1、1 第一章 2.0S 的作用可表现在哪几个方面 ? (1) OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 (2) OS 作为计算机系统资源的管理者 (3)OS 实现了对计算机资源的抽象 11. OS 有哪几大特征 ?其最基本的特征是什么 ? 答 :并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征 ;最基本的特征是并发性。 20.试描述什么是微内核 0S。 答 : 1)足够小的内核 2)基于 客户 /服务器模式 3)应用机制与策略分离原理 4) 采用面向对象技术。 第二章 2.画出下面四条语句的前趋图 : S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a- b; S4=w:=c+1; 答 :其前
2、趋图为 : 6.试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序 ? 答 : (1) 动态性是进程最基本的特性，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，由撤销而消亡。进程有一 定的生命期，而程序只是一 组有序的指令集合，是静态实体。 (2)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。 (3)独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也 是系统中独立 获得资源和独立调度的基本单位。对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参加运行。 7.试说明 PCB 的作用，为什么说 PCB 是进程存
3、在的惟一标志 ? 答 : PCB 是进程实体的一 -部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是 使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为 -一个能独立运行的基本单 位，成为能与其它进程并发执行的进程。 OS 是根据 PCB 对并发执行的进程进行 控制和管理的。 11.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答 : (1) 就绪状态 执行状态 :进程分配到 CPU 资源 (2)执行状态 就绪状态 :时间片用完 (3)执行状态 阻塞状态 : I/0 请求 (4)阻塞状态 就绪状态 : I/0 完成 2 21.试从调度性，并收性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。 (1)
4、 调度性。线程在 0S 中作为 调度和分派的基本单位，进程只作为资 源拥有的基本单位。 (2)并发性。进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。 (3)拥有资源。进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不 可少的资源，本身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。 (4)系统开销。操作系统在创建、撤消和切换进程时付出的开销显著大于 线程。 23.何谓用户级线程和内核支持线程 ? 答 : (1) 用户级线程 :仅存在于用户空间中的线程，无须内核支持。这种线程 的创建、撤销、线程间的同步与通信等功能，都无需利用系统调用实现。用户级线程的切换通常发生在一个应用进程的诸多线程之间，
5、同样无需内核支持。 (2)内核支持线程 :在内核支持下运行的线程。无论是用户进程中的线程， 还是系统线程中的线程，其创建、撤销和切换等都是依靠内核，在内核空间中实现的。在内核空间里还为每个内核支持线程设置了线程 控制块，内核根据该控制块感知某线程的存在并实施控制。 第三章 1.高级调度不低级调度的主要任务是什么 ?为什么要引入中级调度 ? 答 :高级调度的主要任务是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业 调入内存。低级调度是保存处理机的现场信息，按某种算法先取进程，再把处理器分配给进程。引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。使那些暂时不能运行的进程不再占用内存资源，将
6、它们调至外存等待，把进程状态改为就绪驻外存状态或挂起状态。 6.高响应比优先调度算法的优点是什么 ? 答 :高响应比优先调度算法是一种高优先权优先调度算法，由于其中的优先权，即因此，它具有以下的优点 : (1)如果作业 (进程 )的等待时间相同，则要求服务时间最短的作业 (进程 )的优先权最 高，因此它有利于短作业 (进程 ),从而可降低作业 (进程 )的平均周转时间，提高系统吞吐量。 (2)如果作业 (进程 )的要求服务时间相同，则其优先权将取决于作业到达 (或进程进入 就绪状态 )的先后次序，因此体现了公平的原则。 (3)如果作业 (进程 )较长 ,它的优先权将随着等待时间的增长而提高，从
