2022年操作系统综合练习题.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆1. 什么是管态和目态,中断向量中的处理机状态位为何要标明为管态?管态也称为特态、 核态、系统态;机器处于管态时程序可以执行硬件所供应的全部指令(特权指令和非特权指令)目态也称常态或用户态;机器处于目态时程序只能执行硬件供应的非特权指令;运算机硬件只供应上述两种处理机状态,由一位触发器标示,通常属于程序状态字 PSW的 1 位;转换: 处理机状态由目态转为管态的唯独途径是中断;序(操作系统程序)修改 PSW 来实现;管态到目态的转换可以通过管态程2. 中断向量是由操作系统程序打算的,仍是由用户程序打算的?答:由操作系统
2、程序确定的;向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字(中断处理程序运行环境),中断处理程序是由操作系统装入内存的,操作系统将依据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量;3.在分时系统中,当进程数为50 时,为了保证响应时间不超过2 秒,选取的时间片最大值为多少?2s/50=4ms(百度题目中是“ 用户数目为 ”,而不是 “进程数 ”为;4. 现代运算机的特性是什么?何谓并行?何谓并发?各对处理机有何要求?特性:并行是指同一时刻同时进行,进程并行需要多处理器的支持;所谓并发, 是指在一段时间内,多个进程都在向前推动,而在同一时刻,可能只有一个进程在执行,多个进程轮番使用处
3、理器;5. 何谓系统调用、线程、进程迁移?进程迁移的内容和步骤是什么?分布式操作系统中,进程能否由一台主机任意迁移到另外一台主机?为什么?系统调用:是操作系统供应应编程人员的唯独接口;访管指令加预备参数和取返回值 线程:是在进程内用于调度和占有处理机的基本单位,它由线程掌握表、储备线程上下文 的用户栈以及核心栈组成;线程是进城的一部分;进程迁移:进程迁移就是将一个进程从当前位置移动到指定的处理器上;6.设某操作系统采纳静态抢先式优先级进程调度,优先数越小,优先级越高;如进程1时刻 0 到达,优先数为90,需耗时 10 秒;进程 2 时刻 3 到达,优先数为75,需耗时 5秒;进程 3 时刻 5
4、 到达,优先数为65,需耗时 3 秒,请问 CPU 的服务次序是怎样的;【调度算法的两种方式:1 非抢占式优先级算法:在这种调度方式下,系统一旦把处理机安排给就绪队列中优先级最高的进程后,该进程就能始终执行下去,直至完成;或因等待某大事 的发生使该进程不得不舍弃处理机时,系统才能将处理机安排给另一个优先级高的就绪队列;抢占式优先级调度算法:在这种调度方式下,进程调度程序把处理机安排给当时优先级最高 的就绪进程,使之执行;一旦显现了另一个优先级更高的就绪进程时,进程调度程序就停止 正在执行的进程,将处理机安排给新显现的优先级最高的就绪进程;常用于实时要求比较严名师归纳总结 - - - - - -
5、 -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆格的实时系统中,以及对实时性能要求高的分时系统;】【进程 1 运行三秒 -进程 2 运行 2 秒-进程 3 运行 3 秒-进程 2 运行 3 秒-进程 1 运行 7 秒】7.如不考虑进程同步与互斥,就多个进程的并发执行可能会导致进程运行结果不确定是由于恳求 I/O 而引起的;为什么?【并发执行时,系统中的各资源将为它们所共享,而这些资源的状态也有这些程序来转变,致使其中的任意程序在运行时,其环境必定会受到其他程序的影响;环境受到了影响;8. 给出一个虚拟资源的例子;虚拟资源是和现实资源相对立
6、的名词,主要是随着互联网的产生而产生的,随着互联网的普及,人们在网络上摄取信息的需求大大增加,因此,网络上流通的信息量也随之增加,而这些运用数据库、 程序编辑而成的信息资源,就是我们常说的虚拟资源,比如网上图书馆、网上商城等等;9. 硬件将处理机划为两种:管态和目态;这样做有何好处?便于设计安全牢靠的操作系统;管态和目态是运算机硬件为爱护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态;通常操作系统在管态下运行,可以执行全部机器指令;而用户程序在目态下运行,只能执行非特权指令;假如用户程序妄想在目态下执行特权指令,将会引起爱护性中断,由操作系统终止该程序的执行,从而爱护了操作系统;10. 采纳
