华师操作系统二.docx
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华师操作系统二
18．第6题
分时系统中,时间片设置得越小,则平均响应时间越短.
答案:
错误
19
为了使存储器中的小碎片集中起来，通常采用存储器的“紧缩”或“澄清”技术
答案:
正确
20．第18题
索引顺序文件既支持用户按顺序访问文件，又支持直接或随机访问。
答案:
正确
21．第19题
MSDOS目录是整体式二级目录
答案:
正确
22．第28题
系统处于不安全状态必然导致系统死锁。
答案:
错误
18．第2题
WindowsNT是单用户多任务的现代操作系统
答案:
正确
19．第8题
磁盘调度中循环扫描策略比先来先服务策略效率高
答案:
错误
20．第11题
MSDOS目录是整体式二级目录
答案:
正确
21．多个进程可以对应于同一个程序,且一个进程也可能会执行多个程序.
答案:
正确
22．第32题
文件分配方法中链接分配采用非连续分配辅存空间
答案:
正确
18．第6题
为了使存储器中的小碎片集中起来，通常采用存储器的“紧缩”或“澄清”技术
答案:
正确
19．第10题
实时系统在响应时间、可靠性等方面一般都比分时系统要求高。
答案:
正确
20．第14题
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
答案:
错误
21．第23题
在引入线程的OS中,线程是资源分配和调试的基本单位.
答案:
错误
什么叫特权指令？
为什么要把指令分为特权指令和非特权指令？
ＣＰＵ如何判断可否执行当前的特权指令？
答：
特权指令是指在指令系统中那些只能由操作系统使用的指令，这些特权指令是不允许一般的用户使用的。
因为如果一个使用多道程序设计技术的微型计算机的指令允许用户随便使用，就有可能使系统陷入混乱，所以指令系统必须要区分为特权指令和非特权指令。
CPU是通过处理器状态标志来执行当前的特权指令的，当处理器处于管理态时可以执行全部指令，当处理器处于目态时，就只能执行非特权指令。
有四个作业Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，要定时唤醒运行，其要求如下：
Ａ ２０秒后运行，经过４０后再次运行．Ｂ ３０秒后运行．Ｃ ３０秒后运行，经过２５秒后再次运行．Ｄ ６５秒后运行．请建立相应的时钟队列
答：
时钟队列如图：
A B C C A D
20 10 0 25 5 5
什么叫重定位？
有哪几种重定位技术？
有何区别？
答：
重定位就是把程序中相对地址变换为绝对地址。
有静态重定位和动态重定位两种重定位技术，两种重定位技术的区别：
静态重定位是在程序运行前把程序中所有与地址有关的项修改好，而动态重定位是在处理器每次访问主存时由动态地址变换机构自动进行把相对地址转换为绝对地址。
对比绝对地址装入连接装入程序
答：
绝对装入程序在装入目标程序时，没有什么重定位问题，只要按其给出的起始地址，依次地将程序装入即可。
而连接装入程序在装入程序时要对诸程序进行重定位，还要将主程序同各程序段连接起来。
什么是操作系统，它的主要作用和功能是什么
答：
操作系统是用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。
它的主要作用：
（1）管理系统资源；
（2）使用户能安全方便地共享系统资源，操作系统并对资源的使用进行合理调度；（3）提供输入输出的便利，简化用户的输入输出工作；（4）规定用户的接口，以及发现并处理各种错误的发生。
它的主要功能是为用户方便地使用计算机提供更友好的接口和服务。
什么是多道程序设计技术，引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？
答：
多道程序设计是指把一个以上的作业存放在主存中，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理器时间和外部设备等其他资源。
引入多道程序设计的起因是CPU同常用的输入输出设备之间速度的差距太大。
引入多道程序设计的根本目的是提高CPU的利用率，充分发挥并行性。
为何要引入分时系统，分时系统具有什么特性
答：
为了能够提供用户和程序之间有交互作用的系统，所以才要引入分时系统。
分时系统具有以下特征：
多路性；交互性；独占性。
比较批处理系统，分时系统和实时系统的特点．
答：
1、批处理系统batchprocessingsystem：
操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个个作业序列，由专门编制的监督程序monitor自动依次处理。
其主要特征是：
用户脱机使用计算机；成批处理；多道程序运行。
