嘉應學習期末復習操作系統(tǒng)簡答題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、 OS(操作系統(tǒng))的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？（1.2）（1）OS 作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口（2）OS 作為計算機系統(tǒng)資源的管理者（3）OS 實現(xiàn)了對計算機資源的抽象2、試說明推動多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？ 答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(shù)發(fā)展：（1.4）答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(shù)發(fā)展（1）不斷提高計算機資源的利用率；（2）方便用戶；（3）器件的不斷更新?lián)Q代；（4）計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。3、OS 有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？（1.11）答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發(fā)性

2、4、什么是微內(nèi)核OS？（1.20）答：1、足夠小的內(nèi)核；2、基于客戶 /服務器模式；3、應用機制與策略分離原理；4、采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)5、何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中通常提供了哪些功能？（1.25）答：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次（即用戶模式）中去運行，而留下一個盡量小的內(nèi)核，用它來完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能，稱這種技術(shù)為微內(nèi)核技術(shù)。在微內(nèi)核中通常提供了進程（線程）管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理等功能。6、畫出下面四條語句的前趨圖：（2.2）S1：a =x+y; S2：b=z+1; S3：c=ab ； S4：w =c+1;S4S3S1S27、試說明PCB的作用具體表現(xiàn)在哪幾個

3、方面？為什么說PCB是進程存在的唯一標志？（2.7）答：PCB是進程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。作用是使一個多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序，為一個能獨立運行的基本單位，成為能與其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程。OS是根據(jù)PCB對并發(fā)執(zhí)行的進程進行控制和管理的.8、試說明進程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因（2.11）答：1、就緒狀態(tài) 執(zhí)行狀態(tài)：進程分配到CPU資源2、 執(zhí)行狀態(tài) 就緒狀態(tài)：時間片用完3、 執(zhí)行狀態(tài) 阻塞狀態(tài)： I/O 請求4、阻塞狀態(tài) 就緒狀態(tài)： I/O 完成9、試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對進程和線程進行比較。（2.21）答：1、調(diào)度性。線程在O

4、S中作為調(diào)度和分派的基本單位，進程只作為資源擁有的基本單位2、并發(fā)性。進程可以并發(fā)執(zhí)行，一個進程的多個線程也可并發(fā)執(zhí)行。3、擁有資源。進程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運行時必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進程的資源4、系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進程時付出的開銷顯著大于線程。10、何謂用戶級線程和內(nèi)核支持線程？（2.23）答：1、用戶級線程：僅存在于用戶空間中的線程，無須內(nèi)核支持。這種線程的創(chuàng)建、撤銷、線程間的同步與通信等功能，都無需利用系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)。用戶級線程的切換通常發(fā)生在一個應用進程的諸多線程之間，同樣無需內(nèi)核支持。2、內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運行

5、的線程。無論是用戶進程中的線程，還是系統(tǒng)線程中的線程，其創(chuàng)建、撤銷和切換等都是依靠內(nèi)核，在內(nèi)核空間中實現(xiàn)的。在內(nèi)核空間里還 為每個內(nèi)核支持線程設置了線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在并實施控制。11、高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務是什么？為什么要引入中級調(diào)度？（3.1）答：高級調(diào)度的主要任務是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級調(diào)度是保存處理機的現(xiàn)場信息，按某種算法先取進程，再把處理器分配給進程。引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時不能運行的進程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。12、試比

6、較 FCFS 和 SPF 兩種進程調(diào)度算法（3.12）答：相同點：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度。不同點： FCFS 調(diào)度算法每次都從后備隊列中選擇一個或多個最先進入該隊列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進程、插入到就緒隊列。該算法有利于長作業(yè)/進程，不利于短作業(yè) /進程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊列中選擇一個或若干個估計運行時間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運行。該算法有利于短作業(yè)/進程，不利于長作業(yè)/進程。13、何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？（3.27）答：死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，進程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前

