简答题全国高等教育自学考试操作系统概论试题附标准答案.docx
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简答题全国高等教育自学考试操作系统概论试题附标准答案
【2013.07.46】46、简述操作系统在计算机系统中的作用。
【2010.04.46】【2009.04.43】
答：
（1）操作系统管理计算机系统的资源，这些资源包括硬件资源和软件资源。
（2）操作系统为用户提供方便的使用接口。
（3）操作系统具有扩充硬件的功能。
【2010.04.46】46．简述操作系统在计算机系统中的作用。
【2013.07.46】【2009.04.43】
答：
（1）操作系统管理计算机系统的资源。
这些资源包括着硬件资源和软件资源。
（2）操作系统为用户提供方便的使用接口。
用户可以按照需要输入操作命令或从提供的“菜单”中选择命令。
（3）操作系统具有扩充硬件的功能。
1．操作系统的主要设计目标是（ABD）
A、可扩充性B、使得计算机使用方便
C、管理计算机资源D、计算机系统能高效工作E、可靠性
【2009.04.43】43．叙述操作系统在计算机系统中的作用。
【2013.07.46】【2010.04.46】
答：
管理计算机系统的资源；（1分）为用户提供方便的使用接口；（2分）具有扩充硬件的功能。
【2007.04.35】35．为什么要研究操作系统的结构?
答：
操作系统是一种程序量大且复杂的系统软件，操作系统是否正确关系到计算机系统的安全，结构良好的操作系统能减少自身的开销且提高计算机系统的效率。
【2013.04.46】46.操作系统与用户之间有哪几种类型的接口?
请说明每种类型的接口方式。
答：
程序员接口，即通过“系统调用”（或访管指令）使用操作系统功能。
（2.5分）
操作员接口是通过作业控制语言或操作控制命令表达对作业的控制要求。
（2.5分）
答：
程序员接口是一组系统功能调用和操作员接口是一组操作控制命令。
【2005.04.36】36.简单叙述程序员接口和操作员接口的主要差别。
答：
程序员接口，即通过“系统调用”（或访管指令）使用操作系统功能。
（2.5分）
操作员接口是通过作业控制语言或操作控制命令表达对作业的控制要求。
（2.5分）
【2010.07.46】46.简述分时操作系统的主要特点。
答：
分时操作系统让用户通过与计算机相连接的终端来使用计算机系统，允许多个用户同时与计算机系统进行一系列交往。
用户在各自的终端上输入各种命令，系统把作业的执行的情况也通过终端向用户报告。
由于用户直接与计算机系统交互，所以要求系统能快速地对用户提出的请求给予应答，使得每个用户都感到好像各自有一台独立的支持自己请求服务的计算机。
【2004.04.32】32．从网络操作系统和分布式操作系统的主要功能看，这两种操作系统有什么区别？
（4分）
答：
网络操作系统的主要功能是实现网络上各台计算机之间的通信以及网络中各种资源的共享。
分布式操作系统能使系统中若干台计算机相互协作完成一个共同的任务，或者说，把一个任务分布在几台计算机上并行地运行。
【2003.04.35】35.简单叙述分时操作系统和网络操作系统的主要特点。
（4分）
答：
分时系统是单机系统，网络多机系统；分时系统中各用户独立完成自己的任务，网络系统中常发生请求另一台机上资源的要求。
【2012.04.46】简单叙述引入进程的意义。
答：
1.提高资源的利用率2.正确的描述程序的执行情况。
【2011.07.46】46.简单叙述可能引起进程切换的原因。
进程一般具有哪三个主要状态？
举例说明状态转换的原因。
（1）一个进程从运行状态变成了等待状态
（2）一个进程从运行状态变成了就绪状态
（3）一个进程从等待状态变成了就绪状态
（4）一个进程完成工作后被撤消
【2002.04.33】33.简述程序状态字的作用和内容。
答：
作用：
PSW用来控制指令执行顺序且保留和指示与程序有关的系统状态。
内容：