7、而使长作业 (进 程 )不会长期得不到服务。 7.试说 明低级调度的主要功能。 答 : (1) 保存处理机的现场信息 (2)按某种算法选取进程 (3)把处理机分配 给进程。 3 23.何谓 “优先级倒置 ”现象，可采取什么方法来解决 ? 当前 0S 广泛采用优先级调度算法和抢占方式，然而在系统中存在着影响进程 运行的资源而可能产生“优先级倒置”的现象，即高优先级进程 (或线程 )被低优 先级进程 (或线程 )延迟或阻塞。 27.何谓死锁 ?产生死锁的原因和必要条件是什么 ? 答 : (1) 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 ; (2
8、)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 ; (3)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。 第四章 2.可采用哪几种方式将程序装入内存 ?它们分别适用于何种场合 ? 将程序装入内存可采用的方式有 :绝对装入方式、重定位装入方式、动 态运行时装入方式 :绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式 和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。 3.何为静态链接 ?静态链接时需要解决两个什么问题 ? 答 :静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链 接成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链接方式。 将几个目标链接装配成 -一个
9、装入模块时，需解决以下两个问题 : 将相对地址进行修改。即将除第 -一个模块外的相对地址修改成装入模块中的相应 的相对地址。 变换外部调用符号。即将每个模块中所用的外部调用符号，都变换为相对地址。 4.何谓装入时动态链接 ?装入时动态链接方式有何优点 ? 答 :装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一 -组目标模块，在 装入内存时，采用边装入边链接的一 -种链接方式，即在装入一个目标模块 时，若发生一个外部模块调用事件，将引起装入程序去找相应 的外部目标模块，把它装入内存中，并修改目标模块中的相对地址。装入时动态链接方式有以下优点 : 1)便于修改和更新 2)便于实现对目标模块的共享 5
10、.何谓运行时动态链接 ?运行时动态链接方式有何优点 ? 答 :运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行链接， 也就是，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由 0S 去找到该模块并将之装入内存，把它链接到调用者模块上。 优点 :凡是在执行过程中未被用过的目标模块，都不会被调入内存和被链 接到装入模块上，这样不仅能加快程序的装入过程，而且可节省大量的 内存空间。 4 13.为什么要引入对换 ?对换可分为哪几种类型 ? 答 :在多道环境下 , 一 方面，在内存中的某些进程由于某事件尚未发生而被阻塞， 但它却占用了大量的内存空间 ,甚至有时可能出现在内存中所有进程都被
11、阻塞而 迫使 CPU 停止下来等待的情况 ;另一方面，却又有着许多作业在外存上等待，因 无内存而不能进入内存运行的情况。显然这对系统资源是一种严重的浪费，且使系统吞吐量下降。为了解决这一问题，在操作系统中引入了对换 (也称交换 )技术。 可以将整个进程换入、换出，也可以将进程的一部分 (页、 段 )换入、换出。前者 主要用于缓解目前系统中内存的不足，后者主要用于实现虚拟存储。 19. 什么是页表 ?页表的作用是什么 ? 答 :页表是分页式存储管理使用的数据结构。一个进程分为多少页，它的页表就 有多少行。每一 -行记录进程的一页和它存放的物理块的页号、块号对应关系。页 表用于进行地址变换。 26
12、.分页和分段有何区别 ? a.分页和分段都采用离散分配的方式，且都要通过地址映射机构来实现地址 变换，这是它们的共同点 : b.对于它们的不同点有三，第一，从功能上看，页是信息的物理单位，分页 是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率，即满足系统管理的需要，而不是用户的需要 ;而段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相 对完整的信息，目的是为了能更好地满足用户的需要 ;第二 ， 页的大小固定且由系 统确定，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序 :第三 ， 分页的作业地址 空间是一 维的，而分段的作业地址空间是二维的。 第五章 3.虚拟存储器有哪些特征 ?其中最本质的特征是
13、什么 ? 答 :虚拟存储器有多次性、对换性、虚拟性三大特征。最本质的特征是虚拟性。 6.在请求分页系统中，页表应包括哪些数据项 ?每项的作用是什么 ? 答 :页表应包括 :页号、 物理块号、状态位 P、访问字段 A、修改位 M 和外存地 址。其中状态位 P 指示该页是否调入内存，供程序访问时参考 :访问字段 A 用 于记录本页在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法选择换出页面时参考 :修改位M 表示该页在调入内存后是否被修改过 :外存地址用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用。 8.试说明请求分页系统中的地址变换过程。 1)取逻辑地址分解为页
