操作系统的复习资料.doc

1. 试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。资源静态分配策略要求每个过程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后，该进程才开始执行。这样，进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一“占有并等待条件”，从而防止死锁的发生。2. 试描述中断的处理过程CPU执行完一条指令后，下一条指令的逻辑地址存放在cs和eip这对寄存器中。在执行新指令前，控制单元会检查在执行前一条指令的过程中是否有中断或异常发生。如果有，控制单元就会抛下指令，进入下面的流程：1. 确定与中断或异常关联的向量i (0i255)2. 寻找向量对应的处理程序3. 保存当前的“工作现场”，执行中断或异常的处理程序4. 处理程序执行完毕后，把控制权交还给控制单元5. 控制单元恢复现场，返回继续执行原程序3. 简述多道到程序设计的概念多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互交替地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时(如等待外部设备传输数据)，管理程序便将内存中的另一道程序投入运行，这样可以使CPU及各外部设备尽量处于忙碌状态，从而大大提高了计算机的使用效率。4. 为什么文件系统要具有为文件分配存储空间的能力要把文件保存到存储介质上时，必须要记住哪些存储空间已经被占用，哪些存储空间是空闲之，文件只能够保存到空闲之空间去，否则会破坏已经保存之信息。5. 描述SPOOLING系统试如何模拟脱机外围设备操作的。预输入程序模拟控制输入之外围机；缓输出程序模拟控制输出之外围机；输出井和输出井模拟脱机外围设备操作之两个磁盘。6. 进程间同步和互斥的含义是什么？互斥：排它性访问即竞争同一个物理资源而相互制约。同步：进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。 7. 产生死锁的原因是什么？产生死锁的根本原因是竞争资源和进程推进顺序非法。8. 什么是缓冲？为什么要引入缓冲？缓冲：是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。原因：在设备管理中，引入缓冲的原因可归结为：1 缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾；2 减少中断CPU的次数，放宽对中断响应的要求；3提高CPU、通道和I/O设备间的并行性，从而使系统的资源利用率及吞吐量增高。9. 什么是虚拟设备？为什么在操作系统中引入虚拟设备? 通过虚拟技术将一台独占设备虚拟成多台逻辑设备,供多个用户进程同时使用, 通常把这种经过虚拟的设备称为虚拟设备.在操作系统设备管理中，引入虚拟设备是为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，从而提高设备的利用率。10. 简述设备的分配过程设备分配程序要用到系统设备表、设备控制表、控制器控制表和通道控制表。设备分配时要考虑到设备的固有属性、分配的算法、防止死锁以及用户程序与实际使用的物理设备无关等特性。设备分配的过程主要是:(1)从系统设备表SDT中找到需要的物理设备的设备控制表DCT;(2)若设备闲，则分配，然后从设备控制表DCT中找到控制器控制表指针所指出的控制器控制表COCT;(3)若控制器闲，则分配，然后从控制器控制表COCT中找到通道控制表指针所指出的通道控制表CHCT;(4)根据通道控制表CHCT中的状态信息来判断是否可以启动I/O设备传送信息，若闲则可以，若忙则把该进程插入到等待通道的队列中去。11. 有几种I/O控制方式？各有何特点。I/O控制方式有四种，即程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道控制方式。(1)程序直接控制方式。优点是控制简单，也不需要多少硬件支持。但CPU和外设只能串行工作，且CPU的大部分时间处于循环测试状态，使CPU的利用率大大降低;CPU在一段时间内只能和一台外设交换数据信息，从而不能实现设备之间的并行工作:由于程序直接控制方式依靠测试设备状态标志来控制数据传送，因此，无法发现和处理因设备或其他硬件所产生的错误。制方式只适用于那些CPU执行速度较慢且外设较少的系统。