程序基本状态中断码中断屏蔽位
【2002.04.34】34.简述进程控制块的作用。
答：
1）进程控制块是进程存在的标识；2）能区分各个不同的进程；3）记录进程的执行情况；4）作为操作系统对进程进行控制和管理的依据。
【2008.04.41】41、简述进程控制块包含的主要信息。
答：
标识信息；说明信息；现场信息；管理信息。
【2011.04.46】46、请给出处理器的两级调度的名称。
请说明两级调度的过程。
【2002.04.36】
答：
处理器的两级调度是作业调度和进程调度，（1分）
进入计算机系统的作业是在磁盘上的输入井中等待处理的，（1分）
任何作业只有经过作业调度装入主存储器后才能执行，（1分）
在主存储器中的作业只有经进程调度选中后才能占用处理器。
（1分）
【2002.04.36】36.简单叙述作业调度和进程调度的区别。
【2011.04.46】
答：
进程调度是按某种调度算法从就绪状态的进程中选择一个进程，让它占用CPU运行，又称为处理器调度。
作业调度是根据系统允许并行工作的道数和一定的规则（或算法）从后备作业（或输入井中的作业）选取若干作业让它们进入主存储器，使之有机会获得处理器。
【2002.04.37】37.区分进程的顺序性和并发性。
答：
进程的顺序性是对每个进程而言的，进程在顺序的处理器上的执行是严格按序的。
进程的并发性是对一组进程而言的，其中一个进程的执行没有结束之前，另一个进程就可以开始工作。
【2004.04.33】33．区分强迫性中断和自愿中断。
（4分）
答：
强迫性中断不是正在运行的进程所期待的；是由于自身或外界的原因迫使正在运行的进程被打断；自愿中断是正在运行的进程所期待的；是为了请求调用操作系统功能执行一条访管指令所引起的。
【2009.07.41】41、简述发生中断的原因和中断的响应。
【2009.04.48】
答：
中断的发生是随机的；（1分）
是要求系统进行（紧急）处理的软件请求或硬件信号：
（1分）
中断响应是硬件中断装置暂停现行进程的运行；（1分）
让操作系统的中断处理程序占用处理器；（1分）
有三种程序状态字：
中断装置发现中断事后后，把中断事件存入程序状态字寄存器中当前PSW的中断码位置；（2分）
保存当前PSW，把当前PSW保存到发生的中断事件对应的旧PSW位置；（2分）
把对该中断事件进行处理的中断处理程序的新PSW送入程序状态字寄存器。
（2分）
【2003.04.36】36.什么是多道程序设计?
为什么要采用多道程序设计?
（4分）
答：
让多个算题同时进入计算机系统的主存储器并执行，这种程序设计方法称为多道程序设计；采用多道程序设计能提高处理器的使用效率；增加单位时间内的算题量。
【2001.04.31】31．简述多道程序设计的概念。
答：
若干作业同时驻留主存；（2分）各作业轮流使用CPU。
（2分）
【2012.04.51】说明批处理操作系统作业调度算法的设计原则，并列出各算法名称。
答：
设计原则：
（1）公平性
（2）平衡资源使用（3）极大的流量
算法名称：
（1）先来先服务算法
（2）计算时间短的作业优先算法（3）响应比高者优先算法（4）优先级调度算法（5）均衡调度算法
【2008.07.27】27.进程有哪些基本属性？
答：
（1）进程是动态的，它包含了数据和运行在数据集上的程序。
（2）多个进程可以含有相同的程序。
（3）多个进程可以并发执行（4）进程有三种基本状态。
【2007.04.36】36．进程与程序有什么区别？
为什么要引入进程？
答：
进程是一个程序在一个数据集合上的一次执行，是动态的。
而程序是静止的。
从程序的角度无法描述一个程序同时被多个用户调用时的工作状态，而引入进程后，一个程序被多个用户调用时就形成多个进程，它们能正确反映该程序为各用户服务时的动态执行情况。
【2012.07.50】什么是原语？
为什么P操作和V操作必须是原语？
【2010.07.50】50.什么叫原语?
PV操作由哪两条原语组成?
它们有什么共同特点?
