不属于临界资源?非共享变量

    2-10 同步机制都应遵循的准则有哪些?空闲让进;有限等待;忙则等待;让权等待

    2-11 在整型信号量机制中的wait操作,只要是信号量S≤0,就会不断地测试,并未遵循同步机制的什么准则?D、让权等待

    2-12 信号量集Swait(S,1,1)原语蜕化为互斥信号量的条件是什么?S=1

    2-13 设有10个进程互斥使用一个临界资源,则所采用的互斥信号量初值应该是()1

    2-14 试画出下面四条语句的前趋图:
    A、S1:a=x+y;
    B、S2:b=z+1;
    C、S3:c=a-b;
    D、S4:w=c+1;
    并且利用信号量实现上述语句的前驱关系
    semaphore a=b=c=0;
    p1(){S1;V(a);}
    p2(){S2;V(b);}
    P3(){P(a);P(b);S3;V( c);}
    P4(){P( c);S4;}
    Main(){cobegin
    P1();P2();P3();P4();
    coend;}

    在这里插入图片描述

    2-15 在生产者一消费者问题中,应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty。它们的初值应分别是?1,0,n
    2-16 仅利用记录型信号量解决哲学家进餐问题是否会可能引起死锁?有可能引起死锁
    2-17 利用记录型信号量解决读者-写者问题中的Readcount(表示正在读的进程数目)是否为临界资源?是临界资源
    2-18 利用共享文件进行进程通信的方式属于?共享存储器
    2-19 引入线程概念后,操作系统以()作为资源分配的基本单位。进程
    2-20 在采用用户级线程的操作系统中,进行CPU调度的对象是( )。进程

    客观题

    • 单选题
      进程A和B共享同一临界资源,并且进程A正处于对应的临界区内执行。请从下列描述中选择一条正确的描述 进程A的执行能被中断,而且只要B进程就绪,就可以将CPU调度给B进程

    • 填空题

      1. 在单用户单任务环境下,用户独占全机,此时机内资源的状态,只能由运行程序的 操作加以改变,此时的程序执行具有封闭性可再现性特征
      2. 并发进程之间的相互制约,是由于它们共享资源相互合作而产生的,因而导致程序在并发执行时具有间断性或异步性特征
      3. 程序并发执行句顺序执行时相比产生了一些新特征,分别是间断性失去封闭性不可再现性
      4. 引入进程的目的是使程序能正确地并发执行,以提高资源利用率和系统吞吐量,而引入线程的目的是减少并发执行的开销,提高程序执行的并发程度
      5. 进程由进程控制块;PCB程序段数据段组成,其中进程控制块;PCB是进程存在的唯一标志
      6. 进程最甚本的特征是动态性并发性,除此之外,它还有独立特征、和异步性特征
      7. 由于进程的实质是程序的一次执行,故进程有动态性的基本特征,该特征还表现在进程由创建而产生,由调度而执行,由撤销而消亡,即进程具有一定的生命期。
      8. 引入进程带来的好处提高资源利用率增加系统吞吐量
      9. 当前正在执行的进程由于时间片用完而暂停执行时,该进程应转变为就绪状态:若因发生某种事件而不能继续执行时,应转为阻塞状态;若应终端用户的请求而暂停执行时,它应转为静止就绪状态
      10. 系统中共有5个用户进程,且当前CPU在用户态下执行,则最多可有4个用户进程处于就绪状态,最多可有4个用户进程处于阻塞状态:若当前在核心态下执行,则最多可有5个用户进程处于就绪状态,最多可有5个用户进程处于阻塞状态
      11. 为了防止OS本身及关键数据(如PCB等),遭受到应用程序有意或无意的破坏, 通常也将处理机的执行状态分成用户态系统态两种状态
      12. 进程同步主要是对多个相关进程在执行次序上进行协调
      13. 同步机制应遵循的准则有是空闲让进忙则等待有限等待让权等待
      14. 在记录型信号量机制中,S.value>0时的值表示可用的临界资源数量:每次wait操作意味着申请一个临界资源, 因此应将S.value减1;-1,当S.value小于0;<0时,进程应阻塞
      15. 在利用信号量实现进程互斥时,应将临界区置于wait操作signal操作之间
      16. 在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。为实现对它的共享,应保证进程互斥地进入自己的临界区,为此在毎个进程的临界区前应设置进入区 ,临界区后应设置退出区
      17. 利用共享的文件进行进程通信的方式被称作管道通信,除此之外,进程通信的类型还有共享存储器消息系统客户机-服务器系统三种类型
      18. 客户机一服务器系统通信机制主要的实现方法有是套接字远程过程调用远程方法调用三种
      19. 为实现消息缓冲队列通信,应在PCB中增加消息队列首指针mq;消息队列互斥信号量mutex消息队列资源信号量Sm三个数据项
      20. 引入线程概念后,操作系统以进程作为资源分配的基本单位,以线程作为CPU调 度和分派的基本单位。
      21. 在采用用户级线程的系统中,OS进行CPU调度的对象是进程;在采用内核支持 的线程的系统中,CPU调度的对象是线程
      22. 线程之所以能减少并发执行的开销是因为线程基本不拥有资源
      23. 用户为阻止进程继续运行,应利用挂起原语,若进程正在执行,应转变为静止就绪状态;以后,若用户要恢复其运行,应利用激活原语,此时进程应转变为活动就绪状态
      24. 在记录型信号量机制中,每次signal操作意味着释放一个临界资源,因此应将S.value加1,当S.valueSO时,表示仍有请求该资源的进程被阻塞,此时应唤醒相应阻塞队列中的首进程。
    • 判断题

      1. 临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码(×)
      2. 临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码(×)
      3. 临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码(×)
      4. 临界区是指进程中访问临界资源的那段代码(√)
      5. 操作系统的一个重要概念是进程,不同进程所执行的代码也不同。(×)
      6. 操作系统通过PCB来控制和管理进程,用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息(×)
      7. 当进程由执行状态变为就绪状态时,CPU现场信息必须被保存在PCB中(√)
      8. 当进程申请CPU得不到满足时,它将处于阻塞状态(×)
      9. 进程是可与其他程序并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程,所以程序段 是进程存在的唯一标志(×)
      10. 一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化(×)
      11. 进程被挂起(suspend)后,状态变为阻塞状态(×)
      12. 信号量的初值不能为负数(√)
      13. 线程是CPU调度的基本单位,但不是资源分配的基本单位(√)
      14. 在进程对应的代码中使用wait、signal操作后,可以防止系统发生死锁(×)
      15. 管程每次只允许一个进程进入(√)
      16. wait、signal操作可以解决一切互斥问题(√)
      17. 程序的顺序执行具有不可再现性(×)
    • 完整填空

      1. 从静态的角度看,进程是由( 程序段 )、( 数据段 )、(PCBC)三部分组成的,其中(PCBC)是进程存在的 唯一标志。当几个进程共享(程序段)时,(程序段)应当是可重入代码。
      2. 某进程所要求的一次打印输出结束,该进程被(唤醒),其进程的状态将从(阻塞到就绪)
      3. 下列进程状态转换中,绝对不可能发生的状态转换是(就绪—阻塞); —般不会发生的状态转 换是(阻塞—执行)
      4. 在一个单处理机系统中,存在5个进程,最多可有(4)个进程处于就绪队列;如果 这5个进程中有一个系统进程IDLE (也叫空转进程,因为它只是不断循环地执行空语句) , 则最多可有(4)个进程处于阻塞状态
      5. 正在执行的进程由于其时间片用完被暂停执行,此时进程应从执行状态变为(活动就绪)状 态;处于静止阻塞状态的进程,在进程等待的事件出现后,应变为(静止就绪)状态;若进程正处于 执行状态时,因终端的请求而暂停下来以便研究其运行情况,这时进程应转变为(静止就绪)状态, 若进程已处于阻塞状态,则此时应转变为(静止阻塞)状态
      6. 为使进程由活动就绪转变为静止就绪,应利用(suspend)原语;为使进程由执行状态转变 为阻塞状态,应利用(block)原语;为使进程由静止就绪变为活动就绪,应利用(active)原语;从阻 塞状态变为就绪状态应利用(wakeup)原语
      7. 下列信息中,不属于CPU现场信息的依次是(进程的就绪、阻塞、执行等基本状态)和(保存在堆栈中的函数参数、函数返回地址)
      8. 下列信息中,(完整的程序代码)不属于PCB的内容
      9. 在将CPU的执行状态分为用户态和核心态的系统中,应该在核心态下执行的指令 依次为(屏蔽所有中断)、(设置时钟)和(存取内存中某地址单元的值)。而从用户状态转换到系统状态是通过(访管指令或中断)实现的
      10. 在分时系统中,导致进程创建的典型事件是(用户登录);在批处理系统中,导致进程创建 的典型事件是(作业调度);由系统专门为运行中的应用进程创建新进程的事件是(提供服务)。在创建进程 时,(为进程分配CPU)不是创建所必需的步骤
      11. (整型信号量)是一种只能由wait和signal操作所改变的整型变量,(控制变量)可用于实现进程的(互斥) 和(同步), (互斥)是排它性访问临界资源
      12. 对于记录型信号量,在执行一次wait操作时,信号量的值应当(减1),当其值为(小于0) 时,进程应阻塞。在执行signal操作时,信号量的值应当(加1),当其值为(小于等于0)时,应唤醒阻 塞队列中的进程
      13. 用信号量S实现对系统中4台打印机的互斥使用S.value的初值应设置为(4), 若S.value的当前值为-1,则表示S.L队列中有(1)个等待进程。
      14. 设有10个进程共享一个互斥段,如果最多允许有1个进程进入互斥段,则所采用 的互斥信号M初值应设置为(1),而该信号量的取值范围为(1 〜-9);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设置为(3).
      15. 在生产者_消费者问题中,应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty。 它们的初值应分别是( 1 )、( 0)、(+n)
      16. 在直接通信方式中,系统通常提供的两条通信原语如下,请选择适当的参数填入send ((receiver), (message)); receive((sender), (message))
      17. 有两个程序:A程序按顺序使用CPU 10秒、设备甲5秒、CPU 5秒、设备乙10 秒、CPU 10秒;B程序按顺序使用设备甲10秒、CPU10秒、设备乙5秒、CPU 5秒、设 备乙10秒。在顺序环境下,执行上述程序,CPU的利用率约为(50%),若允许它们采用非抢占方式并发执行,并不考虑切换等开销,则CPU的利用率约为(90%)
      18. 在引入线程的操作系统中,资源分配和调度的基本单位是(进程),CPU调度和分派的 基本单位是(线程)
      19. 使用mail命令的信箱通信属于(非实时通信),因为信息是被发送到接收方的(信箱)中;使用write 命令,实现的是(实时通信)通信,因为信息是被送到收方的(屏幕);使用共享文件进行通信的方式属 于(管道通信)通信。
      20. 对生产者一消费者问题的算法描述如下,请选择正确的答案编号填入方框中
        Producer(){ consumer(){
        while(wait(empty)){ while(wait(empty)){
        (wait(empty)); (wait(full));
        (wait(mutex)); (wait(mutex));
        buffer(in)=m; m=buffer(out);
        in=(in+1)% out=(out+1)%
        n; n;
        (signal(mutex)) (signal(mutex))
        (signal(full)); (signal(empty))

      21.正在等待他人释放临界资源的进程处于(阻塞)状态,已分配到除CPU外的所有资源的 进程处于(就绪)状态,已获得CPU的进程处于(执行)状态
      22.进程的三个基本状态是(就绪)、(执行)、(阻塞)。由(就绪)到(执行)是由进程调度所引起的:由(执行) 到(ci是正在执行的进程发生了_某事件,使之无法继续执行而引起的。
      23.进程和程序的一个本质区别是(前者为动态的,后者为静态的)
      24.

