操作系統(tǒng)簡答題及答案_第1頁
操作系統(tǒng)簡答題及答案_第2頁
操作系統(tǒng)簡答題及答案_第3頁
操作系統(tǒng)簡答題及答案_第4頁
操作系統(tǒng)簡答題及答案_第5頁
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文檔簡介

1.OS的作用是什么?操作系統(tǒng)作為用戶與硬件系統(tǒng)之間的接口。操作系統(tǒng)作為資源的管理者。操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對資源的抽象。單道批處理是什么概念,解決了什么問題,是如何解決的**?**還存在什么問題?單道批處理是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對一批作業(yè)(但在內(nèi)存中僅有一道作業(yè))自動進(jìn)行處理。解決了人機(jī)矛盾和CPU與I/O設(shè)備速度不匹配矛盾。通過提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量。不能充分利用系統(tǒng)資源。多道批處理是什么概念,解決了什么問題,是如何解決的?在內(nèi)存中同時(shí)存放多道相互獨(dú)立程序,按照一定的算法,共享CPU和系統(tǒng)中的各種資源。提高了資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量。它能使多道程序交替運(yùn)行,使得CPU和其他資源保持忙碌狀態(tài)實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)應(yīng)解決那些問題?處理機(jī)管理問題內(nèi)存管理問題3.I/O設(shè)備管理問題文件管理問題作業(yè)管理問題對比分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征,它們的含義有何異同?兩者同時(shí)具有多路性交互性獨(dú)立性及時(shí)性四個(gè)特征但實(shí)時(shí)系統(tǒng)額外具有可靠性分時(shí)系統(tǒng)沒有實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有的容錯(cuò)機(jī)制可靠為什么引入進(jìn)程的概念?這是因?yàn)椴l(fā)執(zhí)行的程序(即進(jìn)程)是“停停走走”地執(zhí)行,只有在為它創(chuàng)建進(jìn)程后,在它停下時(shí),方能將其現(xiàn)場信息保存在它的PCB中,待下次被調(diào)度執(zhí)行時(shí),再從PCB中恢復(fù)CPU現(xiàn)場并繼續(xù)執(zhí)行,而傳統(tǒng)的程序卻無法滿足上述要求。如何理解并發(fā)性和共享性的聯(lián)系?并發(fā)性和共享性互為存在條件,是操作系統(tǒng)最基本的特征。一方面資源共享是以程序(進(jìn)程)的并發(fā)性執(zhí)行為條件的,若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行,自然不存在資源共享問題。另一方面若系統(tǒng)不能對資源共享實(shí)施有效管理,則也必將影響到程序并發(fā)執(zhí)行。如果自己用的操作系統(tǒng),不能并發(fā)執(zhí)行,你每次只能打開一個(gè)程序,要打開另外一個(gè)就得關(guān)閉前一個(gè),會十分痛苦。而你打開多個(gè)程序的時(shí)候不可避免會用到同一個(gè)資源。什么是同步和異步的概念?如何理解操作系統(tǒng)的異步性?異步:在多批道處理系統(tǒng)中,由于并發(fā)進(jìn)行的進(jìn)程中,存在調(diào)度的隨機(jī)性和執(zhí)行速度的獨(dú)立性,即間接制約,導(dǎo)致各個(gè)進(jìn)程走走停停同步:多個(gè)進(jìn)程之間存在直接制約關(guān)系,而為了提高執(zhí)行速度,讓各個(gè)進(jìn)程之間互相發(fā)送消息,確定執(zhí)行順序,而不會出現(xiàn)走走停停的情況,達(dá)到同步。同步不是指多個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行,而是指多個(gè)進(jìn)程之間互相發(fā)送消息,不會出現(xiàn)走走停停的混亂情況,將無序變?yōu)橛行?。為什么說操作系統(tǒng)是對裸機(jī)的首次虛擬?算機(jī)的硬件、軟件以及軟件的各部分之間是一種層次結(jié)構(gòu)的關(guān)系。硬件在最底層,操作系統(tǒng)是裸機(jī)上的第一層軟件,是對硬件功能的首次擴(kuò)充。