2022年操作系统[] 3.pdf

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1、1.试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.a.分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者.b.实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；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和完成截止时间来确定的.c.实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.2.OS 具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?并发，共享,虚拟,异步性，其中最基本特征是并发和共享.3.微内核操作系统具有哪些优点？它为何能有这些优点？（1）提高了系统的可扩展性

2、（2）增强了系统的可靠性（3）可移植性（4）提供了对分布式系统的支持（5）融入了面向对象技术。由于微内核OS结构是建立在模块化、层次化的基础上的，并采用了客户/服务器模式和面向对象的程序设计技术，因此有些这些优点。4.试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?a.动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.b.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它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的.c.独立性是指进程实体是一个能

3、独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行.5.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.a.处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.b.当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状态.c.当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态.6.在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些?a.进程当前暂存信息；b.下一条指令地址信息；c.进程状态信息；d.过程和系统调用参数及调用地址信息.7

4、.为什么进程在进入临界区之前，应先执行进入区 代码，在退出临界区后又执行 退出区 代码?为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为进入区 代码；在退出临界区后，必须执行退出区 代码，用于恢复未被访问标志.8.你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则?a.在整型信号量机制中，未遵循让权等待 的准则.b.记录型信号量机制完全遵循了同步机构的 空闲让进,忙则等待,有限等待,让权

5、等待 四条准则.*9.我们为某临界区设置一把锁W，当 W=1时，表示关锁；W=0时，表示锁已打开.试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们去实现互斥.开锁原语:unlock(W):W=0;关锁原语:lock(W);if(W=1)do no_op;W=1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -利用开关锁原语实现互斥:var W:semaphore:=0;begin parbegin process:begin repeat lock(W);critical section unlock(W);remainder section until false;end par

6、end 10.试修改下面生产者消费者问题解法中的错误:producer:begin repeat.producer an item in nextp;wait(mutex);wait(full);/*应为 wait(empty),而且还应该在wait(mutex)的前面 */buffer(in):=nextp;/*缓冲池数组游标应前移:in:=(in+1)mod n;*/signal(mutex);/*signal(full);*/until false;end consumer:begin repeat wait(mutex);wait(empty);/*应为 wait(full),而且还应

7、该在wait(mutex)的前面 */nextc:=buffer(out);out:=out+1;/*考虑循环，应改为:out:=(out+1)mod n;*/signal(mutex);/*signal(empty);*/consumer item in nextc;until false;end 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -11.消息队列通信机制有那几个方面的功能？（1）通过 HTTP传输来传递消息（2）触发器（3）向多个目标发送消息（4）消息查找（5）Active Directory继承（6）Microsoft管理控制台支持（7）工作组支持（8

8、）活动/活动群集支持（9）WindowsCE支持（10）消息备份和还原（11）消息优先级排序（12）有保证的消息传递（13）在事务内发送消息（14）动态队列查ungjian（15）消息路由（16）交叉平台集成。12.试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。13.试说明低级调度的主要功能。（1）保存处理机的现场信息。（2）按某种算法选取进程。（3）把处理器分配给进程。*14.在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？（1）优先权原则（2）短作业（进程）优先原则（3）时间片原则。15.试比较 FCFS和 SPF两种进程调度算法。FCFS每次调度都是从后备队列中选择一个或多个最先进

9、入该队列的作业，适合和有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。SPF的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。SPF调度算法能有效地降低作业的平均时间，提高系统吞吐量。16.在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小?时间片略大于一次典型的交互所需要的时间。*17.何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么?a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进;b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；c.必要条件是:互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件.18.为什么要配置层次式

10、存储器？在理想情况下存储器的速度应当非常快，能够跟上处理机的速度，容量也非常大而且价格还应该很便宜。但目前无法同时满足这样三个条件，于是在现代计算机系统中，存储部件通常是采用层级结构来组织的。19.何为何谓静态链接及装入时动态链接和运行时的动态链接?a.静态链接是指事先进行链接形成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链接方式；b.装入时动态链接是指目标模块在装入内存时，边装入边链接的链接方式；c.运行时的动态链接是将某些目标模块的链接推迟到执行时才进行.20.为什么要引入动态重定位?如何实现?a.为了在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址，引入了动态