2、分时系统timesharingoperationsystem：
把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。
其主要特征是：
交互性；多用户同时性；独立性。
3、实时系统realtimesystem：
在被控制对象允许时间范围内作出响应。
其主要特征是：
对实时信息分析处理速度要比进入系统快；要求安全可靠；资源利用率低。
现代操作系统具有哪些特点？
答：
（1）从使用方式上来说，绝大多数是个人独占计算机，以与系统交互方式使用，大多数上网运行。
（2）由于对系统可靠性、灵活性或可扩充性的要求，多机系统，尤其对称多处理器SMP方式被广泛使用。
（3）在操作系统的设计技术上和结构上的改进和发展主要体现在以下方面：
1）微内核结构；2）多线程结构；3）对称多处理机制；4）分布式操作系统；5）在操作系统设计中普遍采用面向对象技术，以及软件工程中其他原则，如模块独立性，信息隐藏，可修改和可维护性（包括可扩充性）。
为什么要引入进程概念？
进程的基本特征是什么？
它与程序有何区别？
答：
进程是为了刻画系统内部出现的情况，描述系统内部个作业的活动规律而引进的一个新的概念。
进程的基本特征：
1）程序在处理器上的执行；2）进程是一个可调度的实体；3）进程是逻辑上的一段程序，它在每一瞬间都含有一个程序控制点，指出现在正在执行的指令。
4）顺序进程是一个程序及其数据在处理器上顺序地执行时所发生的活动；5）进程是这样的计算部分，它可以与别的进程并行运行。
进程和程序的区别：
1）进程是程序的执行，故进程属于动态概念，而程序是一组指令的有序集合，是静态的概念。
2）进程的存在是暂时的，而程序的存在是永久的。
3）进程是程序的执行，因此进程的组成应包括程序和数据。
4）一个程序可能对应多个进程。
5）一个进程可以包含多个程序。
定义以下术语：
程序，过程，处理器，进程，用户，任务和作业
答：
程序是一组指令的有序集合，是静态的概念。
处理器就是我们所说的CPU（CentralProcessingUnit）又叫中央处理器，其主要功能是进行运算和逻辑运算，内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。
按照其处理信息的字长可以分为：
八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等
进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
用户是指要计算机为他工作的人。
作业是用户要求计算机给以计算（或处理）的一个相对独立的任务。
为什么说ＰＣＢ是进程存在的唯一标志？
答：
因为系统在建立进程的同时就建立该进程的PCB，在撤消一个进程时也就撤消其PCB，所以说PCB是进程存在的唯一标志。
建立进程的实质是什么？
撤消进程原语完成哪些工作？
答：
建立进程的实质是建立一个新的子进程。
撤消进程原语一般完成以下两种工作：
1）只撤消一个具有指定标识符的进程（其子进程）；2）撤消它的一个子进程及该子进程的所有子孙。
试列举出进程状态转换的典型原因，详细列出引起进程调度的因素
答：
1）时钟中断；2）I/O设备中断；3）存储访问故障中断；4）访问管理程序中断。
引起进程调度的因素可归结为：
①正在执行的进程执行完毕，或因发生某事件而不能再继续执行；②执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行；③在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作，如P操作（wait操作）、Block原语、Wakeup原语等。
进程和线程的关系是什么？
线程对实现并行性比进程机制有何好处？
答：
进程和线程的关系：
线程是进程内一个相对独立的、可调度的执行单元。
线程对实现并行性比进程机制有以下优点：
（1）首先用于创建和撤消线程的开销比创建和撤消进程的系统开销要少得多。
（2）CPU在线程之间开关时的开销也远比进程之间开关的开销小。
（3）线程机制也增加了通讯的有效性。
（4）方便和简化了用户的程序结构工作。
什么是线程，它有哪些性质
答：
线程是进程内一个相对独立的、可调度的执行单元。
线程有以下性质：
（1）线程是进程内一个相对独立的可执行单元。
（2）线程是操作系统中的基本调度单元。
（3）由于线程是被调度的基本单元，而进程不是调度的单元。
（4）需要时，线程可以创建其他线程。
（5）进程是被分给并拥有资源的基本单元，同一进程内的多个线程共享该进程的资源。
（6）由于共享资源，所以线程间需要通信和同步机制。
（7）线程有生命期，有诞生和死亡。
