发布时间 : 星期二 文章操作系统期末复习题及答案1更新完毕开始阅读7f0fe6ef844769eae109edc5
管理等信息。
5(进程的生存周期包括哪三个基本状态，作业调度与进程调度的主要区别是什么?
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。
6(解释??操作的含义及其信号量的物理意义。
(信号量又称信号灯?其值只能由P、V操作加于改变。当信号量S>0时，表示该类可用资源的个数，作一次P（S）操作，S-1→S，表示进程申请分配一个该类资源，于是可用资源数减少一个，当S<=0时，表示无可用资源，这时作一次P（S）操作，S-1→S<0，表示申请分配一个该类资源的进程因得不到可用资源而被阻塞，进入等待该类资源的等待队列，这时|S|表示等待该类资源的等待队列中进程的个数。作一次V（S）操作，表示其进程释放一个它所占有的资源，所以作S+1→S，这时若等待该类资源的等待队列中有进程，则立即分配给它，（并立即被唤醒进入就绪队列）于是等待该类资源的等待队列中的进程数减少一个。
7.多道程序(multipropramming)和多重处理(multirocessing)有何区别?
(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。
8.存储管理的主要功能是什么?
(存储管理的主要功能包括以下几点:
(1)在硬件的支持下完成统一管理内存和外存之间数据和程序段自动交换的虚拟存储器功能。
(2)将多个虚存的一维线性空间或多维线性空间变换到内存的唯一的一维物理线性地址空间。
(3)控制内外存之间的数据传输。 (4)实现内存的分配和回收。 (5)实现内存信息的共享与保护。
9.什么是陷阱?什么是软中断?试述中断、陷阱和软中断之间的异同。 (解：陷阱支出立即和内存内部产生的中断，它包括程序运算引起的各种错误，如地址非法、校验错、页面失效。存取访问控制错、从用户态到核心态的切换等都是陷阱的例子。 软中断是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式。
除了在优先级的设置方面有区别之外，中断和陷入还有如下主要区别：(1) 陷入通常由处理机正在执行的现行指令引起?而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。
(2) 陷入处理程序提供的服务为当前进程所用，而中断处理程序提供的服务则不是为当前进程的。
(3) CPU在执行完一条指令之后，下一条指令开始之前响应中断，而在一条指令执行中也可以响应陷入。例如执行指令非法时，尽管被执行的非法指令不能执行结束，但CPU仍可
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对其进行处理。
10.UNIX系统有什么特点? (UNIX的主要特点是?
(1)精巧的核心与丰富的实用层 UNIX系统在结构上分成内核层和实用层。核心层小巧，而实用层丰富。核心层包括进程管理、存储管理、文件系统几个部分。UNIX核心层设计得非常精干简洁?其主要算法经过反复推敲?对其中包含的数据结构和程序进行了精心设计。因此，其核心层只需占用很小的存贮空间，并能常驻内存，以保证系统以较高的效率工作。 (2)使用灵活的命令程序设计语言SHELL
(3)UNIX系统采用树型目录结构来组织各种文件及文件的目录。这样的组织方式有利于辅存空间分配及快速查找文件，也可以为不同用户的文件提供文件共享和存取控制的能力?且保证用户之间安全有效的合作。
(4)UNIX将外部设备与文件一样看待，外部设备如同磁盘上的普通文件一样被访问、共享和保护。用户不必区分文件与设备?也不需要知道设备的物理特性就能访问它。这样在用户面前?文件的概念简单了，使用也方便了。
(5)UNIX系统的所有实用程序和核心的90%代码是用C语言写成的，这使得UNIX成为一个可移植的操作系统，从而又带来了应用程序的可移植性。
11.批处理、分时和实时系统的特征?
(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。
12.什么是进程间的互斥?什么是进程间同步? (进程见得互斥是指：一组并发进程中的一个或多个程序端，因共享某一公有资源而导致它们必须以一个不许交叉执行的单位执行，即不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区。
进程间的同步是指?异步环境下的一组并发进程因直接制约相互发送消息而进行互相合作、互相等待，是各进程按一定的速度执行的过程。
13. 设备分配的原则是什么?