11、重定位.b.可在系统中增加一个重定位寄存器，用它来装入(存放)程序在内存中的起始地址，程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的,从而实现动态重定位.21.为实现对换，系统应具备哪几方面功能?a.对对换空间的管理；b.进程的换出；c.进程的换入.22.请较详细地说明，引入分段存储管理是为了满足用户哪几方面的需要?a.方便了编程；b.实现了分段共享；c.实现了分段保护；d.实现了动态链接；e.实现了动态增长.23.在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换?首先，必须配置一段表寄存器，在其中存放段表始址和段长TL.进行地址变换时，先利用段号S，与段长TL

12、 进行比较，若S=TL,表示段号太大，访问越界，产生越界中断信号)于是利用段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段表中的位置，从中求出该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再用块号b 和页内地址构成物理地址.*24.虚拟存贮器有那些特征?其中最本质的特征是什么?a.虚拟存储器具有离散性，多次性，对换性和虚拟性的特征；b.其中最本质的特征是离散性，在此基础上又形成了多次性和对换性，所表现出来的最重要的特征是虚拟性.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -*25.在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算

13、法时，假如一个作业的页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数M分别为 3 和 4 时，试计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率?比较所得结果?a.当分配给该作业的物理块数M为 3 时，所发生的缺页率为7，缺页率为:7/12=0.583；b.当分配给该作业的物理块数M为 4 时，所发生的缺页率为4，缺页率为:4/12=0.333.26.为了实现 CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有哪些功能？（1）接收和识别命令（2）数据交换（3）标识和报告设备的状态（4）地址识别（5）数据缓冲（6）差错控制27.有哪几种 I/O 控制方式？各适用于何种场合？(

14、1)早期的计算机系统采用程序I/O 控制方式（2）当系统引入中断机制后采用中断驱动I/O 控制方式（3）直接存储器访问DMA 控制方式（4）I/O 通道控制方式。28.引入缓冲的主要原因是什么？（1）缓和 CPU 与 I/O 设备间速度不匹配的矛盾；（2）减少对 CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制；（3）提高 CPU与 I/O 设备之间的并行性。*29.为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？（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两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统执行时，是使用物理设备名

15、称。鉴于驱动程序是一个与硬件（或设备）紧密相关的软件，必须在驱动程序之上设置一层软件，称为设备独立性软件，以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。30.试说明设备驱动程序应具有哪些功能？（1）将接收到的抽象要求转为具体要求（2）检查用户I/O 请求的合法性，了解I/O 设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式（3）发出 I/O 命令，启动分配到的I/O 设备，完成指定的I/O 操作（4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理（5）对于设置

16、有通道的计算机系统，驱动程序还应该能够根据用户的I/O 请求，自动地构成通道程序。31.试说明设备驱动程序具有哪些特点？（1）驱动程序主要是在请求I/O 的进程与设备控制器之间的一个通信程序；（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，因而其中的一部分程序必须用汇编语言书写，且基本部分往往已被固化在ROM 中。32.为什么要引入磁盘高速缓冲？何谓磁盘高速缓冲？目前磁盘的I/O 速度远低于对内存的访问速度，通常要低上46 个数量级。磁盘高速缓冲指利用内存中的存储空间来暂存从磁盘中读出的一系列盘块中的信息。33.廉价磁盘冗余阵

17、列是如何提高对磁盘的访问速度和可靠性的？为了提高对磁盘的访问速度，已把大中型机种应用的交叉存取技术应用到了磁盘存储系统中。在该系统中，有多台磁盘驱动器，系统将每一盘块中的数据分为若干个子盘块数据，再把每一个子盘块数据分别存储到各个不同磁盘中的相同位置上。在以后，当要讲一个盘块的数据传送到内存时，采取并行传输方式，将各个盘块中的子盘块数据同时向内存中传输，从而使传输时间大大减少。用RAID提高可靠性。34.文件系统的模型可分为三层，试说明其每一层所包含的基本内容。答：文件系统模型如图所示：（1）最低层为对象及其属性说明，主要包括文件、目录、磁盘存储空间等三类对象。（2）最高层是文件系统提供给用户

