2022年操作系统概论简答题

1 1.计算机系统由哪两大部分组成？答：计算机系统是能按照人的要求接受和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的机器系统。计算机系统由两大部分组成：硬件（子）系统和软件（子）系统，其中硬件子系统是系统赖以工作的实体，它是有关的各种物理部件的有机的结合。软件子系统由各种程序以及程序所处理的数据组成，这些程序的主要作用是协调各个硬件部件，使整个计算机系统能够按照指定的要求进行工作.硬件子系统包括：中央处理器、主存存储器、输人输出控制系统和各种外围设备.软件子系统包括：系统软件、支援软件和应用软件三个部分。2.什么是计算机的操作系统？答：操作系统（Operating System缩写 OS）是一种系统软件。它对程序的执行进行控制，还使用户能方便地使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。它是一种用于管理计算机系统资源和控制程序执行的系统软件，它扩充系统的功能，为用户提供方便的使用接口和良好的运行环境。3.操作系统管理哪些资源？答：操作系统管理计算机系统的资源，其中硬件资源主要包括中央处理器、主存储器和各种外围设备；软件资源包括了程序和数据，通常这些程序和数据是以文件的方式存储和使用的。它说明资源的使用情况，实现多用户共享计算机系统的各种资源。4.为什么要把“I/O指令”等定义为特权指令？答：若用户程序中直接使用 I O指令，则可能引起冲突或由于某些意外而造成错误。例如，用户程序中要启动磁带后取磁带上的信息，但可能操作员错拿了另一用户的磁带，把它以磁带机上，这时用户程序启动磁带机后从磁带上得到的信息实际上不是自己需要的，就可能造成程序执行后得到结果不正确。更糟糕的是当用户程序启动磁带机的目的是要把一些信息记到磁带上，将可能覆盖已在磁带上的信息，即把另一用户磁带上的信息破坏了。为了防止类似于这样一类的错误启动外围设备的工作不是用户程序直接做，而是由操作系统来做。5.操作系统是如何防止用户使用特权指令的？答：为了防止用户程序中使用特权指令，计算机硬件结构区分两种操作模式：目态和管态，其中目态下只能使用除特权指令以外的指令，管态下可以使用全部指令。当在目态下使用特权指令时，硬件就发出信号：“程序使用非法指令”，且不允许程序继续执行下去。所以可以把用户程序置在目态下运行，而操作系统中必须使用特权指令的那部分程序可在管态下运行，这样可保证计算机系统的安全可靠。6.操作系统为什么要提供“系统调用”？答：系统调用是操作系统为用户程序提供的一种服务界面，也可以说是操作系统保证程序设计语言能正常工作的一种支持。在源程序一级，用户用程序设计语言描述算题任务的逻辑要求（如读文件、写文件等）。而这些要求的实现只通过调用操作系统提供的不同功能的子程序，即系统调用。7.批处理操作系统、实时操作系统和分时操作系统各有什么特点？答：批处理操作系统是将一批作业的程序和数据交给系统后，系统顺序控制作业的执行，当一个作业执行结束后自动转入下一个作业的执行。多道批处理操作系统，允许若干个作业同时装入主存储器，处理器轮流地执行各个作业，各个作业同时使用各自所需的外围设备。实时操作系统接收到外部信号后及时进行处理，并且要在严格的时限内处理完接收的事件。实时操作系统要求要有比分时操作系统更强的及时性。可靠性是实时系统最重要的设计目标之一。分时操作系统的主要特点是：交互性。用户能够直接与计算机系统交互。及时性。由于支持人机交互，所以主机应该尽快地对用户的要求给予响应。独立性。这主要是指多个用户虽然在同时使用主机系统，但是他们相互之间是不干扰的。多路性。分时操作系统在宏观上看，整个系统同时在为多个用户服务。8.从资源管理的观点来看，操作系统有哪些基本功能？答：从资源管理的观点看，操作系统的功能可分成五大部分，即：处理器管理。操作系统按照一定的调度算法分配处理机。存储管理。负责分配、回收和保护存储单元。文件管理。涉及到文件存储空间的分配与回收、文件目录管理、文件读写与保护。设备管理。对设备进行分配、回收与控制。作业管理。负责作业的调度和作业控制。9、从操作系统提供的服务出发，操作系统可分哪几类？批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。