考研复试操作系统.doc

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操作系统

1.设计现代OS的主要目标是什么?

方便性，有效性，可扩充性和开放性.

2.OS的作用可表现为哪几个方面?

a.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b.OS作为计算机系统资源的管理者；c.OS作为扩充机器.

4.何谓脱机I/O和联机I/O?

a.脱机输入输出方式（Off-LineI/O）是为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间，这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一段落，CPU需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是脱机输出技术.

b.若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.

9.实现分时系统的关键问题是什么?

应如何解决?

a.关键问题：

及时接收，及时处理;

b.对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；---对于及时处理，应使所有的用户作业都直接进入内存，在不长的时间内，能使每个作业都运行一次.

10为什么要引入实时操作系统?

更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.

11OS具有哪几大特征?

它的最基本特征是什么?

a.并发（Concurrence）,共享（Sharing）,虚拟（Virtual）,异步性（Asynchronism）.b.其中最基本特征是并发和共享.

12内存管理有哪些主要功能?

它们的主要任务是什么?

a.主要功能:

内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充等.

b.内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器利用率，以减少不可用的内存空间，允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要.

内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰.

地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址.

内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量.

13处理机管理具有哪些功能?

它们的主要任务是什么?

a.进程控制，进程同步，进程通信和调度.

b.进程控制的主要任务是为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换.

进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.

进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.

调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，是进程投入运行.

14设备管理有哪些主要功能?

其主要任务是什么?

a.主要功能:

缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等.

b.主要任务:

完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设备；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备.

15文件管理有哪些主要功能?

其主要任务是什么?

a.主要功能:

对文件存储空间的管理，目录管理，文件的读，写管理以及文件的共享和保护.

b.主要任务:

对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性.

16试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.

a.分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者.

b.实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.

c.实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.

17是什么原因使操作系统具有异步性特征?

a.程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.

b.每个程序在何时执行，多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,

24试比较网络OS和分布式OS.

a.网络OS是基于由一些互联的自主计算机系统组成的计算机网络，以计算机技术和通信技术高度发展为基础，能实现相互通信和相互合作功能的系统.分布式OS是指多个分散的处理单元，经互联网络连接而形成的系统.

b.在分布性上，两者都具有分布处理功能，但网络OS的控制功能大多集中在某个（些）主机或网络服务器中，即集中式，而分布式OS则是较均匀地分布在系统的各个站点上，是完全分布式的.

---在并行性上，分布式OS的任务分配程序可将多个任务分配到多个处理单元上而实现并行，网络OS中通常无任务分配功能,每个用户的任务通常在自己（本地）的计算机上处理.

---在透明性上，两者都具透明性，但网络OS指在操作实现上的透明性，而分布式OS则在系统内部的细节上实现了很好的隐藏，即具有物理上的透明性.

---在共享性上，分布式OS是比较完全的实现共享，而网络OS共享的资源大多是在主机或网络服务器中.

---在健壮性上，分布式系统由于处理和控制功能是分布的，还拥有容错技术实现系统重构，因而具有很强的健壮性；而网络OS的控制功能大多集中在主机或服务器中，是系统具有潜在的不可靠性，健壮性差.

第二章

3.程序并发执行为什么会产生间断性?

因为程序在并发执行过程中存在相互制约性.

4.程序并发执行为何会失去封闭性和可再现性?

因为程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，资源状态需要多个程序来改变，即存在资源共享性使程序失去封闭性；而失去了封闭性导致程序失去可再现性.

5.在操作系统中为什么要引入进程概念?

它会产生什么样的影响?

为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念.

影响:

使程序的并发执行得以实行.

6.试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?

a.动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.

b.并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征.引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的.

c.独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行.

7.试说明PCB的作用?

为什么说PCB是进程存在的唯一标志?

a.PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构.PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息.因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程.

b.在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志.

11试说明引起进程创建的主要事件.

a.用户登陆；b.作业调度；c.提供服务；d.应用请求.

12试说明引起进程撤消的主要事件.

a.正常结束；b.异常结束；c.外界干预；

13在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么?

a.操作系统发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat（）；b.申请空白PCB；c.为新进程分配资源；d.初始化进程控制块；e.将新进程插入就绪队列.

38试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销几个方面，对进程和线程进行比较.

a.在引入线程的OS中，把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；

b.在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性；

c.进程始终是拥有资源的一个独立单位，线程自己不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；

d.在创建，撤消和切换进程方面，进程的开销远远大于线程的开销.

17什么是用户级线程和内核级线程?

