電大本科操作系統(tǒng)形考任務(wù)中的簡(jiǎn)答題和應(yīng)用題

1、操作系統(tǒng)形考作業(yè)1第1章 操作系統(tǒng)概述三、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的定義和主要功能。 答：定義：操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶(hù)與計(jì)算機(jī)之間的接口。主要功能：（1）存儲(chǔ)管理（2）進(jìn)程和處理機(jī)管理（3）文件管理（4）設(shè)備管理（5）用戶(hù)接口管理。2、操作系統(tǒng)一般為用戶(hù)提供了哪三種界面？各有什么特點(diǎn)？ 答：操作系統(tǒng)一般為用戶(hù)提供的三種界面是：圖形用戶(hù)接口、命令行接口和程序接口。 （1）圖形用戶(hù)接口：用戶(hù)利用鼠標(biāo)、窗口、菜單、圖標(biāo)等圖形界面工具，可以直觀、方便、有效地使用系統(tǒng)服務(wù)和各種應(yīng)用程序及實(shí)用工具。 （2） 命令行接口：在提

2、示符之后用戶(hù)從鍵盤(pán)上輸入命令，命令解釋程序接收并解釋這些命令，然后把它們傳遞給操作系統(tǒng)內(nèi)部的程序，執(zhí)行相應(yīng)的功能。 （3）程序接口：也稱(chēng)系統(tǒng)調(diào)用接口。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶(hù)程序、應(yīng)用程序之間的接口。在UNIX/Linux系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用以C函數(shù)的形式出現(xiàn)。第2章 進(jìn)程管理三、簡(jiǎn)答題1、在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念？它與程序的區(qū)別和聯(lián)系是怎樣的？ 答：程序在并發(fā)執(zhí)行方式下，運(yùn)行時(shí)具有異步性的特征，“程序”這個(gè)靜態(tài)概念已經(jīng)不能如實(shí)反映程序并發(fā)執(zhí)行過(guò)程中的特征了。因此引入“進(jìn)程”的概念來(lái)描述程序動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程的性質(zhì)。區(qū)別：（1）動(dòng)態(tài)性。程序是指令的有序集合，是靜態(tài)的、被動(dòng)的概念，可以作為一

3、種軟件資源長(zhǎng)期保存；進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，是動(dòng)態(tài)的、主動(dòng)的概念，有一定的生命期，會(huì)動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生和消亡。（2）并發(fā)性。進(jìn)程是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的單位，能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。進(jìn)程是作為資源申請(qǐng)和調(diào)度單位存在的；而程序是不能作為一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的單位而并發(fā)執(zhí)行的。（3）非對(duì)應(yīng)性。程序和進(jìn)程無(wú)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一個(gè)程序可以被多個(gè)進(jìn)程共用；一個(gè)進(jìn)程在其他活動(dòng)中又可以順序地執(zhí)行若干個(gè)程序。（4）異步性。各個(gè)進(jìn)程在并發(fā)執(zhí)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相互制約關(guān)系，造成各自前進(jìn)速度的不可預(yù)測(cè)性。而程序本身是靜態(tài)的，不存在這種異步特征。聯(lián)系：程序是構(gòu)成進(jìn)程的組成部分之一，一個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行目標(biāo)是執(zhí)行它所對(duì)應(yīng)的程序。如果沒(méi)有程序，進(jìn)程就失去了

4、其存在的意義。進(jìn)程映像由程序、數(shù)據(jù)集合、棧和進(jìn)程控制塊（PCB）四部分組成。2、進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么？ 答：如果有若干進(jìn)程要求進(jìn)入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。任何時(shí)候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個(gè)。如已有進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便其它進(jìn)程能及時(shí)進(jìn)入自己的臨界區(qū)。如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。四、應(yīng)用題1、用如圖1所示的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖能夠說(shuō)明有關(guān)處理機(jī)管理的大量?jī)?nèi)容。圖1 進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖試回答： （1）什么事件引起每次顯著的狀態(tài)變遷？ （2）下述狀態(tài)變遷因果