10、何谓批处理操作系统？用户准备好要执行的程序、数据和控制作业执行的说明书，由操作员输入到计算机系统中等待处理。操作系统选择作业并按作业说明书的要求自动控制作业名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 8 页 -2 的执行。采用这种批量化处理作业的操作系统称为批处理操作系统。11、对特权指令的使用有什么限制？只允许操作系统使用特权指令，用户程序不能使用特权指令。12、操作系统为用户提供哪些接口？操作系统为用户提供两种类型的使用接口：一是操作员级的，它为用户提供控制作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序提供服务功能。1、简述计算机系统的中断机制及其作用。中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序。中断装置由一些特定的寄存器和控制线路组成，中央处理器和外围设备等识别到的事件保存在特定的寄存器中，中央处理器每执行完一条指令，均由中断装置判别是否有事件发生。无事件发生，CPU 继续执行；若有事件发生，则中断装置中断原占有 CPU的程序的执行，让操作系统的处理 事 件 服 务 程 序 占 用CPU，对出现的事件进行处理，事件处理完后，再让原来的程序继续占用 CPU 执行。2、给出系统总体上的中断处理过程。CPU 每执行完一条指令就去扫描中断寄存器，检查是否有中断发生，若没有中断 就 继 续 执 行 下 条 指令；若有中断发生就转去执行相应的中断处理程序。中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：保护当前正在运行程序的现场；保存当前 PSW。分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序；找到新PSW；执行相应的中断处理程序；恢复被中断程序的现场。3、选择进程调度算法的准则是什么？由于各种调度算法都有自己的特性，因此，很难评价哪种算法是最好的。一般说来，选择算法时可以考虑如下一些原则：处理器利用率；吞吐量；等待时间；响应时间。4、常用的作业调度算法有哪些？常用进程调度算法有哪些？作业调度算法：先来先服务算法；计算时间短的作业优先算法；响应比最高者优先算法；优先数调度算法；均衡调度算法；进程调度算法：先来先服务算法；最高优先级者优先；时间片轮转调度；5、什么是线程？多线程技术具有哪些优越性？线程是进程中可独立执行的子任务，一个进程可 以 有 一 个 或 多 个 线程，每个线程都有一个惟一的标识符。线程与进程有许多相似之处，往往把线程又称为“轻型进程”，线程与进程的根本区别是把进程作为资源分配单位，而线程是调度和执行单位。多线程技术具有多个方面的优越性：创建速度快、系统开销小：创建线程不需要另行分配资源；通信简洁、信息传送速度快：线程间的通信在统一地址空间进程，不需要额外的通信机制；并行性高：线程能独立执行，能充分利用和发挥处理器与外围设备并行工作的能力。6、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？答：可抢占式会引起系统的开销更大。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（和空间）开销增大。7、试比较进程调度与作业调度的不同点?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器作业调度是选符合条件的收容态作业装入主存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理器。8、简述进程与程序的区别？答：进程的定义是：一个程序关于某个数据集的一次运行活动。进程是操作系 统中可以并行工作的基本单位，也是核心调度及资源分配的最小单位。进程是程序 关 于 数 据 的 一 次 运行，因而它包含一个或多个程序及数据。进程由程序、数据和进程控制块组成。PCB 是进程存在的唯一标志。也就是说系统在建立进程的同 时 就 建 立 该 进 程 的PCB，在撤销一个进程时也就撤销其PCB。进程与程序的区别表现为以下几方面。