并对它们进行比较.

a.内核级线程是依赖于内核的，它存在于用户进程和系统进程中，它们的创建，撤消和切换都由内核实现；

---用户级线程仅存在于用户级中，它们的创建，撤消和切换不利用系统调用来实现，因而与内核无关，内核并不知道用户级线程的存在.

b.内核级线程的调度和切换与进程十分相似，调度方式采用抢占式和非抢占式，调度算法采用时间轮转法和优先权算法等，当由线程调度选中一个线程后，再将处理器分配给它；而用户级线程通常发生在一个应用程序的诸线程之间，无需终端进入OS内核，切换规则也较简单，因而，用户级线程的切换速度较快.

---用户级线程调用系统调用和调度另一个进程执行时，内核把它们看作是整个进程的行为，内核级线程调用是以线程为单位，内核把系统调用看作是该线程的行为.

---对于用户级线程调用，进程的执行速度随着所含线程数目的增加而降低，对于内核级线程则相反.

第三章

1.什么是临界资源和临界区?

a.一次仅允许一个进程使用的资源成为临界资源.

b.在每个进程中，访问临界资源的那段程序称为临界区.

2.为什么进程在进入临界区之前，应先执行"进入区"代码，在退出临界区后又执行"退出区"代码?

为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为"进入区"代码；在退出临界区后，必须执行"退出区"代码，用于恢复未被访问标志.

3.同步机构应遵循哪些基本准则?

为什么?

a.空闲让进.b.忙则等待.c.有限等待.d.让权等待.

5.你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则?

a.在整型信号量机制中，未遵循"让权等待"的准则.

b.记录型信号量机制完全遵循了同步机构的"空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待"四条准则.

15在单处理机环境下，进程间有哪几种通信方式?

a.共享存储器系统通信方式;b.消息传递系统通信方式;c.管道通信方式.

18试比较消息队列与管道通信机制.

a.所谓管道，是指用于连接一个读进程和一个写进程，以实现它们之间通信的共享文件，又称pipe文件.管道通信是属于共享存储器系统的.

b.消息队列通信机制属于消息传递系统通信机制，存在通信链路，有消息的格式，有若干缓冲队列，采用独特的发送原语和接收原语.

第四章

1.高级调度与低级调度的主要任务是什么?

为什么要引入中级调度?

a.作业调度又称宏观调度或高级调度，其主要任务是按一定的原则对外存上处于后备状态的作业进行选择，给选中的作业分配内存，输入输出设备等必要的资源，并建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利.

b.进程调度又称微观调度或低级调度，其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程，将处理机分配给它.

c.为了提高内存利用率和系统吞吐量，引入了中级调度.

2.在作业调度中需做出哪两个决定?

a.接纳多少个作业;

b.接纳哪些作业.

5.选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么?

a.面向用户的准则有周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，以及优先权准则.

b.面向系统的准则有系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用.

7.为什么说多级反馈队列能较好地满足各种用户的需要?

a.对于终端型作业用户，由于终端型作业用户所提交的作业，大都属于交互型作业，系统只要能使这些作业（进程）在第一队列所规定的时间片内完成，便可使终端型作业用户都感到满意.

b.对于短批处理作业用户，很短的批处理型作业如果仅在第一队列中执行一个时间片即可完成，便可获得与终端型作业一样的相应时间.对于稍长的作业，通常也只需在第二队列和第三队列中各执行一个时间片即可完成，其周转时间仍然很短.

c.对于长批处理作业用户，用户也不必担心其作业长期得不到处理.

8.在按时间片轮转调度算法中，在确定时间片的大小时，应考虑哪些因素?

a.系统对相应时间的要求；b.就绪队列中进程的数目；c.系统的处理能力.

10目前常用的调度方式和算法，能否应用到实时系统中?

a.对于时间片轮转调度算法，是一种常用于分时系统的调度算法;

b.对于非抢占式优先权调度算法，可用于要求不太严格的实时控制系统中;

c.对于基于时钟中断抢占的优先权调度算法，有很好的响应效果，可用于大多数的实时系统中;

d.对于立即抢占（ImmediatePreemption）的优先权调度，要求操作系统具有快速响应外部时间的能力.

第五章

1.可采用哪几种方式将程序装入内存?

它们分别适用于何种场合?

a.首先由编译程序将用户源代码编译成若干目标模块，再由链接程序将编译后形成的目标模块和所需的库函数链接在一起，组成一个装入模块，再由装入程序将装入模块装入内存；

b.装入模块的方式有:

绝对装入方式，可重定位方式和动态运行时装入方式；

c.绝对装入方式适用于单道程序环境下；

d.可重定位方式适用于多道程序环境下；

e.动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下.

