2015年操作系统复习题

156．下列各种操作的时间中，哪一个不属于活动头硬盘的存取访问时间( )

A.寻道时间 B.旋转延迟时间 C.传送时间 D.定位时间

157. 在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。关于三者说法正确的是( )

A. 控制器控制通道，设备在通道控制下工作 B. 通道控制控制器，设备在控制器控制下工作 C. 控制器和通道分别控制设备 D．控制器控制通道和设备的工作 158. 活动头磁头对磁盘的存取访问过程中，( )所花费的时间最长。

A.寻道时间 B.随具体情况而定 C.旋转定位时间 D.数据传输时间

159. 死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决办法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。下列方法中哪一个破坏了“循环等待”条件( )

A.银行家算法 B.资源有序分配策略 C.剥夺资源法 D.一次性分配策略 160. 系统运行过程中，处理机的状态处于目态或管态变化中，从目态到管态的途径是( )

A.修改程序状态字 B.设置时钟 C.设置访管指令 D.中断

三、简答题

1．什么是高级调度、中级调度和低级调度？

高级调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。

低级调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用CPU，从就绪状态变为运行状态。 中级调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。

2．什么是虚拟存储器，它有什么特点？

虚拟存储器是一种存储管理技术，用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。但是虚拟存储器的容量并不是无限的，它由计算机的地址结构长度所确定，另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。 3．处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？

答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。

进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用CPU。

交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。

4. 何为DMA？通道与DMA有何区别？ 所谓“DMA”，是指“直接存储器存取”的数据传输方式，其最大特点是能使I/O设备直接和内存储器进行成批数据的快速传输。适用于一些高速的I/O设备，如磁带、磁盘等。通道方式与DMA方式之间的区别如下。

（1）在DMA方式下，数据传输的方向、传输长度和地址等仍然需要由CPU来控制。但在通道方式下，所需的CPU干预大大减少。

（2）在DMA方式下，每台设备要有一个DMA控制器。当设备增加时，多个DMA控制器的使用，显然不很经济；但在通道方式下，一个通道可以控制多台设备，这不仅节省了费用，而且减轻了CPU在输入/

输出中的负担。

（3）在DMA方式下传输数据时，是采用“窃取”总线控制权的办法来工作的。因此，CPU与设备之间并没有实现真正的并行工作；在通道方式下，CPU把I/O任务交给通道后，它就与通道就真正并行工作。 5. 试说明系统调用一般性处理过程？

当应用程序中需要操作系统提供服务时，应用程序必须使用系统调用命令。由操作系统捕获到该命令后，便将CPU的状态从用户态转换到系统态，然后执行操作系统中相应的子程序(例程)，完成所需的功能。执行完成后，系统又将CPU状态从系统态转换到用户态，再继续执行应用程序。 6.什么是请求页式管理？能满足用户哪些需要？

答：请求页式管理的基本原理是将逻辑地址空间分成大小相同的页，将存储地址空间分块，页和块的大小相等，通过页表进行管理。页式系统的逻辑地址分为页号和页内位移量。页表包括页号和块号数据项，它们一一对应。根据逻辑空间的页号，查找页表对应项找到对应的块号，块号乘以块长，加上位移量就形成存储空间的物理地址。每个作业的逻辑地址空间是连续的，重定位到内存空间后就不一定连续了。 此外，页表中还包括特征位（指示该页面是否在内存中）、外存地址、修改位（该页的内容在内存中是否修改过）等。

页式存储管理在动态地址转换过程中需要确定某一页是否已经调入主存。若调入主存，则可直接将虚地址转换为实地址，如果该页未调入主存，则产生缺页中断，以装入所需的页。

页式存储管理将不常用的页面调出内存，使内存的利用率高；虚拟的容量大，用户不必担心内存不够；不要求作业连续存放，有效地解决了“碎片”问题。

7. 在段页式虚拟存储系统中，不同进程之间是如何实现程序共享的？

在系统内设置有系统段表，用户段表指向系统段表，系统段表内有当前共享的用户数。当用户进程调入一个程序段之前，先查找系统段表，如果所需段存在，则将共享用户数加一，在将此段登记在用户进程段表中。当进程退出时，共享计数减一，最后一个用户删除共享代码段。 8.试比较内存管理和外存管理的异同点.