答:
操作系统中往往设计一些能完成特定功能且不可中断的过程,这些不可中断的过程称为原语。
PV操作由P操作原语和V操作原语组成。
它们都是对信号量进行操作。
【2013.07.47】47、分页式存储器的地址分成页号和页内地址两部分，但它仍是线性（一维）地址。
为什么？
答：
分页式存储管理的基本原理：
采用分页存储器允许把一个作业存放到若干不相邻的分区中，既可免去移动信息的工作，又可尽量减少主存的碎片。
分页式存储管理的基本原理如下：
1、页框：
物理地址分成大小相等的许多区，每个区称为一块；
2、址分成大小相等的区，区的大小与块的大小相等，每个称一个页面。
3、逻辑地址形式：
与此对应，分页存储器的逻辑地址由两部分组成，页号和单元号。
逻辑地址格式为页号单元号（页内地址）
采用分页式存储管理时，逻辑地址是连续的。
所以，用户在编制程序时仍只须使用顺序的地址，而不必考虑如何去分页。
4、页表和地址转换：
如何保证程序正确执行呢？
采用的办法是动态重定位技术，让程序的指令执行时作地址变换，由于程序段以页为单位，所以，我们给每个页设立一个重定位寄存器，这些重定位寄存器的集合便称页表。
页表是操作系统为每个用户作业建立的，用来记录程序页面和主存对应页框的对照表，页表中的每一栏指明了程序中的一个页面和分得的页框的对应关系。
【绝对地址=块号*块长+单元号】
【2012.04.47】试述页式存储管理中高速缓冲寄存器（或快表）的作用。
答：
为了提高存取速度，通常设置一个高速缓冲寄存器。
利用高速缓冲器来存放页表的一部分，把存放的地址告诉缓冲器中的快表。
快表登记了一部分页号和主存块号的关系，根据程序执行的局部性的特点，在一段时间里经常要访问某些页表，若该页表以登记在快表中，可快速查找，并提高指令的执行速度。
【2007.07.35】35．简述叙述“快表”的作用。
页表指出逻辑地址中的页号与所占主存块号的对应关系。
作用：
页式存储管理在用动态重定位方式装入作业时，要利用页表做地址转换工作。
快表就是存放在高速缓冲存储器的部分页表。
它起页表相同的作用。
由于采用页表做地址转换，读写内存数据时CPU要访问两次主存。
有了快表，有时只要访问一次高速缓冲存储器，一次主存，这样可加速查找并提高指令执行速度。
Translationlookasidebuffer。
根据功能可以译为快表，直译可以翻译为旁路转换缓冲，也可以把它理解成页表缓冲。
里面存放的是一些页表文件（虚拟地址到物理地址的转换表）。
当处理器要在主内寻址时，不是直接在内存的物理地址里查找的，而是通过一组虚拟地址转换到主内存的物理地址，页表文件（PTEpagetableentry页表条目存放在内存中）就是负责将虚拟内存地址翻译成实际的物理内存地址，LTB中存放了部分PTE页表的缓存。
而CPU寻址时会优先在TLB中进行寻址。
LTB是在MMU中包括的一段小的缓存（MMUmemorymanagementunit存储器管理单元，是cpu芯片上的一个专用硬件）。
处理器的性能就和寻址的命中率有很大的关系。
【2008.07.29】29.简述分页系统和分段系统的主要区别。
【2011.04.47】47、简述动态重定位与静态重定位的主要区别。
答：
静态重定位在作业执行前将用户作业存放在主存中，并完成地址转换，执行过程中无需做地址转换。
故也无需地址转换机构。
（2分）
动态重定位用户不能确定作业在主存中存放的位置，要借助地址转换机构在作业运行中动态计算绝对地址。