(1)程序是静态的，进程是动态的.因为程序是一组指令的有序集合而进程是一次运行活动。而且进程在它的生命周期中要经历3 种基本状态：等待、就绪、运行。这是程序所没有的(2)程序的存在是永久的，进程的存在是暂时的。进程是一次运行活动，必然有始有终，所以它的存在是暂时的(3)进程由程序、数据和进程控制块组成。由 于 进 程 是 程 序 的 执名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 8 页 -3 行，所以进程中必然包括程序和数据及记录进程状态信息的进程控制块(4)一个程序可以对应多个进程(5)一个进程可以包括多个程序。1.解释下列术语：逻辑地址；绝对地址；地址转换；答：逻辑地址：对于用户来说，他无须知道自己的作业究竟是在主存的什么位置，他们可以认为自己的程序和数据就是放在从0 地址开始一组连续的地址空间中，这个地址空间是程序用来访问信息所用的一系列连续地址单元的集合，该地址空间就是逻辑地址空间。逻辑地址空间中，地址单元的编号称为逻辑地址。绝对地址：主存也被按照连续的存储单元进行编号，绝对地址空间就是主存中一系列连续存储信息的物理单元的集合，也称绝对地址空间为存储地址空间或物理地址空间。绝对地址空间中物理单元的编号称为绝对地址。地址转换：由于一个作业装入到与其逻辑地址空间不一致的绝对地址空间，使得逻辑地址与绝对地址不同，而引起的对有关地址部分的调整，即逻辑地址转换成绝对地址的过程称为重定位，也称为地址转换。2.存储保护的目的是什么？怎样实现存储保护？答：存储保护的目的就是为了保护主存中各区域内的信息不被破坏，它包括存储的权限，存储不可跨越区域等等。为实现存储保护，必须由硬件和软件配合实现。比如在页式管理中，要由操作系统提供页表，硬件机构确定页的使用必须是安全的，如不能访问不属于自己的页等。3.什么叫重定位？重定位的方式有哪两种？比较它们的不同。答：由于一个作业装入到与其逻辑地址空间不一致的绝对地址空间，使得逻辑地址与绝对地址不同，而引起的对有关地址部分的调整，即逻辑地址转换成绝对地址的过程称为重定位，也称为地址转换。重定位有静态和动态两种情况。静态重定位是在装入一个作业的时候，把作业中的指令地址和数据地址全部一次性地转换成绝对地址。动态重定位是由软件和硬件相配合来实现的。地址重定位不再是装入的时候一次完成了，而是设置一个基址寄存器，装入作业的时候，将作业在主存区域的首地址放入到基址寄存器中。作业执行的时候，由硬件的地址转换机构动态地对地址进行转换，执行指令的时候，只要将逻辑地址加上基址寄存器的内容，就得到了绝对地址。静态重定位和动态重定位的不同在于：静态重定位是在作业装入的时候一次完成，动态重定位是在作业执行时再实现的。静态重定位是软件支持的，动态重定位是硬件和软件合作实现的。静态重定位不能实现主存的移动，而动态重定位可以。动态重定位还可能提供虚拟存储空间。4.比较固定分区、可变分区和页式存储管理的优缺点?答：固定分区优点：能支持多道程序设计。无需专门的硬件地址转换机构。缺点：主存利用率不算太高，分配中出现内部零头问题。分区大小固定不灵活，不能为程序动态申请内存。不具备虚拟存储能力。可变分区优点：支持多道程序设计。没有内部零头问题，主存利用率比固定分区高。采用移动技术后可以满足正在执行的作业的主存扩充的要求。缺点：动态重定位和保护措施需要硬件机构支持，成本高。由于有外部零头，所以主存利用率依然不算很高。移动技术开销很大。每次必须将作业完整调入并连续存放，主存利用率不高。不具备虚拟存储能力。页式存储管理优点：支持多道程序设计；解决了外部零头问题，内部零头大大减少（一个作业平均只有50页面大小的内部零头）主存利用率比较高。用户作业无需在主存中连续存放，提高主存的利用率。如果是分页虚拟存储管理，可以提供大容量的多个虚拟存储器，主存利用率更高了。缺点：动态重定位和保护措施需要硬件机构支持，成本高；采用页表，占用了一部分主存空间和处理机时间。分页虚拟存储管理中，增加了缺页中断的处理，增加了系统开销。5.采用可变分区方式管理主存时，为什么要引人移动技术？答：采用移动技术可以使分散的主存空闲区集中以满足分配要求，采用移动技术后可允许作业执行时动态扩充主存区域。6.页式存储管理中为什么要设置页表？