電大本科操作系統(tǒng)形考任務(wù)中的簡答題和應(yīng)用題

1、操作系統(tǒng)形考作業(yè)1第1章 操作系統(tǒng)概述三、簡答題1、簡述操作系統(tǒng)的定義和主要功能。 答：定義：操作系統(tǒng)是控制和管理計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機(jī)之間的接口。主要功能：（1）存儲管理（2）進(jìn)程和處理機(jī)管理（3）文件管理（4）設(shè)備管理（5）用戶接口管理。2、操作系統(tǒng)一般為用戶提供了哪三種界面？各有什么特點？ 答：操作系統(tǒng)一般為用戶提供的三種界面是：圖形用戶接口、命令行接口和程序接口。 （1）圖形用戶接口：用戶利用鼠標(biāo)、窗口、菜單、圖標(biāo)等圖形界面工具，可以直觀、方便、有效地使用系統(tǒng)服務(wù)和各種應(yīng)用程序及實用工具。 （2） 命令行接口：在提

2、示符之后用戶從鍵盤上輸入命令，命令解釋程序接收并解釋這些命令，然后把它們傳遞給操作系統(tǒng)內(nèi)部的程序，執(zhí)行相應(yīng)的功能。 （3）程序接口：也稱系統(tǒng)調(diào)用接口。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶程序、應(yīng)用程序之間的接口。在UNIX/Linux系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用以C函數(shù)的形式出現(xiàn)。第2章 進(jìn)程管理三、簡答題1、在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念？它與程序的區(qū)別和聯(lián)系是怎樣的？ 答：程序在并發(fā)執(zhí)行方式下，運行時具有異步性的特征，“程序”這個靜態(tài)概念已經(jīng)不能如實反映程序并發(fā)執(zhí)行過程中的特征了。因此引入“進(jìn)程”的概念來描述程序動態(tài)執(zhí)行過程的性質(zhì)。區(qū)別：（1）動態(tài)性。程序是指令的有序集合，是靜態(tài)的、被動的概念，可以作為一

3、種軟件資源長期保存；進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過程，是動態(tài)的、主動的概念，有一定的生命期，會動態(tài)地產(chǎn)生和消亡。（2）并發(fā)性。進(jìn)程是一個獨立運行的單位，能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。進(jìn)程是作為資源申請和調(diào)度單位存在的；而程序是不能作為一個獨立運行的單位而并發(fā)執(zhí)行的。（3）非對應(yīng)性。程序和進(jìn)程無一一對應(yīng)的關(guān)系。一個程序可以被多個進(jìn)程共用；一個進(jìn)程在其他活動中又可以順序地執(zhí)行若干個程序。（4）異步性。各個進(jìn)程在并發(fā)執(zhí)行過程中會產(chǎn)生相互制約關(guān)系，造成各自前進(jìn)速度的不可預(yù)測性。而程序本身是靜態(tài)的，不存在這種異步特征。聯(lián)系：程序是構(gòu)成進(jìn)程的組成部分之一，一個進(jìn)程的運行目標(biāo)是執(zhí)行它所對應(yīng)的程序。如果沒有程序，進(jìn)程就失去了

4、其存在的意義。進(jìn)程映像由程序、數(shù)據(jù)集合、棧和進(jìn)程控制塊（PCB）四部分組成。2、進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么？ 答：如果有若干進(jìn)程要求進(jìn)入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個進(jìn)程進(jìn)入。任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個。如已有進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要在有限時間內(nèi)退出，以便其它進(jìn)程能及時進(jìn)入自己的臨界區(qū)。如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。四、應(yīng)用題1、用如圖1所示的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖能夠說明有關(guān)處理機(jī)管理的大量內(nèi)容。圖1 進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖試回答： （1）什么事件引起每次顯著的狀態(tài)變遷？ （2）下述狀態(tài)變遷因果

5、關(guān)系能否發(fā)生？為什么？ 21 32 41解：（1）就緒運行：CPU空閑，就緒態(tài)進(jìn)程被調(diào)度程序選中。 運行就緒：正在運行的進(jìn)程用完了本次分配給它的CPU時間片。 運行阻塞：運行態(tài)進(jìn)程因某種條件未滿足而放棄對CPU的占用，如等待讀文件。阻塞就緒：阻塞態(tài)進(jìn)程所等待的事件發(fā)生了，例如讀數(shù)據(jù)的操作完成。 （2） 21：可以。運行進(jìn)程用完了本次分配給它的時間片，讓出CPU，從就緒隊列中選一個進(jìn)程投入運行。 32：不可以。任何時候一個進(jìn)程只能處于一種狀態(tài)，它既然由運行態(tài)變?yōu)樽枞麘B(tài)，就不能再變?yōu)榫途w態(tài)。 41：可以。某一阻塞態(tài)進(jìn)程等待的事件出現(xiàn)了，而且此時就緒隊列為空，該進(jìn)程進(jìn)入就緒隊列后馬上又被調(diào)度運行。2