（2分）
答：
静态重定位和动态重定位的不同在于：
①静态重定位是在作业装入的时候一次完成，动态重定位是在作业执行时再实现的。
②静态重定位是软件支持的，动态重定位是硬件和软件合作实现的。
③静态重定位不能实现主存的移动，而动态重定位可以。
【2010.07.47】47.说明可变分区存储管理中的最坏适应算法的执行过程，以及该算法的优缺点。
答：
最坏使用算法总是挑选一个最大的空闲区分割一部分给作业使用，使剩下的部分不至于太小，仍可供分配使用。
优点：
由于空闲表中第一个登记项所对应的空间总是最大的，所以作业可以快速地分配到主存空间。
缺点：
空闲表登记项必须按照空闲区长度以递减顺序排列，对后进入的大作业容易出现无足够主存空间分配的情况。
【2010.04.47】47．简述存储管理中移动技术的优缺点。
【2009.07.42】
答：
优点：
（1）、集中分散的空闲区。
（2）、便于作业动态扩充主存。
缺点：
（1）、移动会增加系统开销。
（2）、移动是有条件的。
【2009.07.42】42、简述采用“移动技术”收集分散主存空闲区的优缺点。
【2010.04.47】
答：
采用移动技术有两个目的：
（1）集中分散的空闲区
（2）便于作业动态扩充主存
采用移动技术时必须注意两个问题：
（1）移动会增加系统开销
（2）移动是有条件的
【2004.04.38】38．试述可变分区存储管理中采用移动技术的作用和限制。
答：
作用：
（1）可集中分散的空闲区，以容纳新的较大尺寸的作业；
（2）便于作业动态扩充主存，当一作业的主存空间不够时，可移动相邻作业以腾出主存空间作业所需。
限制：
（1）移动会增加系统开销，不仅移动信息增加系统开销，而且会修改PCB表和空闲区表中的控制信息，不仅增加开销，而且容易出错。
（2）移动是有条件的，如作业正与外界有通信要求，如I/O，收/发信等，就不准移动，待通信结束后才能移动。
【2009.04.44】44．试述操作系统中存储管理的主要功能。
答：
对主存储器中的用户区域进行管理；（1分）主存空间的分配和回收；（1分）
主存空间的共享和保护；（1分）地址转换（重定位）以及主存空间的扩充（虚拟存储器技术）。
【2005.04.37】37.简述操作系统存储管理的基本功能。
答：
（1）主存空间的分配和回收；（1分）
（2）地址重定位（地址转换）；（1.5分）
（3）主存空间的共享和保护；（1分）（4）主存空间的扩充。
（1.5分）
【2008.04.42】42、试述在页式存储管理中，每取一条指令或一个操作数都要比连续存储管理多一次访问主存的原因。
答：
先要访问页表，找到指令或操作数所在的页面，才能读取该页面中的指令或操作数。
【2012.07.47】为什么页式存储器页面的设置必然是2的正整数次方？
答：
先要访问页表，找到指令或操作数所在的页面，才能读取该页面中的指令或操作数。
【2004.04.35】35．试列出主存中某空间去配后空闲区表项变化的四种可能情况（4答：
（1）有上邻空闲区，无下邻空闲区，空闲区表项数不变，长度增加，始址前移；
（2）有下邻空闲区，无上邻空闲区，空闲区表项数不变，长度增加，始址不变；
（3）既有上邻空闲区，又有下邻空闲区，空闲区表项数减1，长度增加，始址前移；
（4）既无上邻空闲区，又无下邻空闲区，空闲区表项数加1，新增加一表项。
【2013.04.47】47.试问：
页式存储管理中有没有碎片?