答：因为页式管理时把作业分散在主存中的不连续块中存放，必须通过页表来建立逻辑地址中的页号到绝对地址中的块号的映射，作为硬件进行地址转换的依据。7.页式存储管理中页面大小是根据什么决定的？页表的长度又是根据什么决定的？答：页面的大小是由地址结构决定的。页表的长度是由作业的信息量决定的，作业有多少页，页表中就有多少个记录项。8.叙述页式存储管理中地址转换过程。答：首先，操作系统为每个作业创建一张页表，它建立了逻辑地址中的页号到绝对地址中的块号的映射。然后，借助于硬件地址转换机构，在作业执行过程中，每执行名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 8 页 -4 一条指令时，按逻辑地址中的页号查页表得到对应的块号，再根据公式“绝对地址=块号块长+页内地址”换算出欲访问的主存单元的绝对地址。9.什么叫虚拟存储器？答：根据程序执行的互斥性和局部性两个特点，我们允许作业装入的时候只装入一部分，另一部分放在磁盘上，当需要的时候再装入到主存，这样以来，在一个小的主存空间就可以运行一个比它大的作业。同时，用户编程的时候也摆脱了一定要编写小于主存容量的作业的限制。也就是说，用户的逻辑地址空间可以比主存的绝对地址空间要大。对用户来说，好象计算机系统具有一个容量很大的主存储器，称为“虚拟存储器”。10.叙述页式存储管理实现虚拟存储器的基本思想?答：基本思想是：只需将作业的全部信息作为副本存放在磁盘上，作业被调度投入到运行时，至少把第一页信息装入主存储器，在作业执行过程中访问到不在主存储器的页的时候，再把它们装入到主存。11.采用可变分区方式管理主存时，能实现虚拟存储器吗？为什么？答：不可以，因为可变分区每次必须将作业完整调入并连续存放，这不适合虚拟存储的要求。同时，可变分区的硬件地址转换机构把绝对地址超出限定范围时作地址错处理，而不是产生“缺分区中断”。12.什么叫“抖动”？怎样衡量页面调度算法的好坏？答：如果选用了一个不合适的调度算法，就会出现这样的现象：刚被淘汰了的页面又立即要用，又要把它调入进来，而调入不久又被调出，调出不久再次被调入，如此反复，使得调度非常频繁，以至于大部分时间都花费在来回调度上。这种现象叫“抖动”。一个好的调度算法应减少和避免抖动现象。13、影响缺页中断率有哪几个主要因素？答：影响缺页中断率的因素有四个：分配给作业的主存块数多则缺页率低，反之缺页中断率就高。页面大，缺页中断率低；页面小缺页中断率高。程序编制方法。以数组运算为例，如果每一行元素存放在一页中，则按行处理各元素缺页中断率低；反之，按列处理各元素，则缺页中断率高。页面调度算法对缺页中断率影响很大，但不可能找到一种最佳算法。14、磁盘移臂调度的目的是什么？常用移臂调度算法有哪些？答：磁盘移臂调度的目的是尽可能地减少输入输出操作中的寻找时间。常用的移臂调度算法有：先来先服务算法；最短寻找时间优先算法；电梯调度算法；单向扫描算法。15、计算机系统怎样实现存储保护？一般硬件设置了基址寄存器和限长寄存器。中央处理器在目态下执行系统中，对每个访问主存的地址都进行核对，若能满足：基址寄存器值访问地址基址寄存器值限长寄存值，则允许访问，否则不允许访问。并且不允许用户程序随意修改这两个寄存器的值。这就实现了存储保护。1.什么叫文件？答：所谓文件是指逻辑上具有完整意义的信息集合。在计算机系统中，很多东西都是以文件的形式存放在辅存中供用户使用，其中包括作业的源程序、目标程序、数据以及各类软件程序等等。2.文件系统应具有哪些功能？答：为了正确地按名存取，文件系统具有如下功能：实现从逻辑文件到物理文件间的转换。有效地分配文件的存储空间。建立文件目录。提供合适的存取方法以适应各种不同的应用。实现文件的共享、保护和保密。提供一组文件操作。3.什么是文件的逻辑结构和存储结构？答：用户是从使用的角度来组织文件，用户把能观察到的且可以处理的信息根据使用要求构造成文件，这种构造方式称为文件的逻辑结构。文件系统是从文件的存储和检索的角度来组织文件，在存储媒介上的文件构造方式称为文件的存储结构。4.解释顺序文件、链接文件和索引文件。答：1）顺序结构：将一个文件逻辑上连续信息存放在存储介质（磁盘）中相邻的块上，这种存储结构保证了逻辑记录顺序和物理块顺序相一致。磁带上的文件只能是顺序结构的，因为磁带机本身就是个顺序存取的设备。