电子科技大学820计算机专业基础操作系统简答题总结-推荐文档(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1.请解释进程同步机制中的让权等待的概念？并说明为什么要采用让权等待？（2002）让权等待：当进程不能获得资源的时候放弃处理机，避免忙等。为什么？提高CPU利用率和系统吞吐率。2.请简述：系统调用与一般过程调用有什么差别？（2005年）？(1).运行的状态不同。在程序中的过程一般或者都是用户程序，或者都是系统程序，即都是运行在同一个系统状态的（用户态或系统态）。(2).进入的方式不同。一般的过程调用可以直接由调用过程转向被调用的过程。而执行系统调用时，由于调用过程与被调用过程是处于不同的状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，通常是通过访问管中断（即软中断）进入

2、，先进入操作系统，经分析后，才能转向相应的命令处理程序。(3).返回方式的不同。(4).代码层次不同。一般过程调用中的被调用程序是用户级程序，而系统调用是操作系统中的代码程序，是系统级程序。3.请描述在当前运行进程状态改变时，操作系统进行进程切换的步骤。（2011）进程切换的步骤如下：(1)保存当前进程上下文环境。(2)对当前运行进程的PCB进行更新并将其移入适当的队列。(3)挑选其他进程执行。(4)对挑选进程PCB进行更新，包括将其状态改为运行。(5)对存储器管理数据结构进行更新。(6)恢复被选择进程上次移出时的处理器状态。4.试写出P (S)操作的主要操作步骤（2011）(1)S=S-1,

3、 (S 为信号量）。（2 分）(2)若S=0,当前进程继续运行。（2分）5.阐述对于互斥临界区的管理要求（2011）。为实现进程互斥，可利用软件方法，也可在系统中设置专门的同步机制来协调度进程。但所有的同步机制都应遵循下述4条准则：（2分）(1)空闲让进（1分)：无进程处于临界区时，相应的临界资源处于空闲状态，因而可允许下个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区，以有效地利用临界资源。(2)忙则等待（1分) ：己有进程进入自己的临界区时，相应的临界资源正被访向，所有其他试图进入临界区的进程必须等待，以保证诸进程互斥地访问临界资源。(3)有限等待（1分）：对要求访问临界资源的进程，应保证该进程

4、能在有效时间内进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。(4)让权等待（1分）：当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入“忙等。6.为什么要在设备管理中引入缓冲技术？操作系统如何实现缓冲技术？（2011）引入缓冲的主要原因：(1)改善CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾（2分）(2)可以减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制(1分)(3)提高CPU和I/O设备之间的并行性（1分）(4)解决基本数据单元大小（数据粒度）不匹配的问题。根据I/O控制方式，缓冲的实现方法有两种：(1)采用专用硬件缓冲器。（1分）(2)在内存划出一个具有n个单元的专用缓冲区，以便存放输入输出

5、的数据。内存缓冲区又称为软件缓冲（1分）。7、解释页式存储管理中为什么要设置页表和快表。（2011）页式存储管理首先把主存储器分成大小相等的分块，作为主存分配的物理单位，同时要求程序也分成与块大小一致的页面，这样就可以把作业信息按页面存放在块中。进行存储分配时，根据作业大小，确定其页面数，在装入主存时给它分配相应数目的主存块。这些主存块可以不相邻，为了在作业执行过程中准确地查找逻辑地址与绝对地址的对应关系，系统为每个作业建立一张页表，指出逻辑地址中的页号与主存块中块号的对应关系。(2 分页表一般存放在主存储器中，当要按给定的逻辑地址进行读/写必须两次访问主存，延长了指令的执行周期，降低了执行速

6、度，为了提高存取速度，系统设置一个小容置的高速缓冲存储器，利用高速缓冲存储器存放页表的一部分，这部分页表即“快表”，利用快表可以一次访问主存完成读写，大大缩短地址转换时间，从而提高查找速度和执行指令速度。（4分）8. 什么是顺序文件？试说明顺序文件的优点和缺点。（2012）（4分）顺序文件是指一系列记录按照某种顺序排列所形成的文件。顺序文件的优点在于当需要对记录进行批量存取时，它的存取效率最高，其缺点在于当文件较大时，记录的检索效率较低。 另一个缺点是记录的增加和删除比较困难。9.阐述什么是SPOOLING技术。（2012）（4分)SPOOLING技术是外部设备同时联机操作技术的简称。它是关于

