操作系统50个题目修订版

操作系统操作系统 1 处理机管理有哪些主要功能 主要任务 2 PCB 提供了进程管理所需要的哪些信息 1 进程标识符 进程标识符 2 处理机状态 处理机状态 3 进程调度信息 进程调度信息 4 进程控制信息 进程控制信息 3 说明 DMA 的工作流程 1 CPU1 CPU 需要访问外存时便发送需要访问外存时便发送 2 CPU2 CPU 启动启动 DMADMA 控制器后转向其他处理控制器后转向其他处理 3 DMA3 DMA 控制器负责控控制器负责控 制数据在内存与外设之间传送制数据在内存与外设之间传送 4 4 当当 DCDC 修改为修改为 0 0 时 表示传送结束 由时 表示传送结束 由 DMADMA 向向 CPUCPU 发出中发出中 断请求断请求 4 磁盘访问时间有那几个部分组成 1 寻道时间 启动磁臂的时间寻道时间 启动磁臂的时间 s 与磁头移动与磁头移动 n 条磁道所花费的时间之和条磁道所花费的时间之和 2 旋转延迟时间 是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间旋转延迟时间 是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间 3 传输时间传输时间 指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间 指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间 7 假定某页式管理系统中 主存为 128K 分成 32 块 块号为 0 1 2 31 某作业有 5 块其页号为 0 1 2 3 4 被分别装主存的 3 8 4 6 9 块中 有一逻辑地址为 3 70 试求出 其相应的物理地址 其中方括号中的第一个元素为页号 第二个元素为页内地址 按十进 制计算并画图说明地址变换过程 8 假定某页式管理系统中 主存为 128K 分成 64 块 块号为 0 1 2 63 某作业有 5 块其页号为 0 1 2 3 4 被分别装主存的 3 8 4 6 9 块中 有一逻辑地址为 2 70 试求出 其相应的物理地址 其中方括号中的第一个元素为页号 第二个元素为页内地址 按十进 制计算并画图说明地址变换过程 9 公平调度算法如何做到调度的公平性 查书暂时没有百度到合适答案 公平调度算法如何做到调度的公平性 查书暂时没有百度到合适答案 10 引入挂起状态的原因是什么 它有哪些性质 a 引入挂起状态主要是出于引入挂起状态主要是出于 4 种需要 即引起挂起的原因 种需要 即引起挂起的原因 终端用户的请求 父进程请终端用户的请求 父进程请 求 负荷调节的需要 操作系统的需要 求 负荷调节的需要 操作系统的需要 b 被挂起的进程是处于静止状态 并且不能直接被处理机调度 被挂起的进程是处于静止状态 并且不能直接被处理机调度 11 同步机制应遵循哪些基本规则 为什么 a 空闲让进空闲让进 当无进程处于当无进程处于临界区临界区时 表明时 表明临界资源临界资源处于空闲状态 允许一个请求进入处于空闲状态 允许一个请求进入临临 界区界区的进程立即进入的进程立即进入临界区临界区 以有效利用 以有效利用临界资源临界资源 b 忙则等待忙则等待 当已有进程处于临界区时 表面当已有进程处于临界区时 表面临界资源临界资源正在被访问 因而其他试图进入临正在被访问 因而其他试图进入临 界区的进程必须等待 以保证对临界资源的互斥访问界区的进程必须等待 以保证对临界资源的互斥访问 c 有限等待有限等待 对要求访问临界资源的进程 应保证在有限时间内能进入自己的临界区 以对要求访问临界资源的进程 应保证在有限时间内能进入自己的临界区 以 免陷入免陷入 死等死等 状态状态 d 让权等待让权等待 当进程不能进入自己的临界区时 应立即释放处理机 以免进程陷入当进程不能进入自己的临界区时 应立即释放处理机 以免进程陷入 忙等忙等 状态状态 12 抢占调度方式的原则 1 时间片原则 时间片原则 2 优先级原则优先级原则 3 短进程优先原则 短进程优先原则 13 什么是静态优先权 什么是动态优先权 静态优先级 在创建进程时确定的 且在进程的整个运行期间保持不变静态优先级 在创建进程时确定的 且在进程的整个运行期间保持不变 动态优先级 在创建进程时所赋予的优先权 是可以随进程的推进或随其等待时间的增加动态优先级 在创建进程时所赋予的优先权 是可以随进程的推进或随其等待时间的增加 而改变的 以便获得更好的调度性能 而改变的 以便获得更好的调度性能 14 什么是运行动态链接 有什么优点 运行时动态链接运行时动态链接 这种链接方式 