操作系統(tǒng)簡答

操作系統(tǒng)簡答題請簡述操作系統(tǒng)的作用答：①OS用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口:OS處于用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間，用戶通過OS來使用計算機系統(tǒng)，在OS的幫助下能夠更方便、快捷、可靠地操縱計算機硬件和運行程序；②OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者：OS主要對計算機系統(tǒng)中的處理機、存儲器、I/O設備和文件（數(shù)據(jù)和程序）等資源進行有效的管理。處理機管理用于分配和控制處理機；存儲器管理主要負責內(nèi)存的分配和回收；I/O設備管理負責I/O設備的分配（回收）與操縱；文件管理是用于實現(xiàn)對文件的存取、共享和保護；③OS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象：OS對諸如I/O設備等資源加以適當?shù)某橄?，以隱藏掉物理設備的實現(xiàn)細節(jié)，僅提供模型接口使用戶更容易使用計算機資源。請簡述主存儲器和寄存器的概念主存儲器：簡稱內(nèi)存或主存，是計算機系統(tǒng)中的主要部件，用于保存進程運行時的程序和數(shù)據(jù)，并能由CPU直接存取，也稱可執(zhí)行存儲器。寄存器：CPU內(nèi)的組成部分，具有與CPU相同的速度，主要用于存放處理機運行時的數(shù)據(jù)，以加快存儲器的訪問速度。請簡述I/0系統(tǒng)的基本功能隱藏物理設備的細節(jié)：I/O系統(tǒng)必須通過對設備加以適當?shù)某橄?，以隱藏掉物理設備的差異和實現(xiàn)細節(jié)，并提供接口方便使用。與設備的無關性：不僅可以使用抽象的I/O命令，還可以使用抽象的邏輯設備名來使用設備。提高處理機和I/O設備的利用率：I/O系統(tǒng)盡可能地讓處理機和I/O設備并行操作，以提高它們的利用率。一方面要求處理機能快速響應用戶的需求，使I/O設備運行起來；另一方面盡量減少在每個I/O設備運行時處理機的干預時間。對I/O設備進行控制：對I/O設備進行控制是驅動程序的功能。四種方式：采用輪詢的可編程方式、采用中斷的可編程方式、直接存儲器訪問方式、I/O通道方式。確保對設備的正確共享錯誤處理請解釋文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)項、記錄和文件的概念數(shù)據(jù)項：最低級的數(shù)據(jù)組織形式，分為基本數(shù)據(jù)項（字段）和組合數(shù)據(jù)項。記錄：記錄是一組相關數(shù)據(jù)項的集合，用于描述一個對象在某方面的屬性。文件：文件是由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關元素的集合，可分為有結構（若干相關記錄組成）和無結構文件（字符流）。請簡述外存的組織方式答：①連續(xù)組織方式：在對文件采取連續(xù)組織方式時，為每個文件分配一片連續(xù)的磁盤空間，由此形成的文件物理結構是順序式的結構。②鏈接組織方式：在對文件采取鏈接組織方式時，可以為每個文件分配不連續(xù)的磁盤空間，通過鏈接指針將一個文件的所有盤塊鏈接在一起，由此所形成的將是鏈接式文件結構。③索引組織方式：在對文件采取索引組織方式時，所形成的將是索引文件結構。在傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，通常僅采用其中一種組織方式來組織文件。多道批處理系統(tǒng)需要解決的問題答：①處理機爭用問題：既要能滿足各道程序運行的需要，又要能提高處理機的利用率。②內(nèi)存分配和保護問題：系統(tǒng)應能為每道程序分配必要的內(nèi)存空間，使它們“各得其所”，且不會因某道程序出現(xiàn)異常情況而破壞其他程序。③I/O設備分配問題：系統(tǒng)應采取適當?shù)牟呗詠矸峙湎到y(tǒng)中的I/O設備，以達到既能方便用戶對設備的使用，又能提高設備利用率的目的。