(解：设备分配的原则是根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。设备分配的总原则是既要充分发挥设备的使用效率，尽可能的让设备忙，但又要避免由于不合理的分配方法造成进程死琐，另外还要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来，即用户程序面队的是逻辑设备，而分配程序将在系统把逻辑设备转换成物理设备之后，再根据要求的物理设备号进行分配。
14. 常用的文件存储设备的管理方法有哪些?试述主要优缺点。 (解：文件存储设备的管理实质上是一个空闲块的组织和管理问题。有三种不同的空闲块管理方法。即空闲文件目录，空闲块链和位示图。
空闲文件目录管理方法就是把文件存储设备中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于一个由多个空闲块构成的空闲区。该方法实现简单，适于连续文件结构的文件存储区的分配与回收。但是由于回收时不进行
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合并，所以使用该方法容易产生大量的小空闲区。
空闲块链法把文件存储设备上的所有空闲块链接在一起，从链头分配空闲块，把回收空闲块插入到链尾。该方法不占用额外的空间，但实现复杂。
位示图法是从内存中划出若干字节，每个比特位对应于一个物理块的使用情况。如果该位为0则表示对应的是空闲块，为1则表示对应物理块已分配出去。位示图在查找空闲块时无须启动，但要占用空间。
15. 段页式管理的主要缺点是什么?有什么改进办法? (段页式管理的主要缺点是对内存中指令数据进行存取时，至少需要对内存进行三次以上的访问。第一次是由段表地址寄存器取段表始址后访问段表?由此取出对应段的页表在内存中的地址。第二次则是访问页表得到所要访问的指令或数据的物理地址。只有在访问了段表之后，第三次才能访问真正需要访问的物理单元。显然，这将大大降低CPU执行指令的速度。
改进办法是设置快速联想寄存器。在快速联想寄存器中，存放当前最常用的段号s，页号p和对应的内存页面地址与其它控制项。当需要访问内存空间某一单元时，可在通过段表、页表进行内存地址查找的同时，根据快速联想寄存器查找其段号和页号。如果所要访问的段或页的地址在快速寄存器中，则系统不再访问内存中的段表、页表而直接把快速联想寄存器中的值与页内相对地址d拼接起来得到内存地址。
16. 系统调用的执行过程分可分为哪几步? (系统调用的执行过程分成以下几步： (1)设置系统调用号和参数 (2)系统调用命令的一般性处理
(3)系统调用命令处理程序做具体处理。
17. 请说明在生产者?消费者问题的描述中?P操作颠倒会产生死锁吗?为什么?
(如果将生产者执行的两个P操作顺序颠倒，会产生死锁。因为，在这种情况下，当缓冲区都为满时，生产者仍可顺利执行P(mutex)操作，于是它获得了对缓冲区的存取控制权。然后，当它执行P(mutex)操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。能够将这个生产者进程释放的唯一途径是消费者从缓冲区取出了一个产品，并执行V(mutex)操作。但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，所以没有一个消费者能够取得对缓冲区的存取控制权。因此，出现了生产者和消费者的互相死等的局面。 18. 分析死锁与阻塞的根本区别?
(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。
19. 为什么要系统打开文件表?用户进程是怎样与文件系统联系的?创建一个文件是创建系统打开文件表吗?
(解：用户打开表记录一个进程可以用来同时打开的文件数，UNIX System V最多可达到20。用户打开表的描述符返回给用户进程后称为文件描述符。与此相对应，用户对文件进行操作时，在系统内部需要有相应数据结构来记录和控制打开文件的用户进程，以及记录和控制那些共享统一文件的用户进程。这个数据结构就是系统打开表。用户进程通过系统调用来完成与文件系统联系。创建文件时，需要在系统打开表的相应表项中生成相应数据，
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但不需要创建系统打开文件。
20(什么叫I/O控制?它可用哪几种方式实现?各有什么优缺点?
(解：I/O控制是从用户进程的输入/输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作?以及在I/O操作完成之后响应中断，进行善后处理为止的整个系统控制过程I/O控制过程在系统中可以按三种方式实现，作为请求I/O操作的进程的一部分实现，作为当前进程的一部分实现I/O控制由专门的系统进程——I/O进程完成。
第一种方式请求对应I/O操作的进程能很快占据处理机?但要求系统和I/O操作的进程应具有良好的实时性。第二种方式不要求系统具有很高的实时性，但I/O控制过程要当前进程负责。第三种方式增加了一个额外的进程开销，但用户不用关心I/O控制过程。 21(进程调度中\可抢占\和\非抢占\两种方式?哪一种系统的开销更大?为什么? （1）可抢占式会引起系统的开销更大。
(2)可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间开销增大。
22(一个含五个逻辑记录的文件?系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上?每个记录占用一个磁盘块?现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录?简述它的操作过程。 （从文件目录中找到该文件，按址读出第一个记录，
取出第一个记录块中指针?存放到新记录的指针位置， 把新记录占用的物理块号填入第一个记录的指针位置 启动磁盘把第一个记录和新记录写到指字的磁盘块上
23(在spool系统中设计了一张\缓输出表\请问哪些程序执行时要访问缓输出表?简单说明之。
（井管理写程序把作业执行结果文件登记在缓输出表中， 缓输出程序从缓输出表中查找结果文件并打印输出。 24(试比较进程调度与作业调度的不同点
（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机
(或)作业调度是高级调度?它位于操作系统的作业管理层次。进程调度是低级调度,它位于操作系统分层结构的最内层。
(2)作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。
25(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进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。
六、应用题
1(某系统的进程状态图如下
(1)说明一个进程发生变迁1、3、4的原因是什么?
(1)发生变迁1的原因是:当CPU空闲且高优先就绪队列中有进程?则从高优先就绪队列调一个进程到CPU上去执行。
发生变迁3的原因是?当一个在CPU上运行的进程用完它的时间片时,立即退出CPU而进入低优先就绪队列。
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