操作系统简答题.docx
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第一章
4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么。
答：
主要动力是为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量。
在该系统中，用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，然后由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统的各种资源。
可提高CPU的利用率，提高内存和I/O设备利用率，增加系统吞吐量。
7.实现分时系统的关键问题是什么？
应如何解决？
答：
问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接受并及时处理该命令，再将结果返回给用户。
为实现人机交互，必须彻底地改变原来批处理系统的运行方式。
首先，用户作业不能先进入磁盘，然后调入内存；其次，不允许一个作业长期占用处理机，直至它运行结束或出现I/O请求后，方才调度其它作业运行。
如果在不长时间（3秒内）能使所有的用户作业都执行一次，便可使每个用户都能及时地与自己的作业交互，从而可使用户的请求得到及时响应。
12.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。
答：
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。
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。
它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理和资源共享等服务。
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有高度的可靠性。
因为任何差错都有可能带来巨大的经济损失，甚至是无法预料的灾难性后果，所以实时系统中，往往都采取了多级容错措施来保障系统的安全性及数据的安全性。
13.OS有哪几大特征其最基本的特征是什么？
答：
四大特征：
并发，共享，虚拟和异步。
最基本的特征是并发特征，其它三个特征以并发特征为前提的。
第二章
6.试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序。
答：
（1）动态性是进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因为得不到资源而暂停执行，由撤销而消亡。
进程有一定的生命期，而程序只是一组有序的指令集合，是静态实体。
（2）并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。
引入进程的目的正是为了使其程序能和其他进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。
（3）独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单元。
对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参加运行。
7.试说明PCB的作用，为什么说PCB是进程存在的唯一标志？
答：
PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录性数据结构。
作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。
OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。
8.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。
答：
就绪状态->执行状态：
进程分配到CPU资源。
执行状态->就绪状态：
时间片用完。
执行状态->阻塞状态：
I/O请求。
阻塞状态->就绪状态：
I/O完成。
13.在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？
答：
（1）OS发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat（）;
（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源；
（4）初始化进程控制块；（5）将新进程插入就绪队列。
19.试从物理概念上说明记录型信号量wait和signal。
答：
wait（S）：
当S.value>0时，表示目前系统中这类资源还有可用的。
执行一次wait操作，意味着进程请求一个单位的该类资源，使系统中可供分配的该类资源减少一个，因此描述为S.value:
=S.value-1；当S.value<0时，表示该类资源已分配完毕，进程应调用block原语自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表S.L中。
signal（S）：
执行一次signal操作，意味着释放一个单位的可用资源，使系统中可供分配的该类资源数增加一个，故执行S.value:
=S.value+1操作。
若加1后S.value≤0，则表示在该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，因此应调用wakeup原语，将S.L链表中的第一个等待进程唤醒。
第三章
6．在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？
答：
抢占调度方式的原则：
（1）优先权原则。
通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权；
（2）短作业（进程）优先原则。
当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程）明显短时，将暂停当前长作业（进程）的执行，将处理机分配给新到的短作业（进程），使之优先执行；或者说，短作业可以抢占，当前较长作业的处理机；（3）时间片原则。
各进程按时间片轮流运行，当一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。
7．在选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？
答：
（1）面向用户的准则：
周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优先权准则。
（2）面向系统的准则：
系统吞吐量高、处理机利用率好、各类资源的平衡利用。