5、關(guān)系能否發(fā)生？為什么？ 21 32 41解：（1）就緒運(yùn)行：CPU空閑，就緒態(tài)進(jìn)程被調(diào)度程序選中。 運(yùn)行就緒：正在運(yùn)行的進(jìn)程用完了本次分配給它的CPU時(shí)間片。 運(yùn)行阻塞：運(yùn)行態(tài)進(jìn)程因某種條件未滿足而放棄對(duì)CPU的占用，如等待讀文件。阻塞就緒：阻塞態(tài)進(jìn)程所等待的事件發(fā)生了，例如讀數(shù)據(jù)的操作完成。 （2） 21：可以。運(yùn)行進(jìn)程用完了本次分配給它的時(shí)間片，讓出CPU，從就緒隊(duì)列中選一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行。 32：不可以。任何時(shí)候一個(gè)進(jìn)程只能處于一種狀態(tài)，它既然由運(yùn)行態(tài)變?yōu)樽枞麘B(tài)，就不能再變?yōu)榫途w態(tài)。 41：可以。某一阻塞態(tài)進(jìn)程等待的事件出現(xiàn)了，而且此時(shí)就緒隊(duì)列為空，該進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列后馬上又被調(diào)度運(yùn)行。2

6、、判斷下列同步問(wèn)題的算法是否正確？若有錯(cuò)，請(qǐng)指出錯(cuò)誤原因并予以改正。（1）設(shè)A，B兩個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)緩沖區(qū)Q，A向Q寫(xiě)入信息，B從Q讀出信息，算法框圖如圖2所示。 （2）設(shè)A，B為兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程，它們共享一個(gè)臨界資源。其運(yùn)行臨界區(qū)的算法框圖如圖3所示。 圖2 進(jìn)程A, B的算法框圖 圖3 兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程臨界區(qū)的算法框圖 解： （1）圖2所示的算法不對(duì)。因?yàn)锳、B兩個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)緩沖區(qū)Q，如果A先運(yùn)行，且信息數(shù)量足夠多，那么緩沖區(qū)Q中的信息就會(huì)發(fā)生后面的沖掉前面的，造成信息丟失，B就不能從Q中讀出完整的信息。 改正： A、B兩進(jìn)程要同步使用緩沖區(qū)Q。為此，設(shè)立兩個(gè)信號(hào)量： empty表示緩沖區(qū)Q為空，

7、初值為1； full表示緩沖區(qū)Q為滿，初值為0。算法框圖如圖4所示。（2）圖3所示的不對(duì)。因?yàn)锳、B兩個(gè)進(jìn)程是并發(fā)的，它們共享一個(gè)臨界資源，所以二者應(yīng)互斥地使用該臨界資源，在進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)不存在先A后B的時(shí)序關(guān)系，而是哪個(gè)進(jìn)程先到一步就先進(jìn)入自己的臨界區(qū)。 改正： A、B兩個(gè)進(jìn)程應(yīng)互斥地進(jìn)入臨界區(qū)。為此，設(shè)立一個(gè)信號(hào)量：互斥信號(hào)量mutex，其初值為1。算法框圖如圖5所示。圖4 圖2改正后的算法框圖 圖5 圖3改正后的的算法框圖操作系統(tǒng)形考作業(yè)2第3章 處理機(jī)調(diào)度三、簡(jiǎn)答題1、作業(yè)提交后是否馬上放在內(nèi)存中？為什么？ 答：不是。因?yàn)樽鳂I(yè)提交后被放在作業(yè)后備隊(duì)列上，只有被作業(yè)調(diào)度程序選中，進(jìn)行作業(yè)調(diào)

8、度，作業(yè)才可能被放入內(nèi)存。2、作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度二者間如何協(xié)調(diào)工作？ 答：作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度是CPU主要的兩級(jí)調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它所選擇的作業(yè)只是具有獲得處理機(jī)的資格，但尚未占有處理機(jī)，不能立即在其上實(shí)際運(yùn)行。而進(jìn)程調(diào)度是微觀調(diào)度，它根據(jù)一定的算法，動(dòng)態(tài)地把處理機(jī)實(shí)際地分配給所選擇的進(jìn)程，使之真正活動(dòng)起來(lái)。3、中斷響應(yīng)主要做哪些工作？由誰(shuí)來(lái)做？ 答：中斷響應(yīng)主要做的工作是： 中止當(dāng)前程序的執(zhí)行； 保存原程序的斷點(diǎn)信息（主要是程序計(jì)數(shù)器PC和程序狀態(tài)寄存器PS的內(nèi)容）； 轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理程序。 中斷響應(yīng)由硬件實(shí)施。四、應(yīng)用題1、 （1） 采用算法時(shí)執(zhí)行這些作業(yè)的情況。（2）（3）解： 2、