7、推進。產(chǎn)生死鎖的原因為競爭資源和進程間推進順序非法。必要條件是：互斥條件、請求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件14答案：（ 1）安全，因為存在安全序列P0,P3,P4,P1,P2（2）系統(tǒng)能分配 ，分析如下： Request(1,2,2,2) <=Need2(2,3,5,6);Request(1,2,2,2) <=Available2(1,3,5,4) 改成 Available2(1,6,2,2)；系統(tǒng)先假定可為P2分配資源，并修改Available2， Allocation2和 Need2 向量，由此形成的資源變化情況如下圖所示：ProcessAllocationneedAv

8、ailableP0003200120400P110001750P225762356P303320652P400140656再利用安全性算法檢查此時系統(tǒng)是否安全。如下圖ProcessWorkAllocationNeedWork+AllocationFinishP20400257623562976trueP029760032001229108trueP1391081000175039108trueP33910803320652trueP400140656true由此進行的安全性檢查得知,可以找到一個安全序列P2,P0,P3,P415、何謂靜態(tài)鏈接？靜態(tài)鏈接時需要解決的兩個問題？(4.3)答：靜態(tài)鏈

9、接是指在程序運行前，先將各目標模塊及它們所需的庫函數(shù)，鏈接成一個完整的裝配模塊，以后不再拆開的鏈接方式。需要解決的兩個問題：1、將相對地址進行修改。即將除第一個模塊外的相對地址修改成裝入模塊中的相應的相對地址。2、變換外部調(diào)用符號。即將每個模塊中所用的外部調(diào)用符號，都變換為相對地址16、何謂裝入時動態(tài)鏈接？裝入時動態(tài)鏈接有何特點？（4.4）裝入時動態(tài)鏈接是指將用戶源程序編譯后得到的一組目標模塊，在裝入內(nèi)存時采用邊裝入邊鏈接的鏈接方式優(yōu)點：便于修改和更新。采用動態(tài)鏈接方式，由于各目標模塊是分開存放的，所以要修改或更新個目標模塊是件非常容易的事。便于實現(xiàn)對目標模塊的共享。再采用靜態(tài)鏈接方式時，每個

10、應用模塊都必須含有其目標模塊的拷貝，無法實現(xiàn)對目標模塊的共享。但采用裝入時動態(tài)鏈接方式時，OS就很容易將一個目標模塊鏈接到幾個應用模塊上，實現(xiàn)多個應用程序?qū)υ撃K的共享。17、何謂運行時動態(tài)鏈接？（4.5）運行時動態(tài)鏈接是指對某些目標模塊的鏈接，是在程序執(zhí)行中需要該目標模塊時，才對它進行的鏈接優(yōu)點：能加快程序的裝入過程，而且可節(jié)省大量的內(nèi)存空間18、為什么要引入動態(tài)重定位？如何實現(xiàn)？（4.7）在動態(tài)運行時裝入的方式中，作業(yè)裝入內(nèi)存后的所有地址仍然都是相對（邏輯）地址。而將相對地址轉(zhuǎn)換為絕對（物理）地址的工作被推遲到程序指令要真正執(zhí)行時進行。為使地址的轉(zhuǎn)換不會影響到指令的執(zhí)行速度，必須有硬件地址

11、變換機構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設一個重定位寄存器，用它來存放數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時，真正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。地址變換過程是在程序執(zhí)行期間，隨著對每條指令或數(shù)據(jù)的訪問自動進行的，故稱為動態(tài)重定位。當系統(tǒng)對內(nèi)存進行了“緊湊”，而使若干程序從內(nèi)存的某處移至另一處時，不需對程序做任何修改，只要用該程序在內(nèi)存中的新起始地址去置換原來的起始地址即可。19、什么是頁面？什么是物理塊？頁面的大小應如何確定？（4.18）（1）頁面。分頁存儲管理將進程的邏輯空間分成若干個頁，并為各頁加以編號，從0開始，如第0頁、第1頁等。（2）物理塊。相應的，也把內(nèi)存的物理地