2.何谓静态链接及装入时动态链接和运行时的动态链接?

a.静态链接是指事先进行链接形成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链接方---式；

b.装入时动态链接是指目标模块在装入内存时，边装入边链接的链接方式；

c.运行时的动态链接是将某些目标模块的链接推迟到执行时才进行.

3.在进行程序链接时，应完成哪些工作?

a.对相对地址进行修改；b.变换外部调用符号.

4.在动态分区分配方式中，可利用哪些分区分配算法?

a.首次适应算法；b.循环首次适应算法；c.最佳适应算法.

5.在动态分区分配方式中，应如何将各空闲分区链接成空闲分区链?

应在每个分区的起始地址部分，设置一些用于控制分区分配的信息，以及用于链接各分区的前向指针；在分区尾部则设置一后向指针，通过前，后向指针将所有的分区链接成一个双向链.

8.在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况?

应怎样处理这些情况?

a.回收区与插入点的前一个分区相邻接，此时可将回收区与插入点的前一分区合并，不再为回收分区分配新表项，而只修改前邻接分区的大小；

b.回收分区与插入点的后一分区相邻接，此时合并两区，然后用回收区的首址作为新空闲区的首址，大小为两者之和；

c.回收区同时与插入点的前后两个分区邻接，此时将三个分区合并，使用前邻接分区的首址，大小为三区之和，取消后邻接分区的表项；

d.回收区没有邻接空闲分区，则应为回收区单独建立一个新表项，填写回收区的首址和大小，并根据其首址，插入到空闲链中的适当位置.

9.在系统中引入对换后带有哪些好处?

能将内存中暂时不运行的进程或暂时不用的程序和数据，换到外存上，以腾出足够的内存空间，把已

具备运行条件的进程或进程所需的程序和数据换入内存，从而大大地提高了内存的利用率.

10为实现对换，系统应具备哪几方面功能?

a.对对换空间的管理；b.进程的换出；c.进程的换入.

11在以进程为单位进行对换时，每次是否都将整个进程换出?

为什么?

a.以进程为单位进行对换时，每次都将整个进程换出；

b.目的为了解决内存紧张的问题，提高内存的利用率.

13请较详细地说明，引入分页存储管理（估计印错了，是分段存储管理）是为了满足用户哪几方面的需要?

a.方便了编程；b.实现了分段共享；c.实现了分段保护；d.实现了动态链接；e.实现了动态增长.

14在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换?

首先，必须配置一段表寄存器，在其中存放段表始址和段长TL.进行地址变换时，先利用段号S，与段长TL进行比较，若S=TL,表示段号太大，访问越界，产生越界中断信号）于是利用段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段表中的位置，从中求出该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再用块号b和页内地址构成物理地址.

15为什么说分段系统较之分页系统更易于实现信息共享和保护?

a.对于分页系统，每个页面是分散存储的，为了实现信息共享和保护，则页面之间需要一一对应起来，为此需要建立大量的页表项；

b.而对于分段系统，每个段都从0开始编址，并采用一段连续的地址空间，这样在实现共享和保护时，只需为所要共享和保护的程序设置一个段表项，将其中的基址与内存地址一一对应起来即可.

16分页和分段有何区别?

a.分页和分段都采用离散分配的方式，且都要通过地址映射机构来实现地址变换，这是它们的共同点；

b.对于它们的不同点有三，第一，从功能上看，页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率，即满足系统管理的需要，而不是用户的需要；而段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息，目的是为了能更好地满足用户的需要；

c.页的大小固定且由系统确定，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序；

d.分页的作业地址空间是一维的，而分段的作业地址空间是二维的.

17试全面比较连续分配和离散分配方式.

a.连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的地址空间，包括单一连续分配方式和分区式分配方式，前者将内存分为系统区和用户区，系统区供操作系统使用，用户区供用户使用，是最简单的一种存储方式，但只能用于单用户单任务的操作系统中；分区式分配方式分为固定分区和动态分区，固定分区是最简单的多道程序的存储管理方式，由于每个分区的大小固定，必然会造成存储空间的浪费；动态分区是根据进程的实际需要，动态地为之分配连续的内存空间，常用三种分配算法:

首次适应算法FF，该法容易留下许多难以利用的小空闲分区，加大查找开销；循环首次适应算法，该算法能使内存中的空闲分区分布均匀，但会致使缺少大的空闲分区；最佳适应算法，该算法也易留下许多难以利用的小空闲区；

b.离散分配方式基于将一个进程直接分散地分配到许多不相邻的分区中的思想，分为分页式存储管理，分段存储管理和段页式存储管理.分页式存储管理旨在提高内存利用率，满足系统管理的需要，分段式存储管理则旨在满足用户（程序员）的需要，在实现共享和保护方面优于分页式存储管理，而段页式存储管理则是将两者结合起来，取长补短，即具有分段系统便于实现，可共享，易于保护，可动态链接等优点，又能像分页系统那样很好的解决外部碎片的问题，以及为各个分段可离散分配内存等问题，显然是一种比较有效的存储管理方式；

c.综上可见，连续分配方式和离散分配方式各有各自的特点，应根据实际情况加以改进和利用.

第六章

1.在请求分页系统中，其页表项中包含那些数据项?

它们的作用是什么?

a.在请求分页系统中，其页表项中包含的数据项有页号，物理块号，状态位P，访问字段A，修改位M和外存地址；

b.其中状态位P指示该页是否调入内存，供程序访问时参考；

c.访问字段A用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法选择换出页面时参考；

d.修改位M表示该页在调入内存后是否被修改过；

e.外存地址用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用.

2.一个计算机系统的虚拟存储器，其最大容量和实际容量分别由什么决定?

a.最大容量由内存和外存之和决定；

b.实际容量由内存决定.

3.虚拟存贮器有那些特征?

其中最本质的特征是什么?

a.虚拟存储器具有离散性，多次性，对换性和虚拟性的特征；

b.其中最本质的特征是离散性，在此基础上又形成了多次性和对换性，所表现出来的最重要的特征是虚拟性.

4.实现虚拟存储器要那些硬件支持?

a.对于为实现请求分页存储管理方式的系统，除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外，还需要有页表机制，缺页中断机构以及地址变换机构；

b.对于为实现请求分段存储管理方式的系统，除了需要一台具有一定容量的内存及外存的计算机外，还需要有段表机制，缺段中断机构以及地址变换机构；

7.在请求分页系统中，应从何处将所需页面调入内存?

a.在进行地址变换时，首先去检索快表，试图从中找出所要访问的页，若找到，便修改页表项中的访问位，对于写指令，还须将修改位置1，然后利用页表项中给出的物理块号和页内地址，形成物理地址；

b.如果在快表中未找到该页的页表项，则应再到内存中去查找页表，再从找到的页表项中的状态位来了解该页是否已调入内存，如果该页已调入内存，应将此页的页表项写入快表，当快表已满时，应先调出按某种算法所确定的页的页表项，然后再写入该页的页表项；

c.如果该页尚未调入内存，这时便应产生缺页中断，请求OS从外存中把该页调入内存;

d.外存分为文件区和对换区，若系统有足够的对换区空间，可在进程运行前，将与该进程有关的文件拷贝到对换区，需要时从对换区调入；

e.若系统缺少足够的对换区空间，则凡是不会被修改的文件，可直接从文件区调入，需换出时可不必写入外存，但对于可能被修改的部分，在将它们换出时，便须调到对换区，以后需要时再从对换区调入.

8.在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法?

a.最佳置换算法；b.先进先出算法；

c.最近最久未使用LRU置换算法；d.Clock置换算法;e.此外，还有最少使用置换算法和页面缓冲算法.

10在请求分页系统中，通常采用那种页面分配方式?

为什么?

a.在请求分页系统中，有固定和可变分配两种分配方式；

b.采用固定分配方式是基于进程的类型（交互型）或根据程序员，系统管理员的建议，为每个进程分配一固定页数的内存空间，在整个运行期间不再改变；

c.采用可变分配方式有全局置换和局部置换两种，前者易于实现，后者效率高.

12在置换算法中，LRU和LFU哪个更常用?

为什么?

a.LRU与LFU置换算法的页面的访问图完全相同，即使用的硬件是相同的；

b.但是LFU并不能真正访问反映出页面的使用情况.

13实现LRU算法所需的硬件支持是什么?

a.寄存器，用于记录某进程在内存中各页的使用情况；

b.栈，用于保存当前使用的各个页面的页面号.

14试说明改进型Clock置换算法的基本原理.

a.因为对于修改过的页面在换出时所付出的开销将比未被修改过的页面的开销大，所以在改进型Clock算法中，出了须考虑到页面的使用情况外，还须再增加一个置换代价这一因素；

b.在选择页面作为淘汰页面时，把同时满足未使用过和未被修改作为首选淘汰页面.

15什么是抖动?

产生抖动的原因是什么?

a.抖动（Thrashing）就是指当内存中已无空闲空间而又发生缺页中断时，需要从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中，如果算法不适当，刚被换出的页很快被访问，需重新调入，