7、段式安排的内存治理机制为什么不会产生内部碎片?【在段式虚拟储备系统中,作业的地址空间由如干个规律分段组成,每段安排一个连续的内存区, 但各段之间不要求连续,其内存的安排方式类似于动态分区安排;这使得在固定分区治理算法中,分给程序的内存空间能够被充分利用;】11. 简述 I/O 操作的演化过程:查询方式中断方式通道方式;I/O 操作最早为查询方式,将待传输的数据放入I/O 寄存器并启动设备,然后反复测试设备状态寄存器直至完成;采纳这种方式, 处理机与设备之间是完全串行的;相伴设备中断处理机的才能, 产生了中断 I/O 方式; CPU 在启动设备后, 可从事其它运算工作,设备与 CPU并行,当设备
8、 I/O 操作完成时,向 CPU 发送中断信号,处理机转去进行相应处理,然后可能再次启动设备传输;中断使多道程序设计成为可能:一方面中断使操作系统能够获得处理机掌握权, 另一方面通过 I/O 中断可以实现进程状态的转换;中断使处理机与设备之间的并行成为可能,但 I/O 操作通常以字节为单位,当设备很多时对处理机打搅很多,为此人们设计了特地处理 I/O 传输的处理机通道;通道具有自己的指令系统,可以编写通道程序,一个通道程序可以掌握完成很多I/O 传输,只在通道程序终止时,才向处理机发生一次中断;名师归纳总结 12.为何中断是进程切换的必要条件而不是充分条件?T1 与时刻 T2 之间肯定执行了第
9、 2 页,共 10 页假如在时刻T1 与时刻 T2 之间发生了进程切换,就在时刻- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆处理机调度程序,而处理机调度程序是操作系统低层中的一个模块,运行于管态,说明在T1 与 T2 时刻之间处理机状态曾由目态转换到管态;由于中断是系统由目态转换为管态的必要条件,所以在时刻 T1 与时刻 T2 之间肯定发生过中断,也就是说,中断是进程切换的必要条件,然而中断不是进程切换的充分条件;例如 : 一个进程执行一个系统调用命令将一个消息发给另外一个进程,该命令的执行将通过中断进入操作系统,操作系统处理完消息的发
10、送工作后可能返回原调用进程,此时中断未导致进程切换;也可能挑选一个新的进程,此时中断导致了进程切换;13. 分析中断与进程状态转换之间的关系进程状态转换是由内核掌握的,假如一个进程的状态发生了转变,就在新旧状态之间肯定发生了处理机状态由目态到管态的转换,而中断是处理机状态由目态转换到管态的必要条件,所以中断也是进程状态转换的必要条件;14. 缓冲的重要用途是什么?操作系统主要通过它解决什么问题;利用储备区缓解数据到达速度与离去速度不一样而采纳的技术称为缓冲,此时同一数据只包含一个拷贝; 例如,操作系统以缓冲方式实现设备的输入和输出操作主要是缓解处理机与设备之间速度不匹配的冲突,从而提高资源利用
11、率和系统效率;15. 什么是交换区?什么是快表?交换区是存在于数据服务器上的一个共享文件夹;一个场所;【百度百科】它的作用是为前台与后台数据交换供应快表:即转换后援缓冲器(Translation Lookaside Buffer ),简称 TLB ,通常叫它快表;快表是一块小容量的相联储备器(Associative Memory ),由高速缓存器组成,速度快,并且可以从硬件上保证按内容并行查找,一般用来存放当前拜访最频繁的少数活动页面的页号;【 百度】16. 关中断影响系统的并发性?多处理机系统能否利用关中断来实现互斥?考虑单处理机系统;在单处理机系统中,并发是通过将处理机轮番安排给多个进程而
12、实现的,这个安排是由操作系统中处理机调度程序完成的;中断是进程切换的必要条件,假如关了中断, 就操作系统无法获得处理机的掌握权,也就无法使多个进程分时共享处理机;在关中断期间,一个进程独占处理机;所以说“ 关中断” 会影响系统的并发性;能否: 不能, 由于在一个CPU 上关中断, 并不能防止其他处理器上也执行相同的临界区代码;17. 关中断后操作系统进入死循环,会产生什么后果?系统不响应任何外部干预大事,系统表现为“ 死机”;18. 以下中断大事哪些可由用户处理?哪些只能由 OS 处理?溢出 地址越界 除零 非法指令 掉电用户处理:溢出、除零操作系统中断服务程序统一处理:地址越界、非法指令、掉