内核线程，用户线程，轻质进程，线程库的区别是什么？
学员答案:
答：
内核线程指的是运行在内核空间的线程，用户线程指的是运行在用户地址空间的线程，轻质线程则等价于线程，而线程库是一个多线程应用程序的开发和运行的环境。
操作系统如何管理线程，一般提供哪些原语？
答：
操作系统为线程的管理和控制，提供了不同的线程控制原语。
主要的控制原语有：
1）创建线程原语；2）撤消线程原语；3）阻塞或等待原语；4）挂起一个线程；5）恢复（或解除挂起）一个线程；6）改变优先数。
当Ｓ表示资源时，ＷＡＩＴ（Ｓ）和ＳＩＧＮＡＬ（Ｓ）的直观含义是什么？
为什么ＷＡＩＴ，ＳＩＧＮＡＬ操作是不可分割的？
答：
Wait（S）操作的直观含义是将资源的信号量值减1后，若该值为负，则执行Wait操作的进程等待。
Signal（S）操作的直观含义是将资源的信号量值增1后，若该值非正，则执行Signal操作的进程唤醒等待进程。
Wait（s），Signal（s）操作是不可分割的，信号量机制是用于相互合作进程间的互斥和同步的。
这些进程异步的、任何时候都可能使用同步原语访问信号量，并对信号量的值进行操作（如增1、减1）。
因此信号量本身也成为被这些进程访问的共享变量。
而每个信号量的同步原语，无论是Wait（S）还是Signal（S）中的代码都是对共享变量——信号量S，进行操作的代码，都是临界段代码。
进程对临界段的访问应该是互斥进行的，这也就是说，在任何时候只能允许一个进程执行同步原语。
但实际上由于信号量上同步原语的重要性以及它们被使用的频繁程度，为了操作系统整体的性能和效率，对同步原语的要求远比对临界段的要求提高。
所以几乎所有的操作系统都严格规定：
“信号量上的同步原语应该是原子的操作”，也就是说这些原语应该是一个整体的不可分的操作。
它包含两层意思：
（1）、保证进程间互斥地使用同步原语。
（2）、整体操作、不可分割，也就是不可打断其执行或者说不可中断。
什么叫临界段？
临界段的设计原则是什么？
答：
临界段指的是进程中访问共享变量的代码段。
临界段设计原则有以下几点：
（1）在共享同一个临界资源的所有进程中，每次只允许有一个进程处于它的临界段之中。
（2）若有多个进程同时要求进入它们的临界段时，应在有限的时间内让其中之一进入临界段，而不应相互阻塞，以至于各进程都进不去临界段。
（3）进程只应在临界段内逗留有限时间。
（4）不应使要进入临界段的进程无限期地等待在临界段之外。
（5）在临界段之外运行的进程不可以阻止其他的进程进入临界段。
（6）在解决临界段问题时，不要预期和假定进程进展的相对速度以及可用的处理器数目。
信号量的物理意义是什么？
应如何设置其初值？
并说明信号量的数据结构
答：
信号量的物理意义是一个进程强制地被停止在一个特定的地方直到收到一个专门的信号。
信号量按其用途有两种初值：
一是二元信号量：
它仅允许取值为“0”和“1”；二是一般信号量：
它允许取值为非负整数。
信号量的数据结构：
typeSemaphore=record
vale:
integer;
L:
pointertoPCB;
end
区分以下三级调度程序：
长期调度程序，中期调度程序，短期调度程序
答：
长期调度——又称作业调度，其主要功能是按照某种原则从磁盘某些盘区的作业队和交互作业中选取作业进入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后工作。
中期调度——它决定哪些进程被允许参与竞争处理器资源。
中期调度主要只是起到短期调整系统负荷的作用，以平顺系统的操作。
其所使用的方法是通过“挂起”和“解除挂起”一些进程，来达到平顺系统操作和改善系统性能的目的。
短期调度——又称处理器调度，其主要功能是按照某种原则将处理器分配给就绪进程或线程。
执行短期调度功能的程序称为进程（或线程）调度程序，由它实现处理器的转接。
由于它的执行频率很高，一秒钟要执行很多次，因此它必须常驻主存。
是操作系统内核的主要部分。
调度策略的优劣和处理器在进程间转接时的速度对整个系统的性能有很大影响。
何谓死锁？
答：
死锁——是指计算机系统和进程所处的一种状态。
常定义为：
在系统中的一组进程，由于竞争系统资源或由于彼此通信而永远阻塞，我们称这些进程处于死锁状态。
死锁产生的原因和必要条件是什么
答：
死锁的原因：
在研究资源分配时，我们必须搞清该资源是可以被几个进程同时（宏观上）使用，还是只能为一个进程使用。
资源的不同使用性质正是引起系统死锁的原因。
死锁的必要条件：
（1）、互斥条件；一个资源一次只能被一个进程所使用。
（2）、不可抢占条件；一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占。
（3）、部分分配条件；一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其他资源。