7、慢速字符设备如何与计算机主机进行数据交换的一种技术，通常又称假脱机技术。在多道程序环境下，利用多道程序中的一道或者两道程序來模拟脱机输入/输出中的外围控制机的功能，以达到“脱机”输入/输出的目的，利用这种技术可把独占设备转变成共享的虚拟设备，从而提高独占设备的利用率和进程的推进速度。10.什么死锁？如何预防死锁？（4分）（2012、 13A）死锁是因进程竞争资源或推进顺序不当，或相互通信出现永久阻塞现象，若无外力，这种情况将一直保持下去。死锁的四个必要条件分别是: 互斥、请求和保持、不可剥夺以及循环等待。为了预防死锁，必须破坏死锁的四个必要条件。由子互斥条件不能改变，因此可以采取破坏四个必要条

8、件中的后三个。11.阐述基本分页存储管理和请求分页存储管理的异同之处（2012）（5分）在基本分页存储管理系统中，系统将毎个程序按固定的大小分成若干页，每页对应一个物理块号。程序的所有页面都被装入到内存当中,运行过程中一直驻留在内存中。在请求分页存储管理系统中，程序仍然被系统分成若干页。但并不是所有的页面都被装入到系统中。而是仅仅装入程序运行所必须的页面。 当需要某一个页面时，再请求从外部调入。如果没有空闲的空间，則利用置换技术进行页面的淘汰和置换.。12.阐述计算机系统中缓冲的作用和分类（2012）（4分）(1)改善CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾（2分）(2)可以减少对CPU的中断频率

9、，放宽对中断响应时间的限制(1分) (3)提高CPU和I/O设备之间的并行性（1分）(4)解决基本数据单元大小（数据粒度）不匹配的问题。为了缓和CPU和外设之间的矛盾，操作系统引入了单缓冲、双缓冲以及循环缓冲。所谓单缓冲就是在CPU和外设之间设置了一个缓冲区，当有数据交换时，先把数据发往缓冲区，再从缓冲区中读数据。双缓冲就是具有两个缓冲，当一个进程正在往一个缓冲区读数据的时候，操作系统可能正在读或写另外一个缓冲区，循环缓冲就是具有多个缓冲区的组合，它更加能够缓和CPU和外设之间速度的不匹配。13操作系统中什么是虚拟存储器？为什么要引入虚拟存储技术？（2013）（5分）答：虚拟存储器是指具有请求

10、调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统，虚拟存储区的容量与物理主存大小无关，而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。计算机操作系统引入和使用虚拟存储技术的主要目的是提高系统的内存利用率和系统吞吐量。14 考虑文件系统的外存分配，简述什么是连续分配方式和索引分配方式？（2013） (5分）连续分配方式：在创建文件时需要给文件分配组连续的盘块。连续分配的优点：实现简单，存取速度快。缺点是要求有连续的存储空间，并且会产生外碎片，降低了外存空间的利用率，不宜动态增删因为会移动大量盘块。索引分配方式：为文件的每个分区单独建立一张索引表。该索引表记录了分配给该文件的所有的块号。优

11、点：可以随机访问，易于文件的增加和删除。缺点：存储索引表花费了额外空间。（5分）15什么是DMA方式？它与中断方式的主要区别是什么？（2013）（6分）答：DMA是直接存储器存取。 DMA传输将数据从一个地址空间复制到另外个地址空间。CPU在传输开始和结束时，才需要CPU敢于，传输过程本身是由DMA控制器来实行和完成。在实现 DMA传输时，是由DMA控制器直接掌管总线，因此，存在着一个总线控制权转移问题。即DMA 传输前，CPU要把总线控制权交给DMA控制器，而在结束DMA传输后，DMA控制器应立即把总线控制权再交回给CPU。DMA和中断的主要区别在于，DMA传送完一批数据才中断CPU，中断方

12、式在每个数据传输时中断CPU。且中断方式的中断由CPU处理，DMA方式由DMA控制器处理。（6分）16简述利用位示图进行文件存储空间管理的思想，以及这种方法的优缺点。（2013）（5分）位示图利用二进制位表示磁盘状态，1表示已使用，用0表示空闲，进而得到张位示图表，反映所有磁盘块的使用状态信息。其优点在于很容易找到一个连续的空闲块。缺点在于整个磁盘的位示图表文件比较大；另外，在磁盘空闲块较少时，搜索空闲块要花费些时间。（5分）17在存储器管理中，什么是重定位？为什么要引入重定位技术？（2014）（5分）重定位就是将作业地址空间中的逻辑地址转换为主存中的物理地址，其实质是地址变换。因为源程序经过

