操作系统简答题

6．文件存储空间的管理实质上是空闲块的组织和管理问题。常用的文件存储设备的管理方法有三种：空闲文件目录、空闲块链和位示图。空闲文件目录的管理方法就是把文件存储设备上的空闲块的块号统一放在一个称为空闲文件目录的物理块中，其中空闲文件目录的每一个表项对应一个由多个空闲块组成的空闲区。该方法的优点是实现简单，适用于连续文件结构的文件存储区的分配和回收；缺点是由于回收时不进行合并，所以使用该方法容易产生大量的小块空闲区。空闲块链管理方法是把文件存储设备上的空闲块链接在一起，从链头分配空闲块，把回收的空闲块插入到链尾。该方法的优点是不占用额外的空间，其缺点是实现比较复杂。

7．死锁是两个或两个以上的进程永无休止的相互等待对方所占有的系统资源，每个进程都因为得不到对方对方所占有的系统资源，从而自己又不能释放对方所需要的资源。阻塞是因申请某个系统资源而暂时得不到时的一种等待状态，一旦某个进程释放了它所需要的资源，则立即分配给该等待的进程，该进程立即被唤醒进入就绪队列。它是发生在单个进程中的一种暂时现象。

8．作业的生存周期可以分为：提交、后备、执行和完成等四个基本状态。进程的生存周期可以分为：就绪、运行和等待等三个基本状态。作业调度是宏观调度，其主要任务是从辅存中选择一个处于后备状态的作业调入内存并创建进程，使之处于执行状态；而进程调度则是从就绪队列中选择一个进程调入CPU去执行，即真正获得了CPU的使用权，所以它是微观调度。

9．可以交换V操作的顺序，但不能交换P操作的顺序，如果交换P操作的顺序有可能发生死锁。例如在生产者过程中，若交换了P操作的顺序，则当有界缓冲区已放满产品，无空位置时，因为先对公用信号量作P操作后，进程已经进入了临界区，但又没有可生产的缓冲区，生产者进程处于等待消费者进程释放缓冲区；而消费者进程又因为生产者进程已经占用了公用信号量而无法进入临界区，又处于等待生产者进程释放临界区的状态。于是生产者进程和消费者进程处于相互等待状态，谁也无法改变这种状态，所以系统出现了死锁。

．(1)设p1和P2两进程共用一缓冲区Buf,P1向Buf写信息,P2从Buf中读出信息,算法

描述如图1所示。

(2)设A1和A2为两并发进程,它们共享一临界资源,执行算法见图2. P1进程 P2进程 A1进程 A2进程 P(S2) P(S1) P(S) 从Buf读出信息 CSA1 CSA2 向Buf写信息 V(S)

V(S1) V(S2) S的初值为0 S1,S2的初值为1 图 1 图 2

图1有错,因为(1)是同步问题,所以它应给A和B两个进程分别设置两个私有信号灯:SA表示缓冲区是否空闲,若空闲则向缓冲区中写信息,否则不写;SB表示缓冲区中有无可取信息,若有可取的信息则读,否则不读。所以SA的初始值为1(表示缓冲区空);SB的初始值为0(表示开始无信息读)。修改如图（3）。图2有错,因为(2)是互斥问题,所以只需设置一个信号灯(公用):S的初值为1,修改如图（4）。A进程 B进程 A进程 B进程 P(SA) P（SB） P（S） P(S)

向Q写信息 从Q中读出信息 CSA CSB

V(SB) V（SA） V(S) V(S) SA的初值为1，SB的初值为0 S的初值为1 图 3 图 4 10

11 操作系统的职能是有效的管理好计算机系统所拥有的硬件资源和软件资源，合理的组织计算机系统的工作流程，为用户使用计算机系统提供一个良好的工作环境和友好的接口。计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源，通常可将其划分为四大类：中央处理机(CPU)、存储器、输入/输出设备和文件系统。对这四大资源的管理是计算机操作系统的主要功能之一。

12 批处理系统的主要特征是：用户脱机使用、成批处理、多道程序运行。 分时系统的主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。

实时系统的主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、

资源利用率低。

13多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正的同时执行多个作业；而多重处理系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。

14讨论操作系统可以从以下角度出发:1)操作系统是计算机资源的管理者;2)操作系统为

用户提供使用计算机的界面;3)用进程管理观点研究操作系统,即围绕进程运行过程来讨论操作系统。

上述这些观点彼此并不矛盾，只不过代表了同一事物（操作系统）站在不同的角度

来看待。每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。

15 计算机操作系统的重要功能之一是对硬件资源的管理。因此设计计算机操作系统时

应考虑下述计算机硬件资源： 1)CPU与指令的长度及执行方式； 2)内存、缓存和高速缓存等存储装置；

3)各类寄存器，包括各种通用寄存器、控制寄存器和状态寄存器等； 4)中断机构；

5)外部设备与I/O控制装置；

6)内部总线与外部总线； 7)对硬件进行操作的指令集。

16 解：终端处理程序，主要用于实现人机交互，为此它应具有以下功能： (1)接收从终端键入的字符，并将它传送给用户程序； (2)暂存从终端键入的字符；

(3)回送显示(回显)，即每当用户从键盘打入一个字符后，终端处理程序便将该字

符送屏幕显示；

(4)屏幕编辑 ；

(5)对若干特殊字符进行及时处理中断字符。

17 解：主要有以下差别：

1)运行在不同的系统状态 一般的过程调用，其调用和被调用的过程或者都使用子

程序，或者都是系统程序，故都运行在同一系统状态下：系统态或用户态。系统调用的调用过程是用户程序，它运行在用户态；其被调用过程是系统过程，运行在系统态下。

2)通过软中断进入 一般的过程调用可直接由调用过程转向被调用过程；而执行系

统调用时，由于调用和被调用过程是处于不同的系统状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，而通常都是通过软中断机制，先进入OS核心，经核心分析后，才能转向相应的命令处理程序。

3)返回问题 对于一般的过程调用，在被调用过程执行完成后，将返回到调用过程

继续执行。然而，在采用了抢占式剥夺调度方式的系统中，在被调用过程执行完后，要对系统中所有要求运行的进程进行优先权的分析。当调用进程仍具有最高优先权时，才返回到调用进程继续执行；否则，将引起重新调度，以便让优先权最高的进程优先执行。此时，将把调用进程放入就绪队列。

18 解：命令解释程序的主要作用是，在屏幕上产生提示符，请用户输入命令，然后读

入命令、识别命令、转到相应的命令处理程序入口地址，再把控制权交给该处理程序去执行，并将处理结果送屏幕上显示，或显示某些出错信息。