6、、判斷下列同步問題的算法是否正確？若有錯，請指出錯誤原因并予以改正。（1）設(shè)A，B兩個進(jìn)程共用一個緩沖區(qū)Q，A向Q寫入信息，B從Q讀出信息，算法框圖如圖2所示。 （2）設(shè)A，B為兩個并發(fā)進(jìn)程，它們共享一個臨界資源。其運行臨界區(qū)的算法框圖如圖3所示。 圖2 進(jìn)程A, B的算法框圖 圖3 兩個并發(fā)進(jìn)程臨界區(qū)的算法框圖 解： （1）圖2所示的算法不對。因為A、B兩個進(jìn)程共用一個緩沖區(qū)Q，如果A先運行，且信息數(shù)量足夠多，那么緩沖區(qū)Q中的信息就會發(fā)生后面的沖掉前面的，造成信息丟失，B就不能從Q中讀出完整的信息。 改正： A、B兩進(jìn)程要同步使用緩沖區(qū)Q。為此，設(shè)立兩個信號量： empty表示緩沖區(qū)Q為空，

7、初值為1； full表示緩沖區(qū)Q為滿，初值為0。算法框圖如圖4所示。（2）圖3所示的不對。因為A、B兩個進(jìn)程是并發(fā)的，它們共享一個臨界資源，所以二者應(yīng)互斥地使用該臨界資源，在進(jìn)入臨界區(qū)時不存在先A后B的時序關(guān)系，而是哪個進(jìn)程先到一步就先進(jìn)入自己的臨界區(qū)。 改正： A、B兩個進(jìn)程應(yīng)互斥地進(jìn)入臨界區(qū)。為此，設(shè)立一個信號量：互斥信號量mutex，其初值為1。算法框圖如圖5所示。圖4 圖2改正后的算法框圖 圖5 圖3改正后的的算法框圖操作系統(tǒng)形考作業(yè)2第3章 處理機(jī)調(diào)度三、簡答題1、作業(yè)提交后是否馬上放在內(nèi)存中？為什么？ 答：不是。因為作業(yè)提交后被放在作業(yè)后備隊列上，只有被作業(yè)調(diào)度程序選中，進(jìn)行作業(yè)調(diào)

8、度，作業(yè)才可能被放入內(nèi)存。2、作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度二者間如何協(xié)調(diào)工作？ 答：作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度是CPU主要的兩級調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它所選擇的作業(yè)只是具有獲得處理機(jī)的資格，但尚未占有處理機(jī)，不能立即在其上實際運行。而進(jìn)程調(diào)度是微觀調(diào)度，它根據(jù)一定的算法，動態(tài)地把處理機(jī)實際地分配給所選擇的進(jìn)程，使之真正活動起來。3、中斷響應(yīng)主要做哪些工作？由誰來做？ 答：中斷響應(yīng)主要做的工作是： 中止當(dāng)前程序的執(zhí)行； 保存原程序的斷點信息（主要是程序計數(shù)器PC和程序狀態(tài)寄存器PS的內(nèi)容）； 轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理程序。 中斷響應(yīng)由硬件實施。四、應(yīng)用題1、 （1） 采用算法時執(zhí)行這些作業(yè)的情況。（2）（3）解： 2、

9、 （1） 采用（注意：優(yōu)先數(shù)大的優(yōu)先級高）算法時執(zhí)行這些作業(yè)的情況。（2）（3）解：第4章 存儲管理三、簡答題1、對換技術(shù)如何解決內(nèi)存不足的問題？ 答：在多道程序環(huán)境中可以采用對換技術(shù)。此時，內(nèi)存中保留多個進(jìn)程。當(dāng)內(nèi)存空間不足以容納要求進(jìn)入內(nèi)存的進(jìn)程時，系統(tǒng)就把內(nèi)存中暫時不能運行的進(jìn)程（包括程序和數(shù)據(jù)）換出到外存上，騰出內(nèi)存空間，把具備運行條件的進(jìn)程從外存換到內(nèi)存中。2、考慮一個由8個頁面、每頁有1024個字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有32個物理塊的存儲器中，問邏輯地址和物理地址各需要多少二進(jìn)制位表示?答：3、虛擬存儲器有哪些基本特征？答：（1）虛擬擴(kuò)充：不是物理上，而是邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量

10、； （2）部分裝入：每個進(jìn)程不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分； （3）離散分配：不必占用連續(xù)的內(nèi)存空間，而是“見縫插針”； （4）多次對換：所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存。四、應(yīng)用題1、某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面，每頁為1KB，內(nèi)存為16KB。假定某時刻一用戶頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面的頁號和物理塊號的對照表如下：解：2、考慮下述頁面走向： 1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6 當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3，5時，試問使用最近最少置換算法（LRU）的缺頁次數(shù)是多少？（注意，所有內(nèi)存塊最初都是空的，所以，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁

11、。）解：（1）當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3時，LRU算法的執(zhí)行過程如下圖所示。頁面12342156212376321236塊1111445551177222塊222222666333333塊33311122226611缺頁打叉的表示發(fā)生了缺頁，共缺頁15次。（2）當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為5時，共缺頁8次。LRU算法的執(zhí)行過程如下。頁面12342156212376321236塊111111111塊22222222塊3333666塊444433塊55557缺頁3、考慮下面存儲訪問序列，該程序大小為460字： 10，11，104，170，73，309，185，245，246，434，458，364 設(shè)頁面大小是1