(2)中断控制方式。优点是能实现CPU与设备以及设备与设备间的并行操作，CPU的利用率较程序直接控制方式大大提高。但由于I/O控制器的数据缓冲寄存器装满数据后将会发出中断且数据缓冲寄存器通常较小，因此在一次数据传送过程中发生中断次数较多而耗去大量CPU时间;如果系统中配置的外设数目较多，且都以中断方式进行并行操作，则可能耗去大量CPU时间或因CPU来不及处理而造成数据丢失。(3)DMA方式。 与中断控制方式比，DMA方式是在一批数据传送完成后中断CPU，从而大大减少了CPU进行中断处理的次数，且DMA方式下的数据传送是在DMA控制器控制下完成的。但DMA方式仍有一定的局限，如对外设的管理和某些操作仍由CPU控制，多个DMA控制器的使用也不经济。(4)通道控制方式。 通道是一个专管输入/输出控制的处理机。在通道控制方式下，CPU只需发出I/O指令，通道就能完成相应的I/O操作，并在操作结束时向CPU发出中断信号;同时一个通道还能控制多台外设。但是，通道价格较高，从经济的角度出发不宜过多使用。12. DMA和通道方式有什么不同。DMA方式中，在DMA控制器控制下，设备和主存之间可成批地进行数据交换，而不用CPU千预。这样既大大减轻了CPU的负担，也使I/O数据传送速度大大提高。这种方式应用于块设备的数据传输。通道控制方式与DMA控制方式类似，也是一种以内存为中心，实现设备与内存直接交换数据的控制方式。在通道控制方式中，CPU只需发出启动指令，指出通道相应的操作和I/O设备，该指令就可启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道指令执行。与DMA方式相比，通道方式所需的CPU千预更少，且可以做到一个通道控制多台设备，从而更进一步减轻了CPU的负担。13. 一台计算机有8台磁带机。它们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。请问N为多少时没有死锁危险，并说明原因。当N取不大于3的正整数时，系统没有死锁的危险。因为当N=1或2时，最多需要6台磁带机，系统不会发生死锁。当N=3时，最坏情况是3个进程都需要3个磁带机，且每个进程都已拥有2个磁带机，但此时系统还有2台未分配的磁带，能满足其中两个进程的资源请求，使进程顺利推进后再释放资源，此时另外1个进程因为得到被释放的磁带机而能够获得足够的磁带机，也可以顺利执行，不会发生死锁。1.在计算机系统中配置操作系统的主要目的是（提高系统资源的利用率）。操作系统的主要功能是管理 计算机系统中的（资源），其中包括（存储器）、（处理机），以及文件和设备。这里的（处理机）管 理主要是对进程进行管理。2.操作系统有多种类型：允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（分时操作系统）；允许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为（批处理操作系统）；在（实时操作系统）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应；在IBMPC机上的操作系统称为（微机操作系统）。3.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（交互性和响应时间）；在设计批处理操作系统时，先要考虑的是（周转时间和系统吞吐量）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（实时性和可靠性）。4.分时系统的响应时间（及时性）主要是根据(用户所能接受的等待时间)确定的，而试试系统的响应时间则是由（控制对象所能接受的时延）确定的。5.采用（微内核）结构时，将OS分成用于实现OS最基本功能的内核和提供各种服务的服务器两个部分。通常，下列模块中必须包含在操作系统内核中的是（中断处理）模块。6.在3.X版本以前的MSDOS是（单用户单任务）操作系统，Windows95是（单用户多任务）操作系统，WindowsXP是（多用户多任务）操作系统，它们都是由（Microsoft公司）开发的。7.下面8个系统中，必须是实时操作系统的有（ ABCGH ） A计算机辅助设计系统；B 航空定票系统；C 过程控制系统；D 机器翻译系统；E 办公自动化系统；F 计算机激光照排系统；G情报检索系统；H导弹的制导系统在操作系统中实现虚拟的关键技术是什么？并加以说明。 