试解释之。
答：
有碎片。
作业按页分配，最后一页一般都装不满，剩下的空闲区又不能给其他作业用。
形成内部碎片。
【2011.07.47】47.页式存储管理中是否存在碎片？
请说明理由。
这种管理方式的优点是，没有外碎片，每个内碎片不超过页大比前面所讨论的几种管理方式的最大进步是，一个程序不必连续存放。
这样就便于改变程序占用空间的大小（主要指随着程序运行，动态生成的数据增多，所要求的地址空间相应增长）。
缺点是仍旧要求程序全部装入内存，没有足够的内存，程序就不能执行。
页式存储管理中不存在碎片。
页式存储管理是把程序的逻辑空间分成若干页，把内存的物理空间按同样尺寸分成若干块，可将程序的分页和内存的块一一对应起来，而且程序的页可以分散放在内存的块中，不必须一定要连续。
什么是内部碎片？
什么是外部碎片？
各种存储管理中都可能产生何种碎片？
答：
所谓“内部碎片”，是指系统已经分配给用户使用、用户自己没有用到的那部分存储空间；所谓“外部碎片”，是指系统无法把它分配出去供用户使用的那部分存储空间。
对于教材而言，单一连续区存储管理、固定分区存储管理、分页式存储管理和请求页式存储管理都会出现内部碎片。
只是前两种存储管理造成的内部碎片比较大，浪费较为严重；后两种页式存储管理，平均来说每个作业都会出现半页的内部碎片。
教材中，只有可变分区存储管理会产生外部碎片。
【2012.07.46】创建一个进程是为一个程序分配一个工作区和建立一个进程控制块，而撤消一个进程时为什么总是收回它的工作区和进程控制块，而不一定收回该程序本身？
创建一个进程的工作是为一个程序分配一个工作区和建立一个（进程控制块），表示一个进程的生命周期开始。
每个进程都有一个生命周期，这个周期从进程被创建开始，到（进程被撤销）而结束。
【2011.07.48】48.为什么在打开索引文件时要把该文件的索引表读入主存储器？
索引结构是实现非连续存储的另一种方式。
索引结构为每一个文件建立一张索引表，指出文件中每个记录的存放地址。
优点：
便于文件的增、删记录。
缺点：
当文件的记录很多时，索引表就很庞大。
【索引表指出了文件中每个记录的存放的地址，用户需要文件中的某个记录时，文件系统只要查索引表就可以知道该记录在磁盘上的位置，从而将其读出供用户使用。
所以打开索引文件时要把该文件的索引表读入主存储器，以便后续的读写操作能快速进行。
】
【2011.04.48】48、设磁盘有200个柱面，每个柱面上有128个磁道，每个盘面分为8个扇区，每个扇区作为一个存储块，主存的字长为16。
若采用位示图法管理磁盘存储空间，请计算构造位示图所需的主存字数。
答：
所需主存字数和：
＝（200×128×8）／16＝12800（4分）
【2012.04.48】“建立”文件和“打开”文件时针对文件目录的操作有什么不同?
答：
建立文件是用户把一个新文件存放到存储介质上。
打开文件是用户使用一个已经存放在存储介质上的文件。
【2009.04.45】45．进行文件的“打开”操作时，为什么需要把进行该操作的用户的用户名作为操作的一个参数?
答：
为避免一个共享文件被几个用户同时使用而造成的混乱，一个文件被某用户打开后，在它被关闭之前，除了该用户外不允许其他用户使用。
因此，必须告知操作系统当前是哪位用户打开了该文件。
（4分）（或：
由于读、写、关闭或删除文件都必须给出与“打开”文件操作的用户参数相同的用户名，才能够进行相应的操作，以限制其他用户对该文件的操作。
）
【2010.07.48】48.请从文件用户的角度说明文件的“关闭”操作和“删除”操作在功能方面的区别。
答：
“关闭”操作：
用户只能关闭自己打开或建立的文件。
“删除”操作：
用户调用“删除”操作可请求文件系统删除一个保存在磁盘或磁带上的文件。
【2008.07.30】30.文件系统外存储器的管理与内存管理有何异同点？
【2008.04.43】43、对于管理磁盘存储空间的空闲块链接法，有单块链接和成组链接两种方案。
两者相比，前者的效率低于后者。
请解释造成两者效率不同的原因。
答：
对于单块链接方案，每次分配或回收时都要启动磁盘才能取得指针或把指针写入归还块中。
而对于组链接方案，在进行分配或回收时，仅仅在专用块中的空闲块地址取空或记满时才需要启动磁盘。
【2007.07.36】36．文件系统采用树型目录结构有哪些优点？
树形目录的优点
（1）解决文件的重名;
（2）实现了文件共享;
（3）提高了文件查找速度;（4）有利于文件的分类
10、文件系统的功能是C、保证信息安全和减轻用户负担
【2005.04.38】38.为什么要进行逻辑文件和物理文件之间的相互转换?