12、址空間分成若干個塊，同樣也為它們加以編號，如0#塊、1#塊等等。（1）頁面大小。在分頁系統(tǒng)中，若選擇過小的頁面大小，雖然一方面可以減小內(nèi)存的碎片，起到減少內(nèi)存碎片總空間的作用，有利于內(nèi)存利用率的提高，但另一方面卻會造成每個進程占用較多的頁面，從而導致進程的頁表過長，占用大量內(nèi)存。此外，還會降低頁面的換進換出的效率。然而，如果選擇的頁面過大，雖然可以減少頁表的長度，提高頁面換進換出的效率，但卻又會使頁內(nèi)碎片增大。因此，頁面的大小應選擇適中，且頁面大小應是2的冪，通常為1KB8KB20、什么是頁表？頁表的作用是什么？（4.19）在分頁系統(tǒng)中，允許將進程的各個頁離散的存儲在內(nèi)存的任一物理塊中，為保證

13、進程仍然能夠正確地運行，即能在內(nèi)存中找到每個頁面所對應的物理塊，系統(tǒng)又為每個進程建立了一張頁面映像表，簡稱頁表。在進程地址空間內(nèi)的所有頁（0N）,依次在頁表中有一頁表項，其中記錄了相應頁表在內(nèi)存中對應的物理塊號。在配置了頁表后，進程執(zhí)行時，通過查找該表，即了找到每頁在內(nèi)存中的物理塊號?？梢姡脖淼淖饔檬菍崿F(xiàn)從頁號到物理塊號的地址映射。21、在分頁系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)地址變換的？（4.21）頁表功能是由一組專門的寄存器來實現(xiàn)的。一個頁表項用一個寄存器。由于寄存器具有較高的訪問速度，因而有利于提高地址變換的速度，但由于寄存器成本較高，頁表又可能很大，因此，頁表大多駐留在內(nèi)存中，在系統(tǒng)中只設置一個頁表寄

14、存器，在其中存放頁表在內(nèi)存的始址和頁表的長度。當進程要訪問某個邏輯地址中的數(shù)據(jù)時，分頁地址變換機構(gòu)會自動將有效地址分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，再以頁號為索引去檢索頁表。查找操作由硬件執(zhí)行。在執(zhí)行檢索之前，先將頁號與頁表長度進行比較，如果頁號大于或等于頁表長度，則表示本次所訪問的地址已超越進程的地址空間。于是，這一錯誤將被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，并產(chǎn)生已地址越界中斷。若未出現(xiàn)越界中斷，則將頁表始址與頁號和頁表項長度的乘積相加，便得到該表項在頁表中的位置，于是可從中得到該頁的物理塊號，將之裝入物理地址寄存器中。與此同時，再將有效地址寄存器中的頁內(nèi)地址送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中。這樣便完成了從邏輯地址到物理

15、地址的變換。22、分頁和分段存儲管理有何區(qū)別？（4.26）（1）頁是信息的物理單位，采用分頁存儲管理方式是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率?；蛘哒f，分頁僅僅只是系統(tǒng)管理上的需要，完全是系統(tǒng)的行為，多用戶是不可見的。而段是信息的邏輯單位。它通常包含的是一組意義相對完整的信息。分段的目的主要在于能更好地滿足用戶的需要。（2）頁的大小固定而且由系統(tǒng)決定，在采用分頁存儲管理系統(tǒng)中，在硬件結(jié)構(gòu)上，就是把用戶程序的邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是直接由硬件實現(xiàn)的，因而在每個系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面。而段的大小不固定，通常由編譯程序根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。（3）分頁用戶程序地址

16、空間是一維的，分頁完全是系統(tǒng)的行為，故在分頁系統(tǒng)中，用戶程序的地址是屬于單一的線性地址空間，程序員只需利用一個記憶符即可表示一個地址。而分段是用戶的行為，故在分段系統(tǒng)中，用戶程序的地址空間是二維的，程序員在標識一個地址時，既需給出段名，又需給出段內(nèi)地址。23、虛擬存儲器有哪些特征?其中最本質(zhì)的特征是什么？（5.3）答：多次性、對換性、虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。24、在請求分頁系統(tǒng)中，頁表應包括哪些數(shù)據(jù)項？每項的作用是什么？（5.6）答：頁表應包括：頁號、物理塊號、狀態(tài)位P、訪問字段A 、修改位M 和外存地址。其中狀態(tài)位P指示該頁是否調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問時參考；訪問字段A或最近已有多