      在这里插入图片描述
      试选择(A)—(D),以便能正确地描述图2.12所示的前趋关系
      var a, b, c: semaphore:=0» 0, 0;
      begin parbegin
      begin SI; (signal(a));
      end; begin S2;
      (signal(b)); end; begin
      wait((signal(a)); wait(signal(b)); S3; (signal©);
      end
      begin (wait©), S4 end
      parend end

    第三章

    • 单选题
    1. 从下面关于安全状态和非安全状态的论述中,选出.一条正确的论述。
      安全状态是没有死锁的状态,非安全状态是有可能死锁的状态
    • 填空题
    1. 高级调度又称作作业调度调度,其主要功能是按照一定的算法从外存的后备队列中选若干作业进入内存,并为它们创建进程;低级调度又称作进程调度调度,其主要 功能是按一定算法从就绪队列中选一个进程投入执行

    2. 作业调度必须做接纳多少个作业接纳哪些作业两个决定

    3. 进程调度的主要任务是保存CPU现场按某种算法选择一个就绪进程把CPU分配给新进程,进程调度的方式主要有抢占调度非抢占调度两种方式

    4. 在抢占调度方式中,抢占的原则主要有:时间片原则短作业优先优先权原则

    5. 在设计进程调度程序时,应考虑引起调度的因素调度算法的选择调度算法的选择三个问题

    6. 为了使作业的平均周转时间最短,应该选择短作业(进程)优先调度算法:为了使当前执行的进程 总是优先权最高的进程,则应选择立即抢占的高优先权优先调度算法;而分时系统则常采用时间片轮转调度算法

    7. 分时系统中,时间片选得太小会造成系统开销增大的现象,因此,时间片的大小一般选择为略大于一次典型的交互所需要的时间

    8. 采用动态优先权时,为了避免一个低优先权的进程处于饥饿状态,可以随着进程等待时间的增加而提高其优先权:而 为了避免一个高优先权的长作业长期垄断CPU,则可以随着进程运行时间的增加而降低其优先权

    9. 高响应比优先调度算法综合考虑了作业的运行时间等待时间,因此会兼顾到长、短作业

    10. 死锁产生的主要原因是竞争资源进程推进顺序非法

    11. 死锁产生的必要条件是互斥条件请求与保持条件不剥夺条件环路等待条件

    12. 通过破坏死锁产生的四个必要条件可进行死锁的预防,其中互斥条件一般是不允许破坏的,一次性分配所有资源破坏的是其中的请求与保持条件,资源的有序分配破坏的是其中的环路等待条件。

    13. 避免死锁,允许进程动态地申请资源,但系统在进行分配时应先计算资源分配 的安全性。若此次分配不会导致系统进入不安全状态,便将资源分配给它,否则便让进程等待

    14. 解决死锁问题的方法有预防、避免、检测并解除等,一次性分配所有的资源采用 的是其中的预防死锁方法,银行家算法采用的是其中的避免死锁方法

    15. 根据死锁定理,一个状态为死锁状态的充分条件是当且仅当该状态的资源分配图是不可完全简化时。

    16. 撤消进程剥夺资源是解除死锁的两种常用方法

    • 判断题

      1. 计算型作业的优先权,应高于I/O型作业的优先权。(× )

      2. 长作业的优先权,应高于短作业的优先权 (× )

      3. 用户进程的优先权,应高于系统进程的优先权。 (× )

      4. 资源要求多的作业,其优先权应高于资源要求少的作业。 (× )

      5. 在动态优先权中,随着作业等待时间的增加,其优先权将随之下降。 (× )

      6. 在动态优先权时,随着进程执行时间的增加,其优先权降低 (√ )

    • 完型填空

    1. 在三种基本类型的操作系统中,都设置了(进程调度),在批处理系统中还应设置(作业调度);在分 时系统中除了((进程调度)以外,通常还设置了(中级调度),在多处理机系统中则还需设置(多处理机调度)

    2. 在面向用户的调度准则中,(截止时间的保证)是选择实时调度算法的重要准则,(响应时间快)是选择分时系 统中进程调度算法的重要准则,(平均周转时间短)是批处理系统中选择作业调度算法的重要准则,而(优先权高的作业能获得优先服务) 准则则是为了照顾紧急作业用户的要求而设置的

    3. 作业调度是从处于(后备)状态的队列中选取作业投入运行,(周转时间)是指作业进入系统到作 业完成所经过的时间间隔,(时间片轮转)算法不适合作业调度

    4. 下列算法中,(FCFS调度算法)只能采用非抢占调度方式,(时间片轮转法)的只能采用抢占调度方式,而其余的 算法既可采用抢占方式,也可采用非抢占方式

    5. 我们如果为每一个作业只建立一个进程,则为了照顾短作业用户,应采用(短作业优先);为 照顾紧急作业的用户,应采用(高响应比优先);为能实现人机交互作用应采用(时间片轮转法);为了兼顾短作业和 长时间等待的作业,应采用(高响应比优先);为了使短作业、长作业及交互作业用户都比较满意,应采 用(多级反馈队列调度算法);为了使作业的平均周转时间最短,应采用(短作业优先)算法

    6. 下列调度方式和算法中,最容易引起进程长期等待的是(抢占式静态优先权优先算法)

    7. 支持多道程序设计的操作系统在运行过程中,不断地选择新进程运行来实现CPU 的共享,但其中(有新进程进入就绪队列)不是引起操作系统选择新进程的直接原因

    8. 下列选项中,降低进程优先级的最合理的时机是(进程的时间片用完)

    9. 假设就绪队列中有10个进程,以时间片轮转方式进行进程调度,时间片大小为 300 ms, CPU进行进程切换要花费10 ms,则系统开销所占的比率约为(3% );若就绪队列中 进程个数增加到20个,其余条件不变,则系统开销所占的比率将(不变)。

    10. EDF算法选择(截止时间最早的进程)为下一个执行的进程,LLF算法则优先选择(松弛度最低的进程)为下一个执行的进程

    11. 实时系统中的优先级倒置是指(优先级进程被低优先级进程延迟或阻塞)

    12. 系统产生死锁是指(若干进程等待被其他进程所占用而又不可能被释放的资源)。产生死锁的基本原因是(系统资源不足 )和(进程推进顺序不当),产生死锁的四个必要条 件是互斥条件、(请求和保持条件)、不剥夺条件和(环路条件)

    13. 设m为同类资源R的数目,n为系统中并发进程数。当n个进程共享m个互斥资 源R时,每个进程对R的最大需求是w;则下列情况会出现死锁的是(m=4,n=2,w=3)

    14. 在多道程序的环境中,不会因竞争(可被抢占的资源)而产生死锁

    15. 下述解决死锁的方法中,属于死锁预防策略的是(资源有序分配法),属于死锁避免策略的是(银行家算法)

    16. 死锁的四个必要条件中,一般情况下,无法破坏的是(互斥使用资源)

    17. 死锁的预防是通过破坏产生死锁的四个必要条件来实现的,下列方法中,(一次性分配策略)破坏 了 “请求与保持”条件,(资源有序分配策略)破坏了 “循环等待”条件。

    18. 某系统中有13台磁带机,K个进程共享这些设备,每个进程最多请求使用3台, 则系统不会死锁的K值是(不大于6)

    第四章

    • 单选题

      1. 要保证进程在主存中被改变了位置后仍能正确执行,则对主存空间应采用动态重定位
      2. 在伙伴系统中,一对空闲分区为伙伴是指两个大小均为2KB的相邻空闲分区,且前一个分区的起始地址是2K+1B的倍数.
      3. 在段页式存储管理中,用于地址映射的映射表是(每个进程一张段表, 每个段一张页表)
    • 填空题

      1. 使每道程序能在内存中“各得其所”是通过内存分配功能实现的;保证每道程序在不受千扰的环境下运行, 是通过内存保护功能实现的; 为缓和内存紧张的情况而将内存中暂时不能运行的进程调至外存,是对换功能实现的;能让较大的用户程序在较小的内存空间中运行,是通过内存扩充(或虚拟存储器) 功能实现的。
      2. 程序装入的方式有绝对装入方式可重定位装入方式动态运行时装入方式三种方式。
      3. 程序的链接方式有静态链接装入时动态链接运行时动态链接三种方式。
      4. 把作业装入内存中随即进行地址变换的方式称为静态重定位;而在作业执行期间,当访问到指令和数据时才进行地址变换的方式称为动态重定位
      5. 地址变换机构的基本任务是将地址空间中的逻辑地址变换为内存空间中的物理地址.
      6. 通常, 用户程序使用逻辑地址, 处理机执行程序时则必须用物理地址.
      7. 在首次适应算法中,空闲分区以地址递增的次序拉链;在最佳适应算法中,空闲分区以空闲区大小递增的次序拉链。
      8. 在连续分配方式中可通过紧凑来减少内存零头,它必须得到动态重定位技术的支持。
      9. 在伙伴系统中, 令buddyk(x) 表示大小为2^k,起始地址为x的块的伙伴的地址, 则buddyk(x)的通用表达式为x+2K-[(x/2)%2)]*2(k+1)(其中“%2”表示除以2然后取余数).
      10. 现进程对换应具备对换空间的管理进程换入进程换出三方面的功能。
      11. 分页系统中若页面较小, 虽有利于减少块内碎片, 但会引起页表太长; 而页面较大, 虽可减少页表长度 但会引起块内碎片增大.
      12. 分页系统中,页表的作用是实现页号物理块号的转换。
      13. 在分页系统中为实现地址变换而设置了页表寄存器, 其中存放了处于执行状态进程的页表长度页表始址;而其他进程的上述信息则被保存在它们的PCB中。
      14. 引入分段主要是满足用户的需要, 具体包括便于编程分段共享分段保护动态链接等方面。
      15. 在页表中最基本的数据项是物理块号; 而在段表中则是段的内存基址段长.
      16. 把逻辑地址分成页号和页内地址是由机器硬件 进行的,故分页系统的作业地址空间是维的;把逻辑地址分成段号和段内地址是由程序员进行的,故分段系统的作业地址空间是维的。
      17. 在段页式系统中(无快表), 为获得一条指令或数据, 都需三次访问内存。 第一次从内存中取得页表起始地址;第二次从内存中取得块号 ;第三次从内存中取得指令或数据.
    • 判断题

      1. 即使在多道程序设计的环境下,用户也能设计出用物理地址直接访问内存的程序。(× )
      2. 内存分配最基本的任务是为每道程序分配内存空间,其所追求的主要目标是提高存储空间的利用率。(√)
      3. 为了提高内存保护的灵活性,内存保护通常由软件实现。(× )
      4. 交换技术已不是现代操作系统中常用的技术。(× )
      5. 地址映射是指将程序空间中的逻辑地址变为内存空间的物理地址。(√ )
      6. 虚拟存储器是物理上扩充内存容量。(× )
    • 完型填空