2）链接结构（串联结构）：文件所占用的存储介质物理块不再要求连续（相邻）的，可以分散在存储媒介上。在结构上，采用链表的结构方式，将每一块的最后一个单元用来存放下一个物理块的地址，形成指针链。最后一块的最后一个单元为0 表示结束。3）以索引结构：和链接结构一样，也是一个非连续存储的结构，但它不采用链接方式，而是为每一个文件建立一张索引表，索引表中存放文件中每一个记录存放的物理地址。5.解释记录的成组和分解?答：当文件的一个逻辑记录的长度小于一个名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 8 页 -5 物理块的长度的时候，我们可以把若干个逻辑记录合并成一组存到一个物理块中，这个工作称为成组。访问某个记录的时候，需要把这个记录从它所在的块中的一组记录中分离出来，这一工作称为分解。记录的成组和分解可以提高存储空间的利用率，并且可以减少存储设备的启动次数。6.假定某个文件由长度为 80 个字符的 100个逻辑记录组成，磁盘存储空间被划分成长度为2048 个字符的块，为有效地使用磁盘空间，你可采用成组方式把文件存放到磁盘上，回答下列问题：该文件至少占用多少磁盘存储块？若该文件是以链接结构形式在磁盘上的，现用户要求使用第28 个逻辑记录，写出系统为满足用户要求而应做的主要工作?答：每块能存放的记录个数为20488025 个。一共需要 100 254块。首先系统计算出第 28 个记录在第 2 个物理块上，然后系统通过文件目录读出第一块物理块，在该块最后单元找到第二物理块的地址，读出第二物理块，再经过肇按第28 个记录在第二块中的位置读出该记录。7.举一例说明数据的分解操作过程?答：就以上题为例，假定某个文件由长度为 80 个字符的100 个逻辑记录组成，磁盘存储空间被划分成长度为 2048 个字符的块，为有效地使用磁盘空间，采用成组方式把文件存放到磁盘上，现用户要求每次读一个逻辑记录到他的工作区中，当对该逻辑记录处理后，要求把下一个逻辑记录读人到工作区，直到连续读出8 个记录。由于主存储器与外存之间的信息交换是以块为单位的，所以应当在主存中开辟一个2048字节的缓冲区。由上题可知每块中含有25 个记录，文件一共占用4块，用户在指明了要读人记录的记录号N后，根据公式 N25得到该记录应该在4 块的哪一块中，将该块读人到缓冲区中，并根据公式（N25）得到该记录是块内的第几个记录（式中 表示取整，（）表示取余数），将该记录从缓冲区拷贝到用户工作区，然后 Nl，如果（N1）25 N25，则将缓冲区中的下一个记录拷贝到用户工作区，而无需启动 I/O操作，否则，按照新的块号将一个数据块读进缓冲区，并将记录从缓冲区拷贝到用户工作区。9.为了实现按名存取，文件目录应包含哪些内容？答：为了实现按名存取，文件目录至少要包括文件的名字和文件存放的物理地址，除此之外，目录中还可以包含其他的控制和管理文件的信息，如：文件类型、记录长度、记录个数、口令、建立日期、保存期限、上次修改时间等。10.怎样才能防止不同的用户可能给各自的文件取了相同的名字而造成混乱？答：可以采用二级目录或多级目录结构。在主目录中登记每个用户的名字和用户文件目录的存放地址；在第二级用户文件目录中登记用户的每个文件的文件名及文件存放位置。这样，不同的用户有同名文件时，由于文件的路径是不一样的，所以不会产生混乱。多级目录是在二级目录的基础上，在用户目录下，根据项目和应用领域再建立子目录和孙目录，这样可以避免同一个用户的同名文件造成的混乱。12.总结文件的存取方法、文件的存储结构、存储设备类型之间的关系。答：文件的存取方法有两种：顺序存取和随机存取。文件的存取方法决定了文件的存储结构，它们的关系如表41 所示。13.文件系统提供的主要文件操作有哪些？答：文件系统提供的主要文件操作有以下几种：建立“操作。用户要求把一个新文件存放到存储介质上时，首先要向系统提出”建立“要求。系统在接到用户的”建立“要求后，在文件目录中寻找空目录项进行登记“打开”操作。用户要使用存放在存储介质上的文件前，必需提出“打开”要求。系统在接到用户的“打开”要求后，找到该用户的文件目录，如果文件目录在外存上，还要把它调入到主存，然后从文件目录中找到与用户的需求相符合的目录项，取出文件存放的物理地址。如果是索引文件，还要将这个文件的索引表也调入到主存中，这样，后继的读操作能够很快地进行。