可将某些目标模块的链接 推迟到执行时才进行 即这种链接方式 可将某些目标模块的链接 推迟到执行时才进行 即 在执行过程中 若发现一个被调用模块尚未装入内存时 由在执行过程中 若发现一个被调用模块尚未装入内存时 由 OS 去找到该模块 将它装入去找到该模块 将它装入 内存 并把它链接到调用者模块上 优点 内存 并把它链接到调用者模块上 优点 更加节省内存并减少页面交换 更加节省内存并减少页面交换 DLL 文文 件与件与 EXE 文件独立 只要输出接口不变 即名称 参数 返回值类型和调用约定不变 文件独立 只要输出接口不变 即名称 参数 返回值类型和调用约定不变 更换更换 DLL 文件不会对文件不会对 EXE 文件造成任何影响 因而极大地提高了可维护性和可扩展性 文件造成任何影响 因而极大地提高了可维护性和可扩展性 不同编程语言编写的程序只要按照函数调用约定就可以调用同一个不同编程语言编写的程序只要按照函数调用约定就可以调用同一个 DLL 函数 函数 适用适用 于大规模的软件开发 使开发过程独立 耦合度小 便于不同开发者和开发组织之间进行于大规模的软件开发 使开发过程独立 耦合度小 便于不同开发者和开发组织之间进行 开发和测试 开发和测试 15 画图说明分页系统的地址变换机构 16 描述银行家算法的基本思想 系统中的所有进程放入进程集合 在安全状态下系统受到进程的资源请求后 先把资系统中的所有进程放入进程集合 在安全状态下系统受到进程的资源请求后 先把资 源试探性地分配给它 现在 系统将剩下的可用资源和进程集合中的其它进程还需要的资源试探性地分配给它 现在 系统将剩下的可用资源和进程集合中的其它进程还需要的资 源数作比较 找出剩余资源能满足最大需求量的进程 从而保证进程运行完毕并归还全部源数作比较 找出剩余资源能满足最大需求量的进程 从而保证进程运行完毕并归还全部 资源 这时 把这个进程从进程金额和中删除 归还其所占用的所有的资源 系统的剩余资源 这时 把这个进程从进程金额和中删除 归还其所占用的所有的资源 系统的剩余 资源更多 反复执行上述步骤 最后 检查进程集合 若为空则表明本次申请可行 系统资源更多 反复执行上述步骤 最后 检查进程集合 若为空则表明本次申请可行 系统 处于安全状态 可以真正实施本次分配 否则 只要进程集合非空 系统便处于不安全状处于安全状态 可以真正实施本次分配 否则 只要进程集合非空 系统便处于不安全状 态 本次资源分配暂不实施 让申请资源的进程等待态 本次资源分配暂不实施 让申请资源的进程等待 17 什么是系统安全状态 如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列 P1P1 PnPn 则系统处于安全状态 则系统处于安全状态 18 何谓死锁 产生死锁的原因是什么 必要条件有什么 死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局 当进程处于这种僵持状态死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局 当进程处于这种僵持状态 时 若无外力作用 它们都将无法再向前推进 产生死锁的原因 时 若无外力作用 它们都将无法再向前推进 产生死锁的原因 1 竞争资源 竞争资源 2 进程间推进顺序非法 进程间推进顺序非法 产生死锁的必要条件 产生死锁的必要条件 1 互斥条件 互斥条件 2 请求和保持条件 请求和保持条件 3 不剥夺条件 不剥夺条件 4 环路等待条件 环路等待条件 19 操作系统的作用可表现在哪几个方面 进程管理进程管理 内存管理内存管理 磁盘管理和文件系统磁盘管理和文件系统 还有还有 IO 管理等管理等 20 是什么原因使 os 具有异步性特征 在多道程序环境下 允许多个进程并发执行 但由于资源等因素的限制 进程的执行通常在多道程序环境下 允许多个进程并发执行 但由于资源等因素的限制 进程的执行通常 并非一气呵成 而是以走走停停的方式运行 内存中的每个进程在何时执行 何时暂停 并非一气呵成 而是以走走停停的方式运行 内存中的每个进程在何时执行 何时暂停 以怎样的速度向前推进 每道程序总共需要多少时间才能完成 都是不可预知的 故而作以怎样的速度向前推进 每道程序总共需要多少时间才能完成 都是不可预知的 故而作 业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致 亦即进程是以异步方式运行的 但在业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致 亦即进程是以异步方式运行的 但在 