13、编译、链接产生的装入模块一般总是从0开始编址的，程序中的地址都是相对起始地址的相对地址（逻辑地址）。而在装入内存时，其分配到的内存的起始地址通常不为0。因此，指令和数据的实际物理地址与装入模块中的相对地址不同。为使程序能够正确执行，必须进行重定位。（3 分）18在分页存储管理系统中，页表的主要作用是什么？现代大多数计算机系统都支持非常大的逻辑地址空间（232264),这给页表设计带来了什么样的新问题，应如何解决。（2014）（5 分）页表的主要作用是记录进程的每个页面与对应的页框信息即提供页号到页框号的映射（2分）。大的逻辑地址空间会导致进程的页表非常大，难以装入连续地址空间。（1分）为解决这

14、个问题，可引入多级页表机制，即对页表进行分页，实现页表的离散存储，并为离散分配的页表再建立页表。在此基础上.还可以引入虚拟存储技术，即将只需部分页表调入内存，从而提高内存利用率。19以从I/O设备读入数据为例，请用流程图方式说明程序I/O、DMA传输控制的处理过程。（2014）（6分）程序I/O方式：（3分）DMA方式：（3分）20在哲学家就餐问题中，如果将先拿起左边筷子的哲学家成为左撇子，而将先拿起右边筷子的哲学家称为右撇子。在同时存在左擻子和右撇子的前提下,我们安排哲学家随意就座。请问是否可能产生死锁，为什么？（2014）（5分）不可能产生死锁，因为它破坏了产生死锁的必要条件之一“循环等待

15、“，在所有左边的哲学家等待右边哲学家放下筷子的循环等待，则每个哲学家必然已经获得左边的筷子，但还没有获得右边的筷子，这与存在右撇子的情况不符；而且，不相邻的哲学家之间不存在竞争资源关系，所以也不可能存在循环等待链。21.什么是临界资源、死锁？若采用以下算法解决哲学家就餐问题，是否会导致死锁？为什么？（2015）（10分）semaphore fork5 = 1, 1, 1, 1, 1; void main()cobegin philosopher(O);philosopher(l);philosopher(2);philosopher(3);philosopher(4); coendvoid p

16、hilosopher(int i)while(l) thinking; if(i = 0)P(forki);P(fork(i+l)%5); else P(fork(i+l)%5);P(forki);eating;V(forki);V(fork(i+l)%5);临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，且只能互斥使用它。（2分）死锁：多个进程因竞争资源或执行时推进顺序不当、或相互通信而处于永久阻塞现象， 若无外力作用.这种现象将永久保持下去。（2分）该算法不会导致死锁。（3贫）因为该算法破坏产生死锁的四个必要条件之一循环等待条件， (3分）22.文件物理结构是指一个文件在外存上的存储组

17、织形式，主要有连续结构、链接结构和索引结构三种，请分别简述它们的优缺点。（2015）（10分）(1)连续结构（3分）它把逻辑上连续的义件信息依次存放在连续的物理块中。只耍知道文件在存储设备上的起始地址（首块位置)和文件长度（总块数），就能很快地进行存取。优点：可以随机访问磁盘，且访问速度快。缺点：要求有连续的存储空间，易产生碎片，磁盘利用率低，且不利于文件的增长扩充。(2) 链接结构（3分）这种结构将逻辑上连续的义件分散存放在不连续的物理块中，每个物理块设有一个指针，指向其后续的物理块。只要指明文件第一个块就可以按链指针检索整个文件件。优点：不要求连续的存储空间，磁盘利用率较髙，有利用文件的增

18、长扩充。缺点：只适合顺序访问，不适合随机访问；文件数据块之间靠指针链接，可靠性差。(3)索引结构 （4分）系统为每个文件建立一张索引表，索引表记录了文件信息所在的逻辑块和与之对应的物理块。优点：既支持顺序访问，也支持随机访问，査找效率高；便于文件的删除。缺点：索引表占用一定的存储空间。24.PCB的主要存储内容是什么？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？（2016）（6分）在进程控制块中，主要包括4个方面内容。（1）进程标识符信息。（2）处理机相关信息。（3）进程控制和管理信息。（4）资源分配清单。在创建进程时，系统将为它配置一个PCB；在进程进行调度时，系统根据PCB中的调度信息选择即将执行