      1. 使每道程序能在不受干扰的环境下运行,主要是通过内存保护功能实现的;使分配到与 其地址空间不一致的内存空间的程序,仍能正常运行则主要是通过地址映射功能实现的。
      2. 静态重定位是在作业的装入过程中进行的,动态重定位是在作业执行过程中进行的。
      3. 在进程的地址空间中,有一条将第1000单元中的数据装入寄存器R1的指令“LOAD R1, 1000”,采用静态重定位技术时,装入内存后,该指令的第二个操作数修改为1000和装入该进程的内存起始地址之和;采用动态重定位技术时,则 仍然为1000
      4. 静态链接是在装入程序之前中进行的;而动态链接是在装入某段程序时调用某段程序时进行的,其中在 调用某段程序时 进行链接,可提高内存利用率;适用于动态链接的存储方式是 分段存储管理
      5. 由连续分配方式发展为分页存储管理方式的主要推动力是 提高内存利用率 ;由分页系统发展为分段系统, 进而又发展为段页式系统的主要动力是 满足用户需要既满足用户要求,又提高内存利用率 .
      6. 在动态分区式内存管理中, 倾向于优先使用低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得较均匀的算法是 循环首次适应算法 ;每次分配时, 把既能满足要求, 又是最小的空闲区分配给进程的算法是 最佳适应算法
      7. 在首次适应算法中, 要求空闲分区按 空闲区起始地址递增 的顺序形成空闲分区链;在最佳适应算法中是按 空闲区大小递增 的顺序形成空闲分区链; 最坏适应算法是按 空闲区大小递减 的顺序形成空闲链.
      8. 采用动态分区存储管理系统中, 主存总容量为 55 MB, 初始状态全空, 采用最佳适应算法,内存的分配和回收顺序为:分配15MB,分配30MB,回收15MB,分配8MB,分配 6MB, 此时主存中最大的空闲分区大小是 9MB ; 若采用的是首次适应算法, 则应该是10 MB.
      9. 在回收内存时可能出现下述四种情况:(1)释放区与插入点前一分区F1相邻接,此时应 以F1分区的表项为新表项, 但修改新表项的大小 :(2)释放区与插入点后一分区F2相邻接,此时应 以F2分区的表项作为新表项,同时修改新表项的大小和始址 :(3)释放区不与F1和F2相邻接,此时应 为回收区建立一分区表项,填上分区的大小和始址 :(4)释放区既与F1相邻接,又与F2相邻接,此时应 以F1分区的表项为新表项,但修改新表项的大小且还要删除F2所对应的表项 .
      10. 对重定位存储管理方式,应 在整个系统中设置一个重定位寄存器 ,当程序执行时,是由 有效地址在整个系统中设置一个重定位寄存器 中的 起始地址 相加得到 物理地址 ,用 物理地址 来访问内存。
      11. 对外存对换区的管理应以 提高换入换出速度 为主要目标,对外存文件区的管理应以 提高存储空间的利用率 为主要目标。
      12. 分页系统中, 主存分配的单位是 物理块 , 而地址转换工作是由 硬件 完成的。
      13. 在页式存储管理中,其虚拟地址空间是 一维 的;在段式存储管理中,其虚拟地址空间是 二维 的;在段页式存储管理中, 其虚拟地址空间是 二维 的。
      14. 在没有快表的情况下, 分页系统每访问一次数据, 要访问 2次内存; 分段系统每访问一次数据,要访问2次内存;段页式系统每访问一次数据,要访问3次内存。
      15. 通常情况下,在下列存储管理方式中, 固定分区支持多道程序设计、管理最简单,但存储碎片多; 页式使内存碎片尽可能少, 而且使内存利用率最高。
      16. 下述存储管理方式中,会产生内部碎片的是页式和段页式, 会产生外部碎片的是动态分区方式和段式.
      17. 在动态分区式内存管理中,若某一时刻,系统内存的分配情况如图所示。当一进程要申请一块20K的内存空间时,首次适应算法选中的是始址为60K的空闲分区,最佳适应算法选中的是始址为270K 的空闲分区,最坏适应算法选中的是始址为390K的空闲分区。

    第五章

    • 单选题

      1. 现代操作系统中,提高内存利用率主要是通过(虚拟存储器 )功能来实现的。
      2. Linux采用(请求分页)存储管理方式.
      3. Linux内核的页面分配程序采用(伙伴系统)算法进行页框的分配和回收。
    • 填空题

      1. 在请求调页系统中,地址变换过程可能会因为逻辑地址越界缺页访问权限错误等原因而产生中断.
      2. 虚拟存储器的基本特征是多次性对换性,因而决定了实现虚拟存储器的关键技术是请求调页(段)页(段)置换.
      3. 实现虚拟存储器,除了需要有一定容量的内存和相当容量的外存外,还需要有页表机制地址变换机构缺页中断机构的硬件支持.
      4. 为实现请求分页管理,应在纯分页的页表基础上增加状态位访问字段修改位外存地址等数据项.
      5. 在请求调页系统中要采用多种置换算法,其中OPT是最佳置换算法,LRU是最近最久未用置换算法,NUR是最近未用置换算法,而LFU则是最少使用置换算法,PBA是页面缓冲算法.
      6. VAX/VMS 操作系统采用页面缓冲算法: 它采用FIFO算法选择淘汰页, 如果淘汰页未被修改, 则将它所在的物理块插到空闲页面链表中, 否则便将其插入修改页面链表中, 它的主要优点是可以大大减少换进/换出而读写磁盘次数.
      7. 在请求调页系统中, 调页的策略有预调页请求调页两种方式.
      8. 在请求调页系统中,反复进行页面换进和换出的现象称为抖动,它产生的原因主要是置换算法选用不当.
      9. 分页系统的内存保护通常有越界检查存取控制两种措施.
      10. 分段系统中的越界检查是通过段表寄存器中存放的段表长度和逻辑地址中的段号的比较,以及段表项中的段长和逻辑地址中的段内地址的比较心实现的.
      11. 为实现段的共享,系统中应设置一张共享段表,每个被共亭的段占其中的一个表项,其中应包含了被共享段的段名共享进程计数段在内存的起始地址段长等数据项:另外,还在该表项中记录了共享该段的每个进程的情况.
      12. 在分段系统中常用的存储保护措施有越界检查存取控制权限检查环保护机构三种方式.
      13. 在采用环保护机制时,一个程序可以访问驻留在相同环或较低特权环中的数据:可以调用驻留在相同环或较高特权环中的服务.
      14. Intel x86/Pentium 系列CPU 可采用实模式保护模式两种工作模式.
      15. Intel x86/Pentium 的分段机制, 每个进程用于地址映射的段表也叫做局部描述符表LDT; 另外,当进程运行在特权级别为0的核心态下时, 它必须使用全局描述符表GDT来进行地址映射.
      16. Intel x86/Pentium 的分页机制,采用级分页模式,其外层页表也叫做页目录.
    • 判断题

      1. 非虚拟存储器要求作业在运行前,必须全部装入内存,且在运行过程中也必须一直驻留内存(√)
      2. 非虚拟存储器要求作业在运行前,不必全部装入内存,且在运行过程中不必一直驻留内存.(× )
      3. 非虚拟存储器要求作业在运行前,不必全部装入内存,但在运行过程中必须一直驻留内存.(× )
      4. 非虚拟存储器要求作业在运行前,必须全部装入内存,但在运行过程中不必一直驻留内存.(× )
      5. 在请求段页式系统中,以页为单位管理用户的虚空间,以段为单位管理内存空间(× )
      6. 在请求段页式系统中, 以段为单位管理用户的虚空间, 以页为单位管理内存空间(√ )
      7. 为提高请求分页系统中内存的利用率, 允许用户使用不同大小的页面。(× )
      8. 在虚拟存储器中,为了能让更多的作业同时运行, 通常只应装入10%~30%的作业后便启动运行.(× )
      9. 实现虚拟存储器的最常用的算法,是最佳适应算法OPT.(× )
      10. 由于有了虚拟存储器,于是允许用户使用比内存更大的地址空间(√ )
      11. 分段的尺寸受内存空间的限制, 且作业总的尺寸也受内存空间的限制(× )
      12. 分段的尺寸受内存空间的限制, 但作业总的尺寸不受内存空间的限制(√)
      13. 分段的尺寸不受内存空间的限制, 且作业总的尺寸不受内存空间的限制(×)
      14. 分段的尺寸不受内存空间的限制,但作业总的尺寸受内存空间的限制(×)
    • 完型填空

      1. 虚拟存储器最基本的特征是 多次性 ; 该特征主要是基于 局部性原理 ; 实现虚拟存储器最关键的技术是 请求调页(段) .

      2. 虚拟存储器管理系统的基础是程序的局部性理论。 此理论的基本含义是 程序执行时对主存的访问是不均匀的 . 局部性有两种表现形式,时间局部性和 空间的局部性 ,它们的意义分别是 最近被访问的单元, 很可能在不久的将来还要被访问最近被访问的单元,很可能它附近的单元也即将被访问 。根据局部性理论,Denning 提出了 工作集理论

      3. 实现虚拟存储器的目的是 扩充主存容量 ;下列方式中, 可变分区管理 不适用于实现虚拟存储器。

      4. 一个计算机系统的虚拟存储器的最大容量是由 计算机的地址结构 确定的,其实际容量是由 内存和硬盘容量之和 确定的。

      5. 在请求分贝系统的贞表中增加了若干项,其中状态位供 程序访问 参考; 修改位供 换出页面 时参考:访问位供 置换算法 参考;外存始址供 调入页面 参考。

      6. 在请求调页系统中,若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度,则会引起 越界中断 ;否则,若所需的页不在内存中,则会引起 缺页中断 ,在前面步骤处理完成后,进程将执行 被中断的那一条 指令。

      7. 在请求调页系统中,内存分配有 固定分配可变分配 两种策略,第一种的缺点是可能导致频繁地出现缺页中断而造成CPU利用率下降.

      8. 在请求调页系统中有着多种置换算法;(1)选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为 FIFO算法 ;(2)选择在以后不再使用的页面予以淘汰的算法称为 OPT算法 ;(3)选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予以淘汰的算法称为 LRU算法 ;(4) 选择自某时刻开始以来, 访问次数最少的页面予以淘汰的算法称为 LFU算法 .

      9. 在页面置换算法中, 存在Belady 现象的算法是 FIFO ;其中, Belady现象是指 当分配到的内存块数增加时,缺页中断的次数有可能反而增加 .

      10. 在请求调页系统中,凡未装入过内存的页都应从 文件区 调入;已运行过的页主要是从 对换区 调入, 有时也从 页面缓冲池 调入。

      11. 系统抖动是指 被调出的页面又立刻需要被调入所形成的频繁调入调出现象;其产生的原因主要是 置换算法选择不当 .

      12. 在环保护机构中, 操作系统应处于 最高特权环 内, 一般应用程序应处于 最低特权环 内, 并应遵循下述规则:(1)一个程序可以访问驻留在 相同和较低特权环 中的数据;(2)一个程序可以调用驻留在 相同和较高特权环 中的服务。

      13. 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为:CPU利用率20%,用于对换空间的硬盘的利用率97.7%,其他设备的利用率5%.由此断定系统出现异常。此种情况, 减少运行的进程加内存条,增加物理空间容量 能提高CPU的利用率。

      14. 虚拟存储器的功能由 硬件 完成。在虚拟存储器系统中,采用 高速缓冲存储器 提高 动态地址翻译 的速度。

      15. 某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面,每页1KB,主存为16KB。假定某时刻用户页表中已调入主存的页面的虚页号0,1,2,3和对照物理页号5,10,4,7。则与下面十六进制虚地址相对应的物理地址为(如果主存中找不到,即为页失效):虚地址0A5C的物理地址 125C ,虚地址1A5C的物理地址 页失效

    第六章

    • 单选题

      1. 在一般大型计算机系统中,主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。从下述叙述中选出一条正确的叙述。
        通道控制控制器,设备在控制器控制下工作.
      2. 从下面关于设备属性的论述中,选择一条正确的论述。共享设备必须是可寻址的和随机访问的设备。
      3. 在程序I/O方式中,对于输出设备,准备就绪是指(输出缓冲区已空 )
      4. 从下面关于设备独立性的论述中, 选择一条正确的论述。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性.
      5. 下面关于虚拟设备的论述中, 选择一条正确的论述。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。
      6. 从下列论述中选出一条正确的论述。同一用户所使用的1/O设备也可以并行工作。
      7. 从下列关于驱动程序的论述中, 选出一条正确的论述。对于一台多用户机,配置了相同的8个终端,此时可只配置一个由多个终端共享的驱动程序。
    • 填空题】