答：主要任务：内存管理的主要任务是为多道程序的运行，提供良好的环境；而外存管理的主要任务则是为文件提供存储空间。

基本功能：内存管理的基本功能包含了内存空间的分配、回收、内存保护、对换、内存扩充等方面；而对外存管理的基本功能则只是对外存空间的分配和回收。

分配方式：它们都可采用连续分配或离散分配方式，且都以离散分配方式为主。

分配算法或机制：对于连续分配方式，内存与外存管理中的分配和回收算法类似，主要有首次适应算法、循环首次适应算法等；在离散分配方式中，两者采用的机制不同，内存管理主要是利用页（段）表；而在外存管理中，则主要利用文件分配表FAT。

9.SPOOLing的含义是什么？试述SPOOLing系统的特点、功能以及控制过程。

答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。 SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。 SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入井、输出井组成；它将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。

10. 什么是快表？它在地址转换中起什么作用？

快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。

加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。 11. 什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？

死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，永远不能再继续前进。

产生死锁的必要条件：互斥条件：某段时间内某资源只能由一个进程使用。不剥夺条件：资源在未使用完前，不能被剥夺，由使用进程释放。部分分配（请求和保持）：进程因请求资源而阻塞时，对已分配给它的资源保持不放。环路条件：发生死锁时，有向图必构成一环路。 12．操作系统的作用可表现在哪几个方面？

操作系统的作用主要体现为以下三个方面：（一）作为用户与计算机硬件系统之间的接口，方便用户快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序；（二）作为计算机系统资源的管理者，针对处理器、存储器、外围设备及信息（数据和软件）进行有效的统一管理和控制，提高系统资源利用率和系统吞吐量；（三）作为扩充机器，通过提供处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理、图形化用户接口等功能，为用户提供了一台比裸机功能更为强大且使用更为方便的虚拟机。 13．请详细说明可通过哪些途径预防死锁？

预防死锁具体可通过以下三条途径：1、摒弃“请求和保持”条件，要求要求所有进程一次性申请整个运行过程所需全部资源和进行分配； 2、摒弃“不剥夺”条件，允许进程在需要资源时才提出请求，但在得不到满足时应释放其已占有资源； 3、摒弃“环路等待”条件，要求所有资源按类型进行线性排队，资源请求严格按资源序号递增次序提出。

14．分别解释静态链接、装入时动态链接和运行时动态链接。

所谓静态链接，是指事先对各目标模块进行链接以形成一个完整的装入模块即可执行文件，且以后不再拆开的链接方式。装入时动态链接指目标程序在装入内存时是便装入便链接的，即在装入一个目标模块时，若发生一个外部模块调用，将引起装入程序去找出相应的外部目标模块，并将它装入内存和修正其中的相对地址；该方式便于软件版本的修改和更新及便于实现目标模块为多个应用程序共享。运行时动态链接则指将某些目标模块的链接推迟到执行时根据是否需要再完成，即在执行过程中，若发现一个被调用模块尚未装入内存，应由操作系统去找到该模块，并将它装入内存和连接到调用者模块上。

15. 设备驱动程序通常要完成哪些工作？ 设备驱动程序通常要完成以下工作：（1）将抽象要求转换为具体要求；（2）检查I/O请求的合法性；（3）读出和检查设备的状态；（4）传送必要的参数；（5）设置工作方式；（6）启动I/O设备。 16. 为什么要引入索引分配方式？其主要问题是什么？

链接分配方式（特别是显式链接分配方式）虽然解决了连续分配方式存在的问题，但又出现了另外两个问题：（1）不能支持高效地直接存取，因为若对一个较大的文件进行直接存取，须首先在文件分配表中顺序地查找许多盘块号；（2）文件分配表需占用较大的内存空间。事实上，在打开某个文件时，只须把该文件占用的盘块编号调入内存即可，完全没有必要将整个FAT调入内存。为此，可将每个文件所对应的盘块号集中地存放一个所谓的索引块中，形成一张索引表，而在建立文件时应在其对应目录项中填上指向该索引块的指针。这便是所谓的索引分配方式。（2分）其存在的主要问题是可能要花费较多的外存空间，特别对于小文件来说，关于索引块的利用率是极低的。