④文件的組織和管理問題：系統(tǒng)應能有效地組織存放在系統(tǒng)中的大量的程序和數(shù)據(jù)，使它們既便于用戶使用，又能保證數(shù)據(jù)的安全性。⑤作業(yè)管理問題：系統(tǒng)中存在著各種作業(yè)，系統(tǒng)應能對系統(tǒng)中所有的作業(yè)進行合理的組織，以滿足這些作業(yè)用戶的不同需求。⑥用戶與系統(tǒng)的接口問題：為使用戶能方便的使用操作系統(tǒng)，OS還應該提供用戶與OS之間的接口。請簡述高速緩存和磁盤緩存的含義答：①高速緩存：高速緩存是位于寄存器和主存儲器之間的存儲器，主要用于備份主存中常用的數(shù)據(jù)，以減少處理機對主存儲器的訪問次數(shù)，這樣可大幅度地提高程序執(zhí)行速度。②磁盤緩存：它是為了緩和磁盤的I/O速度和對主存的訪問速度而設置的，主要用于暫時存放頻繁使用的一部分磁盤數(shù)據(jù)和信息，以減少訪問磁盤的次數(shù)。與高速緩存不同，它本身不是實際存在，而是主存中的部分存儲空間。設備控制器的基本功能答：①接收和識別命令：設備控制器能接收并識別處理機發(fā)來的多種命令。②數(shù)據(jù)交換：設備控制器可實現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設備之間的數(shù)據(jù)交換。③標識和報告設備的狀態(tài)：控制器應記下設備的狀態(tài)供CPU了解。④地址識別：就像內(nèi)存中的每一個單元都有一個地址一樣，系統(tǒng)中的每一個設備也都有一個地址。⑤數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：由于I/O設備的速率較低，而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設置一緩沖區(qū)。⑥差錯控制：對于由I/O設備傳來的數(shù)據(jù)，設備控制器還監(jiān)管進行差錯檢測。請根據(jù)文件的組織方式簡述有結構文件的分類答：①順序文件：指有一系列記錄按照某種順序排列成所形成的文件，其中的記錄可以是定長記錄或可變長記錄。②索引文件：指為可變長記錄文件記錄一張索引表，為每個記錄設置一個表項，以加速對記錄的檢索速度。③索引順序文件：這是順序文件和索引文件相結合的產(chǎn)物，為每個文件建立一張索引表時，并不是為每一個記錄建立一個索引表項，而是為一組記錄中的第一個記錄建立一個索引表項。提高對文件訪問速度的三個途徑答：①改進文件的目錄結構以及檢索目錄的方法來減少對目錄的目錄的查找時間②選取好的文件存儲結構，以提高對文件的訪問速度③提高磁盤的I/O速度，能將文件中的數(shù)據(jù)快速地從磁盤傳送到內(nèi)存中，或者相反。什么是假脫機系統(tǒng)答：SPOOLing系統(tǒng)，即外圍設備聯(lián)機并行操作，它除了是一種速度匹配技術外、也是一種虛擬設備技術。用一種物理設備模擬另一類物理設備，使各作業(yè)在執(zhí)行期間只使用虛擬的設備，而不直接使用物理的獨占設備。這種技術可使獨占的設備變成可共享的設備，使得設備的利用率和系統(tǒng)效率都能得到提高的系統(tǒng)。簡述虛擬存儲器中的請求分頁管理答：請求分頁系統(tǒng)是建立在基本分頁基礎上的，為了能支持虛擬存儲器功能，而增加了請求調頁和頁面置換功能。請求分頁是目前最常用的一種實現(xiàn)虛擬存儲器的方式。說明進程在三種狀態(tài)間轉換的典型原因答：①就緒->執(zhí)行：處于就緒狀態(tài)的進程，在調度程序為之分配了處理機之后便可執(zhí)行后轉為執(zhí)行態(tài)。②執(zhí)行->就緒：處于執(zhí)行狀態(tài)的進程如果因分配給它的時間片已完而被剝奪處理機暫停執(zhí)行時，其狀態(tài)便有執(zhí)行轉為就緒。③執(zhí)行->阻塞：因發(fā)生某事件致使當前進程的執(zhí)行受阻使之無法執(zhí)行，則該進程由執(zhí)行轉為阻塞。④阻塞->就緒：因其等待的事件已經(jīng)發(fā)生（如I/O完成）進程由阻塞轉為就緒。