“读写”操作。用户调用这个操作来读写文件，系统只允许用户对已经过“打开”或“建立”操作的文件进行读写。对顺序存取方式的文件，用户只需给出读写的文件名，而无需给出读写记录的编号，系统执行本操作的时候，每次顺序读写一个或几个逻辑记录。对于采用随机方式的文件，用户除了要给出需读写的文件名外，还要给出需读写记录的编号（或主键），系统执行读操作的时候，按指定的记录号（或键）查索引表，得到记录存放的物理地址后，按地址将记录读出；执行写操作的时候，在索引表找到一个空登记项且找一个空闲的存储块，把记录存人找到的存储块中，同时在索引表中登记“关闭”操作。经过“打开”或“建立”名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 8 页 -6 的文件，在读写完毕后，需要执行“关闭”操作。执行关闭操作时要检查读到主存储器中的文件目录或索引表是否被改变，如果改过，则应把修改过的文件目录或索引表重新保存好。一个关闭后的文件不能再使用，如果要使用，必须重新执行“打开”操作。用户提出“关闭”要求时，必须说明关闭哪个文件。“删除”操作。用户用本操作向系统提出删除一个文件的要求，系统执行时把指定文件的名字从目录和索引表中除取，并收回它所占用的存储区域。14.文件系统中为什么要设置“建立”、“打开”和“关闭”操作？答：要把一个文件存放到存储介质上或使用一个已经建立在某存储介质上的文件前，首先应该把文件的属性（文件名、文件类型、可访问性、记录大小等），文件的管理信息（口令、建立日期、保存期限等）以及存取方式，通过特定的形式告诉文件系统。“建立”。“打开”和“关闭”操作就是为此目的而设置的。用“建立”操作向系统提出生成一个新文件的要求。用“打开”操作向系统申请读一指定文件的权力。用“关闭”操作表示已经不再要读写某个文件了，向系统归还使用文件的权力。15.当用户要读一个尚未打开的文件的时候，系统怎么处理？答：当用户要读一个文件的时候，系统先要验证该用户是否有使用权力，所以任何一个用户如果要读文件前都要执行“打开”操作。系统不允许隐式使用，那么当读一个还没有打开的文件，系统不会执行读操作，而是返回一个“文件未打开”的错误信息。如果系统允许隐式使用，那么系统将会替用户做打开文件的工作。16.文件系统能允许用户去“关闭”一个不是自己“打开”或“建立”的文件吗？答：不能！一个不是自己“打开域”建立“的文件，是没有权力使用和强行关闭的。17、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。1.从使用的角度，外围设备可分为哪两类？用户要求使用外围设备时，系统采用什么方法来分配？答：从使用角度来分析设备的特点，可以把设备分成两类：一类是一个作业在执行期间独占使用的设备，称为独占设备。这类设备一般采用静态分配的办法在作业执行前就分配出去了，直到作业结束撤离的时候，才将分配出去的设备收回，收回后，才能再分配给其他需要使用该类设备的作业。另外一类是共享设备。这类设备可以由几个作业同时使用。共享设备采用动态分配的办法，这种方法不是在作业执行前分配，而是到作业需要启用设备的时候才分配设备给作业。2.如果某作业申请外围设备时，指定申请某台外围设备，那么按教材中设置的分配表怎样实现分配？答：如果用户指定申请某台外围设备，用户给出设备绝对号，系统为它分配时先查设备分配表，按照设备绝对号找到登记项，查是否未分配且是好的，若是则分配给用户，状态改成已分配，填上占用的作业名，通知用户已经分配成功；若已经分配或者设备坏了，则分配不能被满足，输出信息告诉用户不能分配的原因。3.什么是输入输出操作？答：作业执行中总要不断地启动外围设备，把信息读入主存储器进行处理，或者把主存储器中的信息传送到存储介质上。主存储器与外围设备之间的信息传送操作就叫作输入输出操作。4.解释通道命令、通道程序、通道地址字、通道状态字。答：通道命令：又称为通道命令字（CCW，Channel command Word），它是规定设备的某一种动作的指令。通道程序：是由通道命令编制出来一段程序，用于控制设备的工作。整个通道程序确定了外围设备应执行的操作及操作顺序。