11．在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小？
答：
在时间片轮转算法中，时间片的大小对系统性能有很大的影响，如选择很小的时间片将有利于短作业，因为它能较快完成，但会频繁发生中断，进程上下文的切换，从而增加系统的开销；繁殖，如选择太长的时间片，使得每个进程都能在一个时间片内完成，时间片轮转算法便退化为FCFS算法，无法满足交互用户的需求。
一个较为可取的大小是，时间片略大于一次典型的交互所需的时间，这样可以使大多数进程在一个时间片内完成。
18．何谓死锁？
产生死锁的原因和必要条件是什么？
答：
死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
产生死锁的原因为竞争资源和进程间推进顺序非法。
产生死锁条件是：
互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。
第四章
5．在动态分区分配方式中，应如何将各空闲分区链接成空闲分区链？
答：
在每个分区的起始部分，设置一些控制分区分配的信息，以及用于链接各分区所用的前向指针；在分区尾部设置一个后向指针，通过前后向链接指针，将所有空闲分区链成一个双向链。
当分区分配出去后，把状态位由“0”改为“1”。
13．为实现分页存储管理，需要哪些硬件的支持？
答：
动态重定位技术、虚拟存储技术、多道程序设计技术。
21．实现虚拟存储器需要哪几个关键技术？
答：
（1）在分页请求系统中是在分页的基础上，增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。
允许只装入少数页面的程序（及数据），便启动运行。
（2）在请求分段系统中是在分段系统的基础上，增加了请求调段及分段置换功能后形成的段式虚拟存储系统。
允许只装入少数段（而非所有段）的用户程序和数据，即可启动运行。
22．在请求分页系统中，页表应包括哪些数据项？
每项的作用是什么？
答：
页表应包括：
页号、物理块号、状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址。
其中状态位P指示该页是否调入内存，供程序访问时参考；访问字段A用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法选择换出页面时参考；修改位M表示该页在调入内存后是否被修改过；外存地址用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用。
25．在请求分页系统中，通常采用哪种页面分配方式？
为什么？
答：
固定分配方式是基于进程的类型（交互型）或根据程序员、系统管理员的建议，为每个进程分配固定页数的内存空间，整个运行期间不再改变；采用可变分配方式有全局置换和局部置换两种，前者易于实现，后者效率高。
第六章
7．有哪几种I/O控制方式？
各适用于何种场合？
答：
共有四种I/O控制方式。
（1）程序I/O方式：
早期计算机无中断机构，处理机对I/O设备的控制采用程序I/O方式或称忙等的方式。
（2）中断驱动I/O控制方式：
适用于有中断机构的计算机系统中。
（3）直接存储器访问（DMA）I/O控制方式：
适用于具有DMA控制器的计算机系统中。
（4）I/O通道控制方式：
具有通道程序的计算机系统中。
15．为何要引入设备独立性？
如何实现设备独立性？
答：
现代操作系统为了提高系统的可适应性和可扩展性，都实现了设备独立性或设备无关性。
基本含义是应用程序独立于具体使用的物理设备，应用程序以逻辑设备名请求使用某类设备。
实现了设备独立性功能可带来两方面的好处：
（1）设备分配时的灵活性；
（2）易于实现I/O重定向。
为了实现设备的独立性，应引入逻辑设备和物理设备概念。
在应用程序中，使用逻辑设备名请求使用某类设备；系统执行时是使用物理设备名。
鉴于驱动程序是与硬件或设备紧密相关的软件，必须在驱动程序之上设置一层设备独立性软件，执行所有设备的公有操作、完成逻辑设备名到物理设备名的转换（为此应设置一张逻辑设备表）并向用户层（或文件层）软件提供统一接口，从而实现设备的独立性。
17．何谓设备虚拟？
实现设备虚拟时所依赖的关键技术是什么？
答：
设备虚拟是指把独占设备经过某种技术处理改造成虚拟设备。
可虚拟设备是指一台物理设备在采用虚拟技术后，可变成多台逻辑上的虚拟设备，则可虚拟设备是可共享的设备，将它同时分配给多个进程使用，并对这些访问该物理设备的先后次序进行控制。
20．试说明设备驱动程序具有哪些特点。
答：
设备驱动程序具有如下特点：
（1）是请求I/O进程与设备控制器间的一个通信程序；
（2）驱动程序与I/O设备的特性紧密相关；（3）驱动程序与I/O控制方式紧密相关；（4）驱动程序与硬件紧密相关，部分程序用汇编语言书写，基本部分往往固化在ROM中。
3．试说明用户可以对文件施加的主要操作有哪些？
答：
用户通过文件系统提供的系统调用对文件实施操作。
（1）基本文件操作：
创建、删除、读、写、截断、设置读/写位置等；
（2）文件打开和关闭操作：
第一步通过检索文件目录找到指定文件属性及其在外存上位置；第二步对文件实施读写等相应操作。
（3）其他文件操作：
一是文件属性操作；二是目录操作；三是文件共享与文件系统操作的系统调用实现等。
4．何谓逻辑文件？
何谓物理文件？
答：
逻辑文件是物理文件中存储的数据的一种视图方式，不包含具体数据，仅包含物理文件中数据的索引。
物理文件又称文件存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式。
16．试说明UNIX系统中所采用的混合索引分配方式。
答：
混合索引分配方式是指将多种索引分配方式结合而成的分配方式。
常见的是采用直接地址和一级索引联合的分配方式，或两级索引分配方式，甚至三级索引分配方式。
在UNIXSystemⅤ和BSDUNIX的索引结点中，都设置了13个地址项，即iaddr（0）～iaddr（12），把所有地址项分成直接地址和间接地址。
17．对目录管理的主要要求是什么？
答：
实现按名存取、提高检索目录的速度、文件共享、允许文件重名。
第七章
1．操作系统包括哪几种类型的用户接口？
它们分别适用于哪种情况？
答：
操作系统包括四种类型的用户接口：
命令接口（分为联机与脱机命令接口）、程序接口、图形化用户接口和网络用户接口。
命令接口和图形化用户接口支持用户直接通过终端来使用计算机系统，程序接口提供给用户在编制程序时使用，网络用户接口是面向网络应用的接口。
13.试比较一般的过程调用和系统调用?
答:
系统调用本质上是过程调用的一种特殊形式，与一般过程调用有差别：
（1）运行状态不同。
一般过程调用的调用过程和被调用过程均为用户程序，或者均为系统程序，运行在同一系统状态（用户态或系统态）；系统调用的调用过程是用户态下的用户程序，被调用过程是系统态下的系统程序。
（2）软中断进入机制。
一般的过程调用可直接由调用过程转向被调用过程；而系统调用不允许由调用过程直
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