（4）、循环等待条件；在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。
解释逻辑地址，绝对地址，地址转换
答：
逻辑地址——是指一个被汇编、编译或连接装配后的目标程序所限定的地址的集合。
绝对地址——是指存储控制部件能够识别的主存单元编号（或字节地址），也就是主存单元的实际地址。
地址转换——应可以运行与机器无关的代码，即程序不必事先约定存放位置，并且可以在在执行过程中移动（浮动）；
什么是覆盖？
答：
覆盖——是后面的进程占用前面已在内存中的进程作业的内存地址空间。
试述简简单分页的概念和地址转换过程
答：
简单分页——把主存分成许多同样大小的存储块，并以这种存储块作为存储分配单位。
地址转换过程：
（1）、首先将逻辑地址左边表示页号部分的页号抽取出来；
（2）、以页号作为索引查找该进程页表，找出该页存放的主存页架号；
（3）、用此页架号（二进制形式）取代逻辑地址的左边部分，并与右边的页内地址合并成相应的物理地址去访问主存。
试述简单分段的概念和地址转换过程
答：
简单分段——按照程序模块来划分段，并按这些段来分配主存。
地址转换过程：
把逻辑地址左边段号部分提取出来，作为索引，查找进程的段表。
将段内地址与段的长度比较。
如果大于段的长度，则将引起非法访问中断（越界访问）。
如果是合法访问，那么将段的起始地址与段内地址相加，即是所要访问的物理地址。
何谓虚拟存储器？
答：
虚拟存储器——是指一种实际上并不（以物理形式）存在的虚假的存储器。
比较ＦＩＦＯ与ＬＲＵ置换算法的优缺点
答：
FIFO——其基本原则是“选择最早进入主存的页面淘汰”，算法的实现比较简单，只要把进入主存的各页面按进入时间的次序用链指针链成队列，新进入的页面放在队尾。
这种算法只是在按线性顺序访问地址空间时，才是理想的，否则效率不高。
LRU——其基本原则是“选择最近一段时间内最长时间没有被访问过的页淘汰”，本算法的性能和设计思想上说是近似于最佳转换算法，但实现起来比较困难，主要是花费昂贵。
什么是工作集？
答：
工作集——就是进程在某段时间里实际上要访问的页的集合。
空闲页面链表的作用以及如何实现？
答：
空闲页面链表的作用：
让系统始终维护一个可用的空闲页面链表，每当需要空闲页面时就从链表中分给空闲页面。
同时不断地按某种转换算法向表中加入可用页面，既大大改善系统性能，更提高了进程的执行速度。
在VAXVMS系统中彩可分配和局部置换策略，并全用简单的FIFO转换算法，该系统为了对进程分配页架，维护了两个页架表：
一个称为空闲页面表，另一个称为已被修改过的页面表，前一个表中的页面都是未被修改过的。
当一个未被修改过的页面被选为置换页面，该页面仍然留在主存中，只是它的页架被加入空闲页面表的表尾处。
设置一个修改页面表，主要是可以延迟到成批地向磁盘写回这些页面，而后将这些已写回的页架归入未修改空闲页面表。
什么是通道和通道程序
答：
通道——即输入输出处理器，专指专门用来负责输入输出工作的处理器（简称I/O处理器）。
通道程序——由中央处理器按数据传送的不同要求自动形成的，常常通道程序只包括少数几条指令。
什么叫ＳＰＯＯＬ系统，它是如何工作的？
答：
SPOOL系统——通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备从而提高了设备利用率和系统的效率，这种技术被称为虚拟设备技术，实现这一技术的硬件和软件系统被称为SPOOL系统，或称为假脱机系统；
SPOOL系统又由输入输出两部分组成，假定某系统的全部行式打印机采用了虚拟设备技术（即使用了SPOOL技术），当某进程要求打印输出时，输出SPOOL并不是把某台打印机分配给该进程，而是在某共享设备（磁盘）上的输出SPOOL存储区中，为其分配一块存储空间，同时为该进程的输出数据建立一个文件（文件名可缺省）。
该进程的输出数据实际上并未从打印机上输出，而只是以文件形式输出，并暂时存放在输出SPOOL存储中。
这个输出文件实际上相当于虚拟的行式打印机。
各进程的输出都以文件形式暂存放在输出SPOOL存储区中并形成了一个输出队列，由输出SPOOL控制打印机进程，依次将输出队列中的各进程的输出文件最后实际地打印输出。
输入SPOOL与输出SPOOL工作原理基本相同。
什么叫虚拟设备？
答：
虚拟设备——通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高了设备利用率和系统的效率，这种技术被称为虚拟设备技术。
说明下列术语：
记录，文件文件系统，特殊文件，目录文件，路径，文件描述符
答：
记录——是相关的数据项的集合。
文件——是指具有符号名的数据项的集合。