有关进程控制及同步机制等的支持下 只要运行环境相同 作业经多次运行 都会获得完有关进程控制及同步机制等的支持下 只要运行环境相同 作业经多次运行 都会获得完 全相同的结果 因而异步方式是容许的 因此 全相同的结果 因而异步方式是容许的 因此 操作系统操作系统便具有了异步性特征 便具有了异步性特征 21 程序的装入有几种方式 他们分别适用于何种场合 1 1 绝对装入方式 适用于单道程序系统 绝对装入方式 适用于单道程序系统 2 2 可重定位装入方式 适用于分区式存储管理系统 可重定位装入方式 适用于分区式存储管理系统 3 3 动态运行时装入方式 适用于分页 分段式存储管理系统 动态运行时装入方式 适用于分页 分段式存储管理系统 22 所谓进程对换技术 对换 对换 Swapping 技术 磁盘上设置开辟一个足够大的区域 为对换区 当内存中的进 技术 磁盘上设置开辟一个足够大的区域 为对换区 当内存中的进 程要扩大内存空间 而当前的内存空间又不能满足时 则可把内存中的某些进程暂换出到程要扩大内存空间 而当前的内存空间又不能满足时 则可把内存中的某些进程暂换出到 对换区中 在适当的时候又可以把它们换进内存 因而 对换区可作为内存的逻辑扩充 对换区中 在适当的时候又可以把它们换进内存 因而 对换区可作为内存的逻辑扩充 用对换技术解决进程之间的内存竞争 用对换技术解决进程之间的内存竞争 23 试说明改进 clock 置换算法的基本原理 基本原理 在将一个页面换出时 如果该页已被修改过 便须将该页重新写回到磁盘上 基本原理 在将一个页面换出时 如果该页已被修改过 便须将该页重新写回到磁盘上 但如果该页未被修改过 则不必将它写回磁盘上 在改进型算法中 除需考虑页面的使用但如果该页未被修改过 则不必将它写回磁盘上 在改进型算法中 除需考虑页面的使用 情况外 还须再增加一个因素 即置换代价 这样 选择页面换出时 既要是未使用过的情况外 还须再增加一个因素 即置换代价 这样 选择页面换出时 既要是未使用过的 页面 又要是未被修改过的页面 页面 又要是未被修改过的页面 24 请表述分页存储管理方式与分段存储管理方式的主要区别 1 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 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 段是信息的逻辑单位 它含有一组其意义相对完整的信息 分段的目的是为了的利用率 段是信息的逻辑单位 它含有一组其意义相对完整的信息 分段的目的是为了 能更好的满足用户的需要 能更好的满足用户的需要 2 页的大小固定且由系统确定 把逻辑地址划分为页号和页 页的大小固定且由系统确定 把逻辑地址划分为页号和页 内地址两部分 是由机器硬件实现的 因而一个系统只能有一种大小的页面 段的长度却内地址两部分 是由机器硬件实现的 因而一个系统只能有一种大小的页面 段的长度却 不固定 决定于用户所编写的程序 通常由编辑程序在对源程序进行编辑时 根据信息的不固定 决定于用户所编写的程序 通常由编辑程序在对源程序进行编辑时 根据信息的 性质来划分 性质来划分 3 分页的作业地址空间是维一的 即单一的线性空间 程序员只须利用一 分页的作业地址空间是维一的 即单一的线性空间 程序员只须利用一 个记忆符 即可表示一地址 分段的作业地址空间是二维的 程序员在标识一个地址时 个记忆符 即可表示一地址 分段的作业地址空间是二维的 程序员在标识一个地址时 既需给出段名 又需给出段内地址 既需给出段名 又需给出段内地址 24 24 影响页面换人换出效率的因素有哪些 查书 影响页面换人换出效率的因素有哪些 查书 25 什么是程序运行的时间局限性与空间局限性 1 1 时间局限性 如果程序中的某条指令一旦执行 则不久的将来该指令可能再次被执行 时间局限性 如果程序中的某条指令一旦执行 则不久的将来该指令可能再次被执行 如果某个存储单元被访问 则不久的将来该存储单元可能再次被访问 产生时间局限性的如果某个存储单元被访问 则不久的将来该存储单元可能再次被访问 产生时间局限性的 典型原因是在程序中存在着大量的循环操作 典型原因是在程序中存在着大量的循环操作 2 2 空间局限性 一旦程序访问了某个存储单元 则在不久的将来 其附近的存储单元也 空间局限性 一旦程序访问了某个存储单元 则在不久的将来 其附近的存储单元也 最有可能被访问 即程序在一段时间内所访问的地址 可能集中在一定的范围内 产生空最有可能被访问 即程序在一段时间内所访问的地址 可能集中在一定的范围内 产生空 间局限性的典型原因是程序是顺序执行的 间局限性的典型原因是程序是顺序执行的 