為什么說處理機(jī)管理體現(xiàn)為進(jìn)程管理?因?yàn)樘幚頇C(jī)是計(jì)算機(jī)中寶貴的資源,有效地將處理機(jī)分配和回收給各個(gè)進(jìn)程體現(xiàn)才能系統(tǒng)性能。存儲器管理有哪些功能?內(nèi)存分配和回收,內(nèi)存保護(hù),地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充設(shè)備管理有哪些功能?緩沖管理、設(shè)備無關(guān)性、設(shè)備分配、設(shè)備處理、虛擬設(shè)備功能如何劃分程序模塊?對模塊有什么要求?劃分:功能相對獨(dú)立的一段代碼要求:高內(nèi)聚,低耦合簡述馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理存儲程序加程序控制什么是中斷?為什么要引入中斷機(jī)制?中斷是系統(tǒng)運(yùn)行期間發(fā)生任何緊急事件,使得CPU暫停正在執(zhí)行的程序,保留現(xiàn)場后自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)事件的處理程序。引入中斷機(jī)制的目的有:1、使實(shí)時(shí)處理緊急事件成為可能2、可增加處理機(jī)的執(zhí)行效率3、可簡化OS的程序設(shè)計(jì)CPU如何感知中斷請求,又如何響應(yīng)中斷請求?中斷源向CPU發(fā)出中斷請求,CPU收到中斷請求后保留現(xiàn)場信息轉(zhuǎn)相應(yīng)的事件處理程序去處理中斷源,處理完后返回現(xiàn)場信息,繼續(xù)處理之前沒有完成的任務(wù)。中斷處理過程是怎樣的?1、保留現(xiàn)場到各個(gè)寄存器內(nèi)2、處理觸發(fā)中斷源的中斷事件,即真正執(zhí)行具體的為某個(gè)中斷源服務(wù)的中斷服務(wù)程序3、關(guān)閉中斷,以防止在恢復(fù)現(xiàn)場過程中被新的中斷請求打斷,接著恢復(fù)現(xiàn)場,然后開放中斷,以便返回原來的程序后可響應(yīng)其他的中斷請求CPU的現(xiàn)場信息主要包括哪些內(nèi)容?CPU各個(gè)寄存器(通用寄存器和指令寄存器)、程序狀態(tài)字PSW以及用戶棧指針什么是程序執(zhí)行結(jié)果的不可再現(xiàn)性?如何確保執(zhí)行結(jié)果的可再現(xiàn)?不可再現(xiàn)性:由于程序的并發(fā)執(zhí)行,打破了由另一程序獨(dú)占系統(tǒng)資源的封閉性,因而破壞了可再現(xiàn)性解決:必須通過Berstein條件的限制,保證程序在異步環(huán)境下的執(zhí)行結(jié)果是確定的為什么要引入進(jìn)程的概念?進(jìn)程有哪些特征?為了實(shí)現(xiàn)多道程序并發(fā)執(zhí)行,而進(jìn)程是進(jìn)程實(shí)體的運(yùn)行過程,資源分配和調(diào)度的獨(dú)立單位。特征:動態(tài)性,并發(fā)性,獨(dú)立性,異步性,結(jié)構(gòu)性進(jìn)程圖與前趨圖的作用分別是什么?進(jìn)程圖:描述進(jìn)程家族關(guān)系,一個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一個(gè)進(jìn)程,一條孤代表進(jìn)程間的父子關(guān)系。前趨圖:表示語句或者進(jìn)程間的執(zhí)行順序。引起進(jìn)程阻塞和喚醒的典型原因有哪些?1、請求系統(tǒng)服務(wù)大無法獲得服務(wù),進(jìn)程主動阻塞大服務(wù)完成,由服務(wù)釋放進(jìn)程喚醒阻塞進(jìn)程2、啟動某種操作大進(jìn)程主動阻塞,等待操作完成大操作完成,由中斷處理程序喚醒阻塞進(jìn)程3、合作數(shù)據(jù)尚未到達(dá)大合作進(jìn)程的數(shù)據(jù)尚未到達(dá),等待進(jìn)程阻塞大新數(shù)據(jù)到達(dá),由合作進(jìn)程喚醒阻塞進(jìn)程。4、無新工作可做大系統(tǒng)進(jìn)程無新工作可作,主動阻塞大新工作到達(dá)時(shí),系統(tǒng)進(jìn)程被喚醒創(chuàng)建進(jìn)程需要執(zhí)行哪些操作?申請空白PCB為新進(jìn)程分配資源初始化PCB將PCB插入隊(duì)列進(jìn)程的同步機(jī)制解決什么問題?解決進(jìn)程在并發(fā)執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生結(jié)果的不可再現(xiàn)性(不確定性),也可以說進(jìn)程的異步性。其實(shí)現(xiàn)了多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)。