19、的进程，并将被暂停进程的信息保存至其PCB中，再根据被选中进程的PCB信息，恢复其运行现场：在进程结束时，系统将回收它的PCB。即在进程的整个生命周期内，系统总是通过其PCB对进程进行控制和管理，因此PCB是进程存在的唯一标志。（4分）25.什么是虚拟存储器？如何实现页式虚拟存储器？（2016）（5分）虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。（6分）为了实现页式虚拟存储器，首先需要扩充页表，增加状态位、访问标志、修改标志与外存地址等标志。同时，还需要实现请求调页技术和页面置换技术。请求调页技术是指通过缺页中断机制将进程所需页面及时调入内存。页面置

20、换技术主要是在内存空间紧张时，选择被淘汰的页面，以腾出内存空间。（3分）26.什么是设备的独立性，应如何实现？（2016）（5分）设备独立性，即应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念并在应用程序中， 使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；在系统中设置一张逻辑设备表（LUT）用于将逻辑设备映射为物理设备。27.文件物理结构是指一个文件在外存上的存储组织形式，那么何谓文件的混合索引结构？ 其主要优点是什么？（2016）（5分）混合索引分配方式，是指将多种索引分配方式混合而形成的一种分配方式。针对不同大小的文件存储要求，最优化对文件的28.死锁产生的充

21、要条件以及如何预防死锁和解决死锁；（注意问的是充要条件不是必要条件，应该是资源分配图的知识点，死锁预防，解除，避免要分开）（2017）29.缓冲区的类型和引入缓冲区的目的；（识点要多背一点）（2017）30.文件的物理结构,然后给出一个地址，问如何找到相应位置（2017）31.CLOCK算法的题（王道上有）（2017）32死锁避免和死锁预防的区别（2018） 6分33抖动的定义 如何解决抖动 （2018） 6分抖动：给进程分配的存储块不足而导致被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象，如此频繁地置换页面，以致大部分时间都花在页面置换上。一旦检测到抖动，操作系统要选择一个进程让它挂起，

22、把它的页面写出去，把它占用的内存块分给别的进程。被挂起的进程将在以后适当时机重新开始执行。34如何实现文件共享 （2018） 7分文件的共享是指系统允许多个用户共同使用某些文件。通过文件链接来实现文件共享,有两种硬链接和符号链接形式。其中，硬链接是通过索引节点(inode index)来进行链接的，通过多个文件名指向同一索引点符号链接文件有点类似于windows的快捷方式。他实际上是特殊文件的一种。在符号链接中，文件实际上是一个文本文件，他包含了另一个文件的位置信息。期末考试1.简述页式存储和段式存储的主要区别（15 A）(1)页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，

23、提高内存的利用率。段则是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。（2分）(2)页的大小固定且由系统决定，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现。因而在系统中只能有一种大小的页面，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时，根据信息的性质来划分。(2分）(3)分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需利用一个记忆符，即可表示一个地址；而分段的作业地址空间则是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需要给出段内地址。（2分）2、简述什么是重定位，为什么要重定位？（15

24、A）重定位指：将执行文件中的逻辑地址转化为内存物理地址的过程（3分）。原因：程序的逻辑地址与其在内存中的物理地址无直接关系，编译时逻辑地址都是从0开始，程序地址都是相对地址，而在程序进入内存时，不可能总是从内存起始地址0开始，因此需要根据在其内存中的具体位置，将逻辑地址转换为物理地址，具体又分为装入时重定位和运行时重定位。（3分）3.简述什么是进程的同步和互斥？（15 A）进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系。（2分）进程同步是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为进程之间的直接制约关系。在多道环境下，这种进程间在执行次序上的协调是必不可少的。（2分)进程互斥是进程间的间

25、接制约关系。在多道系统中，进程互斥就是保证每次只有一个进程使用临界资源。 (2分）4.什么是程序的局部性原理，具体表现为哪两种局部性？（15 B） （5分）在一段较短的时间内，程序的访问和执行的指令，仅仅限于一个区域内。具体表现为：时间局部性：当前访问的数据和指令，在不久之后，很可能被再次访问，典型原因是循环。空间局部性：当前访问的数据和要执行指令，其在空间上相邻的数据和指令之后又有可能被访问到，典型原因是数组等数据结构。 (2分)1.现代操作系统有哪些基本特征？(12 A)（6分)答：现代操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和异步性4个基本特征。并发性：两个或两个以上的进程在同一时间间隔内执行