      1. 对打印机的/O控制方式常采用中断驱动方式,对磁盘的I/0控制方式常采用DMA控制方式
      2. 【填空题】DMA是指允许I/O设备内存之间直接交换数据的设备。在DMA中必须设置地址寄存器,用于存放内存地址;还必须设置数据缓冲寄存器用来暂存交换的数据。
      3. 设备控制器是CPUI/O设备之间的接口,它接受来自CPU的I/0命令,并用于控制I/O设备的工作。
      4. 缓冲池中的每个缓冲区由缓冲首部缓冲体两部分组成。
      5. I/0软件通常被组织成用户层软件设备独立性软件设备驱动程序I/O中断处理程序四个层次。
      6. 驱动程序与I/0设备特性紧密相关,如果计算机中连有3个同种类型的彩色终端和2个同种类型的黑白终端,可以为它们配置2个设备驱动程序。
      7. 为实现设备分配,系统中应配置设备控制表系统设备表的数据结构;为实现控制器和通道的分配,系统中还应配置控制器控制表通道控制表的数据结构。
      8. 除了设备的独立性外,在设备分配时还要考虑设备的固有属性设备的分配算法设备分配中的安全性三种因素。
      9. 为实现设备独立性,在系统中必须设置逻辑设备表LUT表,通常它包括逻辑设备名物理设备名设备驱动程序入口地址三项。
      10. SPOOLing系统是由磁盘中的输入井输出井,内存中的输入缓冲区输出缓冲区输入进程输出进程以及井管理程序构成的。
      11. 实现后台打印时,SPOOLing系统中的输出进程,只为请求I/O的进程做两件事:(1)为之在输出井中申请一空闲缓冲区,并将要打印的数据送入其中;(2)为用户进程申请一张用户打印请求表,并将用户的打印需求填入表中,再将该表排在假脱机文件队列中。
      12. 磁盘的访问时间由寻道时间旋转延迟时间数据传输时间三部分组成,其中所占比重比较大的是寻道时间,故磁盘调度的目标为使磁盘的平均寻道时间最短
      13. 在磁盘调度中,选择优先为离当前磁头最近的磁道上的请求服务的算法为SSTT算法,这种算法的缺点是会产生饥饿现象;选择优先为当前磁头移动方向上、离当前磁头最近的磁道上的请求服务的算法为SCAN算法。
    • 判断题

      1. 构成SPOOLing系统的基本条件,是具有外围输入机和外围输出机。(×)
      2. 构成SPOOLing系统的基本条件,是只要具有大容量、高速硬盘作为输入井与输出井。(×)
      3. 构成SPOOLing系统的基本条件,是只要操作系统中采用多道程序技术。(×)
      4. SPOOLing系统是建立在分时系统中。(×)
      5. SPOOLing系统是虚拟存储技术的体现。(×)
      6. SPOOLing系统是在用户程序要读取数据时启动输入进程输入数据。(×)
      7. 当输出设备忙时,SPOOLing系统中的用户程序暂停执行,待I/O空闲时再被唤醒,去执行操作。(×)
      8. SPOOLing系统实现了对/0设备的虚拟,只要输入设备空闲,SPOOLing可预先将输入数据从设备传送到输入井中供用户程序随时读取。(×)
      9. 在SPOOLing系统中,用户程序可随时将输出数据送到输出井中,待输出设备空闲时再执行数据输出操作。(×)
    • 连线题
      为了对缓冲池中的队列进行操作而设置了互斥信号量MS[type]和资源信号量RS[type],相应地,两个操作过程Getbuf及Putbuf的描述如下:

    procedure Getbuf(type)
    begin
    wait(RS[type]));
    wait(MS[type]));
    B(n):=Takebuf(type);
    wait(RS[type]));
    end
    procedure Putbuf(type,n)
    begin
    wait(MS[type]));
    Addbuf(type,n);
    wait(RS[type]));
    signal(RStype]));
    end

    • 完型填空

      1. 通道是一种特殊的 处理机 ,具有 执行I/O指令集 能力。主机的CPU与通道可以并行工作,并通过 I/O指令和I/O中断 实现彼此之间的通信和同步。

      2. 在I/O控制方式的发展过程中,最主要的推动因素是 减少主机对I/O控制的干预 。提高I/O速度和设备利用率,在OS中主要依靠 缓冲管理 功能。使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关是由 设备独立性 功能实现的。

      3. 磁盘属于 块设备 ,其信息的存取是以 固定长数据块 为单位的;磁盘的I/O控制主要采取 DMA 方式;打印机的I/0控制主要采取 程序中断 方式。

      4. 在利用RS-232接口进行通信时,其通信速率为9.6KB/S(B为Bit)。如果在通信接口中仅设置了一个8位寄存器作为缓冲寄存器,这意味着大约每隔 0.8ms 的时间便要中断一次CPU,且要求CPU必须在 1ms 时间内予以响应。

      5. 假定把磁盘上一个数据块中的信息输入到一单缓冲区的时间T为100us,将缓冲区中的数据传送到用户区的时间M为50us,而CPU对这一块数据进行计算的时间C为50us,这样,系统对每一块数据的处理时间为 150 s ;如果将单缓冲改为双缓冲,则系统对每一块数据的处理时间为100us

      6. 操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统 并行操作 的能力;为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出,最好使用 缓冲池

      7. 设备独立性是指 用户程序 独立于 物理设备

      8. 在单用户系统中可为 整个系统 设置一张逻辑设备表,在多用户系统中应为 每个用户(进程) 设置一张逻辑设备表。

      9. 为实现设备分配,应为每个设备设置一张 设备控制表 ,在系统中配置一张 系统设备表 ;为实现设备独立性,系统中应设置一张 逻辑设备表

      10. SPOOLing是对脱机I/O工作方式的模拟,SPOOLing系统中的输入井是对脱机输入中的 磁盘 进行模拟,输出井是对脱机输出中的 磁盘 进行模拟,输入进程是对脱机输入中的 外围控制机 进行模拟,输出进程是对脱机输出中的 外围控制机 进行模拟。

      11. 下列磁盘调度算法中,平均寻道时间较短,但容易产生饥饿现象的是 SSTF ;电梯调度算法是指 SCAN ;能避免磁臂粘着现象的算法是 FSCAN

    第七章

    • 单选题

      1. —个文件系统中,FCB占64 B, —个盘块大小为1KB,采用一级目录,假定文件 目录中有3200个目录项,则检索一个文件平均需要100次访问磁盘。
      2. 在图7.8所示的树形目录结构中,Wang用户需要经常性地访问Zhang用户的 /Zhang/Course/Coursel/fl文件,他可以通过 这个文件链接到Wang目录下,但不能使用原来的文件名 来提高检索速度并简化操作过程。

    在这里插入图片描述

    1. 在linux中,设文件F1的当前链接计数为1,先建立F1的符号链接文件F2,再建立F1的硬链接文件F3,则此时文件F1、F2和F3的链接计数值分别是2, 1,2

    2. 如果采用符号链接的方式共享文件,那么当文件被删除的时候,该共享链接会失效

    • 填空题

      1. 文件管理应具有文件存储空间的管理目录管理文件的读/写管理文件的共享和保护等功能。
      2. 文件按逻辑结构可分成字符流式记录两种类型,现代操作系统普遍采用的是其中的字符流式结构。
      3. 记录式文件,把数据的组织分成数据项记录文件三级。
      4. 数据项是用来描述一个实体的某个属性:记录是用来描述一个实体的某方面(相对完整)的属性:文件用于描述一个实体集(即群体) 的某方面的属件。
      5. 一个文件系统模型由最低层对象及其属性、中间层对对象进行操纵和管理的软件集合和最高层用户接口H个层次组成。
      6. 对文件的访问有顺序访问随机访问两种方式。
      7. 从文件管理的角度来看,文件是由文件控制块FCB和文件体两部分组成的;而在具体实现时, 前者的信息通常以目录项磁盘索引结点的方式存放在文件存储器上。
      8. 文件目录的最主要功能是实现按名存取(文件名到物理地址的转换),故目录项的内容至少应包含文件名文件的物理地址
      9. 对目录管理的要求,首先是能实现按名存取,其次是提高对目录的检索速度,同时应允许多个用户共享文件,以及允许文件重名,以便不同用户能按自己的习惯对文件命名。
      10. 在采用树形目录结构的文件系统中,树的结点分为三类:根结点表示根目录,枝结点表示子目录文件,叶结点表示数据文件
      11. 在利用线性检索法对树形目录进行检索时,系统首先读入路径名的第一个分量名,将它与根目录;当前工作目录文件 中的各目录项中的文件名进行比较。若匹配,便可得到FCB;索引结点指针
      12. 文件保护是指避免文件拥有者或其他用户因有意或无意的错误操作使文件受到破坏;文件共享是指允许多个用户共同使用同一个文件。
      13. 引入索引结点后,一个文件在磁盘中占有的资源包括一个磁盘索引结点一个(或多个)目录项若干个存放文件内容的磁盘块三部分。
      14. 文件在使用前必须先执行打开操作,其主要功能是把文件的FCB;索引结点从外存复制到内 存中,并在用户指定文件之间津立一备诵.路,再返回给用户一个文件描述符
    • 判断题

      1. 在利用顺序检索法时,对树型目录应采用文件的路径名,且应从根目录开始逐级检索。(× )
      2. 由于Hash法具有较快的检索速度,故现代操作系统中已开始用它取代传统的顺序检索法。(× )
      3. 在顺序检索法的查找过程中,只要有一个文件分量名未能找到,便应停止查找。(√)
      4. 在顺序检索法的查找完成时,即应得到文件的物理地址。(× )
    • 完型填空

      1. 文件系统最基本的目标是 按名存取 ,它主要是通过 目录管理 功能实现的,文件系统所追求的最 重要的目标是 提高对文件的存取速度 .

      2. 在文件系统中可命名的最小数据单位是 数据项 ,用户以 记录 为单位对文件进行存取、检 索等,对文件存储空间的分配则以 文件 为单位。

      3. 按逻辑结构可把文件分为 记录式文件流式文件 两类,LINUX文件系统采用 流式文件 结构

      4. OS用来控制和管理一个文件的文件属性信息被称作该文件的 FCB ,它通常存放在 该文件的上级目录的数据盘块 中。

      5. 在文件系统中是利用 目录 来组织大量的文件的,为了允许不同用户的文件使用相同 的文件名,通常文件系统中采用 多级目录 ;在目录文件中的每个目录项通常就是 FCBB ;在UNIX 系统中的目录项则是 文件名和索引结点指针

      6. Windows FAT32的目录项中不会包含 件控制块的物理位置 ;而Unix的磁盘索引结点中不会包含 文件名信息。

      7. 在树型目录结构中,用户对某文件的首次访问通常都采用 文件路径名 ;文件被打开后,对 文件的访问通常采用 用户文件描述符. ;打开文件操作完成的主要工作是 把指定文件的目录项复制到内存指定的区域

      8. 利用Hash法查找文件时,如果目录中相应的目录项是空,则表示 系统中无指定文件名 ;如果目录项 中的文件名与指定的文件名相匹配,则表示 找到了指定文件 ;如果目录项中的文件名与指定的文件名 不匹配,则表示发生了冲突

      9. 有一共享文件,它具有下列文件名:/usr/Wang/test/report、/usr/Zhang/report 及 /usr/Lee/report,试填写图 7.7 中的 root , usrLeetestreport

    在这里插入图片描述
    10. 在执行close过程时,若系统打开文件表项引用计数f.count=0不成立,应 置用户文件描述符表项为空 ;若 f.count=0但内存索引结点引用计数i.count=0不成立,则应 用户文件描述符表项和文件表项皆为空 ;若i.count=0,则应 关闭文件
    11. 在create处理过程中,若未检索到指定文件的索引结点,此时属于 创建新文件 ;检索到指 定文件的索引结点,此时若允许写,则此时属于 重写文件 ,否则是 出错
    12. 在访问矩阵中,如果在域Di中运行的进程能够增删所有保护域中对对象j的访问 权,则访问权组access(i,j)中必须包含 所有权 ;如果在域Di中运行的进程拥有对对象j进行读 的权利,而且他可以将对对象j进行读的权利扩展到其他域中去,则访问权组aCCeSS(i,j) 中必须包含对读操作的 拷贝权 ;如果在域Di中运行的进程可以删改域Dm中的访问权,则访 问权组access(i, j)(j列代表域Dm)中必须包含 控制权
    13. 将访问矩阵按列进行划分,可为每个列建立一张 访问控制表 ,如果对应列代表一个文件, 则可将 访问控制表 放在该文件的 文件控制块 中;将访问矩阵按行进行划分,则可为每个行建立一张 访问权限表 。通 过 访问权限表访问控制表 来实现控制矩阵的主要目的是 减少访问矩阵的空间开销