14、号 P 和页内偏移 w; 2)根据页号查找页表，获得该页的描述信息 ; 3)若该页 中断位为 1，产生缺页中断 ; 4)更新该页的描述信息 ; 5)根据页块号和页内偏移 w，计算物理地址。 5 12.在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法 ? 答 :采用的页面置换算法有 :最佳置换算法和先进先出置换算法，最近最久未使 用 (LRU) 置换算法， Clock 置换算法，最少使用置换算法，页面缓冲算法等。 23.在请求段表机制中，应设置哪些段表项 ? 存取方式，访问字段 A，修改位 M，存在位 P，增补位，外存始址。 第六章 4.与设备无关性的基本含义是什么 ?为什么要设置该层 ? 答 :为了
15、提高 0S 的可适应性和可扩展性，在现代 0S 中都毫无例外地实现了设备 独立性，也称设备无关性。基本含义 :应用程序独立于具体使用的物理设备。为 了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备两概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备 ;而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名 称。 优点 : 1.设备分配时的灵活性 2. 易于实现 I/0 重定向 (用于 I/0 操作的设 备可以更换 (即重定向 )，而不必改变应用程序。 16.有哪几种 I/0 控制方式 ?各适用于何种场合 ? I/0 控制方式 :程序 I/0 方式、中断驱动 I/0 控制方 式、 DMAI/0 控制方 式、 I
16、/0 通道控制方式。程序 I/0 方式适用于早期的计算机系统中，并且是 无中断的计算机系统 :中断驱动 I/0 控制方式是普遍用于现代的计算机系统 中 :DMAI/0 控制方式适用于 I/0 设备为块设备时在和主机进行数据交换的 -种 I/0 控制方式 ;当 I/0 设备和主机进行数据交换是一 -组数据块时通常采 用I/0 通道控制方式，但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器。 18.为什么要引入与设备的无关性 ?如何实现设备的独立性 ? 答 :引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备，是设备分配具有灵 活 性。另外容易实现 I/0 重定向。为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序
17、之 上设置一层设备独立性软件，用来执行所有 I/0 设备的公用操作，并向用户层软 件提供统一接口。关键是系统中必须设置一张逻辑设备表 LUT 用来进行逻辑设备 到物理设备的映射，其中每个表目中包含了逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址三项 ;当应用程序用逻辑设备名请求分配 I/0设备时，系统必须为 它分配相应的物理设备，并在 LUT 中建立一个表目，以后进程利用该逻辑设备名 请求 I/O 操作时，便可从 LUT 中得到物理设备名和驱动程序入口地址。 22.在实现后 台打印时， SP00Ling 系统应为请求 I/0 的进程提供哪些服务 ? 1、由输出进程在输出井中为之申请 - -空闲盘
18、块区，并将要打印的数据送入其中 :2、输出进程再为用户进程申请一张空白的用户打印表，并将用户的打印要求填 入其中，再将该表挂到请求打印队列上。 3、一旦打印机空闲，输出进程便从请 求打印队列的队首取出一 -张请求打印表 ,根据表中的要求将要打印的数据从输出 井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。 6 24.引入缓冲的主要原因是什么 ? 答 :缓和 CPU 与 I/0 设备之间速度不匹配的矛盾 :减少对 CPU 的中断频率 :放宽 对中断响应时间的限制 :解决数据力度不匹配的问题 :提高 CPU 和 I/0 设备之间 的并行性。 . 30.磁盘访问时间由哪几部分组成 ?每部分时间应如何计算 ?
19、 答 :磁盘访问时间由寻道时间 Ts、旋转延迟时间 Tr.传输时间 Tt 三部分组成。 (1) Ts 是启动磁臂时间 s 与磁头移动 n 条磁道的时间和，即 Ts=m X n+s。 (2)Tr 是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。硬盘 15000r/min 时 Tr 为 2ms;软盘 300 或600r/min 时 Tr 为 50 100ms。 (3) Tt 是指数据从磁盘读出或向 磁盘写入经历的时间。 Tt 的大小与每次读 /写的字节数 b 和旋转速度有关 : Tt=b/rN。 31.目前常用的磁盘调度算法有哪几种 ?每种算法优先考虑的问题是什么 ? 答 :目前常用的磁盘调度算法有先来先服