9、 （1） 采用（注意：優(yōu)先數(shù)大的優(yōu)先級(jí)高）算法時(shí)執(zhí)行這些作業(yè)的情況。（2）（3）解：第4章 存儲(chǔ)管理三、簡(jiǎn)答題1、對(duì)換技術(shù)如何解決內(nèi)存不足的問(wèn)題？ 答：在多道程序環(huán)境中可以采用對(duì)換技術(shù)。此時(shí)，內(nèi)存中保留多個(gè)進(jìn)程。當(dāng)內(nèi)存空間不足以容納要求進(jìn)入內(nèi)存的進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)就把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程（包括程序和數(shù)據(jù)）換出到外存上，騰出內(nèi)存空間，把具備運(yùn)行條件的進(jìn)程從外存換到內(nèi)存中。2、考慮一個(gè)由8個(gè)頁(yè)面、每頁(yè)有1024個(gè)字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有32個(gè)物理塊的存儲(chǔ)器中，問(wèn)邏輯地址和物理地址各需要多少二進(jìn)制位表示?答：3、虛擬存儲(chǔ)器有哪些基本特征？答：（1）虛擬擴(kuò)充：不是物理上，而是邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量

10、； （2）部分裝入：每個(gè)進(jìn)程不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分； （3）離散分配：不必占用連續(xù)的內(nèi)存空間，而是“見(jiàn)縫插針”； （4）多次對(duì)換：所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存。四、應(yīng)用題1、某虛擬存儲(chǔ)器的用戶(hù)編程空間共32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為1KB，內(nèi)存為16KB。假定某時(shí)刻一用戶(hù)頁(yè)表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下：解：2、考慮下述頁(yè)面走向： 1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6 當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3，5時(shí)，試問(wèn)使用最近最少置換算法（LRU）的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（注意，所有內(nèi)存塊最初都是空的，所以，凡第一次用到的頁(yè)面都產(chǎn)生一次缺頁(yè)

11、。）解：（1）當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3時(shí)，LRU算法的執(zhí)行過(guò)程如下圖所示。頁(yè)面12342156212376321236塊1111445551177222塊222222666333333塊33311122226611缺頁(yè)打叉的表示發(fā)生了缺頁(yè)，共缺頁(yè)15次。（2）當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為5時(shí)，共缺頁(yè)8次。LRU算法的執(zhí)行過(guò)程如下。頁(yè)面12342156212376321236塊111111111塊22222222塊3333666塊444433塊55557缺頁(yè)3、考慮下面存儲(chǔ)訪問(wèn)序列，該程序大小為460字： 10，11，104，170，73，309，185，245，246，434，458，364 設(shè)頁(yè)面大小是1

12、00字，請(qǐng)給出該訪問(wèn)序列的頁(yè)面走向。又設(shè)該程序基本可用內(nèi)存是200字，采用先進(jìn)先出（FIFO）置換算法，缺頁(yè)率是多少？（注：缺頁(yè)率缺頁(yè)次數(shù)/訪問(wèn)頁(yè)面總數(shù)）解： 根據(jù)已知條件頁(yè)面大小是100字，將頁(yè)面訪問(wèn)序列簡(jiǎn)化為： 0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3 ，又因?yàn)樵摮绦蚧究捎脙?nèi)存是200字，可知內(nèi)存塊數(shù)為2。采用先進(jìn)先出置換算法（FIFO），總共有6次缺頁(yè)，缺頁(yè)率為6/12=50%，具體算法如下：第5章 文件系統(tǒng)三、簡(jiǎn)答題1、文件的邏輯組織有幾種形式？ 答：文件的邏輯組織有以下形式：無(wú)結(jié)構(gòu)文件和有結(jié)構(gòu)文件。無(wú)結(jié)構(gòu)文件是指文件內(nèi)部不再劃分記錄，它是由一組相關(guān)信息組成的有序字符流，即流式