12、00字，請給出該訪問序列的頁面走向。又設(shè)該程序基本可用內(nèi)存是200字，采用先進(jìn)先出（FIFO）置換算法，缺頁率是多少？（注：缺頁率缺頁次數(shù)/訪問頁面總數(shù)）解： 根據(jù)已知條件頁面大小是100字，將頁面訪問序列簡化為： 0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3 ，又因為該程序基本可用內(nèi)存是200字，可知內(nèi)存塊數(shù)為2。采用先進(jìn)先出置換算法（FIFO），總共有6次缺頁，缺頁率為6/12=50%，具體算法如下：第5章 文件系統(tǒng)三、簡答題1、文件的邏輯組織有幾種形式？ 答：文件的邏輯組織有以下形式：無結(jié)構(gòu)文件和有結(jié)構(gòu)文件。無結(jié)構(gòu)文件是指文件內(nèi)部不再劃分記錄，它是由一組相關(guān)信息組成的有序字符流，即流式

13、文件。有結(jié)構(gòu)文件又稱為記錄式文件，它在邏輯上可被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合，又可分為定長記錄文件和變長記錄文件兩種。2、一般來說，文件系統(tǒng)應(yīng)具備哪些功能？答：（1）管理文件：能夠按照用戶要求創(chuàng)建新文件、刪除舊文件，對指定的文件讀、寫等操作。（2）管理目錄：根據(jù)用戶要求創(chuàng)建或刪除目錄文件，對用戶指定的文件進(jìn)行檢索和權(quán)限驗證、更改工作目錄等。 （3）管理文件的存儲空間：由文件系統(tǒng)對文件存儲空間進(jìn)行統(tǒng)一管理。（4）共享和保護(hù)文件：在系統(tǒng)控制下使一個用戶可共享其他用戶的文件。另外，文件系統(tǒng)應(yīng)提供可靠的保護(hù)和保密措施。 （5）提供方便的接口：為用戶提供統(tǒng)一的文件方式，從而實現(xiàn)“按名存取”。3、什么是文

14、件的共享？文件鏈接如何實現(xiàn)文件共享？答：文件共享是指系統(tǒng)允許多個用戶（進(jìn)程）共同使用某個或某些文件。對于某個文件的各個鏈接文件，用戶可以給它們指定不同的存取權(quán)限，以控制對信息的共享和增強(qiáng)安全性。文件鏈接有兩種形式：硬鏈接和符號鏈接。硬鏈接：建立硬鏈接時，在另外的目錄或本目錄中增加目標(biāo)文件的一個目錄項，這樣一個文件就登記在多個目錄中。符號鏈接：符號鏈接也稱為軟鏈接，是將一個路徑名鏈接到一個文件。4、什么是文件保護(hù)？常用的保護(hù)機(jī)制有哪些？答：文件保護(hù)是指文件免遭文件主或其他用戶由于錯誤的操作而使文件受到破壞。 常用的文件保護(hù)機(jī)制有： 命名自己的文件名，不讓他人知道； 口令對上口令，才能存取； 存取

15、控制根據(jù)不同的用戶身份，對每個文件為他們規(guī)定不同的存取控制權(quán)限； 加密信息加密，解密復(fù)原。四、應(yīng)用題所示：什么？什么？什么？ 、同組用戶和其他用戶的權(quán)限是什么？解：（1）非循環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)。（2）相對路徑名是相對當(dāng)前工作目錄的路徑名，而且相對路徑名不能以斜線（/）開頭，訪問文件m1.c的相對路徑名是mengqc/mub1/m1.c。（3）cd命令用來改變工作目錄。把工作目錄改到liu。（4）對文件主的權(quán)限是可讀、可寫、不可執(zhí)行；同組用戶的權(quán)限是可讀。其他用戶沒有權(quán)限。第6章 設(shè)備管理三、簡答題1、操作系統(tǒng)中設(shè)備管理的功能是什么？答：（1）監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)；（2）進(jìn)行設(shè)備分配；（3）完成I/O操作；（4）進(jìn)行緩沖管理與地址轉(zhuǎn)換。2、設(shè)備驅(qū)動程序的主要功能是什么？它在系統(tǒng)中處于什么位置？答：設(shè)備驅(qū)動程序的功能主要有：（1）接受來自上層、與設(shè)備無關(guān)軟件的抽象讀寫請求，并且將該I/O請求排在請求隊列的隊尾；（2）取出請求隊列中隊首請求，將相應(yīng)設(shè)備分配給它；（3）將該設(shè)備控制器發(fā)送命令，啟動該設(shè)備工作，完成指定的I/O操作；（4）處理來自設(shè)備的中斷。 設(shè)備驅(qū)動程序在系統(tǒng)中處于核心空間，位于設(shè)備控制器的上層，目的是對核心I/O子系統(tǒng)隱藏各個設(shè)備控制器的差別。3、為什么要引