文件系统——是指一个负责存取和管理辅助存储器上文件信息的机构。
特殊文件—UNIX把外部设备均看成是文件，称特殊文件，分为块特殊文件和字符特殊文件。
目录文件——UNIX把目录也看成是文件，称之为目录文件。
路径——指从根目录出发，一直到所要找的文件，把途经的各分支子目录名（结点名）连接一起而形成的（此处暗含假定任何二个结点之间只胡一条分支，即一条路径相连，否则不能保证该路径的唯一性），两个分支名（结点名）之间用分隔符分开。
文件描述符——用来描述文件的相关信息的符号。
什么是文件的逻辑组织？
物理组织？
逻辑组织的几种形式？
物理组织的几种形式？
答：
文件的逻辑组织——文件在存储器中的逻辑结构形式
文件的物理组织——文件在存储器中的实际物理组织形式
逻辑组织的形式：
顺序、索引顺序、索引、直接或哈希文件形式
物理组织常见的有：
整体目录结构、分体式目录结构
什么是存取控制矩阵，存取控制表和权力表？
答：
存取控制矩阵——为了保存这些进程的保护域的信息，系统中往往使用一个矩阵来保存这些信息。
这个矩阵称为存取控制矩阵；
存取控制表——将存取控制矩阵中按列，或者说按目标（或文件）进行储存，并且仅储存矩阵中的非零元素。
权力表——将存取控制矩阵中按行，或者说按进程进行储存，并且仅储存矩阵中的非零元素。
进程
答案：
进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
它是操作系统动态执行的基本单元，在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。
管程
答案：
代表共享资源的数据结构，以及由对该共享数据结构实施操作的一组过程所组成的资源管理程序，共同构成了一个操作系统的资源管理模块，称之为管程
分时
答案：
分时是指多个用户分享使用同一台计算机。
多个程序分时共享硬件和软件资源。
相对地址
答案：
就是被链接文件相对于当前页面的地址。
如图所示位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（1）现要为文件分配两个盘块，请说明分配过程。
（2）若要释放第300块，应如何处理
答案：
（1）为某文件分配两个盘块的过程如下：
顺序检索位示图，从中找到第一个值为0的二进制位，得到其行号i1＝2，列号j1＝2；第二个值为0的二进制位，得到其行号i2＝3，列号j2＝6。
计算出找到的两个空闲块的盘块号分别为：
b1＝i1×16＋j1＋1＝2×16＋2＋1＝35？
b1＝i2×16＋j2＋1＝3×16＋6＋1＝55修改位示图，令Map[2，2]＝Map[3,6]＝1，并将对应块35、55分配出去。
（2）释放磁盘的第300块时，应进行如下处理：
计算出磁盘第300块所对应的二进制位的行号i和列号j：
i＝（300－1）/16＝18，j＝（300－1）Mod16＝11？
修改位示图，令Map[18,11]=0，表示对应块为空闲块。
？
7．第13题
页的大小为1KB（1024byte）逻辑地址为2601，请计算页号、页内地址。
答：
页号为2，页内地址为：
553
9．第15题
有一只盘子，每次放入一个水果，父亲总是放苹果到盘中，母亲向盘中放桔子，一个儿子专等吃盘中的桔子，一个女儿专等吃盘中的苹果。
试用Ｐ－Ｖ操作定出他们能同步、互斥的相关语句。
答案：
semaphore？
s_plate=1,s_apple=0,s_orange=0;
？
void？
father（）／／父亲进程
{
while
（1）
{
p（s_plate）;
往盘子中放入一个苹果；
v（s_apple）;
}
}
？
void？
mother（）／／母亲进程
{
while
（1）
{
p（s_plate）;
往盘子中放入一个桔子；
v（s_orange）;
}
？
10．第16题
在一个请求分页系统，采用最佳页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为701203042303212011701，当分配给该作业的页架数为3时，试写出页面调度的过程，并计算缺页次数
答案：
共发生9次缺页
其中调度过程如下：
初始三个页面701,3次缺页
下一个页面为2，把7换出去2进来，变成201,1次缺页
下一个页面为0，存在，不发生缺页
下一个页面为3，不存在，发生缺页，1出去3进来，变成203,1次缺页
依次往下推，其中发生缺页的是以下过程（标大写的是发生缺页的时候）：
701二0三0四23零32一2011七01，发生缺页对应的页面状态分别为
243,1次缺页
203,1次缺页
201,1次缺页
701,1次缺页
累计9次缺页
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