什么是臨界區(qū),引入臨界區(qū)的目的是什么?臨界區(qū):在進(jìn)程中涉及到臨界資源的程序段目的:為了讓諸進(jìn)程互斥,實(shí)現(xiàn)對臨界資源的互斥訪問利用信號量機(jī)制如何實(shí)現(xiàn)資源的互斥使用?進(jìn)入臨界區(qū)前,進(jìn)程通過鎖變量判斷臨界資源是否被占用占用:進(jìn)程反復(fù)測試W的狀態(tài)否則:為臨界資源加鎖,然后進(jìn)入臨界區(qū),為臨界資源開鎖互斥信號量機(jī)制如何體現(xiàn)資源的互斥準(zhǔn)則?空閑讓進(jìn),忙則等待,有限等待,讓權(quán)等待信號機(jī)機(jī)制在有合作關(guān)系的進(jìn)程中如何描述進(jìn)程同步?先操作的進(jìn)程執(zhí)行后設(shè)置V原語,在后操作的進(jìn)程執(zhí)行前設(shè)置P原語,這一對原語同時(shí)存在討論生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題中互斥信號量設(shè)置的必要性。從生產(chǎn)者角度看,如果多個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)入緩沖區(qū)進(jìn)行各自的操作,可能會出現(xiàn)覆蓋等錯(cuò)誤;從消費(fèi)者角度看,同樣可能出現(xiàn)錯(cuò)誤;單純從生產(chǎn)者消費(fèi)者的角度來看,一個(gè)生產(chǎn)者和一個(gè)消費(fèi)者進(jìn)入緩沖區(qū),修改的是各自的緩沖區(qū),沒有沖突,可以不必設(shè)置互斥信號量。哲學(xué)家就餐問題可以有哪些方法避免死鎖1最多允許4個(gè)哲學(xué)家同時(shí)坐在桌子旁邊2僅當(dāng)一個(gè)哲學(xué)家左右兩邊的筷子都可以用時(shí)才允許拿筷子3給所有哲學(xué)家編號,奇數(shù)號的哲學(xué)家必須首先拿左邊的筷子,偶數(shù)號的哲學(xué)家則反之,最后總有一個(gè)哲學(xué)家能獲得兩只筷子而進(jìn)餐讀者-寫者問題是如何實(shí)現(xiàn)讀者優(yōu)先或?qū)懻邇?yōu)先的?讀者優(yōu)先:第一個(gè)讀者可以讀,只有第一個(gè)讀者阻塞寫者,只有最后一個(gè)讀者才能喚醒寫者。寫者優(yōu)先:第一個(gè)寫者可以讀,只有第一個(gè)寫者阻塞讀者,只有最后一個(gè)寫者才能喚醒讀者。直接消息通信機(jī)制中,接收進(jìn)程的PCB需要保存哪些與通信有關(guān)的數(shù)據(jù)?1、mq(消息隊(duì)列隊(duì)首指針)2、mutex(消息隊(duì)列互斥信號量)3、sm(消息隊(duì)列資源信號量)管道通信的工作原理和基本要求是什么?工作原理:火管道是連接發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程的共享文件(Pipe文件)大發(fā)送進(jìn)程以字符流的形式將消息寫入管道大接收進(jìn)程按先進(jìn)先出的順序從管道讀出數(shù)據(jù)基本要求:大對管道的互斥使用大發(fā)送進(jìn)程與接收進(jìn)程的同步大確定通信對方的存在討論管道通信的代碼描述創(chuàng)建管道文件建立通信然后實(shí)現(xiàn)連接信息交換后由任意一方斷開連接引入線程的目的是什么?增加并發(fā)程度和減少并發(fā)開銷線程與進(jìn)程有什么區(qū)別與聯(lián)系?1)調(diào)度的基本單位:線程是調(diào)度和分派的基本單位,而在未設(shè)置線程時(shí),進(jìn)程也是進(jìn)行資源分配和調(diào)度執(zhí)行的獨(dú)立單位并發(fā)性:進(jìn)程之間、線程之間均可并發(fā)執(zhí)行擁有資源:進(jìn)程擁有資源,線程繼承資源獨(dú)立性:同一進(jìn)程中的線程的獨(dú)立性低于不同進(jìn)程的線程獨(dú)立性系統(tǒng)開銷:線程的系統(tǒng)開銷小于進(jìn)程支持多處理機(jī)系統(tǒng):可將一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程分配到多個(gè)處理機(jī)中調(diào)度有哪幾個(gè)層次,分別作用于什么范圍?作業(yè)調(diào)度、內(nèi)存調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度引起進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)和原因有哪些?1、當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束。因任務(wù)完成而正常結(jié)束,或者因出現(xiàn)錯(cuò)誤而異常結(jié)束。2、當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程因某種原因,比如I/O請求、P操作、阻塞原語等,從運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。3、執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用等系統(tǒng)程序后返回用戶進(jìn)程,這時(shí)可以看作系統(tǒng)進(jìn)程執(zhí)行完畢,從而可以調(diào)度一個(gè)新的用戶進(jìn)程。4、在采用搶占調(diào)度方式的系統(tǒng)中,一個(gè)具有更高優(yōu)先級的進(jìn)程要求使用處理器,則使當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列(與調(diào)度方式有關(guān))。5、在分時(shí)系統(tǒng)中,分配給該進(jìn)程的時(shí)間片已用完(與系統(tǒng)類型有關(guān))。作業(yè)與進(jìn)程有什么區(qū)別與聯(lián)系?區(qū)別:進(jìn)程是一個(gè)程序的一次執(zhí)行,而作業(yè)是任務(wù)。聯(lián)系:一個(gè)作業(yè)通常包括多個(gè)進(jìn)程,多個(gè)進(jìn)程共同完成一個(gè)作業(yè)。一個(gè)是任務(wù)的靜態(tài)描述,一個(gè)是任務(wù)的動態(tài)描述?;ハ嘌a(bǔ)充作業(yè)有哪幾種狀態(tài)?后備狀態(tài)、提交狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)和完成狀態(tài)作業(yè)調(diào)度的時(shí)機(jī)與任務(wù)是什么?時(shí)機(jī):內(nèi)存中的進(jìn)程數(shù)小于多道度。任務(wù):從后備隊(duì)列中選取多少個(gè)作業(yè)調(diào)入內(nèi)存,取決于多道度,而接納哪些作業(yè)取決于調(diào)度算法。進(jìn)程調(diào)度有哪兩種調(diào)度方式?各自的調(diào)度時(shí)機(jī)是什么?非搶占式:發(fā)生調(diào)度的時(shí)機(jī):正在運(yùn)行的進(jìn)程運(yùn)行正常/異常結(jié)束;進(jìn)程發(fā)生阻塞;搶占式發(fā)生調(diào)度的時(shí)機(jī):有優(yōu)先權(quán)更高的進(jìn)程到達(dá);有更短的進(jìn)程到達(dá);時(shí)間片用完了。進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)有靜態(tài)優(yōu)先權(quán)和動態(tài)優(yōu)先權(quán)兩種形式,試分析基于這兩種優(yōu)先權(quán)的非搶占式調(diào)度和搶占***式調(diào)度的調(diào)度時(shí)機(jī)和調(diào)度原則。非搶占式調(diào)度方式的調(diào)度時(shí)機(jī):CPU空閑搶占式調(diào)度方式的調(diào)度時(shí)機(jī):CPU空閑或新進(jìn)程到達(dá)基于優(yōu)先權(quán)的搶占式調(diào)度:新進(jìn)程到達(dá)時(shí):靜態(tài)優(yōu)先權(quán):新老進(jìn)程比較優(yōu)先級動態(tài)優(yōu)先權(quán):重新計(jì)算新老進(jìn)程、就緒進(jìn)程優(yōu)先級CPU空閑時(shí):靜態(tài)優(yōu)先權(quán):選擇就緒隊(duì)列優(yōu)先權(quán)最高者動態(tài)優(yōu)先權(quán):重新計(jì)算新進(jìn)程、就緒進(jìn)程優(yōu)先級那種調(diào)度方式既考慮等待時(shí)間又兼顧服務(wù)時(shí)間?高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法為什么說多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法是綜合性能比較好的?對于終端型用戶,作業(yè)比較小,可在第一隊(duì)列即可完成,響應(yīng)時(shí)間很短。對于短批處理作業(yè)用戶,這類作業(yè)屬于稍長的短作業(yè),可在第二或第三隊(duì)列即可完成,周轉(zhuǎn)時(shí)間也比較短。對于長批處理作業(yè)用戶,它總會被運(yùn)行的,不用擔(dān)心它長期得不到處理。討論教材圖3.9最低松弛度優(yōu)先算法的正確性。我認(rèn)為,3.9基于搶占會發(fā)生于實(shí)時(shí)任務(wù)隊(duì)列中存在松弛度為0的任務(wù)的前提。故,在t=10時(shí),A1已完成,由于B1松弛度小于A2,故執(zhí)行B1;而當(dāng)t=30時(shí),A2松弛度為0,調(diào)度程序搶占B1的處理機(jī)而調(diào)度A2。同理可得后面的調(diào)度順序,故3.9是自洽的。什么是死鎖?引起死鎖的原因是什么?死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競爭共享資源而造成的一種僵局,若無外力作用,這些進(jìn)程都將無法向前推進(jìn)。引起死鎖的原因有:競爭不可搶占性資源,競爭可消耗性資源,進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)。產(chǎn)生死鎖的必要條件是什么?1、互斥條件:進(jìn)程對占有的資源進(jìn)行排他性使用2、請求和保持條件:動態(tài)分配策略中,進(jìn)程占有資源卻又申請新的資源3、不可搶占條件:對己經(jīng)分配給進(jìn)程的資源不可搶占使用4、環(huán)路等待條件:發(fā)生死鎖時(shí),系統(tǒng)的RAG必然出現(xiàn)環(huán)路預(yù)防死鎖的策略有哪幾個(gè),分別破壞什么條件?破壞“請求和保持條件”破壞“不可搶占”條件破壞“環(huán)路等待”條件簡述銀行家算法的工作流程1、檢測請求資源數(shù)量是否合理:不合理拒絕請求并報(bào)錯(cuò),合理繼續(xù);2、檢測系統(tǒng)是否有足夠可用資源分配;沒有等待,有繼續(xù);3、利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試探性分配;4、利用安全性算法,檢測此次分配后系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài);是則分配資源,否則恢復(fù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如何檢測申請不同類資源的進(jìn)程是否存在死鎖?在RAG中找一個(gè)非孤立,非阻塞的進(jìn)程結(jié)點(diǎn),去掉所有邊將其變成孤立結(jié)點(diǎn)把等待該資源的請求邊變成分配邊如果所有進(jìn)程結(jié)點(diǎn)均成為孤立結(jié)點(diǎn),則資源分配圖是可以完全化簡的若可以完全化簡資源分配圖,則不存在死鎖,否則,系統(tǒng)中存在死鎖程序要運(yùn)行必須經(jīng)過哪幾個(gè)步驟,各自完成什么任務(wù)?編譯:由編譯程序?qū)υ闯绦蚓幾g得到0,1代碼的目標(biāo)模塊鏈接:由鏈接程序?qū)⒕幾g后形成的一組目標(biāo)模塊以及庫函數(shù)鏈接形成可執(zhí)行的裝入模塊裝入:由裝入程序?qū)⒀b入模塊裝入內(nèi)存地址映射有靜態(tài)映射和動態(tài)映射,試比較兩者的優(yōu)劣靜態(tài)映射靈活性低,但對硬件要求也低;動態(tài)映射靈活性高,速度快,但是對硬件要求高用界限寄存器如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)?每當(dāng)CPU要訪問內(nèi)存時(shí),硬件自動將被訪問的內(nèi)存地址與界限寄存器的內(nèi)容進(jìn)行比較,以判斷是否越界,如果沒有越界,則按此地址訪問內(nèi)存,否則將產(chǎn)生越界中斷。固定分區(qū)和動態(tài)分區(qū)分配初始的分區(qū)是如何得到的?固定分區(qū):分區(qū)說明表。動態(tài)分區(qū):空閑分區(qū)表,空閑鏈。引入對換技術(shù)的目的是什么?對換有哪兩種類型?使進(jìn)程在內(nèi)存和外存之間能夠動態(tài)調(diào)度。有整體對換和頁面對換兩種類型。分頁存儲管理方式是如何實(shí)現(xiàn)的?系統(tǒng)將一個(gè)進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個(gè)大小相等的頁面,相應(yīng)地,將內(nèi)存空間分成若干個(gè)與頁面同樣大小的物理塊,內(nèi)存的分配以塊為單位,并允許將一個(gè)進(jìn)程的若干頁分別裝入到多個(gè)可以不相鄰接的物理塊中。邏輯地址分為兩部分:頁號和頁內(nèi)地址。在程序運(yùn)行時(shí),為了能在內(nèi)存中找到每個(gè)頁面對應(yīng)的物理塊,系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建立了一張頁表。進(jìn)程的每個(gè)頁占頁表的一個(gè)表項(xiàng),其中記錄了相應(yīng)頁對應(yīng)的內(nèi)存塊的塊號,以及用于分頁保護(hù)的存取控制信息。頁式存儲管理系統(tǒng)中,邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換是在進(jìn)程執(zhí)行的過程中,由硬件地址變換機(jī)構(gòu)借助頁表自動進(jìn)行的。分頁存儲管理方式中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些,分別有什么作用?面向進(jìn)程:頁面請求表,整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一一張頁面請求表,記錄所有進(jìn)程使用內(nèi)存的請況。面向內(nèi)存:內(nèi)存塊表(空閑塊表,空閑塊鏈,位示圖)。進(jìn)程和內(nèi)存的對應(yīng):頁表,記錄每個(gè)頁面在內(nèi)存所對應(yīng)的物理塊。分頁方式中如何將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址?當(dāng)進(jìn)程要訪問某個(gè)邏輯地址中的數(shù)據(jù)時(shí),分頁地址變換機(jī)構(gòu)會自動地將有效地址(相對地址)分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分再以頁號為索引去檢索頁表。查找操作由硬件執(zhí)行。在執(zhí)行檢索前,先將頁號與頁表進(jìn)行比較,如果頁號大于或等于頁表長度,則表示本次所訪問的地址已超越進(jìn)程的地址空間。于是,這一錯(cuò)誤將被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),并產(chǎn)生一地址越界中斷。若未出現(xiàn)越界錯(cuò)誤,則將頁表始址與頁號和頁表項(xiàng)長度的乘積相加,變得到該表項(xiàng)在頁表的位置,于是可從得到該頁的物理塊號,將之裝入物理地址寄存器中,與此同時(shí),在將有效地址寄存器中的頁內(nèi)地址送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中。引入分段存儲管理方式有什么好處?方便編程,分段便于實(shí)現(xiàn)信息共享,信息保護(hù)而且分段可以動態(tài)增長,動態(tài)鏈接段頁式存儲管理方式的地址變換中,三次訪問內(nèi)存的目的分別是什么?第一次:獲取頁表地址第二次:獲取指令或數(shù)據(jù)的物理地址第三次:從所得地址中取出指令或數(shù)據(jù)什么是虛擬存儲器?虛存的容量如何衡量?虛擬存儲器是指具有請求調(diào)入功能和置換功能,能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)。其邏輯容量由內(nèi)存容量和外存容量之和所決定。闡述實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器的理論依據(jù)。(1)基于局部性原理,應(yīng)用程序在運(yùn)行之前并不必全部裝入內(nèi)存,僅須將當(dāng)前要運(yùn)行的那部分程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存便可啟動程序的運(yùn)行,其余部分仍駐留在外存上;當(dāng)要執(zhí)行的指令或訪問的數(shù)據(jù)不在內(nèi)存時(shí),再由OS請求調(diào)入;如果內(nèi)存已滿,則通過置換功能進(jìn)行程序或數(shù)據(jù)之間的置換。(2)虛擬存儲器還必須建立在離散分配的基礎(chǔ)上,其實(shí)現(xiàn)方式可分成請求分頁、請求分段和請求分段分頁等方式。虛擬存儲器具有哪些特征?多次性對換性虛擬性請求分頁存儲管理方式的頁表中各字段有什么作用?1)頁號和內(nèi)存塊號:當(dāng)頁面在內(nèi)存時(shí),用于地址變換(2)中斷位:表示該頁是在內(nèi)存還是在外存(3)外存地址:如果頁面在外存,記錄磁盤塊號(4)訪問位:記錄該頁最近被訪問的次數(shù)或多久未被訪問,根據(jù)訪問位來決定淘汰哪頁(5)修改位:查看此頁是否在內(nèi)存中被修改過缺頁率與哪些因素有關(guān)?頁面大小進(jìn)程所分配物理塊的數(shù)目頁面置換算法程序固有特性為什么FIFO置換算法存在Belady異?,F(xiàn)象?因?yàn)轳v留在內(nèi)存最久的頁面不代表它的訪問頻率最小,可能是經(jīng)常訪問或者是剛剛訪問過,如果把這樣的頁面換出去,在未來可能會頻繁地?fù)Q進(jìn)來,導(dǎo)致命中率低下。LRU置換算法的思想是什么,如何實(shí)現(xiàn)頁面的“計(jì)時(shí)”?LRU算法是選擇最近最久未使用的頁面予以淘汰。利用寄存器實(shí)現(xiàn)頁面的“計(jì)時(shí)”。為每個(gè)在內(nèi)存中的頁面配置一個(gè)移位寄存器。當(dāng)進(jìn)程訪問某物理塊時(shí),將相應(yīng)寄存器的Rn-1位置成1.此時(shí),定時(shí)信號將每隔一定時(shí)間將寄存器右移一位。如果我們把n位寄存器的數(shù)看作是一個(gè)整數(shù),那么,具有最小數(shù)值的寄存器所對應(yīng)的頁面,就是最近最久未使用的頁面。簡述改進(jìn)的Clock算法的執(zhí)行過程。先為每一個(gè)頁面設(shè)置一個(gè)訪問位,再將所有的頁面通過指針鏈接起來形成一個(gè)循環(huán)隊(duì)列,當(dāng)頁面沒有被訪問時(shí),訪問位為1,當(dāng)需要換出頁面時(shí),替換指針從原來的位置開始,每次判斷所指的頁面的訪問位是否為0,若為0則換出,若為1,則設(shè)置為0,尋找下一個(gè)頁面,若到隊(duì)尾則重新從對首開始尋找產(chǎn)生抖動的原因是什么?多道度太高的清況下,頁面在內(nèi)存與外存之間頻繁調(diào)度,以至于CPU難以有效工作,導(dǎo)致系統(tǒng)效率急劇下降甚至系統(tǒng)崩潰,即產(chǎn)生抖動。為什么引入工作集機(jī)制可以預(yù)防抖動?在進(jìn)程初始分配內(nèi)存塊時(shí),分配大于等于工作集的內(nèi)存塊數(shù),使其在比較低的缺頁率下開始工作。請求分段存儲管理方式的地址越界中斷如何處理?處理地址越界中斷時(shí),首先判斷該段的擴(kuò)充位,如果可擴(kuò)充,則增加段長,否則發(fā)生越界中斷,進(jìn)行出錯(cuò)處理如何實(shí)現(xiàn)分段共享?配置一張共享段表,所有各共享段表中記錄共享分段的進(jìn)程數(shù),表中包括該段的各種信息,以及各進(jìn)程利用該共享段的信息。I/O系統(tǒng)的軟件有哪幾個(gè)層次?用戶層I/O軟件設(shè)備獨(dú)立性軟件設(shè)備驅(qū)動程序中斷處理程序簡述字符設(shè)備控制器的組成和原理。組成:寄存器、I/O邏輯、借口。引入通道的目的是什么?為了建立獨(dú)立的I/O操作,不僅使數(shù)據(jù)的傳送能獨(dú)立于CPU,而且也希望有關(guān)對I/O操作的組織、管理及其結(jié)束處理盡量獨(dú)立,以保證CPU有更多的時(shí)間去進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作系統(tǒng)是如何識別中斷請求,如何調(diào)用中斷處理程序的?每個(gè)中斷源用一固定觸發(fā)器寄存中斷信號,稱為中斷位一一值為1表示有中斷信號,為0則無。當(dāng)某一中斷源需要CPU為其進(jìn)行中斷服務(wù)時(shí),就輸出中斷請求信號,使中斷請求觸發(fā)器置位,向CPU請求中斷。每一種中斷都有一個(gè)與之相聯(lián)系的中斷號,并有一個(gè)與之相聯(lián)系的中斷處理程序,而每種中斷的中斷處理程序按中斷號的順序存放在一張中斷向量表中。在中斷響應(yīng)時(shí),系統(tǒng)會根據(jù)中斷號去查找中斷向量表,從中獲得相應(yīng)的中斷處理程序的入口地址,這樣便可以轉(zhuǎn)入中斷處理程序執(zhí)行。中斷和陷阱有什么區(qū)別?1、陷阱由處理機(jī)正在執(zhí)行的指令引起,而中斷由與現(xiàn)行指令無關(guān)的中斷源引起2、陷阱處理程序提供的服務(wù)為當(dāng)前進(jìn)程所用,而中斷處理程序提供的服務(wù)不是為當(dāng)前進(jìn)程3、CPU可以在指令執(zhí)行中響應(yīng)陷阱,而必須在指令執(zhí)行后響應(yīng)中斷設(shè)備驅(qū)動程序的主要功能是什么?1、接收由與設(shè)備無關(guān)的軟件發(fā)來的命令和參數(shù),并將命令中的抽象要求轉(zhuǎn)換為與設(shè)備相關(guān)的低層操作序列2、檢查用戶I/O請求的合法性,了解I/O設(shè)備的工作狀態(tài),傳遞與I/O設(shè)備操作有關(guān)的參數(shù),設(shè)置設(shè)備的工作方式3、發(fā)出I/O命令,如果設(shè)備空閑,便立即啟動I/O設(shè)備,完成指定的I/O操作;如果設(shè)備忙碌,則將請求者的請求塊掛在設(shè)備隊(duì)列上等待4、及時(shí)響應(yīng)由設(shè)備控制器發(fā)來的中斷請求,并根據(jù)其中斷類型,調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理中斷驅(qū)動的I/O控制方式與DMA的I/O控制方式有什么區(qū)別?1、中斷方式是以字符為單位傳送數(shù)據(jù),而DMA方式是以塊為單位傳送數(shù)據(jù)2、中斷方式是在DR滿后發(fā)中斷信號,而DMA方式是在數(shù)據(jù)塊傳送完成后發(fā)中斷信號3、中斷方式的數(shù)據(jù)傳送是在CPU的控制下由中斷處理程序完成的,而DMA方式的數(shù)據(jù)傳送是在控制器的控制下盜用CPU周期完成的DMA控制方式中,進(jìn)入控制器DR中的數(shù)據(jù)如何傳送到內(nèi)存?不斷挪用CPU周期,將DR中的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存指定單元,直至DC=0通道控制方式中什么情況下需要盜取CPU周期通道獲取下一條通道指令數(shù)據(jù)控制器將數(shù)據(jù)傳到內(nèi)存操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)邏輯設(shè)備名向物理設(shè)備名的映射?在系統(tǒng)中配置一張邏輯設(shè)備表,每個(gè)表目包含三項(xiàng)一一邏輯設(shè)備名、物理設(shè)備名和設(shè)備驅(qū)動程序的入口地址。當(dāng)進(jìn)程用邏輯設(shè)備名請求分配I/O設(shè)備時(shí),系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況,為它分配一臺相應(yīng)的物理設(shè)備。與此同時(shí),在邏輯設(shè)備表上建立一個(gè)表目,填上應(yīng)用程序中使用的邏輯設(shè)備名和系統(tǒng)分配的物理設(shè)備名,以及該設(shè)備驅(qū)動程序的入口地址。當(dāng)以后進(jìn)程再利用該邏輯設(shè)備名請求I/O操作時(shí),系統(tǒng)通過查找LUT,便可找到該邏輯設(shè)備所對應(yīng)的物理設(shè)備和該設(shè)備的驅(qū)動程序獨(dú)占設(shè)備的分配流程是怎樣的?分配設(shè)備分配控制器分配通道用戶層實(shí)現(xiàn)的SPOOLing技術(shù)其原理和目的是什么?目的是實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備功能引入緩沖區(qū)的目的是什么?緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾減少對CPU的中斷頻率,放寬對CPU中斷響應(yīng)時(shí)間的限制解決數(shù)據(jù)粒度不匹配的問題提高CPU和I/O設(shè)備間的并行性簡述緩沖池的基本組成和工作過程。1、組成三個(gè)緩沖隊(duì)列?空閑緩沖隊(duì)列emq:由空緩沖區(qū)所鏈成的隊(duì)列.輸入隊(duì)列inq:由裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)所鏈成的隊(duì)列?輸出隊(duì)列。utq:由裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)所鏈成的隊(duì)列四個(gè)工作緩沖區(qū)?輸入收容hin?輸出收容hout?輸入提取sin輸出提取sout簡述磁盤的格式和物理扇區(qū)號的結(jié)構(gòu)1)硬盤有數(shù)個(gè)盤片,每盤片兩個(gè)面,每個(gè)面一個(gè)磁頭(2)盤片被劃分為多個(gè)扇形區(qū)域即扇區(qū)(3)同一盤片不同半徑的同心圓為磁道(4)不同盤片相同半徑構(gòu)成的圓柱面即柱面邏輯扇區(qū)號與物理扇區(qū)號如何相互轉(zhuǎn)換?通過邏輯扇區(qū)號計(jì)算柱面號->磁道號->扇區(qū)號磁盤訪問時(shí)間如何計(jì)算巡道時(shí)間+平均旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間+傳輸時(shí)間對比FCFS、SSTF、SCAN磁盤調(diào)度算法的優(yōu)劣。先來先服務(wù)算法(FCFS)這是一種比較簡單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請求訪問磁盤的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點(diǎn)是公平、簡單,且每個(gè)進(jìn)程的請求都能依次得到處理,不會出現(xiàn)某一進(jìn)程的請求長期得不到滿足的情況。此算

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