26 试说明设备控制器的组成 控制器是整个控制器是整个 CPU 的指挥控制中心 由指令寄存器 程序计数器和操作控制器三个部件的指挥控制中心 由指令寄存器 程序计数器和操作控制器三个部件 组成组成 27 设备驱动程序具有的特点是什么 1 1 驱动程序主要是指在请求驱动程序主要是指在请求 I OI O 的进程与设备控制器之间的一个通信和转换程序 的进程与设备控制器之间的一个通信和转换程序 2 2 驱动程序与设备控制器和驱动程序与设备控制器和 I OI O 设备的硬件特性紧密相关 因而对不同类型的设备应配置不设备的硬件特性紧密相关 因而对不同类型的设备应配置不 同的驱动程序 同的驱动程序 3 3 驱动程序与驱动程序与 I OI O 设备所采用的设备所采用的 I OI O 控制方式紧密相关 控制方式紧密相关 4 4 由于驱动由于驱动 程序与硬件紧密相关 因而其中的一部分必须用汇编语言书写 程序与硬件紧密相关 因而其中的一部分必须用汇编语言书写 28 如何实现设备的独立性 为了实现设备的独立性 应引入逻辑设备和为了实现设备的独立性 应引入逻辑设备和物理设备物理设备两个概念 在应用程序中 使用逻辑两个概念 在应用程序中 使用逻辑 设备名称来请求使用某类设备 而系统执行时 是使用物理设备名称 鉴于设备名称来请求使用某类设备 而系统执行时 是使用物理设备名称 鉴于驱动程序驱动程序是一是一 个与硬件 或设备 紧密相关的软件 必须在驱动程序之上设置一层软件 称为设备独立个与硬件 或设备 紧密相关的软件 必须在驱动程序之上设置一层软件 称为设备独立 性软件 以执行所有设备的公有操作 完成逻辑设备名到物理设备名的转换 为此应设置性软件 以执行所有设备的公有操作 完成逻辑设备名到物理设备名的转换 为此应设置 一张逻辑设备表 并向一张逻辑设备表 并向用户层用户层 或文件层 软件提供统一接口 从而实现设备的独立性 或文件层 软件提供统一接口 从而实现设备的独立性 29 可采用哪几种方式将磁盘缓存的数据传送给请求者进程 30 请求分页系统中产生 抖动 的原因 在计算机操作系统的抖动 又叫颠簸 如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最在计算机操作系统的抖动 又叫颠簸 如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最 小值 进程的运行将很频繁地产生缺页中断 这种频率非常高的页面置换现象称为抖动 小值 进程的运行将很频繁地产生缺页中断 这种频率非常高的页面置换现象称为抖动 在请求分页存储管理中 可能出现这种情况 即对刚被替换出去的页 立即又要被访问 在请求分页存储管理中 可能出现这种情况 即对刚被替换出去的页 立即又要被访问 需要将它调入 因无空闲内存又要替换另一页 而后者又是即将被访问的页 于是造成了需要将它调入 因无空闲内存又要替换另一页 而后者又是即将被访问的页 于是造成了 系统需花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换 致使系统的实际效率很低 严重导系统需花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换 致使系统的实际效率很低 严重导 致系统瘫痪 这种现象称为抖动现象 致系统瘫痪 这种现象称为抖动现象 31 考虑下面访问串 1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 3 6 假定有 4 个页块 应用 lru 页面替换算法 计算会出现多少次缺页中断 注意所给的页块 初始均为空 因此首次访问一页就会发生缺页中断 32 考虑下面访问串 1 6 3 4 2 1 5 6 2 5 2 3 7 6 3 2 1 3 6 假定有 5 个页块 应用 lru 页面替换算法 计算会出现多少次缺页中断 注意所给的页块 初始均为空 因此首次访问一页就会发生缺页中断 34 34 设备中断处理程序的主要工作有哪些 看书 设备中断处理程序的主要工作有哪些 看书 35 是什么原因使 OS 具有异步性特征 36 试说明 SPOOLING 系统的组成 输入井和输出井 在磁盘上的两个存储空间 输入井模拟脱机输入 暂存输入数据 输入井和输出井 在磁盘上的两个存储空间 输入井模拟脱机输入 暂存输入数据 输出井模拟脱机输出 暂存输出数据 输出井模拟脱机输出 暂存输出数据 输入缓冲区和输出缓冲区 用来缓和输入缓冲区和输出缓冲区 用来缓和 CPUCPU 与磁盘之间的速度的矛盾 与磁盘之间的速度的矛盾 输入进程输入进程 SPiSPi 和输出进程和输出进程 SpoSpo 