    第八章

    • 单选题

      1. 从下面的描述中选出一条错误的描述 一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝,应采用同一种物理结构
    • 填空题

      1. 文件的物理结构中要有顺序结构链接结构索引结构三种类型,其中顺序访问效率最高的是顺序结构,随机访问效率最高的是索引结构
      2. 可将顺序文件中的内容装入到连续的多个盘块中,此时,文件FCB的地址部分给出的是文件的首个物理块的块号,为了访问到文件的所有内容,FCB中还必须有文件长度信息。
      3. 可将链接式文件中的文件内容装入到离散的多个盘块中,并通过链接指针将它们构成一个队列,显式链接文件具有较高的检索速度。
      4. 对字符流式文件,可将索引文件中的文件内容装入到离散的多个盘块中,并为每个 文件建立一张索引表,其中毎个表项中含有逻辑块号对应的物理块块号
      5. UNIX SvstemV将分配给文件的前十个数据盘块的地址登记在索引结点的直接地址项中,而所有后 续数据块的地址则登记在一次间址盘块中:再将这些登记数据块地址的首个盘块的块号登记在索引结点的一次间址项中,其他块的块号则登记在二次间址盘块中。
      6. 在利用空闲链表来管理外存空间时,可有两种方式:一种以空闲盘块为单位拉成一条链: 另一种以空闲盘区为单位拉成一条链。
      7. 在成组链接法中,将毎一组的盘块数和该组的所有的盘块号记入前一组的最后一个盘块中:再将第一组的上述信息记入超级块的空闲盘块号栈中,从而将各组盘块链接起来。
      8. 磁盘的第一级容错技术SFT-I包含双份目录双份文件分配表热修复重定向写后读校验等措施。
      9. 磁盘的第二级容错技术SFT-II主要用于防止磁盘驱动器和磁盘控制器的故障所导致的数据损坏,常用 的措施有磁盘镜像磁盘双工
      10. 集群系统的主要工作模式有双机热备份双机互为备份公用磁盘三种方式。
      11. 进行链接计数的一致性检查,需要检杳文件系统的所有目录,从而得到每个文件对应的目录项个数,并将其和该文件索引结点中的链接计数进行比较。
    • 判断题

      1. 一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝,应采用同一种物理结构。(×)
      2. 文件的物理结构不仅与外存的分配方式相关,还与存储介质的特性相关,通常在 磁带上只适合使用顺序结构。(√)
      3. 采用顺序结构的文件既适合进行顺序访问,也适合进行随机访问。(√)
      4. 虽然磁盘是随机访问的设备,但其中的文件也可使用顺序结构 (√)
      5. 顺序文件适合于建立在顺序存储设备上,而不适合于建立在磁盘上。(×)
      6. 在显式链接文件中是在每个盘块中设置一链接指针,用于将文件的所有盘块都链 接起来。(×)
      7. 顺序文件必须采用连续分配方式,而链接文件和索引文件则可采用离散分配方式。(√)
      8. 在MS-DOS中采用的是隐式链接文件结构。(×)
      9. 在索引文件中,索引表的每个表项中含有相应记录的关键字和该记录的物理地址。(√)
      10. 对顺序文件进行检索时,首先从FCB中读出文件的第一个盘块号;而对索引文件 进行检索时,应先从FCB中读出文件索引表的始址。(√)
      11. 对一个具有三级索引表的文件,存取一个记录通常需要三次访问磁盘。(×)
      12. 在文件较大时,无论进行顺序存取还是随机存取,通常都以索引文件方式为最快。(×)
      13. 虚拟盘是一种易失性存储器,因此它通常只用于存放临时文件。(√)
      14. 优化文件物理块的分布可显著地减少寻道时间,因此能有效地提高磁盘I/O的 速度。(√)
      15. 对随机访问的文件,可通过提前读提高对数据的访问速度。(×)
      16. 延迟写可减少启动磁盘的次数,因此能等效地提高磁盘丨/0的速度(√)
    • 完型填空

      1. 假定盘块的大小为1KB,对于1.2 MB的软盘,FAT需占用( 1.8KB )的存储空间;对于 100 MB的硬盘,FAT需占用( 250KB )的存储空间。
      2. 某些系统中设置了一张 位示图 表,其中的每一个二进制位可用来表示磁盘中的一个块 的使用情况;也有些系统中设置了一张 文件分配表 表,其中的每个表项存放着文件中下一个盘块的物理地址。
      3. 在下列物理文件中,顺序文件将使文件顺序访问的速度最快; 隐式链接文件 最不适合对文件进行随 机访问;直接文件 能直接将记录键值转换成物理地址。
      4. 对文件空闲存储空间的管理,在MS-DOS中是采用 文件分配表 ; UNIX中采用 成组链接法 : Linux 的extfs则采用 位示图
      5. 如果利用20行、30列的位示图来标志空闲盘块的状态,假定行号、列号和盘块号 均从1开始编号,则在进行盘块分配时,当第一次找到的空闲盘块(即该位的值为“0”) 处于第5行、第12列,则相应的盘块号为 132 ;第二次找到值为“0”的位处于第11行、 第18列,则相应的盘块号为 318 。在回收某个盘块时,若其盘块号为484,则它在位示图 中的位置应为第 17 行,第 4 列。
      6. 磁盘高速缓冲设在内存 中,其主要目的是提高磁盘I/O的速度
      7. 下列方式中, 在磁盘上设置多个分区无法提高磁盘I/O的速度, 磁盘高速缓存不能改善磁盘系统的可靠性。
      8. 为实现磁盘镜像功能,需要在系统中配置 两台磁盘驱动器 ;而为实现磁盘双工功能,则需要在系统中配置两台磁盘控制器

    第九章

    • 单选题

      1. 从下述关于脱机命令接口的不同论述中,选择一条正确的论述。 该接口是作业控制语言
      2. 用户程序发出磁盘I/O请求后,系统的正确处理流程是 用户程序一系统调用处理程序一设备驱动程序一中断处理程序
    • 填空题

      1. 用户程序必须通过程序接口方能取得操作系统的服务,该接口主要是由一组系统调用组成的
      2. 在字符界面下,用户必须通过命令接口方能取得操作系统的服务,该接口按对作业控制方式的不同又可分为联机命令接口脱机命令接口
      3. 在联机命令接口中,实际上包含了终端处理程序命令解释程序一组联机命令三部分
      4. 在键盘终端处理程序中,有面向字符方式面向行方式两种方式实现字符接收的功能。
      5. 回显是指终端处理程序将用户从终端键盘输入的每个字符送屏幕显示。用软件方式来实现回显可以使它更方便、更灵活
      6. MS-DOS中的COMMAND.COM或UNIX中的Shell通常被叫做命令解释程序,它们放在操作系统的最高层,其主要功能是解释并执行终端命令
      7. 用户与系统管理员协商一个唯一的用户名,供该用户以后进入系统时使用,称此过程为注册:用户每次打开自己的终端后,根据系统的提示,依次键入自己的用户名和口令 的过程称为登录
      8. 图形用户接口使用了WIMP技术,将窗口图标菜单指点设备(如鼠标) 和面向对象技术集成在一起,形成了一个视窗操作环境
      9. 将系统调用参数传递给内核函数有多种方式,MS-DOS采用将参数送入寄存器的方式,Unix则常采用参数表方式,有的系统还可以通过陷入指令自带参数方式来传递少暈的参数
    • 判断题

    1. 终端处理程序将从终端打入的字符,直接送给用户程序。(×)
    2. 在现代大、中型机中,为了暂存用户从终端打入的字符,通常为每个终端设置一 个可容纳几行字符的专用缓冲区 (×)
    3. 为了提高回送的显示速度,往往用硬件来实现,只是在要求回送速度不高的场合, 才用软件来实现 (×)
    4. 在有的计算机中,从键盘送出的是键码,此时应采用某种转换机构,将键码转换 为ASCII码(√)
    5. 联机命令接口,是用户程序与0S之间的接口,因此它不是命令接口 (×)
    6. 联机命令接口包括键盘和屏幕两部分。 (×)
    7. 联机命令接口包括一组键盘命令、终端处理程序及命令解释程序三个部分(√)
    8. 联机命令接口是用户程序 (×)
    9. Shell是一种编程语言,它提供选择、循环等控制结构 (√)
    10. Shell是一个命令解释器,它对用户输入的命令进行解释执行 (√)
    11. Shell命令就是由Shell实现的命令,它们的代码包含在Shell内部 (×)
    12. 在Unix和Linux系统中,有多种不同的Shell供用户选择 (√)
    • 完型填空
    1. OS向用户提供的接口有多种:通过(联机命令接口),用户可从终端键入dir(或丨s)并按下回车键 来显示当前目录的内容;通过(图形用户接口),用户可双击窗口中的图标来运行相应的程序;通过(系统调用接口), 用户程序可使用open()来打开一个文件;通过(脱机用户接口),用户可将作业说明书和作业一起提交给 系统,从而让系统按作业说明书的要求来运行作业

    2. 使命令的执行结果不在屏幕上显示,而将之引向另一个文件,这种功能称为(输出重定向); 使命令所需的处理信息,不是从键盘接收,而是取自另一个文件,该功能称为(输入重定向);用于实 现把第一条命令的输出作为第二条命令的输入:又将第二条命令的输出作为第三条命令的 输入的功能的设施称为(管道线)。

    3. 在Intel X86处理机上,用户进程P通过系统调用creat创建一新文件时,是通过(int指令) 将控制转向creat的处理程序的;系统调用前,CPU运行在(用户态);在执行creat对应的处理 程序时,则运行在(核心态);系统调用返回后,(P进程或其他用户进程)将得到CPU。

    4. 在同一台计算机上,可以运行Windows、Linux、UNIX、DOS等不同的操作系统,它们的系统调用一般是通过执行(相同的)系统调用指令来完成的;对运行在不同的硬件平台上 的Linux操作系统,它们执行的系统调用指令一般是(不同的)

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  • 操作系统复习文档

    千次阅读 多人点赞 2018-01-02 13:09:19
    操作系统复习文档 1、 什么是OS?其四大管理功能是什么? 2、为什么引入分时OS? 3、若按系统能同时响应的用户数及任务数来划分,则OS可分为哪几类?服务器上应该安装哪一类?手机上应该安装哪一类? 4、若按系统...