17、長時間未被訪問，用于記錄本頁在一段時間內(nèi)被訪問的次數(shù)，提供給置換算法選擇換出頁面時參 考；修改位M表示該頁在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過；外存地址用于指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號，供調(diào)入該頁時使用。25、試說明請求分頁系統(tǒng)中地址變換過程？（5.8）（1）在進行地址變換時，首先檢索快表，試圖從中找出所要訪問的頁。若找到，便修改頁表項中的訪問位，供置換算法選換出頁面時參考。對于寫指令，還須將修改位置成“1”,表示該頁在調(diào)入內(nèi)存后已被修改。讓后利用頁表項中給出的物理塊和頁內(nèi)地址形成物理地址。地址變換過程到此結(jié)束。（2）如果在快表中未找到該頁的頁表項，則應到內(nèi)存中去查找頁表，再從找到的頁表項中的狀

18、態(tài)位P來了解該頁是否已被調(diào)入內(nèi)存。若該頁已調(diào)入內(nèi)存，這時應將該頁的頁表項寫入快表。當快表已滿時，則應先調(diào)出按某種算法所確定的頁的頁表項，然后寫入該頁的頁表項；若該頁尚未調(diào)入內(nèi)存，這時應產(chǎn)生缺頁中斷，請求OS從外存把該頁調(diào)入內(nèi)存。26、在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用FIFO頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面走向為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5，當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時，試計算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率試計算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率？比較所得結(jié)果？（5.13）27、簡要說明I/O軟件的四個層次的基本功能？（6.2）(I) 用戶層I/O軟件，實現(xiàn)與用戶交

19、互的接口，用戶可直接調(diào)用該層所提供的、與IO操作有關(guān)的庫函數(shù)對設備進行操作。(2) 軟件，用于實現(xiàn)用戶程序與的統(tǒng)接口、設備命名、設備的保護以及設備的分配與釋放等，同時為設備管理和數(shù)據(jù)傳送提供必要的存儲空間。(3) ，與硬件直接相關(guān)，用于具體實現(xiàn)系統(tǒng)對設備發(fā)出的操作指令，驅(qū)動工作的驅(qū)動程序。(4)程序，用于保存被中斷進程的CPU環(huán)境，轉(zhuǎn)入相應的程序進行處理，處理完畢再恢復被中斷進程的現(xiàn)場后，返回到被中斷的進程。28、與設備無關(guān)性的基本含義是什么？為什么要設置該層？（6.4）29、有哪幾種I/O控制方式，各適用于何種場合？（6.16）1、程序I/O方式。適用于：早期計算機無中斷

20、機構(gòu)，處理機對的控制采用程序I/O方式或稱忙等的方式。2、I/O控制方式。適用于：適用于有中斷機構(gòu)的計算機系統(tǒng)中。3、直接存儲器訪間（DMA）I/O控制方式。適用于：具有DMA控制器的計算機系統(tǒng)中。4、I/O通道控制方式。適用于：具有通道程序的計算機系統(tǒng)中。30、在實現(xiàn)后臺打印時，SPOOLing系統(tǒng)應為請求I/O的進程提供哪些服務？（6.22）答：（1 ）由輸出進程在輸出井中申請一空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；（2 ）輸出進程為用戶進程申請空白用戶打印表，填入打印要求，將該表掛到請求打印隊列。（3 ）一旦打印機空閑，輸出進程便從請求打印隊列的隊首取出一張請求打印表，根據(jù)表中要求將要打