模拟脱机 模拟脱机 I OI O 时的外围控制机 时的外围控制机 37 试说明文件系统模型中的三个层次内容 第一层 对象及其属性说明 文件 目录 硬盘或磁带存储空间 第一层 对象及其属性说明 文件 目录 硬盘或磁带存储空间 第二层 对对象操纵和管理的软件集合 第二层 对对象操纵和管理的软件集合 I OI O 控制层即设备驱动程序 基本文件系统即物控制层即设备驱动程序 基本文件系统即物 理理 I OI O 层 基本层 基本 I OI O 管理程序或文件组织模块层 逻辑文件系统层 管理程序或文件组织模块层 逻辑文件系统层 第三层 文件系统接第三层 文件系统接 口 命令接口口 命令接口 图形化用户接口与程序接口 图形化用户接口与程序接口 38 试描述进程中的三种基本状态及其转换 1 就绪 就绪 执行处于就绪状态的进程 当进程调度程序为之分配了处理机后 该进程便执行处于就绪状态的进程 当进程调度程序为之分配了处理机后 该进程便 由就绪状态转变成执行状态 由就绪状态转变成执行状态 2 执行 执行 就绪处于执行状态的进程在其执行过程中 因就绪处于执行状态的进程在其执行过程中 因 分配给它的一个时间片已用完而不得不让出处理机 于是进程从执行状态转变成就绪状态 分配给它的一个时间片已用完而不得不让出处理机 于是进程从执行状态转变成就绪状态 3 执行 执行 阻塞正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时 便从执行状态阻塞正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时 便从执行状态 变成阻塞状态 变成阻塞状态 4 阻塞 阻塞 就绪处于阻塞状态的进程 若其等待的事件已经发生 于是就绪处于阻塞状态的进程 若其等待的事件已经发生 于是 进程由阻塞状态转变为就绪状态 进程由阻塞状态转变为就绪状态 39 在计算机系统中操作系统处于什么地位 操作系统在计算机系统中占有特殊重要的位置 所有其他软件都建立在操作系统基础上 操作系统在计算机系统中占有特殊重要的位置 所有其他软件都建立在操作系统基础上 并得到其支持和服务 操作系统是支撑各种应用软件的平添 用户利用操作系统提供的命并得到其支持和服务 操作系统是支撑各种应用软件的平添 用户利用操作系统提供的命 令和服务操纵和使用计算机 可见 操作系统实际上是一个计算机系统硬件 软件资源的令和服务操纵和使用计算机 可见 操作系统实际上是一个计算机系统硬件 软件资源的 总指挥部 操作系统的性能决定了计算机系统的安全性和可靠性 总指挥部 操作系统的性能决定了计算机系统的安全性和可靠性 40 下表给出作业 1 2 3 的提交时间和运行时间 采用先来先服务调度算法和短作业优先调 度算法 试问作业调度次序和平均周转时间各为多少 时间单位 小时 以十进制进行 计算 作业号 提交时间 运行时间 1 2 3 0 0 0 4 1 0 8 0 4 0 1 0 41 进程进入临界区的调度原则是什么 如果有若干进程要求进入空闲的临界区 一次仅允许一个进程进入 如果有若干进程要求进入空闲的临界区 一次仅允许一个进程进入 任何时候 处于临界区内的进程不可多于一个 如已有进程进入自己的临界区 则其它任何时候 处于临界区内的进程不可多于一个 如已有进程进入自己的临界区 则其它 所有试图进入临界区的进程必须等待 所有试图进入临界区的进程必须等待 进入临界区的进程要在有限时间内退出 以便其它进程能及时进入自己的临界区 进入临界区的进程要在有限时间内退出 以便其它进程能及时进入自己的临界区 如果进程不能进入自己的临界区 则应让出如果进程不能进入自己的临界区 则应让出 CPU 避免进程出现 避免进程出现 忙等忙等 现象 现象 42 是否所有的共享资源都是临界资源 为什么 临界资源和临界区 一次只允许一个进程使用的共享资源称为临界资源 如打印机 公共临界资源和临界区 一次只允许一个进程使用的共享资源称为临界资源 如打印机 公共 变量等 而在并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区 对临界区的访问必须是互变量等 而在并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区 对临界区的访问必须是互 斥进行 进程进入临界区要满足一定的条件 以保证临界资源的安全使用 系统的正常运斥进行 进程进入临界区要满足一定的条件 以保证临界资源的安全使用 系统的正常运 行 即对临界区的管理就遵循以下三个原则 行 即对临界区的管理就遵循以下三个原则 1 当有若干进程要求进入它们的临界区 当有若干进程要求进入