18、的接口，分为命令接口、程序接口和图形化用户接口等三种类型。（3）中间层是对对象进行操纵和管理的软件集合，是文件系统的核心部分，拥有文件存储空间管理、文件目录管理、地址映射、文件读写管理及文件共享与保护等诸多功能。具体又可分为四个子层：I/O控制层（又称为设备驱动程序名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -层），主要由磁盘驱动程序和磁带驱动程序组成，负责启动I/O 设备和对设备发来的中断信号进行处理；基本文件系统层（又称为物理I/O 层），主要用于处理内存与磁盘或磁带机系统之间数据块的交换，通过向I/O 控制层发送通用指令及读写的物理盘块号与缓冲区号等I/O 参数

19、来完成；基本I/O 管理程序层（即文件组织模块层），负责完成与磁盘I/O 有关的大量事务，包括文件所在设备的选定、文件逻辑块号到物理块号的转换、空闲盘块的管理及I/O 缓冲的指定等；逻辑文件系统层，负责所读写的文件逻辑块号的确定、目录项的创建与修改、文件与记录的保护等。文件系统接口对对象操纵和管理的软件集合逻辑文件系统基本 I/O 管理程序（文件组织模块）基本文件系统（物理I/O 层）I/O 控制层（设备驱动程序）对象及其属性说明35.什么是索引文件？为什么要引入多级索引？由索引表 和主文件 两部分构成。索引表 是一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关糸的表。索引表中的每项称作索引项。索引项是按

20、键（或逻辑记录号）顺序排列。若文件本身也是按关键字顺序排列，则称为索引顺序文件。否则，称为索引非顺序文件。36.在第一级系统容错技术中，包括哪些容错措施？什么是写后读校验？双份目录、双份文件分配表及写后读校验等措施。写后读校验：为了保证多有写入磁盘的数据都能写入到完好的盘块中，应该在每次从内存缓冲区向磁盘中写入一个数据块后，又立即从磁盘上读出该数据块，并送至另一缓冲区中，再将该缓冲区内容与内存缓冲区中在写后仍保留的数据进行比较。37.操作系统包括哪几种类型的用户接口？它们分别提供给谁使用？操作系统包括三种类型的用户接口：命令接口（具体又可分为联机命令接口与脱机命令接口）、程序接口及图形化用户接

21、口。其中，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，而程序接口则提供给用户在编制程序时使用。38.什么是输入输出重定向？试举例说明。通常，命令的输入取自标准输入设备即键盘，而命令的输出则送往标准输出设备即显示终端。如果在命令中设置输出定向“”，其后接文件名或设备名，则表示命令的输出改向，并送到指定文件或设备上；类似地，在命令中设置输入重定向“”，则不再是从键盘而是从重定向符左边的参数指定的文件或设备上取得输入信息。这便是输入输出的重定向。39.什么是系统调用？它都有哪些类型？通常，在操作系统内核设置有一组用于实现各种系统功能的子程序（过程），并将它们提供给用户程序调用。每当

22、用户在程序中需要操作系统提供某种服务时，便可利用一条系统调用命令，去调用所需的系统过程。这即所谓的系统调用。系统调用的主要类型包括：（1）进程控制类，主要用于进程的创建和终止、对子进程结束的等待、进程映像的替换、进程数据段大小的改变以及关于进程标识符或指定进程属性的获得等；（2）文件操纵类，主要用于文件的创建、打开、关闭、读/写及文件读写指针的移动和文件属性的修改，目录的创建及关于目录、特别文件或普通文件的索引结点的建立等；（3）进程通信类，用于实现各种类型的通信机制如消息传递、共享存储区及信息量集机制等；（4）信息维护类，用于实现关于日期和时间及其它系统相关信息的设置和获得。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -