操作系統(tǒng)碩士研究生入學(xué)考試模擬試題參考復(fù)習(xí)資料電子

1、操作系統(tǒng)碩士研究生入學(xué)考試模擬試題參考答案一、 填空題 1. 中斷優(yōu)先級(jí)是由硬件規(guī)定的，若要調(diào)整中斷響應(yīng)次序可通過(guò)中斷屏蔽實(shí)現(xiàn)。(北京大學(xué)1997)2. 多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是多道、宏觀上并行和微觀上串行。(西安電子科大2001)3. 多道運(yùn)行的特征之一是宏觀上并行，它的含義是同時(shí)進(jìn)入主存的程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，但都未運(yùn)行完畢。(華中理工2000)4. 操作系統(tǒng)的基本類型主要有批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。(哈工大2002)5. 批處理系統(tǒng)主要解決吞吐量問(wèn)題，分時(shí)系統(tǒng)主要解決交互性問(wèn)題。(華中理工2001)6. 操作系統(tǒng)具備處理同時(shí)性活動(dòng)的能力，其最重要的硬件支持是中斷機(jī)構(gòu)。(華中

2、科技2001)7. 為了實(shí)現(xiàn)處理器與外部設(shè)備的并行工作，系統(tǒng)引入了中斷硬件機(jī)制。(北大1997)8. 操作系統(tǒng)向用戶提供了兩類接口，一類是命令級(jí)接口，另一類是程序級(jí)接口。(西安電子科大 2001)(中科大1998)9. 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征是 (程序執(zhí)行的) 并發(fā)性和 (資源的) 共享性。(中科院1997) (北交大2000)10. 多道程序設(shè)計(jì)的引入給存儲(chǔ)管理提出了新的課題，應(yīng)考慮的三個(gè)問(wèn)題是存儲(chǔ)分配、存儲(chǔ)保護(hù)和存儲(chǔ)擴(kuò)充。(西安電子科大2000)11. 在操作系統(tǒng)中，一種用空間換取時(shí)間的資源轉(zhuǎn)換技術(shù)是SPOOLing。(北京大學(xué)1997)12. 如果系統(tǒng)中有 n 個(gè)進(jìn)程，則在等待隊(duì)

3、列中進(jìn)程的個(gè)數(shù)最多為 n 個(gè)。(北京大學(xué)1997)13. 若使當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程總是優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程，應(yīng)選擇剝奪式進(jìn)程調(diào)度算法。(北京大學(xué)1997)14. 實(shí)現(xiàn)一個(gè)管程時(shí)必須考慮的 3 個(gè)主要問(wèn)題包括互斥、同步、條件變量。(西安電子科大1996)15. 在采用請(qǐng)求分頁(yè)式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，地址變換過(guò)程可能會(huì)因?yàn)槿表?yè)、地址越界和訪問(wèn)權(quán)限錯(cuò)等原因而產(chǎn)生中斷。(中科大1998)16. 存儲(chǔ)管理應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能是：主存空間的分配和保護(hù)、地址重定位、主存空間的共享和擴(kuò)充。 (西安電子科大2002)17. 分區(qū)存儲(chǔ)管理方案不能實(shí)現(xiàn)虛存的原因是作業(yè)地址空間大小不能超過(guò)存儲(chǔ)空間大小。(西交大1999)18. 設(shè)有 8 頁(yè)

4、的邏輯空間，每頁(yè) 1024 字下，它們被映射到 32 塊的物理存儲(chǔ)區(qū)中。那么，邏輯地址的有效位是 13 位，物理地址至少是 15 位。(西北工大2000)19. 采用交換技術(shù)獲得的好處是以犧牲處理器時(shí)間為代價(jià)的。(西交大1999)20. 通道技術(shù)的引入，實(shí)現(xiàn)了處理器與設(shè)備的并行、設(shè)備與設(shè)備的并行、進(jìn)程 與進(jìn)程的并行。(中科院1998)21. 設(shè)備管理中引入緩沖機(jī)制的主要原因是為了改善處理器與輸入輸出設(shè)備之間速度不匹配的矛盾、實(shí)現(xiàn)輸入輸出設(shè)備之間的并行操作和有效減少輸入輸出操作次數(shù)。(中科院1999)22. 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是一種低級(jí)的系統(tǒng)例程，它通常分為驅(qū)動(dòng)輸入輸出設(shè)備工作程序 和設(shè)備中斷處理程序

5、兩部分。(中科院1998)23. 在通道進(jìn)行輸入輸出操作期間，要訪問(wèn)兩個(gè)內(nèi)存的固定單元CAW和 CSW 。(西安理工2000)24. 利用符號(hào)鏈接實(shí)現(xiàn)文件共享時(shí)，對(duì)文件主刪除了共享文件后造成的指針懸空問(wèn)題，解決的方法是文件的擁有者才具有指向索引結(jié)點(diǎn)的指針，共享文件的其他用戶中只有該文件的路徑名而無(wú)指向索引結(jié)點(diǎn)指針。(中科院1999)25. 使用位示圖 (20 行、 30 列) 表示空閑盤塊狀態(tài)。如當(dāng)分配一個(gè)盤塊號(hào)為 132 時(shí)，其在位示圖中的行、列數(shù)為 4 、 11 。當(dāng)釋放一個(gè)盤塊號(hào)為 318 時(shí)，其所在位示圖中的行、列數(shù)為 10 、 17 。(注：行為 019 、列為 029 ，首盤塊號(hào)為

6、 1)(北京郵電大學(xué)1997)26. 每個(gè)索引文件都至少有一張索引表，其中，每一個(gè)表項(xiàng)應(yīng)包括能標(biāo)識(shí)該記錄的記錄鍵和物理地址。(西安電子科大2002)27. 文件系統(tǒng)中若文件的物理結(jié)構(gòu)采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，則文件控制塊中關(guān)于文件的物理位置應(yīng)包括起始?jí)K號(hào)和總塊數(shù)。(西北工大2000)28. 采用直接存取法存取文件時(shí)，對(duì)索引文件效率最高，對(duì)串聯(lián)文件效率最低。29. 在 UNIX 文件管理系統(tǒng)中，為了對(duì)磁盤空間的空閑塊進(jìn)行有效管理，采用的方法是成組鏈接法。(西安電子科大2000)30. 在 UNIX 系統(tǒng)中，如果一個(gè)盤塊的大小為 1KB，每個(gè)盤號(hào)占 4 個(gè)字節(jié)，那么，一個(gè)進(jìn)程要訪問(wèn)偏移量為 263168B處的

7、數(shù)據(jù)時(shí)，需要經(jīng)過(guò) 1 次間接。(中科大1998)31. 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，引用位標(biāo)識(shí) 該頁(yè)最近是否被訪問(wèn)過(guò)，它的用途是 為淘汰算法選頁(yè)提供參考。(華中理工2001)32. 進(jìn)程的目標(biāo)代碼在虛擬存儲(chǔ)器中不考慮 物理空間大小和 信息存放的物理位置，只規(guī)定 進(jìn)程中互相關(guān)聯(lián)的信息的相對(duì)位置。(南開2001)33. 多用戶環(huán)境中為了實(shí)現(xiàn)多用戶之間的隔離，必須采取 存儲(chǔ)保護(hù) 措施。(華中科技2001)34. 請(qǐng)求分頁(yè)式虛存系統(tǒng)必須至少具有三種硬件支持，即 一定量?jī)?nèi)存和較大外存 、地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)與缺頁(yè)中斷機(jī)構(gòu)。(中科院2000)35. 在頁(yè)面替換算法中，目前有多種方法被提出以防止抖動(dòng)現(xiàn)象，它們的共同點(diǎn)是通過(guò)

8、程序的局部性原理 耒實(shí)現(xiàn)的。(中科院2000)36. 虛擬設(shè)備是操作系統(tǒng)利用某種I/O技術(shù)，將某個(gè) 獨(dú)占 設(shè)備改造為多個(gè)用戶可以同時(shí)共享的設(shè)備。(北京理2002)37. I/O設(shè)備處理進(jìn)程平時(shí)處于 睡眠 狀態(tài)，當(dāng) I/O請(qǐng)求 和 I/O操作結(jié)束出現(xiàn)時(shí)，被喚醒。(西安電子科大2000)38. 文件目錄中用 盤塊號(hào)記錄文件的一維地址，而實(shí)際讀寫磁盤需用 柱面號(hào) ， 磁頭號(hào)與 扇區(qū)號(hào) 三維地址。(南開大學(xué)2000) 39. UNIX的文件目錄項(xiàng)由兩部分組成，即文件名和 索引節(jié)點(diǎn) ；后者在文件被打開后又有兩種形式，即 外存索引節(jié)點(diǎn)和 內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn) 。(中科院2000)40. UNIX能與其他操作系統(tǒng)組

9、網(wǎng)是由于它支持 TCP/IP 協(xié)議。(中科院2000)41. 在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某程序的頁(yè)面走向?yàn)椋?，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1。假設(shè)分得的頁(yè)框數(shù)是3，并且開始時(shí)頁(yè)框中是空的，則分別采用最佳轉(zhuǎn)換算法和LRU頁(yè)面轉(zhuǎn)換算法，在訪問(wèn)過(guò)程中發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)分別是 9 和 13 。(南京航空2001)42. 一臺(tái)計(jì)算機(jī)有十臺(tái)磁帶機(jī)被m個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)，每個(gè)進(jìn)程最多需要三臺(tái)磁帶機(jī)，那么m為 4 時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有死鎖的危險(xiǎn)。(南京航空2001)43. 某系統(tǒng)中有11臺(tái)打印機(jī)，N個(gè)進(jìn)程共享打印機(jī)資源，每個(gè)進(jìn)程要求3臺(tái)。當(dāng)N的取值不超過(guò) 5 時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生

10、死鎖。(上海交大2002) 44. 在分頁(yè)虛擬存儲(chǔ)管理中，“二次機(jī)會(huì)”調(diào)度策略和“時(shí)鐘”調(diào)度策略在決定淘汰哪一頁(yè)時(shí)，都用到了引用位 。 (上海交大2002) 45. 虛擬存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是程序局部性原理理論。實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 擴(kuò)充主存 的主要方法。操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要 地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、 存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)構(gòu) 和 中斷機(jī)構(gòu) 等軟硬件支持。 (四川大學(xué)2000) 46. 在微型計(jì)算機(jī)中，當(dāng)I/O控制方式采用DMA時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇?數(shù)據(jù)塊 ，而且在外設(shè)和 內(nèi)存 之間直接建立數(shù)據(jù)通路，在I/O過(guò)程中，不需要 CPU 的干預(yù)，完全由DMA控制器控制。(四川大學(xué)2000) 47. 進(jìn)

11、程映像的三個(gè)組成部分是 程序塊 、 數(shù)據(jù)塊 、 PCB ，其中后者是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志。(合肥工大2000)48. 進(jìn)程的基本狀態(tài)有執(zhí)行、就緒和等待。批處理作業(yè)的基本狀態(tài)有運(yùn)行、輸入 后備 和完成。其中，運(yùn)行 狀態(tài)包含了進(jìn)程的等待狀態(tài)。作業(yè)調(diào)度程序?qū)崿F(xiàn)了作業(yè)從 后備 狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，而進(jìn)程調(diào)度 程序?qū)崿F(xiàn)了進(jìn)程從就緒狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。處于等待狀態(tài)的進(jìn)程是不會(huì)獲得CPU的。(大連理工2002)49. SPOOLing技術(shù)是在共享設(shè)備上模擬獨(dú)占設(shè)備的技術(shù) 。由預(yù)輸入程序?qū)⒆鳂I(yè)執(zhí)行中需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)預(yù)先讀入輸入井中。緩沖輸出程序則負(fù)責(zé)將輸出井中的信息在輸出設(shè)備上輸出。(大連理工2002)50.

12、 文件在文件存儲(chǔ)空間的組織方式，稱為文件的 物理 結(jié)構(gòu)。 (電子科大2001) 51. 所謂操作系統(tǒng)虛擬機(jī)的概念，是指 OS屏蔽硬件細(xì)節(jié)，為用戶提供使用方便、功能擴(kuò)展、效率提高的計(jì)算機(jī) 。(華中科技2002)52. 程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)失去程序的封閉性和可再現(xiàn)性的主要原因是 運(yùn)行程序相互制約 。(華中理工2001)53. 最佳適應(yīng)算法是將作業(yè)放置到能滿足作業(yè)長(zhǎng)度空閑區(qū)中最小的一個(gè)空閑區(qū)中。(華中理工2000)54. 分區(qū)存儲(chǔ)管理方案不能實(shí)現(xiàn)虛存的原因是 存儲(chǔ)空間連續(xù)性要求 。(西交大1999)55. UNIX系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)由 進(jìn)程控制 子系統(tǒng)和文件子系統(tǒng)兩個(gè)部分組成的。(華中科技2001) 二、 術(shù)

13、語(yǔ)/名詞解釋1. 西北大學(xué)2000并行與并發(fā)、對(duì)換與切換、管道與通信、直接通信與間接通信、死鎖與饑餓(1)并發(fā)與并行；若干個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生稱為并行；若干個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生稱為并發(fā)。并行是并發(fā)的特例，并發(fā)是并行的拓展。(2)對(duì)換與切換；對(duì)換是指把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程或暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，換出到外存上，以騰出足夠的內(nèi)存空間，把已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)程所需的程序和數(shù)據(jù)換入內(nèi)存。切換是指將CPU的使用權(quán)從一個(gè)進(jìn)程轉(zhuǎn)到另一個(gè)進(jìn)程。在某些系統(tǒng)中，進(jìn)程切換往往伴隨著信息的對(duì)換。(3)管道與通道；管道（Pipe）是連接兩個(gè)進(jìn)程的一個(gè)共享文件，進(jìn)程通過(guò)對(duì)該文件的讀、寫實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。管道文

14、件實(shí)際上是一個(gè)臨時(shí)文件，它以磁盤為中介實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信，與內(nèi)存相比，其通信速度較慢。通道（I/O處理機(jī)）是實(shí)現(xiàn)I/O操作的硬件裝置。通道對(duì)管道的實(shí)現(xiàn)提供子硬件支持。 (4)直接通信與間接通信；消息系統(tǒng)有直接通信和間接通信之分。 1）直接通信。直接通信方式有一個(gè)基本原則：進(jìn)程在發(fā)送和接收消息時(shí)，必須指明接收者或發(fā)送者的名字。這種通信方式中Send和Receive原語(yǔ)定義如下： Send（P，message），將消息發(fā)送給進(jìn)程P； Receive（Q，message），接收來(lái)自進(jìn)程Q的消息。 這種通信方式中通信鏈路具有如下特征：每一對(duì)欲通信的進(jìn)程間自動(dòng)建立了一條雙向通信鏈，只需知道對(duì)方的標(biāo)識(shí)信息便

15、可進(jìn)行通信；每條通信鏈路嚴(yán)格地對(duì)應(yīng)兩個(gè)進(jìn)程；相互通信的一對(duì)進(jìn)程之間存在一條通信鏈路。 2）間接通信。進(jìn)程間通過(guò)信箱進(jìn)行消息傳遞的通信方式稱為間接通信，又稱為“信箱通信”；信箱（Mailbox）可以抽象地看成是一個(gè)虛設(shè)備，進(jìn)程可以把消息（也稱信件）放入信箱，也可以從中取出一條消息。信箱必須有唯一的標(biāo)識(shí)符。在這種通信方式中，某個(gè)進(jìn)程可以通過(guò)一組不同的信箱同時(shí)與其他多個(gè)進(jìn)程通信。兩個(gè)進(jìn)程之間只有當(dāng)它們有一個(gè)可共享的信箱時(shí)才可進(jìn)行通信。 間接通信方式中的通信鏈路具有如下特征：只有當(dāng)兩個(gè)進(jìn)程有了一個(gè)可共享的信箱時(shí)，通信鏈路才在兩者之間建立；一條通信鏈路可以連接兩個(gè)以上的進(jìn)程；每一對(duì)通信進(jìn)程之間可以有多條

16、不同的通信鏈路，每一條鏈路對(duì)應(yīng)一個(gè)信箱；通信鏈路可以是單向的，也可以是雙向的。(5) 死鎖與“餓死”。 死鎖是因競(jìng)爭(zhēng)資源而引起的一種具有普遍性的現(xiàn)象，在多道程序系統(tǒng)中，由于多個(gè)并發(fā)進(jìn)程共享系統(tǒng)的資源，如使用不當(dāng)有可能造成一種僵局，即系統(tǒng)中兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程無(wú)限期地等待永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生的條件，在無(wú)外力的干預(yù)下，這些進(jìn)程都不能向前推進(jìn)，我們稱之為死鎖。死鎖不僅在兩個(gè)進(jìn)程之間發(fā)生，也可能在多個(gè)進(jìn)程之間，甚至在系統(tǒng)全部進(jìn)程之間發(fā)生。當(dāng)死鎖發(fā)生時(shí)，一定有一個(gè)資源被無(wú)限期地占用而得不到釋放。 “餓死”是指系統(tǒng)中的每個(gè)資源占用者都在有限的時(shí)間內(nèi)釋放它所占用的資源，但是仍然存在申請(qǐng)者永遠(yuǎn)得不到資源的現(xiàn)象。因此，在操作

17、系統(tǒng)中，不僅要考慮如：何防止“死鎖”，還要考慮如何避免“餓死”。2. 西安理工大學(xué)2000系統(tǒng)調(diào)用、多道程序設(shè)計(jì)、周轉(zhuǎn)時(shí)間、碎片、系統(tǒng)抖動(dòng)(1)系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序中能用“訪管指令”調(diào)用的由操作系統(tǒng)提供的子功能的集合。每一個(gè)子功能稱為一條系統(tǒng)調(diào)用命令（或廣義指令）。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)在程序級(jí)給用戶提供的接口。(2)多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指在主存中同時(shí)存放多道用戶作業(yè)，它們都處于執(zhí)行的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間。(3)周轉(zhuǎn)時(shí)間所謂周轉(zhuǎn)時(shí)間是指作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到處理完成所經(jīng)歷的時(shí)間。(4)碎片所謂碎片是指存儲(chǔ)器上不能利用的空閑區(qū)。(5)系統(tǒng)抖動(dòng)在分頁(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，將某一頁(yè)從實(shí)存移到輔存為“出頁(yè)”，

18、從輔存調(diào)入主存為“入頁(yè)”。剛“出頁(yè)”的頁(yè)又要“入頁(yè)”，或剛“入頁(yè)”的頁(yè)又要“出頁(yè)”。這種反復(fù)出入頁(yè)的現(xiàn)象稱為“抖動(dòng)現(xiàn)象”或者“系統(tǒng)顛簸”。3. 西安交通大學(xué)1999/2000線程、分時(shí)系統(tǒng)、系統(tǒng)調(diào)用、地址再定位、多道程序設(shè)計(jì)、地址空間和存儲(chǔ)空間、通道(1) 線程所謂線程（thread），從操作系統(tǒng)管理角度看線程是指“進(jìn)程的一個(gè)可調(diào)度實(shí)體”，是處理機(jī)調(diào)度的基本單位；從編程邏輯看線程是指“程序內(nèi)部的一個(gè)單一的順序控制流”。線程是進(jìn)程的一個(gè)組成部分。 (2) 分時(shí)系統(tǒng) 所謂分時(shí)系統(tǒng)就是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，連接多個(gè)終端，用戶通過(guò)各自的終端和終端命令把作業(yè)送人計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)又通過(guò)終端向各用戶報(bào)告其作業(yè)的運(yùn)行

19、情況，這種計(jì)算機(jī)能分時(shí)輪流地為各終端用戶服務(wù)并能與時(shí)對(duì)用戶服務(wù)請(qǐng)求予以響應(yīng)，這就構(gòu)成了分時(shí)系統(tǒng)。分時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是使用戶能與系統(tǒng)交互作用，對(duì)用戶的請(qǐng)求與時(shí)響應(yīng)，并在可能條件下盡量提高系統(tǒng)資源的利用率。分時(shí)系統(tǒng)的主要特征是： 1）同時(shí)性：若干個(gè)終端用戶按照系統(tǒng)提供的各種服務(wù)，在各自終端進(jìn)行操作，同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)資源。宏觀上看是各用戶在并行工作，微觀上看是各用戶輪流使用計(jì)算機(jī)。 2）獨(dú)立性：用戶間可以相互獨(dú)立操作，互不干涉，系統(tǒng)保證各用戶程序運(yùn)行的完整性，不會(huì)發(fā)生相互混淆或破壞現(xiàn)象。 3）與時(shí)性：系統(tǒng)可對(duì)用戶的輸入與時(shí)作出響應(yīng)。分時(shí)系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)之一是響應(yīng)時(shí)間，它是指從終端發(fā)出命令到系

20、統(tǒng)予以應(yīng)答所需的時(shí)間。4）交互性：用戶可根據(jù)系統(tǒng)對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)結(jié)果，進(jìn)一步向系統(tǒng)提出新的請(qǐng)求，即能使用戶和系統(tǒng)進(jìn)行人 機(jī)對(duì)話的工作方式，所以分時(shí)系統(tǒng)也稱之為交互式系統(tǒng)。 (3) 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序中能用“訪管指令”調(diào)用的由操作系統(tǒng)提供的子功能的集合。每一個(gè)子功能稱為一條系統(tǒng)調(diào)用命令（或廣義指令）。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)在程序級(jí)給用戶提供的接口。 (4) 地址再定位所謂地址再定位，就是當(dāng)一個(gè)程序裝入到與其地址空間不一致的存儲(chǔ)空間而進(jìn)行的地址變換過(guò)程，即將地址空間給出的邏輯地址映射到內(nèi)存的物理地址。地址重定位有靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位兩種方式。 (5)多道程度設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指在主存中同時(shí)存放

21、多道用戶作業(yè)，它們都處于執(zhí)行的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間。多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下： 1）多道。主存中有多道程序，它們?cè)谌我粫r(shí)刻必須處于就緒、運(yùn)行、阻塞三種狀態(tài)之一。 2）宏觀上并行。從宏觀上看，它們?cè)谕瑫r(shí)執(zhí)行。 3）微觀上串行。從微觀上看，它們?cè)诮惶?、穿插地?zhí)行。采用多道程序設(shè)計(jì)后，減少了CPU時(shí)間的浪費(fèi)。尤其對(duì)計(jì)算題的作業(yè)，由于I/O操作較少，CPU浪費(fèi)的時(shí)間很少。(6) .地址空間和存儲(chǔ)空間地址空間指用戶編程使用的全部地址，其中，每個(gè)地址單元又稱邏輯地址，由于它常相對(duì)于程序的起始地址編號(hào)，故又叫相對(duì)地址。存儲(chǔ)空間指內(nèi)存中可直接尋址的物理單元的集合，物理單元又稱物理地址或絕對(duì)地址。(7) 通道又稱I

22、/O處理器，它在接受CPU的I/O命令后，能相對(duì)獨(dú)立地完成主存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備之間的信息傳送，并與中央處理器并行地執(zhí)行操作，I/O結(jié)束后又能發(fā)點(diǎn)I/O中斷請(qǐng)求CPU干予，具有上述一系到邏輯功能的部件就是通道。采用通道技術(shù)主要解決輸入輸出操作的獨(dú)立性和各部件工作的并行性，減少外圍設(shè)備和中央處理器的邏輯聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備和中央處理器之間的并行操作；通道和通道之間的并行操作；各通道上的外圍設(shè)備之間的并行操作，以達(dá)到提高整個(gè)系統(tǒng)效率的目的。4. 清華大學(xué)2001多道程序、多重處理、進(jìn)程、線程、虛存存儲(chǔ)器（1）多道程序 多個(gè)用戶程序(作業(yè))同時(shí)進(jìn)入主存，并啟動(dòng)它們同時(shí)運(yùn)行的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。在單CPU上這些程

23、序在宏觀上是同時(shí)運(yùn)行的，而微觀上看它們交替執(zhí)行。（2）多重處理 系統(tǒng)配置多個(gè)CPU，能真正同時(shí)執(zhí)行多道程序。要有效使用多重處理，必須采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，而多道程序設(shè)計(jì)并不定要求多重處理系統(tǒng)支持。（3） 進(jìn)程 進(jìn)程是一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過(guò)程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位。（4）線程 多線程環(huán)境中進(jìn)程是操作系統(tǒng)中進(jìn)行保護(hù)和資源分配的基本單位。線程是操作系統(tǒng)進(jìn)程中能夠獨(dú)立執(zhí)行的實(shí)體（控制流），是處理器調(diào)度和分派的基本單位。線程是進(jìn)程的組成部分，每個(gè)進(jìn)程內(nèi)允許包含多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的控制流，這就是多線程。（5）虛擬存儲(chǔ)器 在具有層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

24、中，采用自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分對(duì)換功能，為用戶提供一個(gè)比物理主存容量大得多的，可尋址的一種“主存儲(chǔ)器”。5. 南京大學(xué)2001線程、目錄、 死鎖、窗口(1)線程：線程又稱輕量級(jí)進(jìn)程，是指進(jìn)程中的一條執(zhí)行路徑。(2)目錄：文件系統(tǒng)中的所有文件控制的有序集合稱為目錄。(3)死鎖：若一個(gè)進(jìn)程集合中的每一個(gè)進(jìn)程都在等待只能由本集合中的另一個(gè)進(jìn)程才能引發(fā)的事件，則稱這組進(jìn)程處于死鎖。(4)窗口：把用戶的工作顯示在計(jì)算機(jī)屏幕的一個(gè)矩形區(qū)域中，允許用戶在矩形區(qū)域中操作應(yīng)用軟件和文件，該矩形區(qū)域就稱為“窗口”。6. 南京大學(xué)2003寫出操作系統(tǒng)中常用縮寫字的英文全稱：(1) RAID (2) LWP (3)

25、IPC (4)IPT（1）Reundant Array of Independent Disks（2）Light Weight Process（3）Interprocess Communication（4）Inverted Page Table解釋下列概念與說(shuō)明關(guān)系或區(qū)別：(1)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性(2)死鎖、饑餓(3)同步、互斥(4)文件目錄、目錄文件（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性是兩個(gè)概念，可靠性指硬件系統(tǒng)正常持續(xù)運(yùn)行的程度，目標(biāo)為反故障；安全性是指不因人為疏漏和蓄謀作案而導(dǎo)致信息資源被泄露、篡改和破壞，目標(biāo)是反泄露。關(guān)系：可靠性是安全性的基礎(chǔ)，安全性比可靠性更為復(fù)雜。

26、（2）死鎖是因進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源，但系統(tǒng)擁有資源的數(shù)量有限，或并發(fā)進(jìn)程推進(jìn)的順序不當(dāng)而造成的一種永遠(yuǎn)等待資源的僵局。而饑餓是指每個(gè)資源占用者都在有限時(shí)間內(nèi)釋放占用的資源，但申請(qǐng)進(jìn)程仍然長(zhǎng)時(shí)間得不到資源的現(xiàn)象。關(guān)系：產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象并不意味著一定產(chǎn)生死鎖。（3）并發(fā)進(jìn)程的執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生相互制約關(guān)系：一種是進(jìn)程之間競(jìng)爭(zhēng)使用獨(dú)占型資源，只能讓它們逐個(gè)使用，這種現(xiàn)象稱互斥，是一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，也稱間接的制的關(guān)系。另一種是進(jìn)程之間協(xié)同完成任務(wù)，在關(guān)鍵點(diǎn)上等待另一進(jìn)程發(fā)來(lái)的消息，以便協(xié)同一致，是一種協(xié)作關(guān)系，也稱直接的制的關(guān)系。關(guān)系：本質(zhì)上，互斥是一種特殊的同步，因?yàn)樗彩沁M(jìn)程之間的執(zhí)行次序上的一種協(xié)調(diào)。（4）文件目錄記錄

27、文件的管理和說(shuō)明信息，如文件名字、長(zhǎng)度、屬性、外存位置等信息，用于對(duì)單個(gè)文件的控制。把同一個(gè)卷上的若干文件的文件目錄組成一個(gè)單獨(dú)的文件，由于它是由文件目錄組成的，故稱目錄文件，它用于對(duì)整個(gè)文件系統(tǒng)的管理。7. 南京航空航天大學(xué)2001 多道程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、用戶態(tài)與核心態(tài)、進(jìn)程控制塊、SPOOLing、邏輯文件和物理文件、進(jìn)程映象、臨界資源和臨界區(qū)(1)多道程序設(shè)計(jì) 見清華大學(xué)2001(1)/西安交大2000(5)(2)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、提供各種服務(wù)，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶有效使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。(3) 用

28、戶態(tài)與核心態(tài) 硬件處理器的不同狀態(tài)(或模式)，用于加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。多數(shù)系統(tǒng)把處理器狀態(tài)簡(jiǎn)單的劃分為核心態(tài)（又稱特權(quán)狀態(tài)、系統(tǒng)模式、特態(tài)或管態(tài)）和用戶態(tài)（又稱目標(biāo)狀態(tài)、用戶模式、常態(tài)或目態(tài)）。當(dāng)處理器處于管理狀態(tài)時(shí)，程序可以執(zhí)行全部機(jī)器指令，訪問(wèn)所有資源，并具有改變處理器狀態(tài)的能力；當(dāng)處理器處于用戶狀態(tài)時(shí)，程序只能執(zhí)行非特權(quán)指令。(4)進(jìn)程控制塊 標(biāo)識(shí)進(jìn)程存在和記錄、刻畫進(jìn)程狀態(tài)與有關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它是操作系統(tǒng)掌握進(jìn)程的唯一資料結(jié)構(gòu)，是操作系統(tǒng)控制和管理進(jìn)程的主要依據(jù)。它包括了進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的情況，以與進(jìn)程讓出處理器后所處的狀態(tài)、斷點(diǎn)等的標(biāo)識(shí)信息、現(xiàn)埸信息和控制信息。(5)SPOOLing、 是

29、外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作的簡(jiǎn)稱假脫機(jī)系統(tǒng)。其思路是：利用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，在運(yùn)行用戶作業(yè)的同時(shí)，將大批新的作業(yè)信息從輸入設(shè)備上預(yù)先輸入到輔助存儲(chǔ)器磁盤的輸入緩沖區(qū)域中暫時(shí)保存，稱為“預(yù)輸入”。此后，由作業(yè)調(diào)度程序調(diào)出作業(yè)執(zhí)行。作業(yè)使用數(shù)據(jù)時(shí)不必再啟動(dòng)輸入設(shè)備，而只要從磁盤的輸入緩沖區(qū)域中讀入。類似地，作業(yè)執(zhí)行中不必直接啟動(dòng)輸出設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，而只要將作業(yè)的輸出數(shù)據(jù)暫時(shí)保存到磁盤的輸出緩沖區(qū)域中，在作業(yè)執(zhí)行完畢后，由操作系統(tǒng)組織信息成批輸出。稱為“緩輸出”。這樣能帶耒縮短作業(yè)執(zhí)行時(shí)間、增加多道程序道數(shù)、加強(qiáng)詐作業(yè)調(diào)度靈活性的優(yōu)點(diǎn)。Spooling技術(shù)是用一類物理設(shè)備模擬另一類物理設(shè)備技術(shù)，是使獨(dú)占使用

30、的設(shè)備變成可共享設(shè)備的技術(shù)，也是一種速度匹配技術(shù)。(6)邏輯文件和物理文件 邏輯文件是從用戶觀點(diǎn)出發(fā)，從方便使用的角度考慮文件信息的組織與配置方式，這種文件叫邏輯文件，它分為流式文件和記錄式文件。物理文件-從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，考慮文件在物理介質(zhì)上的組織和存放方式，這種文件叫物理文件，它分串連文件、連續(xù)文件、索引文件和哈希文件。(7)進(jìn)程映象 UNIX SVR4中，進(jìn)程由三部分組成：proc結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)段和正文段，它們合稱為進(jìn)程映像，而把進(jìn)程定義為映像的執(zhí)行。(8) 臨界資源和臨界區(qū) 進(jìn)程中涉與共享變量的程序段稱臨界區(qū)。臨界區(qū)中共享變量代表的資源稱臨界資諒，這些資源一次僅能被一個(gè)進(jìn)程使用。8. 復(fù)旦大

31、學(xué)2000 用戶級(jí)線程和系統(tǒng)級(jí)線程(1) 用戶級(jí)線程ULT線程管理的全部工作都由應(yīng)用程序來(lái)做，在用戶空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，內(nèi)核是不知道線程的存在的。用戶級(jí)多線程由用戶空間運(yùn)行的線程庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，任何應(yīng)用程序均需通過(guò)線程庫(kù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，再與線程庫(kù)連接后運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)多線程。線程庫(kù)是一個(gè)ULT管理的例行程序包，在這種情況下，線程庫(kù)是線程的運(yùn)行支撐環(huán)境。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序提交給系統(tǒng)后，系統(tǒng)為它建立一個(gè)由內(nèi)核管理的進(jìn)程，該進(jìn)程在線程庫(kù)環(huán)境下開始運(yùn)行時(shí)，只有一個(gè)由線程庫(kù)為進(jìn)程建立的線程。首先，運(yùn)行這個(gè)線程，當(dāng)應(yīng)用進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，線程通過(guò)調(diào)用線程庫(kù)中的“孵化”過(guò)程，可以孵化出運(yùn)行在同一進(jìn)程中的新線程。上述活動(dòng)均發(fā)生在用戶空

32、間，且在單個(gè)進(jìn)程中，內(nèi)核并不知道這些活動(dòng)。內(nèi)核按進(jìn)程為單位調(diào)度，并賦予一個(gè)進(jìn)程狀態(tài)（就緒、運(yùn)行、阻塞）。(2) 系統(tǒng)級(jí)線程內(nèi)核級(jí)KLT線程設(shè)施中，線程管理的所有工作由操作系統(tǒng)內(nèi)核來(lái)做。內(nèi)核專門提供了一個(gè)KLT應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口（API），供開發(fā)者使用，應(yīng)用程序區(qū)不需要有線程管理的代碼。Windows 2000/XP和OS/2都是采用這種方法的例子。任何應(yīng)用都可以被程序設(shè)計(jì)成多個(gè)線程，當(dāng)提交給操作系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)，內(nèi)核為它創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程和一個(gè)線程，線程在執(zhí)行中可以通過(guò)內(nèi)核創(chuàng)建線程原語(yǔ)來(lái)創(chuàng)建其他線程，這個(gè)應(yīng)用的所有線程均在一個(gè)進(jìn)程中獲得支持。內(nèi)核要為整個(gè)進(jìn)程與進(jìn)程中的單個(gè)線程維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)信息，所以，應(yīng)在內(nèi)核空間

33、中建立和維護(hù)進(jìn)程控制塊PCB與線程控制塊TCB，內(nèi)核的調(diào)度是在線程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。9. 北京郵電大學(xué)1998 進(jìn)程、線程、管程(1) 進(jìn)程和線程 見清華大學(xué)2001 (2) 管程 管程是管理進(jìn)程同步的一種同步機(jī)制，它保證進(jìn)程互斥地訪問(wèn)共享變置(代表共享資源)，并提供了一個(gè)阻塞和喚醒進(jìn)程的設(shè)施-條件變量。它有三部分組成：(1)局部于管程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-共享變量，該共享變量表示了共享資源的狀態(tài)。(2)局部于管程對(duì)上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)定操作的若干過(guò)程。(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的初始化操作。10. 北京理工1999 /2000 臨界區(qū)、并發(fā)、不可剝奪資源、地址空間、工作集、抖動(dòng)、程序局部性原理、設(shè)備獨(dú)立性、虛擬設(shè)備(

34、1) 臨界區(qū) 進(jìn)程中涉與代表共享資源的共享變量的程序段稱臨界區(qū)。(2) 并發(fā) 是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件或活動(dòng)在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)是一個(gè)并發(fā)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的并發(fā)性指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在若干個(gè)運(yùn)行著的程序，因此，它應(yīng)該具有處理和調(diào)度多個(gè)程序同時(shí)執(zhí)行的能力。(3)不可剝奪資源 除非擁有該資源的進(jìn)程主動(dòng)放棄，系統(tǒng)不得強(qiáng)行取回的一類資源。(4) 地址空間 地址空間指用戶編程使用的全部地址，其中，每個(gè)地址單元又稱邏輯地址，由于它常相對(duì)于程序的起始地址編號(hào)，故又叫相對(duì)地址。存儲(chǔ)空間指內(nèi)存中可直接尋址的物理單元的集合，物理單元又稱物理地址或絕對(duì)地址。(5) 工作集 Denning提出的工作集概念是：

35、“為確保每個(gè)進(jìn)程每一時(shí)刻能夠執(zhí)行下去，在物理存儲(chǔ)器中必須有的最少頁(yè)面數(shù)”。但也有的文獻(xiàn)所用工作集概念稍有不同是指：“在未來(lái)的時(shí)間間隔內(nèi)，一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)所需訪問(wèn)的頁(yè)面集”。(6) 抖動(dòng) 頁(yè)面淘汰中的一種現(xiàn)象，剛被淘汰的頁(yè)面又立即要用，因而，又要把它調(diào)入，而調(diào)入不久再被淘汰，淘汰不久再被調(diào)入。如此反復(fù)，使得整個(gè)系統(tǒng)的頁(yè)面調(diào)度非常頻繁以至于大部時(shí)間都花在來(lái)回調(diào)度頁(yè)面上。處理器花費(fèi)大量時(shí)間用于對(duì)換頁(yè)面而不是執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的現(xiàn)象叫做“抖動(dòng)”（Thrashing），又稱“顛簸”。(7) 程序局部性原理 發(fā)現(xiàn)的程序和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)都有聚集成群的傾向，在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，僅使用其中一小部分（稱空間局部性），或者最近訪問(wèn)

36、過(guò)的程序代碼和數(shù)據(jù)，很快又被訪問(wèn)（稱時(shí)間局部性）。(8) 設(shè)備獨(dú)立性、虛擬設(shè)備 見相關(guān)詞條。11. 武漢大學(xué)1999 原語(yǔ)、特權(quán)指令、順序進(jìn)程與并發(fā)進(jìn)程、死鎖與饑餓(1)原語(yǔ) 是在管態(tài)下執(zhí)行、完成操作系統(tǒng)特定功能的過(guò)程。原語(yǔ)和機(jī)器指令類似，其特點(diǎn)是執(zhí)行過(guò)程中不允許被中斷，是一個(gè)不可分割的基本單位，原語(yǔ)的執(zhí)行是順序的而不可能是并發(fā)的。(2)特權(quán)指令 僅當(dāng)處理器運(yùn)行在核心態(tài)時(shí)，程序中才能正常執(zhí)行的機(jī)器指令。(3)順序進(jìn)程與并發(fā)進(jìn)程 前者指在處理器上獨(dú)占全部資源，按嚴(yán)格順序執(zhí)行指令的進(jìn)程，其程序執(zhí)行的結(jié)果與它的執(zhí)行速度無(wú)關(guān)，且初始環(huán)境一定時(shí)，執(zhí)行結(jié)果可再現(xiàn)。后者指的執(zhí)行在時(shí)間上是可重迭的一組進(jìn)程，由

37、于打破了封閉性和可再現(xiàn)性，并發(fā)執(zhí)行中進(jìn)程的執(zhí)行具有間斷性。(4)鎖與饑餓 見問(wèn)答題1。12. 大連理工1999 CPU利用率、臨界區(qū)、重定位、抖動(dòng)、死鎖、虛擬設(shè)備見有關(guān)條目。13. 北京工業(yè)大2000 死鎖、管態(tài)、目態(tài)、PCB、低級(jí)調(diào)度、響應(yīng)比、進(jìn)程、臨界區(qū)(1) 死鎖 見問(wèn)答題1。(2) 管態(tài)、目態(tài) 、PCB 見南京航空2001。(3) 低級(jí)調(diào)度 負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)地按一定算法把處理器分配給進(jìn)程或內(nèi)核級(jí)線程的過(guò)程稱低級(jí)調(diào)度。操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)低級(jí)調(diào)度的程序稱為低級(jí)調(diào)度程序，或分派程序（dispatcher）。(4) 響應(yīng)比 作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后的等待時(shí)間與估計(jì)計(jì)算時(shí)間之和稱為作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間，作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間除以作

38、業(yè)估計(jì)計(jì)算時(shí)間稱作響應(yīng)比，定義為：響應(yīng)比作業(yè)響應(yīng)時(shí)間/作業(yè)估計(jì)計(jì)算時(shí)間=1+作業(yè)等待時(shí)間/作業(yè)估計(jì)計(jì)算時(shí)間(5) 進(jìn)程、臨界區(qū) 見有關(guān)詞條。14. 哈工大2000 進(jìn)程、線程、臨界區(qū)、同步機(jī)構(gòu)(1) 進(jìn)程、線程、臨界區(qū) 見有關(guān)詞條(2) 同步機(jī)構(gòu) 操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的機(jī)構(gòu)稱同步機(jī)構(gòu)或同步機(jī)制，它由同步原語(yǔ)組成。不同的同步機(jī)制采用不同的同步方法，迄今己設(shè)計(jì)出許多種同步機(jī)制，最常用的同步機(jī)制有：信號(hào)量與PV操作，管程和消息傳遞。15. 南開大學(xué)1999 /2000 抖動(dòng)、進(jìn)程調(diào)度、虛擬設(shè)備、SPOOLing、動(dòng)態(tài)地址變換、磁盤緩沖區(qū)、中斷與異常(1) 抖動(dòng)、進(jìn)程調(diào)度、虛擬設(shè)備、SPOOLing

39、見有關(guān)詞條。(2) 動(dòng)態(tài)地址變換 為保證程序的正確運(yùn)行，必須把程序和數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址，這一工作稱為地址變換或重定位。如果是在程序執(zhí)行過(guò)程中，CPU訪問(wèn)程序和數(shù)據(jù)之前實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，稱為動(dòng)態(tài)重定位，動(dòng)態(tài)重定位必須借助于硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。(3) 磁盤緩沖區(qū) 開劈的用于磁盤I/O暫存信息的內(nèi)存緩沖區(qū)，使用它的優(yōu)點(diǎn)是匹配CPU和磁盤速度的差異，減少內(nèi)外交換次數(shù)。(4) 中斷與異常 中斷是指來(lái)自處理器和主存儲(chǔ)器之外的中斷信號(hào)引起的中斷，又叫外中斷。包括：電源故障中斷、時(shí)鐘中斷、控制臺(tái)中斷、它機(jī)中斷和I/O中斷等。每個(gè)不同的中斷具有不同的中斷優(yōu)先級(jí)，在處理高一級(jí)中斷時(shí)，往往會(huì)屏蔽部分或全部

40、低級(jí)中斷。異常是指來(lái)自處理器和主存內(nèi)部的中斷信號(hào)引起的中斷，又叫內(nèi)中斷。包括：通路校驗(yàn)錯(cuò)、主存奇偶錯(cuò)、非法操作碼、地址越界、頁(yè)面失效、調(diào)試指令、訪管中斷、算術(shù)操作溢出等各種程序性中斷。其中訪管中斷是由機(jī)器指令提供的特殊指令，該指令執(zhí)行時(shí)將會(huì)引起內(nèi)中斷。異常是不能被屏蔽的，一旦出現(xiàn)應(yīng)立即響應(yīng)并加以處理。16. 四川大學(xué)2000臨界資源 、原語(yǔ) 、重定位 、驅(qū)動(dòng)調(diào)度 、 FCB(1) 臨界資源 、原語(yǔ) 、重定位 見有關(guān)詞條。(2) 驅(qū)動(dòng)調(diào)度 作為操作系統(tǒng)的輔助存儲(chǔ)器，用來(lái)存放文件的磁盤一類高速大容量旋轉(zhuǎn)型存儲(chǔ)設(shè)備，在繁重的輸入輸出負(fù)載之下，同時(shí)會(huì)有若干個(gè)輸入輸出請(qǐng)求來(lái)到并等待處理。系統(tǒng)必須采用一種

41、調(diào)度策略，使能按最佳次序執(zhí)行要求訪問(wèn)的諸請(qǐng)求，這就叫驅(qū)動(dòng)調(diào)度，使用的算法叫驅(qū)動(dòng)調(diào)度算法。驅(qū)動(dòng)調(diào)度能減少為若干個(gè)輸入輸出請(qǐng)求服務(wù)所需的總時(shí)間，從而，提高系統(tǒng)效率。(3) FCB 文件控制塊-文件系統(tǒng)依靠文件目錄實(shí)現(xiàn)文件的“按名存取”。每一個(gè)文件在文件目錄中登記一項(xiàng)，實(shí)質(zhì)上文件目錄是文件系統(tǒng)建立和維護(hù)的它所包含的文件的清單，每個(gè)文件的文件目錄項(xiàng)又稱文件控制塊FCB( Block)，一般應(yīng)該包括以下內(nèi)容：1) 有關(guān)文件存取控制的信息：如文件名、用戶名、文件主存取權(quán)限、授權(quán)者存取權(quán)限：文件類型和文件屬性，如讀寫文件、執(zhí)行文件、只讀文件等。2) 有關(guān)文件結(jié)構(gòu)的信息：文件的邏輯結(jié)構(gòu)，如記錄類型、記錄個(gè)數(shù)、

42、記錄長(zhǎng)度、成組因子數(shù)等。文件的物理結(jié)構(gòu)，如文件所在設(shè)備名，文件物理結(jié)構(gòu)類型，記錄存放在外存的相對(duì)位置或文件第一塊的物理塊號(hào)，也可指出文件索引的所在位置等。3) 有關(guān)文件使用的信息：已打開該文件的進(jìn)程數(shù)，文件被修改的情況，文件最大和當(dāng)前大小等。4) 有關(guān)文件管理的信息：如文件建立日期、文件最近修改日期、文件訪問(wèn)日期、文件保留期限、記帳信息等。17. 中山大學(xué)2001臨界區(qū)、掛起、快表(1) 臨界區(qū) 見有關(guān)詞條。(2) 掛起 為達(dá)到平滑系統(tǒng)操作負(fù)荷，或滿足用戶程序調(diào)試等目的，而新引入的一種進(jìn)程狀態(tài)稱”掛起”態(tài)。被掛起的進(jìn)程，對(duì)換到磁盤鏡像區(qū)中，釋放它所占有的某些資源，不難看出，可以把一個(gè)掛起進(jìn)程等

43、同于不在主存的進(jìn)程，因此，掛起的進(jìn)程將不參與低級(jí)調(diào)度直到系統(tǒng)資源充裕厲它們被對(duì)換進(jìn)主存。(3) 快表 存分頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，為了提高運(yùn)算速度，通常都在MMU中設(shè)置一個(gè)專用的高速緩沖存儲(chǔ)器，用來(lái)存放最近訪問(wèn)的部分頁(yè)表，這種高速存儲(chǔ)器稱為相聯(lián)存儲(chǔ)器，也稱TLB（Translation Lookaside Buffer），它成為分頁(yè)式存儲(chǔ)管理的一個(gè)重要組成部分。存放在相聯(lián)存儲(chǔ)器中的頁(yè)表稱快表。三、 問(wèn)答題 1. 簡(jiǎn)述死鎖與饑餓。(西北工大2000) 答：如果在一個(gè)進(jìn)程集合中的每個(gè)進(jìn)程都在等待只能由該集合中的其他一個(gè)進(jìn)程才能引發(fā)的事件，則稱一組進(jìn)程或系統(tǒng)此時(shí)發(fā)生了死鎖。產(chǎn)生死鎖的原因是因諸進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源或

44、進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)而造成。饑餓也是進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)資源產(chǎn)生的一種狀況，一個(gè)進(jìn)程由于其他進(jìn)程總是優(yōu)先于它而被無(wú)限期拖延獲得資源或接受服務(wù)，陷入了饑餓狀態(tài)，但此時(shí)系統(tǒng)并未發(fā)生死鎖。2.剝奪式與非剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?設(shè)計(jì)一種調(diào)度算法，使該調(diào)度算法能保留以上兩種算法的各自優(yōu)點(diǎn)并克服它們的缺點(diǎn)。(西北工大2000)答：非剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)開銷小、貌似公正，但可能使系統(tǒng)性能惡化。如后到的緊急任務(wù)不能立即投入遠(yuǎn)行，使緊急任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；后到的多個(gè)短進(jìn)程必須等長(zhǎng)進(jìn)程運(yùn)行完畢，使得周轉(zhuǎn)時(shí)間增加而系統(tǒng)吞吐率降低。剝奪式剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法能保證高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程立即投入運(yùn)行，減少進(jìn)程平

45、均周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高系統(tǒng)吞吐率，但系統(tǒng)開銷較大，系統(tǒng)的復(fù)雜性也隨之增加。 采用多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能結(jié)合兩種算法的各自優(yōu)點(diǎn)。算法的基本思路如下：設(shè)置多個(gè)就緒隊(duì)列，并賦予各隊(duì)列不同的優(yōu)先權(quán)。就緒隊(duì)列的設(shè)置按時(shí)間片大小劃分，優(yōu)先權(quán)越高的隊(duì)列，其進(jìn)程運(yùn)行時(shí)獲得的時(shí)間片越小。系統(tǒng)總是把新創(chuàng)建的進(jìn)程首先排入優(yōu)先級(jí)最高的隊(duì)列，若它執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片后尚未完成，系統(tǒng)便把它放入下一級(jí)隊(duì)伍的末尾、即進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)地逐步降低。非最低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列均采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的FCFS調(diào)度算法，而最低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列可采用輪轉(zhuǎn)法或其他調(diào)度算法。3.一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)由裸機(jī)、用戶、CPU調(diào)度和PV操作、文件管理、作業(yè)管理、內(nèi)存管理、設(shè)備管理

46、、命令管理等部分組成。試按層次結(jié)構(gòu)原則從內(nèi)到外將各部分重新排列。(中科院1997)答：試按層次結(jié)構(gòu)原則從內(nèi)到外依次為：裸機(jī)、CPU調(diào)度和PV操作、內(nèi)存管理、設(shè)備管理、文件管理、作業(yè)管理、命令管理、用戶。4. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用通道部件后，己能實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)的并行工作，為什么進(jìn)要引入多道程序設(shè)計(jì)?(北大1996)答：是機(jī)器部件能并行工作僅僅有了提高效率的可能性，而機(jī)器部件并行工作的實(shí)現(xiàn)還需要軟件技術(shù)去利用和發(fā)揮，這就是要引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的原因之一。二是多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入主存工作時(shí)，它們將共享系統(tǒng)的資源，會(huì)發(fā)生直接或間接的制約關(guān)系，即程序不再在封閉環(huán)境中運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)程序執(zhí)行順序、完成時(shí)間與運(yùn)行結(jié)果

47、的不確定性，必須要引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。5. 關(guān)于處理機(jī)調(diào)度，試問(wèn)：(1)什么是處理機(jī)三級(jí)調(diào)度?(2)處理機(jī)三級(jí)調(diào)度分別在什么情況下發(fā)生?(3)各級(jí)調(diào)度分別完成什么工作? 答：處理機(jī)三級(jí)調(diào)度發(fā)生的情況是：（1）高級(jí)調(diào)度。高級(jí)調(diào)度是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)所有資源的使用情況，一旦可能便從后備作業(yè)中選擇一道作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，并創(chuàng)建相應(yīng)的進(jìn)程，分配必要的系統(tǒng)資源，然后，將進(jìn)程“就緒”。（2）低級(jí)調(diào)度。低級(jí)調(diào)度即為CPU調(diào)度，它是根據(jù)CPU資源的使用情況與時(shí)分配CPU。即從“就緒”的進(jìn)程中選擇一個(gè)進(jìn)程在CPU上“運(yùn)行”。（3）中級(jí)調(diào)度。在內(nèi)存中常常有許多進(jìn)程處于某種等待狀態(tài)，這些進(jìn)程在“等待”期間無(wú)謂地占

48、用著內(nèi)存資源。如將它們暫時(shí)換至外存，則所節(jié)省出來(lái)的內(nèi)存空間可用以接納新的進(jìn)程，一旦換出外存的進(jìn)程，具備運(yùn)行條件時(shí)再將其重新?lián)Q入內(nèi)存。為此，在邏輯上將主存延伸，用一部分外存空間（稱為交換區(qū)）替代主存，并且實(shí)施交換調(diào)度（中級(jí)調(diào)度）。 高級(jí)調(diào)度完成作業(yè)調(diào)度，使“后備”狀態(tài)的作業(yè)變?yōu)椤皥?zhí)行”狀態(tài)；中級(jí)調(diào)度完成內(nèi)存和外存信息的交換調(diào)度；低級(jí)調(diào)度完成進(jìn)程調(diào)度，使“就緒”的進(jìn)程在CPU上“運(yùn)行”。6. 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口，庫(kù)函數(shù)也是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口，這句話對(duì)么?(清華1995)答：不對(duì)。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)為了擴(kuò)充機(jī)器功能、增強(qiáng)系統(tǒng)能力、方便用戶使用而在內(nèi)核中建立的系統(tǒng)程序(過(guò)程)，通

49、常運(yùn)行在系統(tǒng)態(tài)。用戶程序或其他系統(tǒng)程序通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用就可以訪問(wèn)系統(tǒng)資源，調(diào)用操作系統(tǒng)功能，它是用戶程序或其他系統(tǒng)程序獲得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑。庫(kù)函數(shù)是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，把常用的功能編寫成函數(shù)。放在函數(shù)庫(kù)中供用戶編程時(shí)使用。庫(kù)函數(shù)仍屬用戶程序而非系統(tǒng)程序，運(yùn)行時(shí)仍在用戶態(tài)而非系統(tǒng)態(tài)。 7. 現(xiàn)有兩道作業(yè)同時(shí)執(zhí)行，一道以計(jì)算為主，另一道以輸入輸出為主，你將怎樣賦予作業(yè)進(jìn)程占有處理器的優(yōu)先級(jí)?為什么?(南大2000)答：優(yōu)先級(jí)調(diào)度的基本原則是：照顧時(shí)間緊迫的作業(yè)使其得到與時(shí)處理、照顧會(huì)話型作業(yè)使其快速響應(yīng)、照顧I/O繁忙型作業(yè)，使外設(shè)充分保持忙碌。故I/O為主的作業(yè)對(duì)應(yīng)的進(jìn)程優(yōu)先級(jí)高，而以計(jì)算為主的作

50、業(yè)對(duì)應(yīng)的進(jìn)程優(yōu)先級(jí)低。8. 操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念?為了實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程間的合作和協(xié)調(diào)工作，以與保證系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)在進(jìn)程管理方面應(yīng)做哪些工作?(南大1997)答：在多道程序環(huán)境下，程序可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)程序的任意兩條指令之間都可能發(fā)生隨機(jī)事件而引發(fā)程序切換。因而，每個(gè)程序的執(zhí)行都可能不是連續(xù)的。此外，程序的并發(fā)執(zhí)行又引起了資源共享和競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題，造成了各并發(fā)執(zhí)行的程序間可能存在制約關(guān)系，程序和計(jì)算不再一一對(duì)應(yīng)。系統(tǒng)需要一個(gè)既能描述程序動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，又能用來(lái)共享資源的一個(gè)單位，操作系統(tǒng)引入的這個(gè)單位就是進(jìn)程。 操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理方面應(yīng)做：進(jìn)程控制、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程同步與互斥、進(jìn)程通信等工作。

51、 9.試比較進(jìn)程和程序的區(qū)別。(哈工大2000)答：進(jìn)程是程序在數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過(guò)程，是動(dòng)態(tài)概念，它有生命周期，由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，由撤銷而消亡；而程序是一組有序指令序列，是靜態(tài)概念，程序作為一種系統(tǒng)資源是永久存在的。進(jìn)程和程序之間無(wú)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，不同進(jìn)程可對(duì)應(yīng)同一程序，同一程序運(yùn)行中也可產(chǎn)生不同進(jìn)程。進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配與運(yùn)行調(diào)度的獨(dú)立單位，程序無(wú)此概念。10. 進(jìn)程和線程的主要區(qū)別是什么?(西北工大1999)答：(1)線程是進(jìn)程的組成部分，一個(gè)進(jìn)程可包含有多個(gè)線程 ； (2)進(jìn)程是資源分配與保護(hù)的基本單位，擁有自己的地址空間和各種資源。線程是處理器調(diào)度的基本單位，自己不具有資

52、源，只能和其他線程共享進(jìn)程的資源；(3)以進(jìn)程為單位進(jìn)行處理器調(diào)度和切換和進(jìn)程通信時(shí)，涉與改變地址空間、資源轉(zhuǎn)移與現(xiàn)埸保護(hù)等問(wèn)題，時(shí)空開銷大，系統(tǒng)效率低；但進(jìn)程內(nèi)的多線程均在同一地址空間活動(dòng)，因而，線程切換、通信效率高，共享數(shù)據(jù)也很方便；(4)進(jìn)程的調(diào)度和控制大多由操作系統(tǒng)的內(nèi)核完成，而線程控制既可由操作系統(tǒng)的內(nèi)核完成，也可由用戶程序控制完成。11.進(jìn)程之間存在哪幾種相互制約關(guān)系?各是什么原因引起的?下列活動(dòng)分別屬于哪種制約關(guān)系?(1)若干同學(xué)去圖書館借書；(2)兩隊(duì)舉行籃球賽；(3)流水線生產(chǎn)的各道工序；(4)商品生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)。(北理工1996)答：進(jìn)程之間相互制約關(guān)系分同步(直接制約關(guān)系

53、)和互斥(間接制約關(guān)系)。前者是因合作進(jìn)程之間協(xié)調(diào)彼此工作而控制自己的執(zhí)行速度，即因進(jìn)程間相互合作而等待產(chǎn)生的制約關(guān)系。后者是因進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)臨界資源而禁止兩個(gè)以上進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)所發(fā)生的制約關(guān)系。(1)互斥；(2) 互斥；(2) 同步；(4) 同步。12.Dijkstra1965年提出的銀行家算法其主要思想是什么?它能夠用來(lái)解決實(shí)際中的死鎖問(wèn)題嗎?為什么?(中科院1996)答：銀行家算法是解決死鎖的一種策略，其主要思想是：在每次實(shí)施資源分配前，先進(jìn)行試探性分配，以確保系統(tǒng)始終處于安全狀態(tài)，即查找試探性分配中是否存在某種進(jìn)程執(zhí)行順序，按此順序進(jìn)行資源分配和回收使全部進(jìn)程能正常運(yùn)行結(jié)束，如果是則正

54、常分配，否則拒絕本次資源分配。銀行家行算法雖有很好理論意義，但該算法要預(yù)先獲得有關(guān)信息，如進(jìn)程所需的最大資源量，系統(tǒng)中進(jìn)程的總數(shù)等，這是難以做到的，所以，銀行家算法缺乏實(shí)用價(jià)值。13. 按序分配是防止死鎖的一種策略。什么是按序分配?為什么按序分配可以防止死鎖?(南大2000)答：按序分配策略把系統(tǒng)的所有資源安排一個(gè)順序，按順序給每個(gè)資源一個(gè)編號(hào)，規(guī)定每個(gè)進(jìn)程申請(qǐng)兩個(gè)以上資源時(shí)，總是先申請(qǐng)編號(hào)小的再申請(qǐng)編號(hào)大的資源。這樣，在進(jìn)程集合中總存在某個(gè)進(jìn)程，它占有了己申請(qǐng)資源中編號(hào)最大的資源，因而，它不再能申請(qǐng)其他資源，當(dāng)它運(yùn)行結(jié)束，就可以釋放占用的全部資源。剩余的進(jìn)程集合中又會(huì)有一個(gè)進(jìn)程此時(shí)占有己申請(qǐng)

55、資源中編號(hào)最大的資源，那么，它也能運(yùn)行結(jié)束。以此類推，最終所有進(jìn)程都能運(yùn)行結(jié)束，故系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。實(shí)質(zhì)上，按序分配通過(guò)破壞死鎖的循環(huán)等待條件而防止死鎖。14. 什么是進(jìn)程控制塊?試從進(jìn)程管理、進(jìn)程通信、中斷處理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理的角度設(shè)計(jì)進(jìn)程控制塊應(yīng)包含的項(xiàng)目。(北大1999)答：進(jìn)程控制塊PCB是操作系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建立的，用于記錄和刻畫進(jìn)程狀態(tài)與有關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也是操作系統(tǒng)掌握進(jìn)程的唯一資料結(jié)構(gòu)，是操作系統(tǒng)控制和管理進(jìn)程的主要依據(jù)。PCB是進(jìn)程存在的唯標(biāo)志，系統(tǒng)根據(jù)PCB而感知進(jìn)程的存在，創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)為其分配PCB，撤銷進(jìn)程時(shí)回收PUB。 從進(jìn)程管理角度，應(yīng)有：進(jìn)程標(biāo)識(shí)、進(jìn)程

56、狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、隊(duì)列指針等。 從進(jìn)程通信角度，應(yīng)有：消息隊(duì)列首指針、訪問(wèn)消息隊(duì)列互斥信號(hào)量、消息計(jì)數(shù)等。 從中斷處理角度，應(yīng)有：現(xiàn)埸信息(上下文)、中斷源與類型等。 從文件管理角度，應(yīng)有：保存進(jìn)程使用文件的文件控制塊(FCB)等。 從存儲(chǔ)管理角度，應(yīng)有：保存進(jìn)程使用的程序和數(shù)據(jù)的內(nèi)外存地址或頁(yè)表位置等。從設(shè)備管理角度，應(yīng)有：保存進(jìn)程分配到的資源與所需資源情況等。15. 有一OS以如下方法定義P、V掠操作：P(S)： S:=S-1; If S<0 then 本進(jìn)程進(jìn)入相應(yīng)隊(duì)列尾等待；V(S): S:=S+1; If S=0 then 喚醒相應(yīng)隊(duì)列尾進(jìn)程，并進(jìn)就緒隊(duì)列;這與傳統(tǒng)的P、V操作

57、的定義有什么缺點(diǎn)?答：與傳統(tǒng)的P、V操作的定義相比缺點(diǎn)為： (1)V操作中，僅當(dāng)S=0、即隊(duì)列中只有一個(gè)進(jìn)程阻塞時(shí)才喚醒，否則不預(yù)喚醒，這是錯(cuò)誤的。(2)V操作喚醒的是隊(duì)尾進(jìn)程，不是先進(jìn)入等待的進(jìn)程，會(huì)造成饑餓現(xiàn)象。(3)傳統(tǒng)的V操作在喚醒阻塞進(jìn)程后，執(zhí)行進(jìn)程將繼續(xù)運(yùn)行。而此處卻轉(zhuǎn)入就緒隊(duì)列，在執(zhí)行進(jìn)程能夠繼續(xù)執(zhí)行的情況下無(wú)故使其進(jìn)入就緒隊(duì)列的做法只會(huì)增加CPU調(diào)度的開銷，降低系統(tǒng)效率。16. 分頁(yè)存儲(chǔ)管理有效地解決了什么問(wèn)題?試敘述其實(shí)現(xiàn)原理。(中科院1995)答：分頁(yè)存儲(chǔ)管理有效地解決了存儲(chǔ)器碎片(零頭)問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)原理如下：(1)以同樣大小的塊為單位劃分存儲(chǔ)器，塊(頁(yè)框)是內(nèi)存分配的單位，其大小為2的冪次。(2) 以同樣大小的頁(yè)(頁(yè)面)劃分作業(yè)地址空間，頁(yè)與塊的大小相等。(3)作業(yè)的頁(yè)面在存儲(chǔ)器中可存放在不連續(xù)的頁(yè)框中，并建立頁(yè)表記錄每個(gè)頁(yè)面所對(duì)應(yīng)的頁(yè)框。(4)邏輯地址由頁(yè)面號(hào)與頁(yè)