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    答案为个人理解,仅供参考,如有问题欢迎留言

    在百度脑图放了个思维导图(建议使用谷歌Chrome浏览器浏览)
    链接:
    http://naotu.baidu.com/file/1f639c5b8fb28272cc9678358df4508f?token=aeeb10bce33223b2
    密码:xixi ~ . ~

    问题及解析:

    重点题目:20、21、22、23、24、32、48、53、61、65

    1、 什么是OS?其四大管理功能是什么?
    (1)操作系统的描述性定义:操作系统是合理组织计算机的工作流程,有效控制和管理计算机系统的各类资源,并方便用户使用计算机的程序集合。它是一个最重要也是最基本的系统软件。
    (2)四大管理功能:处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理。

    2、为什么引入分时OS?
    (答出分时OS的优点,解决了批处理OS的哪些缺点即可)
    分时OS的优点:
    (1)交互性。用户能够通过终端与系统进行广泛的对话
    (2)及时性。终端用户的请求能在很短的时间内获得响应。
    (3)独占性。每个用户各占一个终端,彼此独立操作,互不干扰,感觉好像自己独占主机一样。
    (4)同时性(也称多路性)。提高了系统资源利用率,节省了开支,促进了计算机的广泛应用。

    3、若按系统能同时响应的用户数及任务数来划分,则OS可分为哪几类?服务器上应该安装哪一类?手机上应该安装哪一类?
    (1)按操作系统能同时响应的用户数及任务数可划分为3类:单用户单任务操作系统、单用户多任务操作系统、多用户多任务操作系统
    (2)服务器上应该安装多用户多任务操作系统
    (3)手机上应安装单用户多任务操作系统

    4、若按系统处理任务的方式来划分,则OS可分为哪几类?
    (1)可分为六类:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、单用户操作系统、网络操作系统、分布式操作系统
    (2)或者分为两类:集中式操作系统(包括批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、单用户操作系统、网络操作系统)、分布式操作系统
    (3)其中最基本的是批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统

    网络操作系统与分布式操作系统不同,其区别为:
    (1)分布性。分布式操作系统的处理和控制功能均为分布式的;而网络操作系统虽具分布处理功能,但其控制功能却是集中在某个或某些主机或网络服务器中,即集中式控制方式。
    (2)并行性。分布式操作系统具有任务分配功能,可将多个任务分配到多个处理单元上,使这些任务并行执行,从而加速了任务的执行;而网络操作系统通常无任务分配功能,网络中每个用户的一个或多个任务通常都在本地计算机上处理。
    (3)透明性。分布式操作系统通常能很好地隐藏系统内部的实现细节。包括对象的物理位置、并发控制和系统故障等对用户都是透明的。例如,当用户要访问某个文件时,只需提供文件名而无须知道(所要访问的对象)它是驻留在那个站点上,即可对它进行访问,以即具有物理位置的透明性。网络操作系统的透明性则主要指操作实现上的透明性。例如,当用户要访问服务器上的文件时,只需发出相应的文件存取命令,而无需了解对该文件的存取是如何实现的。
    (4)共享性。分布式操作系统支持系统中所有用户对分布在各个站点上的软硬件资源的共享和透明方式访问。而网络操作系统所提供的资源共享功能仅局限于主机或网络服务器中资源,对于其它机器上的资源通常仅有使用该机的用户独占。
    (5)健壮性。分布式操作系统由于处理和控制功能的分布性而具有较好的可用性和可靠性,即健壮性。而网络操作系统由于控制功能的集中式特点而使系统重构功能较弱,且具有潜在的不可靠性。

    5、OS提供的用户界面有哪几类?对应的一个实例分别是什么?
     对于OS提供给用户的界面而言,其形式取决于操作系统的类型。具有交互操作方式的系统一般提供键盘命令或图形化用户界面,具有脱机操作方式的系统则提供作业控制语言。
     OS提供的用户界面有三类:命令接口,程序接口,图形用户接口
    (1)命令接口:又分为联机命令接口和脱机命令接口。联机命令接口例如Unix,Linux,Dos。脱机命令接口例如OS/390,VES,MVS,MS-DOS,在脱机操作方式下(如批处理系统)提供作业控制语言,操作系统根据作业申请表来分配作业所需的资源并注册该作业,通过作业说明书对作业的运行实施控制。
    (3)程序接口:是为用户程序在执行过程中访问系统资源而设定的,是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。例如:MS-DOS的INT中断调用、UNIX的系统调用函数、Windows的API函数等。
    (3)图形用户接口:例如Windows,Mac OS。图形化用户界面是良好的用户交互界面,它将菜单驱动方式、图符驱动方式、面向对象技术等集成在一起,形成一个图文并茂的视窗操作环境。

    6、不同时期的软件开发方法决定了OS的结构,UNIX和Windows的结构分别是什么?
     首先,操作系统的结构分为四类:整体式系统、层次式系统、虚拟机系统、客户-服务器系统。
     UNIX为层次式系统。其开发方式为按照模块化的方式开发。其设计哲学为:建立小的模块化的应用,只做一件事情并把它做好。Unix程序员更加重视模块化、更注重正交性和紧凑性等问题。
     另外linux属于宏内核,除了最基本的进程、线程管理、内存管理外,文件系统,驱动,网络协议等等都在内核里面。优点是效率高。缺点是稳定性差,开发过程中的bug经常会导致整个系统挂掉。
     windows是客户-服务器系统与层次式系统相结合的一种结构。其可以算是微内核结构。微内核中只有最基本的调度、内存管理。驱动、文件系统等都是用户态的守护进程去实现的。优点是超级稳定,驱动等的错误只会导致相应进程死掉,不会导致整个系统都崩溃。缺点是效率低。

    7、系统靠什么从用户态进入核心态执行?
    3种主要方式,一般大家比较了解的是以中断的方式
    (1)系统调用这是用户态进程主动要求切换到内核态的一种方式,用户态进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作。而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现,例如Linux的int 80h中断。
    (2) 异常当CPU在执行运行在用户态下的程序时,发生了某些事先不可知的异常,这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中,也就转到了内核态,比如缺页异常。
    (3) 外围设备的中断当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态下的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到内核态的切换。比如硬盘读写操作完成,系统会切换到硬盘读写的中断处理程序中执行后续操作等。
     这3种方式是系统在运行时由用户态转到内核态的最主要方式,其中系统调用可以认为是用户进程主动发起的,异常和外围设备中断则是被动的。

    8、你认为设置分时系统中的时间片时主要应该考虑哪些因素?或者说,你认为时间片大点儿好,还是小点儿好?为什么?
     时间片设得太短会导致过多的进程切换,降低了CPU效率;而设得太长又可能引起对短的交互请求的响应变差。将时间片设为100毫秒通常是一个比较合理的折衷。
     注:有的操作系统有CPU时间片大小这个参数,但很容易理解这是偷换概念,本质改变这个参数仍是改变分配给线程的CPU时钟频率大小,而不是时间

    9、处理机为什么有两种执行状态?
     限制不同的程序之间的访问能力,即为了构造安全可靠的操作系统。
     CPU处于管态时,既可以执行特权指令,也可以执行非特权指令;CPU处于目态时,只可执行非特权指令。

    10、硬件指令集为什么要划分出特权指令真子集?
     为了系统的安全,防止任何程序都可以随意执行影响系统安全的指令。

    11、当没有用户程序要运行时,CPU在做什么?
     执行系统中一个特殊的死循环进程——idle(闲置)进程,其作用是不断循环捕获用户的请求。
     idle是一个进程,其pid号为 0。其前身是系统创建的第一个进程,也是唯一一个没有通过fork()产生的进程。在smp系统中,每个处理器单元有独立的一个运行队列,而每个运行队列上又有一个idle进程,即有多少处理器单元,就有多少idle进程。系统的空闲时间,其实就是指idle进程的"运行时间"。idle进程pid==o,也就是init_task.

    12、操作系统中许多任务不满足Bernstein条件,它们不能并发执行吗?该怎么办?
     (1)不满足Bernstein条件,不能直接并发执行(2)可以通过添加互斥同步制约来使其并发执行。

    13、为什么要引入进程?在系统响应了60个终端用户几乎同时提出的编译他的C语言源程序的实例中,产生了多少个用户进程?对应多少个程序?
     (1)原因:程序并发执行时产生了一系列程序顺序执行时所没有的新的特点,传统的“程序”概念已不足以描述和刻画它们,为此引入“进程”的概念,以实现程序在多道系统中的并发执行。进程具有动态性、并发性、独立性和异步性等,而程序不具有这些特征。
     (2)产生了60个进程,1个程序。1个编译程序响应60个用户的请求,产生60个进程。根据进程的定义,用户程序的地位为数据集合。注:进程的三个组成部分中的程序段是指可执行的程序,而用户提交至服务器的程序还未经过编译,不能算作进程的程序段部分,应为数据集合部分,而60个进程的程序段部分应为同一个程序(编译程序)。

    14、进程存在于系统的唯一标志是什么?
     进程控制块PCB是进程存在的唯一标志,也是操作系统中最重要的结构体类型的数据结构。PCB中存放着操作系统所需的用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。
     顺便提一下PCB的作用吧:标识进程的存在;为系统提供可并发执行的独立单位;为系统控制和管理进程提供所需的一切信息。

    15、一般操作系统教科书上所说的“进程的组织”指的是什么?
     进程的组织 = PCB的组织

    16、你知道临界区和临界资源的不同吗?
     首先说一下什么是临界资源:临界资源指一次仅允许一个进程使用的资源。例如:共享的变量或者表格、打印机等。
     临界区(又称临界段):是指进程中访问临界资源的那段程序代码。另外,使用同一临界资源的不同进程中的临界区称为同类临界区或相关临界区。
     另外,临界区的使用原则为:空则让进,忙则等待,等则有限,等则让权。

    17、如果使用记录型信号量正确地描述了进程的互斥,能完全满足临界区的使用原则吗?
     可以哒^ _ ^

    18、记录型信号量的整型分量值的物理含义是什么?
     首先我们应该知道,信号量类型是复合类型,其中一个分量是整型分量S,另一个分量是进程的等待队列指针Q。
     信号量的整型分量S的值的物理含义:当S>=0时,表示某类可用资源的数目,或者说表示可以执行P操作而不会被阻塞的进程数目;当S<0时,其绝对值表示信号量S的阻塞队列中的进程数,即系统中因请求该类资源而被阻塞的进程的数目,亦即被信号灯挡住的进程数目,这些进程需要其他进程发出相应的信号灯来唤醒。

    19、P操作和V操作的物理含义是什么?
     P(S)操作表示“等信号”,即测试一个要等的信号是否到达;V(S)操作表示“发信号”,这个信号在实现同步时就是“合作者的伙伴进程已完成前驱任务”,在实现互斥时就是“临界资源可用”。另外,在互斥问题中,每执行一次P(S)操作的含义,也可以理解为进程请求一个单位的S类资源;每执行一次V(S)操作的含义,也可以理解为进程释放一个单位的S类资源。
     P = Wait = Down = -1
     V = Signal = Up = +1

    20、在学过的两个终端售票进程发售同一班次车票的问题实例中,如何解决“票已售完”?
     在执行完P操作之后,先判断余票数量是否大于顾客订票数,若是则改变余票数量,执行V操作,并显示所售出的票;否则,不改变余票数量,执行V操作,显示票已售完。
     注:无论余票数量是否足够,都需执行V操作。

    21、在生产者-消费者问题解答中,如果某进程中的P操作顺序颠倒了,会怎么样?
     可能会产生死锁现象
     若此进程是生产者进程,则是P(empty)和P(mutex)两个P操作颠倒顺序。对于缓冲区充满的状态,若一生产者进程抢先执行了P(mutex)操作并成功,当下一步执行P(empty)操作时,就会因失败而进入阻塞状态,此时此进程需要消费者进程执行V(empty)操作来唤醒它。可是因为此进程无法执行V(mutex)操作,使得执行P(mutex)操作的其他生产者进程和所有消费者进程全部进入阻塞状态,从而系统进入了死锁状态。
     若此进程是消费者进程,则是P(full)和P(mutex)两个操作颠倒顺序。对于缓冲区为空的状态,若一消费者进程抢先执行了P(mutex)操作并成功,当下一步执行P(full)操作时,就会因失败而进入阻塞状态,此时此进程需要生产者进程执行V(full)操作来唤醒它。可是因为此进程无法执行V(mutex)操作,使得执行P(mutex)操作的其他消费者进程和所有生产者进程全部进入阻塞状态,从而系统进入了死锁状态。

    22、在生产者-消费者问题解答中,如果某程序员漏写了一个V操作,会怎么样?
     可能会产生死锁现象
     若漏写了任意一个V(mutex),则其余进程都将无法访问缓冲区这一临界资源。
     若漏写了生产者进程的V(full),则当缓冲区为空时,消费者进程执行P(full)操作时就会失败,即会一直执行无V(full)的生产者进程。
     若漏写了消费者进程的V(empty),则当缓冲区满时,生产者进程执行P(empty)操作时就会失败,之后就会一直执行无V(empty)的消费者进程

    23、如何用信号量机制描述两人下象棋的过程?
     纯互斥问题的解法往往比较单一,而同步问题通常可一题多解。二人对弈过程是个纯粹的同步过程,对弈双方之间没有互斥制约关系。这里给出两种解法:
    解法一:
    (1)用信号量设置如下:
     a. 同步信号量hei,初值为1,表示黑方已走子,开始时可以使红方先行不受阻
     b. 同步信号量hong,初值为0,表示红方尚未走子,开始时可使黑方先行受阻
    (2)用信号量机制描述的二人下象棋过程如下:

    红方                  黑方
    P(hei);                P(hong);
    若被黑方将死,则投子认输,结束;    若被红方将死,则投子认输,结束;
    若同意与黑方作何,则结束;       若同意与红方作何,则结束;
    否则,根据棋局思考后走一子;      否则,根据棋局思考后走一子;
    V(hong);               V(hei);
    ————————————————————————————————————
    解法二:(若将上述同步信号量hei的初值设为0~~~)
    (1)用信号量设置如下:
     a. 同步信号量hei,初值为0,表示黑方尚未应对
     b. 同步信号量hong,初值为0,表示红方尚未走子,开始时可使黑方先行受阻
    (2)用信号量机制描述的二人下象棋过程如下:

    红方                  黑方
                          P(hong);
    若被黑方将死,则投子认输,结束;    若被红方将死,则投子认输,结束;
    若同意与黑方作何,则结束;       若同意与红方作何,则结束;
    否则,根据棋局思考后走一子;      否则,根据棋局思考后走一子;
    V(hong);               V(hei);
    P(hei);

    24、为什么说哲学家进餐问题的经典解法不正确?你能给个正确的解答吗?
    (1)说经典解法不正确是因为有这样一种次序:5个进程都刚刚执行完第一个P操作后的“拿起左边的叉子”操作,即这5位哲学家同时饥饿而各自拿起左边的叉子。这时5个互斥信号量S[i]的值均为0,此后,当他们执行第二个P操作申请拿右手叉子时,均因无叉子可拿而阻塞,且永远阻塞,因为他们彼此之间都在等待右边的哲学家来唤醒自己,但没有一位哲学家进程能继续执行。于是这5个哲学家进程陷入死锁状态。
    (2)一种解决方法:把哲学家使用叉子进餐的过程看成是初值为4的临界资源,即限定至多有4位哲学家可以同时去拿左边的叉子,这样就能保证最终至少有一位哲学家能够拿到左右两边的叉子,并吃完通心粉放下叉子,从而使更多的哲学家能够进餐。

    注:此哲学家就餐问题不具有同步制约关系,仅具有互斥制约关系。因为相互的等待顺序不是固定的。

    25、你能说出进程之间互斥与同步这两种制约关系的不同之处吗?
     互斥是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序。
     一般情况的同步是指在互斥的基础上实现访问者对资源的有序访问。但有少数情况可以允许多个访问者同时访问资源。
     同步是一种更为复杂的互斥,而互斥是一种特殊的同步。
     区别同步和互斥的一个有效办法是:观察是否限制了访问者对资源的访问是有序的。若限制为有序的,则说明为同步制约关系;若无此限制,则说明是互斥制约关系。并且,同步与互斥制约可能同时存在。

    26、20个进程,竞争使用65个同类资源,每个进程最多使用三个资源,可能产生死锁吗?为什么?
     不可能产生死锁。因为这二十个进程最多使用20*3=60个同类资源,而可供使用的同类资源有65个,大于所需的资源数量,所有不可能产生死锁。
     注:死锁产生的根本原因:当系统中供多个进程共享的临界资源的数目不能满足诸进程的需要时,会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。明显此题目的描述不满足死锁产生的根本原因。

    27、系统处于不安全状态一定会进入死锁状态吗?为什么?
    (1)不一定,系统处于安全状态一定可以避免死锁,而系统处于不安全状态则仅仅可能进入死锁状态。其关系入下图:
    安全、不安全、死锁状态的关系
    (2)系统处于不安全状态仅说明当前情况下的资源分配出现不安全的因素,而随着时间的推移,资源的分配可能会发生变化的,原来占有临界资源的进程可能因为某些原因自己阻塞起来,并放弃已拥有的临界资源,这样系统有可能又处于了安全状态。

    28、采用银行家算法分配资源的系统会发生死锁吗?
     不会。银行家算法的实质就是要设法保证系统动态分配资源后不进入不安全状态,以避免可能产生的死锁。

    29、n个进程共享同类互斥资源m个。如果每个进程最多申请x个资源(1≤x≤m),则当n(x-1)+1≤m时,系统会发生死锁吗?为什么?
     不会发生死锁。
     因为每个进程最多申请x个资源,所以最坏情况是每个进程都得到了(x-1)个资源,并且现在均需申请最后一个资源。此时,系统剩余资源数为m-n(x-1),于是只要系统中至少还有一个资源可供使用,就可以使这n个进程中某个进程得到其所需的全部资源,并能够继续执行到完成,归还资源可供其他进程使用。因而不会发生死锁。即只要m-n(x-1)>=1时,系统就一定不会发生死锁。亦即当n(x-1)+1<=m时,系统不会发生死锁。

    30、操作系统对付死锁的手段主要有哪几种?
     有四种。
     分别为:死锁的预防,死锁的避免,死锁的检测与解除
     还有一种对付死锁的最简单的方法就是置之不理——鸵鸟算法

    31、三种基本类型的操作系统中都会有三级调度吗?
     不是。
     三级调度都有的是采用虚存管理技术的批处理操作系统(或者说是支持虚拟存储技术的批处理操作系统)。

    32、你能看懂时间片轮转法调度的Gantt chart(Gantt图)表示吗?
     时间片轮转调度算法示例(时间片=20ms)

    进程 使用CPU时间
    P1 53
    P2 17
    P3 68
    P4 24

    时间片轮转法调度的Gantt chart(Gantt图)表示如下:
     Gantt图
     对于此Gantt图的解释如下:
     在0~20毫秒:执行P1进程,因时间片用完而退出,此时P1还需53-20=33ms
     在20~37毫秒:执行P2进程,因P2进程执行完毕而退出
     在37~57毫秒:执行P3进程,因时间片用完而退出,此时P3还需68-20=48ms
     在57~77毫秒:执行P4进程,因时间片用完而退出,此时P4还需24-20=4ms
     在77~97毫秒:执行P1进程,因时间片用完而退出,此时P1还需33-20=13ms
     在97~117毫秒:执行P3进程,因时间片用完而退出,此时P3还需48-20=28ms
     在117~121毫秒:执行P4进程,因P4进程执行完毕而退出
     在121~134毫秒:执行P1进程,因P1进程执行完毕而退出
     在134~154毫秒:执行P3进程,因时间片用完而退出,此时P3还需28-20=8ms
     在154~162毫秒:执行P3进程,因P3进程执行完毕而退出

    注:时间片轮转算法是适用于分时系统的可抢占调度算法

    33、为什么要引入线程?你认为线程与进程最大的不同是什么?
     引入线程是为了减少程序并发执行时系统所付出的时空开销(主要指进程创建、切换和通信的开销),进一步提高程序的并发执行程度,进而提高系统的吞吐量。
     线程与进程最大的不同是进程拥有资源,线程几乎不拥有资源。
    线程与进程的比较
    (1)拥有资源
     进程是拥有资源的一个独立单位
     线程几乎不拥有系统资源,但它可以访问其隶属进程的资源
    (2)调度
     传统操作系统中:
     进程既是拥有资源的基本单位,有事能独立调度的基本单位
     引入线程的操作系统中:
     进程只是拥有资源的基本单位,而线程是调度与分派的基本单位
    (3)并发性
     不仅进程之间可以并发执行,而且线程之间也可以并发执行
    (4)系统开销
     操作系统为进程切换付出的开销远大于为同一进程内的线程切换付出的开销
     由于同一进程内的多个线程具有相同的地址空间,致使它们之间的同步互斥的实现也变得比较容易
     
    34、你了解进程的三种基本状态吗?进程能从阻塞状态转换到运行状态吗?为什么?
     进程不能从阻塞状态转换到运行状态。因为进程要先由阻塞状态转为就绪状态才能再执行。
     注:处于阻塞状态的进程,若其等待的事件已经发生,则该进程将从阻塞状态转变为就绪状态。

    35、作业、程序、进程、线程中,哪些是静态概念,哪些是动态概念?
     作业、进程、线程都是动态的概念,唯独程序是静态的。

    36、你能区分物理地址与物理地址空间吗?你知道逻辑地址和物理地址的不同吗?
    (1)物理地址与物理地址空间:
     物理地址:内存单元的地址编号,又称绝对地址或实地址。
     物理地址空间:物理地址的集合称,也称绝对地址空间或实地址空间或存储空间,亦即内存空间。
    (2)逻辑地址与物理地址:
     逻辑地址:用户程序中使用的地址,又称相对地址或虚地址。逻辑地址的集合称为逻辑地址空间,也称相对地址空间或虚空间或地址空间。
     物理地址:内存单元的地址编号,又称绝对地址或实地址。
     进程的逻辑地址空间往往与运行时所在物理存储空间不一致,需要进程逻辑地址到物理地址的转换。
     每个程序中的逻辑地址可能相同,但物理地址是唯一的。

    37、什么是静态重定位?什么是动态重定位?哪种方式下可执行程序的内外存副本一致?
    (1)静态重定位:在程序运行之前由装入程序完成的重定位过程。
    (2)动态重定位:在程序执行过程中由硬件地址变换机构实现的重定位过程。
    动态重定位方式下可执行程序的内外存副本是一致的。

    38、分区式存储管理包括单一连续区分配、固定分区分配、可变分区分配、可重定位分区分配以及伙伴系统,其中哪些属于静态分区技术,哪些属于动态分区技术?
    (1)静态分区技术:单一连续区分配、固定分区分配
    (2)动态分区技术:可变分区分配、可重定位分区分配、伙伴系统

    39、固定分区存储管理系统适合采用最先适应、下次适应、最佳适应、最坏适应这四种内存分配算法中的哪一种?
     固定分区存储管理系统适合采用最佳适应算法。因为,此算法所产生的内碎片最少。
     这里还要介绍一下下次适应算法。下次适应(next fit)算法也称“临近适应”算法,其工作方式和最先适应算法相同(最先适应也称首次适应算法。它总是最先找到的、满足存储要求的那个空闲分区作为分配对象。),不同的是每次找到合适的空闲的分区时就记住它的位置,以便下次就从该位置开始往下查找,而不是每次都像最先适应算法那样从头开始查找。但是这种算法的总体结果通常要比最先适应算法差。由于它经常会在内存的末尾分配存储分区,使位于存储空间末尾的最大分区被撕裂成小的外部碎片,因此必须经常不断地进行存储紧凑。在该算法中应采取循环查找方式,即最后上个空闲区的大小仍不能满足要求时,应再从第一个空闲区开始查找,故又称为循环造就算法。

    40、固定分区存储管理系统中常用什么方法进行内存保护?实分页系统中的做法又是什么呢?
     固定分区存储管理系统中常采用“界限寄存器对”法。
     实分页系统中的做法是:页表长度寄存器中存有页表长度信息。在进行存储访问时,首先将逻辑地址中的页号与页表长度进行比较,如果页号大于或等于页表长度,将产生地址越界中断信号,从而保证每个进程只能在自己的地址空间内运行。

    41、在页式存储管理中,什么是“页内碎片”?如何降低页内碎片?
    (1)页内碎片:由于一个作业的长度通常不恰好为页长度的整数倍,最后一页中会有一部分空间未被利用,这一部分空间称为“页内碎片”。
    (2)可以适当调小页面的尺寸。

    42、你认为设置虚分页系统中的页面尺寸时主要应该考虑哪些因素?或者说,你认为页面大点儿好,还是小点儿好?为什么?
     不大不小比较好 .
     大了分页的优势就没有了,小了会使页表过大,缺页率大增。
     虽然缺页中断率与页面尺寸成反比,但是页面尺寸却不能一味地求大,它一般在512B~4KB之间,是个实验统计值。因为页面大时,页表较小,占空间少,查表速度快,缺页中断次数少,但页面调度时间长,页内碎片较大。页面小时,恰恰相反。