21、印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機進行打印。31、磁盤訪問時間由哪幾部分組成？每部分時間應如何計算？（6.30）答：磁盤訪問時間由尋道時間Ts 、旋轉(zhuǎn)延遲時間Tr 、傳輸時間Tt三部分組成。1、Ts是啟動磁臂時間s與磁頭移動n 條磁道的時間和，即Ts = m ×n + s 。2、Tr 是指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間。硬盤15000r/min時 Tr 為 2ms; 軟盤 300 r/min時 Tr 為 50100ms 。Tr=1/2r3、Tt指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入經(jīng)歷的時間。Tt 的大小與每次讀/寫的字節(jié)數(shù)b和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)：Tt = b/rN 。T=Ts+Tr+T

22、t=mn+s+1/2r+b/rN;32、目前常用的磁盤調(diào)度算法有哪幾種？每種算法優(yōu)先考慮的問題是什么？（6.31）答：目前常用的磁盤調(diào)度算法有先來先服務、最短尋道時間優(yōu)先及掃描等算法。1、 先來先服務算法優(yōu)先考慮進程請求訪問磁盤的先后次序；2、 最短尋道時間優(yōu)先算法優(yōu)先考慮要求訪問的磁道與當前磁頭所在磁道距離是否最近；3、 掃描算法考慮欲訪問的磁道與當前磁道間的距離，更優(yōu)先考慮磁頭當前的移動方向。33、文件系統(tǒng)的模型可分為三層，試說明其每一層所包含的基本內(nèi)容。（7,2）答：第一層：對象及其屬性說明（文件、目錄、硬盤或磁帶存儲空間）第二層：對對象操縱和管理的軟件集合（I/O 控制層即設備驅(qū)動程序

23、、基本文件系統(tǒng)即物理I/O 層、基本I/O 管理程序或文件組織模塊層、邏輯文件系統(tǒng)層）第三層：文件系統(tǒng)接口（命令接口/圖形化用戶接口與程序接口）。34、為什么在大多數(shù)OS中都引入了“打開”這一文件系統(tǒng)調(diào)用？打開的含意是什么？（7.5）35、對目錄管理的主要要求是什么？（7.14）答：實現(xiàn)按名存取、提高檢索目錄的速度、文件共享、允許文件重名。36、目前廣泛應用的目錄結(jié)構(gòu)有哪些？它有什么優(yōu)點？答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)都采用多級目錄結(jié)構(gòu)。優(yōu)點是查詢速度快、層次結(jié)構(gòu)清晰、文件管理和保護易于實現(xiàn)。37、何謂路徑名和當前目錄？（7.17）路徑名：在樹形結(jié)構(gòu)目錄中，從根目錄到任何數(shù)據(jù)文件都只有一條唯一的通路。在該路

24、徑上，從樹的根（即主目錄開始，把全部目錄文件名與數(shù)據(jù)文件名依次地用“/”連接起來，即構(gòu)成該數(shù)據(jù)文件唯一的路徑名。當前目錄：為了提高文件的檢索速度，文件系統(tǒng)向用戶提供了一個當前正在使用的目錄，稱為當前目錄38、目前常用的外存有哪幾種組織方式？（8.1）1、連續(xù)組織方式。為每一個文件分配一組位置相鄰接的盤塊，由此形成的文件物理結(jié)構(gòu)是順序式的文件結(jié)構(gòu)2、鏈接組織方式。為每個文件分配一組位置離散的盤塊，通過給每個盤塊設置一個指針，將屬于同一個文件的盤塊鏈接在一起，鏈接的順序和文件的邏輯頁的順序一致。由此形成的文件物理結(jié)構(gòu)是鏈接文件。3、索引組織方式。為每個文件分配一組位置離散的盤塊，為每個文件建立一個物理結(jié)構(gòu)的索引表，記錄分配給該文件的物理盤塊，以及這些盤塊和文件邏輯頁順序的對應關(guān)系。由此形成的文件物理結(jié)構(gòu)是索引文件。39、某些操作系統(tǒng)的磁盤文件空間共有500塊，若用字長為32位的位示圖管理磁盤