13、电名师归纳总结 19.假如中断由用户处理,为何需要将被中断程序的断点信息由系统堆栈弹出并压入用户第 3 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆堆栈?中断发生时, 被中断程序的现场信息已被压入系统栈中;而中断续元运行于目态,它执行完毕后将由用户栈区中复原现场;为此,操作系统在转到中断续元之前应当将系统栈中的现场信息弹出并压入用户栈中,否就用户中断续元执行完毕后将无法复原现场返回断点20. 进程切换时,上行进程的 PSW、PC 为何必需由一条指令同时复原?中断向量中程序状态字 PSW 与指令计数器 PC 的内容必需由一
14、条指令同时复原,这样才能保证系统状态由管态转到目态的同时,掌握转到上升进程的断点处连续执行;假如不同时复原,就只能(1)先复原 PSW 再复原 PC,在复原 PSW 后已经转到目态,操作系统复原PC 的使命无法完成; ( 2)先复原 PC 再复原 PSW,PC 转变后转到操作系统另外区域(由于PSW 仍为系统状态) , PSW 无法复原;21. 段页式安排优点是何?页的大小和段的大小各是由谁打算的?;段页式安排的优点:段页式治理是段式与页式治理方案结合而成的,所以具有他们二者的优点;即:供应了内外存统一治理的虚存实现,段长可以依据需要动态增长,便于对详细规律功能的信息进行共享,便于实现动态链接
15、;(段式治理的优点)有效地解决了碎片的问题,是用户可以利用的储备空间大大增加;(页式治理的优点)22. 有人说,等长时间片轮转处理机调度算法的分时操作系统中,各用户所占有处理机的时间总和是相等的;对吗?为什么?不对; 处理机是安排给进程的,而不同终端的用户可能有不同数量的进程,一个拥有较多数量进程的终端明显比拥有少量进程的终端获得 CPU 的时间要多;23. PCB 是什么?作用为何?定义: 为了描述掌握进程的运行,系统中存放进程的治理和掌握信息的数据结构称为进程掌握块( PCB Process Control Block ),它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;它是进程
16、治理和掌握的最重要的数据结构,每一个进程均有一个 PCB,在创建进程时,建立 PCB,相伴进程运行的全过程,直到进程撤消而撤消;作用: 1 进程掌握块: 进程掌握块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(包含数据) ,成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其它进程并发执行的进程;PCB 集中反映了一个进程的动态特点;计时信息,通信信息;2 程序段:是进程中能被进程调度程序在,进程当前状态,进程优先级,程序开头地址,各种CPU 上执行的程序代码段;3 数据段: 一个进程的数据段,可以是进程对应的程序加工处理的原始数据,也可以是程序执行后产生的中间或最终数据;24. 系统资源利用率与系统
17、效率是否肯定成正比?举例;系统效率高就资源利用率高;反之不尽然;不肯定,比如操作系统设备治理中的中断驱动IO 掌握方式;该方式为:需要数据的进程向CPU 发出指令启动IO 设备输入数据, 该进程舍弃处理机,等待输入完成, CPU 执行其他任务;输入完成后, IO 掌握器向 CPU 发出中断恳求, CPU 收到后,转向中断服务程序,中断名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆服务程序将数据送到指定的内存单元并将原进程唤醒,连续执行;之后,该进程在被调度,从内存单元取出数据进行处理;这一方式的优点是
18、CPU 的利用率大大提高, 但是假如中断次数较多会耗去大量CPU 处理的时间,导致系统效率很低;在虚拟页式储备治理系统中,当页面置换算法不合理或分给进程的页架数过少时,可能发生抖动 thrashing,此时 I/O 设备很劳碌,但系统效率可能很低;25. 已知某运算机系统的虚拟地址为 16 位,其中第 10 15 位为页号,第 0 9 位为页内地址;假定在时刻 t,进程 P 只有第 0、1、2、3 页在内存中,对应的物理块号分别为5、8、10、6;以下虚拟地址是否在内存中;如在,就给出相应的物理地址及变换过程;(1)0823DH 【分页内存治理地址映射机制:由分页地址映射机制:由 地址被切割成
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