    43、你会看页地址字的内容吗?
    页地址字
     由图可知,页地址字包括物理页号和页内地址两部分。
     假设页面大小为210B,则从逻辑地址1024的二进制结果立即可以看出,该地址对应逻辑地址空间的1号页面,页内偏移为0。因为,页面大小为210B说明09位(0000000000)代表页内偏移,1015位(000001)代表页号。

    44、你知道页表源于什么吗?
     动态重定位寄存器(可能是吧)

    45、你能看懂页表吗?
    页表
     如图,页表中每个页号对应唯一一个块号。
     注:每一个块号可以对应多个页号。

    46、你认为实分页系统中最简化的页表表目应该有什么内容?为什么?
     实分页系统中最简化的页表表目应该有块号。
     因为,页表的作用就是将页号对应到块号,而页号可以用页的序号来代替(就像数组的下标一样),因此,只需有块号即可达到此对应目的。
     注:每个页号只能对应唯一的块号,但每个块号可以对应对应多个页号。

    47、你认为虚分页系统中最简化的页表表目应该有什么内容?为什么?
     我认为吧,这个,有页号、块号、状态位即可。
     对于可增加的表目项的介绍:
     外存块号:指出该页在外存的地址,供调入该页时使用。
     状态位:指示该页是否在内存,供程序访问时使用,也是检查是否缺页的标志的。
     访问位或访问字段:是该页被访问过的标志或该页被访问过的次数,它和修改位一起供页面置换用。
     修改位:表示该页是否被修改过。
     存取控制字段:用来限制页面被安全共享。

    48、你能描述分页系统的地址映射过程吗?
     可分为五步
    (1)由指令产生逻辑地址
    (2)若逻辑页号不小于页表长度寄存器的值,则产生越界中断;否则,执行步骤(3)
    (3)由逻辑页号查块表,若成功,则读出物理块号,转(5);否则,执行步骤(4)
    (4)由逻辑页号查页表:
     (a)从相应页表表目取出该页相应的物理块号;
     (b)把逻辑页号与物理块号置入快表表目中,若此时快表已满,则先按淘汰算法淘汰一个快表表目;
    (5)把物理块号与页内地址写入物理地址寄存器的相应位置得物理地址。

    49、虚存的实际最大尺寸常取决于系统的地址结构吗?
     是哒 .
     虚拟存储器的逻辑容量由内存容量与外存容量之和决定,实际最大容量常由系统的地址结构决定,比如取决于逻辑地址字的长度。
     
    50、程序在虚存管理模式下运行比在实模式下慢吗?为什么?
     嗯呐 ^ _ ^
     因为会发生缺页中断,页面调度需要花费时间。
     
    51、缺页中断与与常规中断的不同之处有哪些?
     常规中断是在一条指令执行完之后响应与处理的。
     缺页中断是在指令执行期间产生和处理中断信号;而且在一条指令在执行期间,可产生多次缺页中断。
     对于缺页中断,一般按“故障”处理。

    52、一个进程当前使用的页的集合叫它的什么?
     工作集。。。
     我觉得这个应该是指在程序局部性原理中提出的那一部分内存区域。
     程序局部性原理:一个执行中的程序,在一段时间内的访问相对集中在一部分内存区域,或者说程序在运行过程中在不同时段对主存有不同的访问概率。

    53、你了解FIFO、LRU、NRU和clock页面置换算法吗?
    (1)先进先出淘汰算法—FIFO(First-in,First-out)淘汰算法
     这是最早出现的淘汰算法
     该算法效率不高,因为它与进程实际的运行规律不相适应
     还有Belady现象
    (2)最近最久未用淘汰算法—LRU(Least Recently Used)淘汰算法
     淘汰最后一次访问时间距当前时间间隔最长的页面
     如果设R(S)是页面访问序列S的反序,可以认为:OPT算法用于S上的缺页率=LRU算法用于R(S)上的缺页率
    (3)最近未用淘汰算法—NRU(Not Recently Used)淘汰算法
     是一种比较容易实现的LRU近似算法
     是把FIFO算法的思想与页面的访问位和修改位结合起来的一个接近LRU算法的淘汰对象,Clock算法就是这种NRU算法的简化
    (4)时钟(Clock)淘汰算法
     简单实用的LRU近似算法
     是二次机会淘汰算法的改进和变形
     
    54、什么是Belady现象?在所有页面置换算法中,都会产生Belady现象吗?
    (1)Belady现象:Belady在1969年发现的反常现象(被称为“Belady现象”),即增加内存块数后进程的缺页率不降反增。
    (2)只有在先进先出淘汰算法—FIFO(First-in,First-out)淘汰算法中会出现Belady现象。

    55、影响虚分页系统中缺页率的主要因素有哪些?
    (1)页面调度算法不合理
    (2)分配给进程的内存块数太少
    (3)页面大小的选择不合理
    (4)用户程序编制的方法不合适

    56、你认为虚拟打印机的实质是什么?
     虚拟打印机的实质是磁盘上一特殊的分区。

    57、磁盘的三地址结构由哪些组成?
     (1)柱面号
     (2)磁头号(盘面号、磁道号)
     (3)扇区号
     注:寻道时间指的是柱面定位时间
     
    58、磁盘访问时间构成中哪一部分约占七成?
     柱面定位时间。
     另:数据传输时间所占的比例相当小,旋转延迟时间约占三成。
     
    59、你认为固态盘比普通移动头磁盘好在哪里?为什么?
     主要:
     固态盘比普通移动头磁盘快得多。因为,固态盘采用闪存作为存储介质,不用磁头,寻道时间几乎为0。最常见的7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒,而固态硬盘可以轻易达到0.1毫秒甚至更低。
     其次:
     防震抗摔性:传统硬盘都是磁碟型的,数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(即mp3、U盘等存储介质)制作而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较传统硬盘,固态硬盘占有绝对优势。
     低功耗:固态硬盘的功耗上要低于传统硬盘。
     无噪音:固态硬盘没有机械马达,工作时噪音值为0分贝。
     工作温度范围大:典型的硬盘驱动器只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘可在-1070摄氏度工作。其芯片的工作温度范围很宽(-4085摄氏度)。
     轻便:固态硬盘在重量方面更轻,与常规1.8英寸硬盘相比,重量轻20-30克。

    60、你怎样看待现在市场上流行PC的双硬盘配置(比如,一个256GB的固态盘+一个1TB的7200转每分钟的磁盘)?
     挺好的。用固态盘装操作系统,机械硬盘存储数据,既可以使系统运行的速度更快,又可以拥有充足的空间来存放文件。

    61、你能掌握哪几种磁盘调度算法?
    (1)先来先服务算法(First Come First Served,FCFS)算法
    (2)最短寻到时间优先算法(Shortest Seek Time First,SSTF)算法
    (3)扫描算法(SCAN)算法
    (4)循环扫描算法(Circular Scan,CSCAN)算法
    其他算法:优先级算法,后进先出算法,N步扫描算法,双队列扫描算法。

    62、设备驱动程序的处理过程主要分为哪三个阶段?
    (1)驱动前的准备工作
    (2)启动设备
    (3)I/O正常完成或异常完成后的中断处理

    63、文件存取方式与文件结构、文件存储介质都有关系吗?
     是的。

    存储介质 物理结构 存取方式
    磁带 顺序 顺序
    磁盘 顺序 顺序、随机
    链接 顺序
    索引 顺序、随机

    64、打开文件操作的主要功能是什么?
     把文件属性(即文件控制块或文件目录项的内容)装入内存。

    65、UNIX System V 的文件采用多级混合索引结构。假设每个盘块4kB,每个盘块号4B,则采用3次间址可表示的文件最大长度是多少?
     *(12+1024+10241024+10241024*1024)4KB > 4TB

    66、Windows FAT32文件系统中,文件的“下一簇号”在FAT表中,文件的“首簇号”在哪里?
     在文件目录项,又称文件控制块(File Control Block,FCB)中。

    67、硬链接可以跨文件系统吗?软链接呢?为什么?
     硬链接不可以跨文件系统,软链接可以。
     因为硬链接是基于索引节点的共享方式。直接增加一个目录项,其文件名是被共享文件的名字或别名,其索引节点号是被共享文件的索引节点号,可不同文件系统的目录项可能不同,因此不可跨文件系统。
     软链接是基于符号链接的共享方式。符号链接是一种特殊类型(常称为LINK类型)的文件,其内容是被共享文件或目录的路径,所以即使跨文件系统也不影响其访问。

    68、用符号链(Symbolic linking)访问共享文件的优缺点是什么?
    (1)优点:不影响原文件,它们各是一个文件;可以建立任意的别名关系,甚至原文件位于其他计算机上;实现简单;使用方便;对文件主人删除文件没有任何影响;删除符号链接不会产生副作用。
    (2)缺点:空间和时间开销比较大;会给文件搜索、存储、恢复等带来麻烦。

    69、为什么说UNIX的文件目录树比一般操作系统里的文件目录树小?
     因为UNIX把文件目录树改造成了两颗树。

    70、位示图能用做记录磁盘空间划分使用情况的数据结构吗?为什么?它的优缺点是什么?
     可以。应为可用其字位值为“1”表示块已被占用,字位值为“0”表示块未被占用。
     优点:位示图的尺寸是固定的,通常比较小,可以常驻内存,使得物理块的分配与回收速度比较快。
     缺点:需要进行位示图中字位元素的位置值(即字号和位号)与对应物理盘块号之间的转换。

    71、假设某磁盘共有80000块,当前有20000块空闲,每个块号以32位表示,若用位示图实现该磁盘的空闲块表,需要多少个字节。
     首先,位示图的每一字位(即字中的一个二进制位)与一个物理块对应,所以,80000块需要80000个字位,换算为字节为 80000(bit)/8 = 10000(Byte),即需要10000个字节。

    72、从原理上看,“磁盘碎片整理”与内存的什么技术相似?为什么进行“磁盘碎片整理”能提升计算机系统的性能?
     与内存紧致、压缩技术相似。
     可以减少访问磁盘时的柱面定位于旋转延迟时间。

    73、FAT32文件系统中,簇大小分别为4K、32K时,文件系统理论上能管理的最大磁盘空间是多少?
     蔟大小为4K时:2^32 * 4 K
     蔟大小为32K时: 2^32 * 32 K
     按实际情况来说,每个文件系统最多允许有4个主分区,所以可将答案*4。

    74、FAT32文件系统和EXT2文件系统分别是什么操作系统使用的?其文件的物理结构是什么?
     Windows:FAT32,其文件的物理结构为显示链接文件
     Linux:EXT2,其文件的物理结构为索引文件(多级索引表的结构)

    75、Windows 98为什么不继续使用Windows 95的FAT16文件系统,而改用FAT32文件系统?
     (1)蔟减少了,减少了蔟内浪费
     (2)一个FAT表中项的位数增多了,即可存放的项数多了

    76、你刚攒好了一台PC,准备装操作系统,你首选32位的系统还是64位的?为什么?
     64位的系统。因为32位系统最大允许的内存为4GB,而64位系统最大允许的内存为16E。

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  • 操作系统复习笔记(全)

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    PDF文件:... 操作系统复习笔记——第一章 导论 https://blog.csdn.net/IT_flying625/article/details/103739469 操作系统复习笔记——第二章 操作系统结构 https://blog.csdn.net/IT_flying62...

     

    操作系统复习笔记——第一章 导论

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    操作系统复习笔记——第二章 操作系统结构

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    操作系统复习笔记——第三章 进程

    https://blog.csdn.net/IT_flying625/article/details/104999108

    操作系统复习笔记——第十章 文件系统接口

    https://blog.csdn.net/IT_flying625/article/details/94396924

    操作系统复习笔记——第十一章 文件系统实现

    https://blog.csdn.net/IT_flying625/article/details/94396788

    操作系统复习——第十二章 大容量存储器结构

    https://blog.csdn.net/IT_flying625/article/details/94396644

    操作系统复习笔记 第十三章 I/O输入系统

    https://blog.csdn.net/IT_flying625/article/details/94396326

    其他部分参考专栏:https://blog.csdn.net/it_flying625/category_9288504.html

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