通道地址字：通道程序是存放在主存中的，为了使通道能够正确快速地找到通道程序的起始地址，系统在主存中安排一个固定的单元，用来存放通道程序的起始地址，这个固定的单元称为通道地址字（CAW，Channel address Word）通道状态字：通道被启动后，控制指定的设备完成规定的操作，同时，通道在执行对外围设备控制的过程中，要记录通道与设备执行情况，为此系统在主存中安排另一个固定单元，用于存放这些被记录状态，这个固定单元称为通道状态字（CSW，Channel Status Word）。5.中央处理器与通道是怎样配合工作的？答：中央处理器组织好通道程序，并把通道程序名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 8 页 -7 的首地址存人通道地址字中。然后，中央处理器执行“启动I O”指令来启动通道工作。通道收到命令后根据通道和设备的工作情况，或者逐条执行通道程序中的通道命令，来控制设备运行；或者拒绝接受，并且用条件码向中央处理器作出是否接受启动的回答中央处理器分析条件码，若启动不成功，则推迟相应的输人输出操作的执行，待适当的时候重新执行“启动 I O”指令通道把执行通道程序的情况汇集在通道状态字中，当通道完成输人输出操作，向中央处理器汇报命令执行情况。由于通道和设备执行操作的情况已经在CSW 中了，所以一般由通道产生I/O中断，将中断的通道和设备记载到寄存器中，中央处理器响应中断后，操作系统分析特定寄存器和CSW 中的内容并做相应地处理。6.什么叫驱动调度？总结对磁盘的驱动调度过程。答：在共享设备中，采用某种策略从等待访问该设备的进程中选择一个进程访问设备的工。作称为驱动调度。其目的是降低若干个访问者执行I O操作的总时间，提高I/O 操作的吞吐量。对于磁盘设备来说驱动调度先进行“移臂调度”，以寻求较优化的寻找时间，定位好柱面，然后再进行旋转调度“，寻求好的延迟时间，定位好扇区。8.什么是输人井和输出井？答：在具有通道技术的系统中，我们利用中央处理器和通道并行工作的能力，用一台机器完成脱机外围设备操作技术中三台机器的工作。操作系统中包含两个程序：“预输入程序”代替输入外围设备，“缓输出程序”代替输出外围设备。系统在磁盘中划分出专门称为“井”的区域，它分为“输入井”和“输出井”，它们分别代替低速的独占使用的输入设备和输出设备。9.什么是 SPOOLING 系统？清简述它的实现思想?答：操作系统中实现联机同时外围设备操作功能的部分称为斯普林（SPOOLING）系统。它的实现思想是：利用中央处理器和通道并行工作的能力，用一台机器完成脱机外围设备操作技术中三台机器的工作。操作系统中包含两个程序：“预输入程序”代替输入外围设备，“缓输出程序”代替输出外围设备。系统在磁盘中划分出专门称为“井”的区域，它分为“输入井”和“输出井”。“预输入程序”把作业流中作业信息传送到“输入井”保存，作业在执行时只要通过“输入井读”程序从上“输入井”获取数据，而不去启动低速的外围设备。作业执行的时候产生的结果也不直接输出到低速外设上，而是先通过“输出井写”程序输出到“输出井”，由“缓输出程序”将“输出井”中的数据再输出到低速设备上。“缓输出程序”输出的时候，中央处理器可以处理别的事务了。实现“输入井读”和“输出井写”程序统称为“井管理”程序。显然，斯普林系统由三个部分组成：“预输入”程序、“井管理”程序和“缓输出”程序。10.什么叫虚拟设备？实现虚拟设备的主要条件是什么？答：采用SPOOL 操作后，利用共享设备来模拟独占设备，使每个作业都感到分到了一台高速的输入输出设备，利用这个技术所提供的设备称为虚拟设备。实现虚拟设备时，必须要有硬件的中断装置和通道技术作支撑，使中央处理器与各种外围设备之间可以并行工作。操作系统采用多道程序设计技术，合理分配处理器，实现联机的外围设备同时操作。实现虚拟设备时，操作系统必须设计好“预输入”、“井管理”、“缓输出”程序。11.总结实现虚拟设备的优点。答：实现虚拟设备不仅提高了独占实用设备的利用率，而且大大加快了作业的执行速度。12、用户程序中通常用什么方式指定要使用的设备？为什么？用户程序中通常用“设备类、相对号”请求要使用的设备，即不具体指定要哪一台设备，而是提出要 申 请 哪 类 设 备 多 少台。这种方式使设备分配适应性好、灵活性强。否则若用绝对号来指定设备，如果这台设备已被占用或有故障时，该作 业 就 无 法 装 入 主 存中。1.