答：
用户的大量信息一般都存放在磁盘或磁带上，为此必须记住各种信息的分布情况、记住信息存放的物理位置，还要启动磁盘机或磁带机来保存或读出信息。
为了方便用户，这些工作都不要用户自己去做，用户使用文件时只要给出文件的名字和一些适当的说明（所看到的文件格式和内容是从用户使用的角度呈现的逻辑文件），为兼顾用户使用文件的方便和存储设备的技术特点，文件系统按照用户的要求把逻辑文件组织成物理文件（即按照存储的格式组织的文件）存放到存储介质上或把存储介质上的文件转换为逻辑文件供用户使用。
总分为5分。
说出什么是逻辑文件和物理文件，以及各自的特点，可得到2.5分。
能够从文件系统需兼顾这两类文件的特点，说明转换的原因，可得2.5分。
【2003.04.37】37.什么是逻辑文件?
什么是物理文件?
（4分）
答：
逻辑文件是指从文件的使用者的角度所看到的文件。
物理文件是指文件的存储介质上存储的角度所看到的文件。
【2001.04.32】32．为什么文件系统要具有为文件分配存储空间的能力？
答：
要把文件保存到存储介质上时，必须要记住哪些存储空间已经被占用，哪些存储空间是空闲的，文件只能够保存到空闲的空间去，否则会破坏已经保存的信息。
（4分）
【2013.07.48】48、假设某用户程序要处理的信息分布在一条磁道上，磁道旋转一圈花费20ms，每个磁道有8个扇区，每个扇区存储一个记录Li（i=1，2，…，8）。
用户程序每次费时2.5ms读一个扇区，然后费时2ms处理从该扇区读入的记录。
若对该磁道信息作优化分布，请给出此时上述记录的分布次序，并计算处理该磁道上的信息花费的总时间。
【2013.04.48】48.文件系统原来以磁盘上的一个扇面作为一个块，现改成把连续的2个扇面作为一个块。
请从磁盘的存储效率、寻找时间和延迟时间的角度评价这一改动带来的变化。
答：
这个改动导致了文件的最后一块的空余部分有可能增大，即文件结束处离最后一块的结尾入的距离有可能增大，从而降低了磁盘空间的利用率。
但是，这一改动增加了文件内容在磁盘上存放的连续性，从而有可能减少访问磁盘时的寻找时间和廷迟时间。
【2004.04.34】34．假定一个磁盘组共有100个柱面，每个柱面上有4个磁道，每个盘面分成16个扇区。
扇区的容量与磁盘块的容量相等。
用位示图法记录磁盘中的各个块是否已经被占用。
设内存的字长为64位。
这里涉及的所有编号，例如柱面号、磁道号、扇区号和块号，以及位示图中的内存字的次序和二进制位等都是从0开始编号。
请问：
（1）位示图中的第50个字的第20个二进制位对应的是什么磁盘地址？
（2）第99号柱面的第3号磁道的第15号扇区在位示图中对应第几个字中的第几位？
（6分）
答：
磁盘地址是第50号柱面的第1号磁道的第3号扇面，对应位示图中第99个内在字的第63位。
位示图中第50个字的第20位对应的存储块号为：
50×64+20=3220，
故它在磁盘上的位置为：
柱面号=[块号／柱面上块数]=[3220／64]=50
磁头号=[（块号mod柱面上块数）／盘面上扇区数]=［（3220mod64）／16］=［20／16］=1
扇区号=（块号mod柱面上块数）mod盘面上扇区数=（3220mod64）mod16＝20mod16＝4
（2）磁盘组第99号柱面的第3号磁道的第15号扇区对应的存储块号为:
99×64+3×16+15=6399
位示图上的位置为：
字号=[块号／字长]=[6399／64]=99
位号=块号mod字长=6399mod64=63
【2011.07.52】52.若文件系统中大部分文件采用链接或索引存储结构，那么经过一段时间的使用后，读写文件的速度会越来越慢，你认为造成这种现象的原因是什么？
为恢复文件系统的吞吐能力，每隔一段时间就需要进行"磁盘整理"操作，请估计这个操作是如何进行的，并说明这样做的理由。
答：
文件采用链接或索引存储结构时，文件占用的存储空间块可以是不连续的。
所以在文件操作过程中，会产生大量的磁盘碎片。
硬盘读取文件需要在多个碎片之间跳转，增加了等待盘片旋转到指定扇区的延迟时间和磁头切换柱面所需的寻找时间，会显著降低硬盘的运行速度，所以过一段时间的
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