26、。（2分）共享性：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。（2分）. 虚拟性：通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。（1分）异步性：在多道程序环境下，程序执行过程的不确定性。（1分）2. PCB的作用是什么？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？(12 A)（6分）答：PCB作用是使一个在多道程序环境下支持多进程并发执行。保存进程的若干信息。（2分）在创建进程时，系统将为它配置一个PCB;在进程进行调度时，系统根据PCB中的调度信息选择即将执行的进程，并将被暂停进程的信息保存至其PCB中，再根据被选中进程的PCB信息，恢复其运行现场；在进程结束时，系统将回收它的PCB。即

27、在进程的整个生命周期内，系统总是通过其PCB对进程进行控制和管理，因此PCB是进程存在的唯一标志。（4分）3什么是死锁？为什么将所有资源赋予不同的序号，并规定所有进程必须按照资源号递增的顺序申请资源后，则不会产生死锁？(12 A)（6分）答：死锁是指多个进程因为竞争资源或执行时推进的顺序不当，或相互通信出现永久阻塞现象，如果没有外力作用，这种现象将永远保持下去。(3分），系统不会产生死锁的原因是破坏了产生死锁的必要条件之一循环等待条件。此时，多个进程之间只可能存在占据较低序号资源的进程等待占据较高序号资源的进程释放资源的情况，但不可能存在反向的等待。因此，不会形成进程一资源的环路等待链。（3分

28、）4什么是虚拟存储器？如何实现页式虚拟存储器？(12 A)（6分)答：虚按存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的种存储器系统。（3分）为了实现页式虚拟存储器，首先需要扩充页表，增加状态位、访问标志、修改标志与外存地址等标志。同时，请求调页技术和页面置换技术。请求调页技术是指通过缺页中断机制将进程所需页面及时调入内存。页面置换技术主要是在内存空间紧张时，选择被淘汰的页面，以腾出内存空间。5.中断驱动I/O方式与DMA方式的主要区别是什么？(12 A)（6分）主要区别在中断频率和数据传送方式两个方面。（1）中断频率（3分）中断控制方式在每个数据传送完成后中断CPU，而

29、DMA控制方式则是则所要求传送的一批数据全部与送结束时中断cpu。（2）数据的传输方式（3分）中断控制方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的，而DMA方式则是在DMA控制器的控制下完成的。6.DMA控制器主要由哪些控制器构成？(12 A)（1）命令/状态寄存器：用于接收从CPU发来的命令或有关控制状态。（2）源地址：用于存放数据从设备传送到内存的目标地址，或由内存到设备的内存。（3）数据寄存器DR：用于暂存从设备到内存或从内存到设备的数据。（4）数据计数器DC：存放本次cpu要读或写的字（节）数。7.中断和系统调用的区别和联系源头不同：系统调用：应用程序主动向操作系统发出的服务请求中断

30、分为：内中断（异常）：非法指令或其他原因导致当前指令执行失败（如：内存出错）后的处理请求 外中断：来自硬件设备的处理请求。外中断时异步，内中断时同步，系统调用二者都可以。相同之处是，采用的处理方式大致相同，保存现场转到内核态，执行相应的处理程序，处理完毕之后，再进行现场的切换，回到用户态继续执行程序（如果可以继续的话）。8.几种逻辑文件的形式，优缺点。1顺序文件：由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件。优点：批量存取效率高。缺点：当文件很大时，查找效率及其低。且对文件增删效率及其低。2索引文件：为可变长记录文件建立一张索引表，为每个记录设置一表项，以加速对记录的检索速度。 优点：通过索引提高了查找速度，可直接存取。缺点：存储索引占用了空间，对文件增删时需要对索引进行修改。3索引顺序文件：为每个文件建立一张索引表时，按组、组织记录，只为每组记录中的第一条记录设置一索引项，具有上述两种类型的优点：优点：提高了存取速度，且索引表体积相对较小。缺点：索引表占用空间。9.影响磁盘I/O速度的因素影响磁盘的关键因素是磁盘服务时间，它由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成。寻道时间：指将读写磁头移动至正确的磁道上所需要的时间。旋转延迟：指盘片旋转将请求数据所在的扇区移动到读写磁盘下方所需要的时间。数据传输时间：指完成传输所请求的数据所需要的时间，它取决于数据传输率，专心-专注-专业