17．选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则有那些？

选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则可分为两个方面：从面向用户的角度（与操作系统类型有关）而言，应追求周转时间短（包括平均周转/带权周转时间）、响应时间快以及对实时任务截至时间的保证及

优先权准则；从面向系统的角度来说，应主要遵循系统吞吐量高、处理机利用率好及各类资源的平衡利用等准则。

18．什么是动态重定位？如何实现？

动态重定位是指在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问，自动的、连续的进行地址映射，这种变换是靠硬件地址变换机构实现的。具体实现过程为：当某个进程取得CPU控制权时，OS应负责把该作业程序在主存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次访问存储器时，重定位寄存区的内容将被自动家道逻辑地址中区，经这样变换后，执行结果是正确的。

19．虚拟存储器具有哪些特征？其中最本质的特征是什么？

虚拟存储器具有四方面的特征：1、离散性，即采用离散分配方式；2、多次性，指作业被分成多次调入内存运行； 3、对换性，指允许程序和数据在作业运行过程中换进和换出；4、虚拟性，指能够从逻辑上扩充内存容量。其中，最本质的特征是离散性。 20. 引入缓冲的主要原因是什么？

操作系统引入缓冲机制的主要原因有以下几点：（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；（2）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制；（3）提高CPU与I/O设备之间的并行性。 21. 空闲磁盘空间的管理常采用哪几种方式？UNIX系统采用的是何种方式？

空闲磁盘空间的管理常采用以下几种方法：（1）空闲表法，属于连续分配方式，它与内存管理中的动态分区分配方式相似。（2）空闲链表法，将所有空闲盘区链接成一条空闲链。根据构成链的基本元素不同，可分为空闲盘块链和空闲盘区链。（3）位示图法，利用二进制的一位来表示磁盘中每一个盘块的使用情况，磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应，从而由所有盘块所对应的位构成一个集合，即位示图。（4）成组链接法，结合空闲表法和空闲链表法而形成。UNIX系统采用的是成组链接法。 22. 什么是中断？什么是陷入？二者有何区别？

中断：也称外中断。它指来自CPU执行指令意外的事件的发生，如设备发出的各种I/O结束中断，表示设备输入/输出处理已完成，希望处理机能够向设备发出下一个输入/输出请求，同时让完成输入/输出后的程序继续运行。

陷入：也称为内中断、例外或是异常。它指源自CPU执行指令内部的事件（比如专门的陷入指令，或程序的非法操作码、地址越界、算术溢出、虚存系统的缺页等）所引起的。

区别：中断一般指来自CPU之外的与当前程序运行无关的一类事件，中断可以被屏蔽。陷入则指来自CPU正在执行的指令的与当前程序运行相关的一类事件，陷入不可以被屏蔽。

23. 在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况?应怎样处理这些情况?

a. 回收区与插入点的前一个分区相邻接，此时可将回收区与插入点的前一分区合并，不再为回收分区分 配新表项，而只修改前邻接分区的大小；

b. 回收分区与插入点的后一分区相邻接，此时合并两区，然后用回收区的首址作为新空闲区的首址，大- 小为两者之和；

c. 回收区同时与插入点的前后两个分区邻接，此时将三个分区合并，使用前邻接分区的首址，大小为三 区之和，取消后邻接分区的表项；

d. 回收区没有邻接空闲分区，则应为回收区单独建立一个新表项，填写回收区的首址和大小，并根据其 首址，插入到空闲链中的适当位置.

24. 为什么说分段系统较之分页系统更易于实现信息共享和保护?

a. 对于分页系统，每个页面是分散存储的，为了实现信息共享和保护，则页面之间需要一一对应起来， 为此需要建立大量的页表项；