操作系统中所谓的”虚拟“，是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物，相应的用于实现虚拟的技术称为虚拟技术。在操作系统中利用了多种虚拟技术分别用来实现虚拟处理机、虚拟内存、虚拟外设和虚拟信道等。虚拟的实现主要是通过分时技术，例如，多道程序系统中，通过分时技术来实现虚拟处理机；将一台物理处理机虚拟为多台逻辑上的处理机，是靠多道程序分时地使用同一台物理处理机来实现的。微观上，该处理机在每一时刻只运行一道程序，它们分时地运行；然而在宏观上，系统中确有几道程序在同时运行，从而给用户的感觉是系统中同时同时有多台处理机在为其中的每一道程序服务，显然用户所感觉到的处理机并不实际存在。 试从交互性、及时性以及可靠性三个方面，比较分时系统与实时系统。P11同时性：两者都具有同时性。分时系统按分时原则为多个终端用户服务，而实时控制系统是对多路的现场信息进行采集以及对多个执行机构进行控制。 独立性：两者都具有独立性。在分时系统中每个终端用户向系统提出的服务请求是彼此独立进行的。而在实时控制系统中，信息的采集和控制也是彼此独立进行的。及时性：分时系统的响应时间是以人能够接受的等待时间为标准的，而实时控制系统对响应时间要求比较严格，它是以控制过程或信息处理中所能接受的延迟为标准。交互性：分时系统能够使用户和系统进行人-机对话。实时系统也具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中的某些特定的专用服务程序。可靠性：实时系统要求系统可靠性要比分时系统高。在实时系统中往往采用多级容错措施来保证系统的安全及数据的安全。1.什么是虚拟存储器？它有哪些基本特征？答：在具有层次结构存储器的计算机系统中，采用自动实现部分装入和部分对换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。实际上虚拟存储器是为扩大主存而采用的一种设计技巧，虚拟存储器的容量于主存大小没有直接关系，而受限于计算机的地址结构及可用的辅助存储器的容量。虚拟存储器有以下特征：1、多次性；2、对换性；3、虚拟性；1.操作系统的主要特征有三个（）、（）、（）。.多路性、交互性、独占性2.采用多道程序设计技术能充分发挥（）和（）并行工作的能力。CPU、外设3.死锁产生的必要条件有四个，即（）、（）、（）、（）互斥条件、不剥夺条件、部分分配、环路等待条件4.操作系统为用户提供两个接口。一个是（），用户利用它来组织和控制作业的执行或管理计算机系统。另一个是（），编程人员使用它们来请求操作系统提供服务。命令接口、程序接口5.设备管理中采用的数据结构有（系统设备表）、（设备控制表）、（控制器控制表）、（通道控制表）等四种。6.常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、（）、（）。DMA方式、通道方式7.磁盘是一种（）存取设备，磁盘在转动时经过读/写磁头所形成的圆形轨迹称为（）。直接、磁道8.在文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是（）.顺序文件9.访问磁盘时间由三部分组成，即（）、（）和（）寻道时间、旋转延迟时间、传输时间10.文件的结构就是文件的组织形式，从用户观点出发所看到的文件组织形式称为文件的（）；从实现观点出发，文件在外存上的存放组织形式称为文件的（）。逻辑结构、物理结构1 用（ 位示图 ）指示磁盘空间使用情况时，其中的每一位与一个（ 磁盘块 ）对应。2存储介质上连续信息所组成的一个区域称为（ 块 ），它时存储设备与主存之间信息交换的物理单位。3 空闲块表中每个登记项记录一组连续空闲块的（首块号 ）和（ 块数 ）4 空闲块的链接方式有（ 单块链接 ）和（成组链接 ）5 实现按名存取后，为保证文件的安全，文件系统提供（文件操作）供用户向系统提出使用文件的要求。6 组织成（ 链接结构 ）和（索引结构 ）形式的物理文件，文件信息可以存放在不相邻的物理块上。5.设备管理中采用的数据结构有（系统设备表）、（设备控制表）、（控制器控制表）、（通道控制表）等四种。6.常用的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、（）、（）。DMA方式、通道方式7文件在存储介质上组织方式称为文件的（ 存储结构 ）或称（物理文件 ）8 文件的安全性体现在文件的（保护 ）和文件的（保密 ）两个方面9 文件系统主要管理计算机系统的软件资源，包括对各种（ 系统程序 ）