20、务、最短寻道时间优先及扫描等算法。 (1)先来先服务算法优先考虑进程请求访问磁盘的先后次序 : (2)最短寻道时间优先算法优先考虑要求访问的磁道与当前磁头所在磁道距离 是否最近 : (3)扫描算法考虑欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑磁头当前的移 动方向。 第七章 2.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。 (1)最低层为对象及其属性说明，主要包括物理文件相关功能，包括文件和目 录、磁盘存储空间等对象。 (2)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，主 要是逻辑文件相关功能。包括文件存储空间管理、文件目录管理、逻辑文件到物理文件的映射、文件读写
21、管理及文件共享与保护等诸多功能。 (3)最高层是文件系统提供给用户的接口，分为命令接口、图形化用户接口、 序接口 (C 语言函数形式 )和等三种类型。 5. 为什么在大多数 OS 中都引入 ”打开 “这一文件系统调用？打开的含义是什么？ （ 1） “打开 ”的引入 当用户要求 对一个文件实施多次读，写或其它操作时，每次都要从检索目录开始。为了避免多次重复地检索目录，在大多数 0S 中都引入了 “打开 ”（ open ）这一文件系统调用，当用户第一次请求对某文件进行操作时，须先利用 open 系统调用将该文件打开。 （ 2） “打开 ”的含义 “打开”是指系统将指名文件的属性（包括该文件在外存上
22、的物理位置），从外存拷贝到内存打开文件表的一个表目中，并将该表目的编号（或称为索引号）返回给用户。 “打开”是在用户和指定文件之间建立起一个连接。此后，用户可通过该连接直接得到文件信息，从而避免了再次通过目录检索文件，即当用户再次向系统发出文件操作请求时，系统根据用户提供的索引号可以直接在打开文件表中查找到文件信息。 7 6.何谓文件逻辑结构 ?何谓文件的物理结构 文件的逻辑结构是指从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，也就是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于物理特性， ;而文件的物理结构则是指文 件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。 14.对目录管理的主要要求是什么
23、? a)实现“按名存取 b)提高对目录的检索速度 c)文件共享 d)允许文件重名 17.何谓路径名和当前目录？ （ 1）路径名（ path name） 在树形结构目录中，从根目录到任何数据文件都只有一条唯一的通路。在该路径上，从树的根（即主目录开始，把全部目录文件名与数据文件名依次地用“，”连接起来，即构成该数据文件唯一的路径名。 （ 2）当前目录 为了提高文件的检索速度，文件系统向用户提供了一个当前正在使用的目录，称为当前目录。 第八章 4.在文件分配表中为什么要引入“簇”的概念？以“簇” 为基本的分配单位有什么好 处？ （ 1）引入 “簇 ”的原因 为了适应磁盘容量不断增 大的需要，在 进
24、行盘块分 再以盘块而是以簇 （ Cluster 基本单位。一个簇应包含扇区的数量与磁盘容量的大小直接有关。 （ 2）以簇作为基本分配单位的好处 能适应磁盘容量不 断增大的情况，还可以减少 FAT 表中的项数（在相同的磁 盘容量下， FAT 表的项数是与簇的大小成反比）占用更少的存储空间，并减少访问 FAT 表的存取开销。 11. 在 UNIX 中，如果一个盘块的大小为 1KB， 每个盘块号占 4 个字节，即每块可放 256 个地址。请转换下列文件的字节 偏移量为物理地址。 (1)9999; (2)18000; (3)420000 答 :首先将逻辑文件的字节偏移量转换为逻辑块号和块内偏移量，就是
25、将 字节偏移量 /盘块大小 ，商为逻辑块号，余数是块内偏移量。在 FCB 中，第 0-9 个地址为直接地址，第 10 个为一次间接地址，第 11 个地址为二次间接地址，第 12 个地址为三次间接地址。 再将文件的逻辑块号转换为物理块号。使用多重索引结构，在索引节点中根据逻辑块号通过直接索引或间接索引找到对应的物理块号。 (1) 9999/1024=9 余 783，则逻辑块号为 9，直接索引第 9 个地址得到物理块号，块内偏移 地址为 783。 (2) 18000/1024=17 余 592，则逻辑块号为 101710+256，通过一 次间接索引在第 10 个地 址可得到物理块号，块内偏移地址为
26、 592。 (3) 420000/1024=410 余 160， 则逻辑块号为 10+256410,通过二次间接索引在第 11 个地址可得到一次间址，再由此得到二次间址，再找到物理块号，其块内偏移地址 160。 . 8 12.什么是索引文件 ?为什么要引入多级索引 ? 答 :索 引文件是指当记录为可变长度时，通常为之建立 一 张索引表，并为每个记录设置一个 表项构成的文件。通常将索引非顺序文件简称为索引文件。索引是为了是用户的访问速度更 快，多级索引结构可以有效的管理索引文件，可根据用户的访问情况多级处理。 16.对空闲磁盘空间的管理常采用哪几种分配方式 ?在 UNIX 系统中采用何种分配方式 ? 答 :空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法。 UNIX 系统采用的是成组链接法