什么叫并发进程？答：在多道程序设计系统中，作为单个作业可以同时执行，而每一个作业又需要有多个进程的协作来完成。因此，系统会同时存在着许多进程，在单处理器的情况下，这些进程轮流的占用处理器，即一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就开始工作，我们说这些可同时执行的进程具有并发性，并且把可同时执行的进程称为“并发进程”。2.临界区是怎样定义？对临界区的管理应符合哪些要求？答：并发进程中与共享变量有关的程序段称为“临界区”。对若干个并发进程共享某一变量的相关临界区得管理有三点要求：一次至多一个进程能够进入临界区，当有进程在临界区执行时，其他想进入临界区执行的进程必须等待。不能让一个进程无限名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 8 页 -8 制的在临界区执行，即任何一个进入临界区的进程必须有限的时间内退出临界区。不能强迫一个进程无限期等待键入它的临界区，即有进程退出临界区时应让一个等待进入临界区的进程进入它的临界区执行。3.采用 PV操作作为同步机构时，假定与某共享变量相关的信号量S的值可在-1，l 之间，问 S 的初值是哪个值？当 S=1，S=0，S=l 时它们各自的物理含义是什么？答：信号量初值是一个非负整数。S 的初值是 1.S l，表示有一个进程在等待进入临界区执行。S0，表示已有一个进程在临界区执行，这时若有进程想进入临界区则必须等待。S l，表示无进程在临界区执行，若有进程想进入临界区则可以立即进入。4、简述信号量S 的物理含义?S0 时，S 表示可使用的资源数；或表示 可 使 用 资 源 的 进 程数；S0 时，表示无资源可供使用；或表示不允 许 进 程 再 进 入 临 界区；S0 时，调用P（S）的进程不会等待；调用V（S）后使可用资源数加1 或使可用资源的进程数加 1；当 S0 时，调用 P（S）的进程必须等待；调用V（S）后将释放一个等待使用资源者或释放一个等待进入临界区者。5.通信机制中设置哪些基本通信原语？它们的功能是什么？答：系统提供两个与信箱通信有关的通信原语：send 原语（发 送）和receive原语（接收）。send（B，M）原语把信件M 送人到信箱 B 中，receive（B，X）原语从信箱B 中取出一封信存放到指定的地址 X 中。6.什么叫死锁？什么原因会引起死锁？答：若系 统 中 存 在 一 组 进 程（二个或多个进程），他们中的每一个进程都占用某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源，这种等待永远不能结束，就说系统出现“死锁”。死锁的出现是与资源分配策略和并发进程的执行速度有关。7.有哪些策略可防止和避免死锁？答：防止死锁的策略有：静态分配、按序分配、剥夺式分配。银行家算法可以避免死锁。8、简述解决死锁问题的三种方法?死锁的防止。系统按预定的策略为进程分配资源，这些分配策略能使死锁的四个 必 要 条 件 之 一 不 成立，从而使系统不产生死锁死锁的避免。系统动态地测试资源分配情况，仅当能确保系统安全时才给进程分配资源死锁的检测。对资源的申请和分配不加限制，只要有剩余的资源就呆把资源分配给申请者，操作系统要定时判断 系 统 是 否 出 现 了 死锁，当有死锁发生时设法解除死锁。9、试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因?答: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。10、简述死锁的防止与死锁的避免的区别?答:死锁的防止是系统预先确 定 一 些 资 源 分 配 策略，进程按规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配从而防止死锁的发生。而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配仅当能确保系统安全时 才 把 资 源 分 配 给 进程，使系统一直处于安全状态之中，从而避免死锁。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 8 页 -