簡述抖動和抖動產(chǎn)生的原因答：①抖動：系統(tǒng)中運行的進程太多，頻繁地發(fā)生缺頁，每個進程地大部分時間用于換進/換出，幾乎不能做有效地工作，從而導致發(fā)生處理機地利用率急劇下降并趨于0的情況②抖動原因：同時在系統(tǒng)中運行的進程太多，分配給每一個進程的物理塊太少不能滿足進程運行的基本要求，導致缺頁請求系統(tǒng)調頁。說明索引文件和索引順序文件的檢索方法答：①索引文件檢索方法：檢索時根據(jù)用戶（程序）提供的關鍵字利用折半查找去檢索索引表，從中找到相應的表項。再利用該表項中給出的指向記錄的指針值去訪問所需的記錄。②索引順序文件的檢索方法：利用用戶（程序）所提供的關鍵字以及某種查找算法去檢索索引表，找到該記錄所在記錄組中第一個記錄的表項，從中得到該記錄組第一個記錄在主文件中的位置。然后，再利用順序查找法去查找主文件，從中找到所要求的記錄。什么是虛擬存儲器答：指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴充的一種存儲系統(tǒng)。簡述四種I/O控制方式答：①使用輪詢的可編程I/O方式： ②使用中斷的可編程I/O方式：③直接存儲器訪問方式：④I/O通道控制方式：說明進程調度和作業(yè)調度的區(qū)別答：進程調度是真正讓某個就緒狀態(tài)的進程到處理機上運行，而作業(yè)調度只是使作業(yè)具有了競爭處理機的機會。簡述程序的局部性原理答：程序的局部性原理是指程序在執(zhí)行時呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即在一段時間內(nèi)，整個程序的執(zhí)行僅限于程序中的某一部分。相應地，執(zhí)行所訪問的存儲空間也局限于某個內(nèi)存區(qū)域。局部性原理又表現(xiàn)為：時間局部性和空間局部性。時間局部性是指如果程序中的某條指令一旦執(zhí)行，則不久之后該指令可能再次被執(zhí)行；如果某數(shù)據(jù)被訪問，則不久之后該數(shù)據(jù)可能再次被訪問?？臻g局部性是指一旦程序訪問了某個存儲單元，則不久之后。其附近的存儲單元也將被訪問。什么是進程的同步和互斥答：①同步:在多道程序環(huán)境下，進程是并發(fā)執(zhí)的，不同進程之間存在著不同的相互制約關系。②互斥：兩個或兩個以上的進程，不能同時進入臨界區(qū)域，一個進程正在訪問臨界資源，另一個訪問該資源的進程必須等待。微機操作系統(tǒng)按運行的分類答：①單用戶單任務操作系統(tǒng)：只允許一個用戶上機且只允許用戶程序作為一個任務運行。②單用戶多任務操作系統(tǒng)：只允許一個用戶上機，但允許用戶把程序分為若干個任務并發(fā)執(zhí)行，從而有效地改善系統(tǒng)的性能。③多用戶多任務操作系統(tǒng)：允許多個用戶通過各自的終端，使用同一臺機器，共享主機的資源，每個用戶程序可以進一步分成幾個任務并發(fā)執(zhí)行。請簡述模塊裝入內(nèi)存的三種方式答：①絕對裝入方式：當計算機系統(tǒng)很小且能運行單道程序時完全有可能知道程序駐留在內(nèi)存的什么位置，此時可以用絕對裝入方式，程序經(jīng)編譯后將產(chǎn)生絕對地址（物理地址）的目標代碼。②可重定位裝入方式：用戶程序編譯所形成的若干個目標模塊，他們的起始地址都是從0開始的，程序中的其他地址也都是相對于起始地址計算的，采用可重定位裝入方式。③動態(tài)運行時的裝入方式：動態(tài)運行時的裝入程序在把裝入模塊裝入內(nèi)存后，并不立即把裝入模塊中的邏輯地址轉換為物理地址，而是把這種地址轉換推遲到程序真正要執(zhí)行時才進行。請解釋中斷和陷入答：①中斷（外中斷）：中斷是指CPU對I/O設備發(fā)來的中斷信號的一種響應。CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留CPU環(huán)境后，自動轉去執(zhí)行該I/O設備的中斷處理程序。執(zhí)行完后再回到斷點繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。②陷入（內(nèi)中斷）：由CPU內(nèi)部事件所引起的中斷，例如進程在運算中發(fā)生了上溢或下溢，通常把這類中斷稱為內(nèi)中斷或陷入。請簡述文件控制塊FCB包含的三類信息答：①基本信息：包括文件名、文件物理位置、文件邏輯結構、文件的物理結構②存取控制信息：包括文