13、文件。有結(jié)構(gòu)文件又稱(chēng)為記錄式文件，它在邏輯上可被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合，又可分為定長(zhǎng)記錄文件和變長(zhǎng)記錄文件兩種。2、一般來(lái)說(shuō)，文件系統(tǒng)應(yīng)具備哪些功能？答：（1）管理文件：能夠按照用戶(hù)要求創(chuàng)建新文件、刪除舊文件，對(duì)指定的文件讀、寫(xiě)等操作。（2）管理目錄：根據(jù)用戶(hù)要求創(chuàng)建或刪除目錄文件，對(duì)用戶(hù)指定的文件進(jìn)行檢索和權(quán)限驗(yàn)證、更改工作目錄等。 （3）管理文件的存儲(chǔ)空間：由文件系統(tǒng)對(duì)文件存儲(chǔ)空間進(jìn)行統(tǒng)一管理。（4）共享和保護(hù)文件：在系統(tǒng)控制下使一個(gè)用戶(hù)可共享其他用戶(hù)的文件。另外，文件系統(tǒng)應(yīng)提供可靠的保護(hù)和保密措施。 （5）提供方便的接口：為用戶(hù)提供統(tǒng)一的文件方式，從而實(shí)現(xiàn)“按名存取”。3、什么是文

14、件的共享？文件鏈接如何實(shí)現(xiàn)文件共享？答：文件共享是指系統(tǒng)允許多個(gè)用戶(hù)（進(jìn)程）共同使用某個(gè)或某些文件。對(duì)于某個(gè)文件的各個(gè)鏈接文件，用戶(hù)可以給它們指定不同的存取權(quán)限，以控制對(duì)信息的共享和增強(qiáng)安全性。文件鏈接有兩種形式：硬鏈接和符號(hào)鏈接。硬鏈接：建立硬鏈接時(shí)，在另外的目錄或本目錄中增加目標(biāo)文件的一個(gè)目錄項(xiàng)，這樣一個(gè)文件就登記在多個(gè)目錄中。符號(hào)鏈接：符號(hào)鏈接也稱(chēng)為軟鏈接，是將一個(gè)路徑名鏈接到一個(gè)文件。4、什么是文件保護(hù)？常用的保護(hù)機(jī)制有哪些？答：文件保護(hù)是指文件免遭文件主或其他用戶(hù)由于錯(cuò)誤的操作而使文件受到破壞。 常用的文件保護(hù)機(jī)制有： 命名自己的文件名，不讓他人知道； 口令對(duì)上口令，才能存??； 存取

15、控制根據(jù)不同的用戶(hù)身份，對(duì)每個(gè)文件為他們規(guī)定不同的存取控制權(quán)限； 加密信息加密，解密復(fù)原。四、應(yīng)用題所示：什么？什么？什么？ 、同組用戶(hù)和其他用戶(hù)的權(quán)限是什么？解：（1）非循環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)。（2）相對(duì)路徑名是相對(duì)當(dāng)前工作目錄的路徑名，而且相對(duì)路徑名不能以斜線（/）開(kāi)頭，訪問(wèn)文件m1.c的相對(duì)路徑名是mengqc/mub1/m1.c。（3）cd命令用來(lái)改變工作目錄。把工作目錄改到liu。（4）對(duì)文件主的權(quán)限是可讀、可寫(xiě)、不可執(zhí)行；同組用戶(hù)的權(quán)限是可讀。其他用戶(hù)沒(méi)有權(quán)限。第6章 設(shè)備管理三、簡(jiǎn)答題1、操作系統(tǒng)中設(shè)備管理的功能是什么？答：（1）監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)；（2）進(jìn)行設(shè)備分配；（3）完成I/O操作；（4）進(jìn)行緩沖管理與地址轉(zhuǎn)換。2、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的主要功能是什么？它在系統(tǒng)中處于什么位置？答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能主要有：（1）接受來(lái)自上層、與設(shè)備無(wú)關(guān)軟件的抽象讀寫(xiě)請(qǐng)求，并且將該I/O請(qǐng)求排在請(qǐng)求隊(duì)列的隊(duì)尾；（2）取出請(qǐng)求隊(duì)列中隊(duì)首請(qǐng)求，將相應(yīng)設(shè)備分配給它；（3）將該設(shè)備控制器發(fā)送命令，啟動(dòng)該設(shè)備工作，完成指定的I/O操作；（4）處理來(lái)自設(shè)備的中斷。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在系統(tǒng)中處于核心空間，位于設(shè)備控制器的上層，目的是對(duì)核心I/O子系統(tǒng)隱藏各個(gè)設(shè)備控制器的差別。3、為什么要引