计算机操作系统第四版复习+部分课后题+习题
第一章
判斷操作系統類型
操作系統按功能可以分為
批處理操作系統
將選中的若干作業調入內存以多道方式投入運行。
優點是系統吞吐量大,資源利用率高。
不具有交互性,這是其缺點。
分時操作系統 --------- 人機交互 共享主機
采用“時間片”、動態優先數等方式使CPU輪流為多個用戶終端或多個任務服務。
主要特點:
多路調制性 獨占性 及時性 交互性
實時操作系統
響應速度 快,可靠性要求 高
更強調系統的 安全性 和 可靠性
不具備分時系統的強交互性。
主要特點是:
類型:工業武器控制系統、信息查詢系統、多媒體系統、嵌入式系統
操作系統主要特征
并發性(進程)、共享性、虛擬性、異步性
操作系統主要功能
處理機管理、存儲器管理、設備管理、文件管理
1.為什么說操作系統實現了對計算機資源的抽象?
OS首先在裸機上覆蓋一層I/O設備管理軟件,實現了對計算機硬件操作的第一層次抽象;在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件,實現了對硬件資源操作的第二層次抽象。OS 通過在計算機硬件上安裝多層系統軟件,增強了系統功能,隱藏了對硬件操作的細節,由它們共同實現了對計算機資源的抽象。
2.實現分時系統的關鍵問題是什么?應如何解決?
關鍵問題是當用戶在自己的終端上鍵入命令時,系統應能及時接收并及時處理該命令,
在用戶能接受的時延內將結果返回給用戶。
解決方法:針對及時接收問題,可以在系統中設置多路卡,使主機能同時接收用戶從各個終
端上輸入的數據;為每個終端配置緩沖區,暫存用戶鍵入的命令或數據。針對及時處理問題,
應使所有的用戶作業都直接進入內存,并且為每個作業分配一個時間片,允許作業只在自己
的時間片內運行,這樣在不長的時間內,能使每個作業都運行一次。
3.OS有哪幾大特征?其最基本的特征是什么?
并發性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特征;最基本的特征是并發性和共享性。
4.何謂微內核技術?在微內核中通常提供了哪些功能?
把操作系統中更多的成分和功能放到更高的層次(即用戶模式)中去運行,而留下一個盡量小的內核,用它來完成操作系統最基本的核心功能,稱這種技術為微內核技術。
在微內核中通常提供了進程(線程)管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理等功能。
第二章
進程
特征:動態性、并發性、獨立性、異步性
程序沒有建立PCB是不能參與并發執行的。
時間片:一個時間片就是一段很短的時間,系統規定每個作業每次只能運行一個時間片,然后暫停該作業的運行,調度下一個作業運行。
三種基本狀態:就緒、執行、阻塞
五種狀態:創建、就緒、執行、阻塞、終止
七種狀態:創建、活動就緒、靜止就緒、執行、活動阻塞、靜止阻塞、終止
PCB的作用
1.試說明進程在三個基本狀態之間轉換的典型原因
-
就緒狀態→執行狀態:進程分配到CPU資源
-
執行狀態→就緒狀態:時間片用完
-
執行狀態→阻塞狀態:I/O請求
-
阻塞狀態→就緒狀態:I/O完成
2.試說明引起進程阻塞或被喚醒的主要事件是什么?
a. 請求系統服務;b. 啟動某種操作;c. 新數據尚未到達;d. 無新工作可做
3.為什么要在OS 中引入線程?
在操作系統中引入線程,則是為了減少程序在并發執行時所付出的時空開銷,使OS具有更好的并發性,提高CPU的利用率。進程是分配資源的基本單位,而線程則是系統調度的基本單位。
4.線程控制塊TCB中包含了哪些內容
線程控制符、一組寄存器(包括PC和狀態寄存器和通用寄存器的內容)、線程運行狀態(何種運行狀態)、優先級(線程執行的優先程度)、線程專有存儲區、信號屏蔽、堆棧指針
第三章
處理機調度的層次
高級調度
長程調度or作業調度,調度對象是作業;
作業調入內存,創建進程分配資源;
主要用于 多道批處理系統,分時or實時中不設置
低級調度
進程調度or短程調度,對象是進程/內核級線程;
決定哪個進程應獲得處理機,將處理機分配給進程;
最基本的調度;
多道批處理、分時、實時都必須配置;
運行頻率最高
中級調度
內存調度;
提高內存利用率和系統吞吐量;
把不能運行的進程調到外存等待;把可以運行的進程重新調入內存,修改狀態為就緒
作業調度
批處理系統中,是以作業為基本單位從外存調入內存的;
周轉時間 = 完成時間 - 到達時間;
帶權周轉時間 = 周轉時間 / 服務時間;
P2- 20
進程調度的任務
產生死鎖的必要條件
任一條件不成立,死鎖就不會發生:
互斥條件
在一段時間內,某資源只能被一個進程占用,其他請求的資源只能等待。
請求和保持條件
進程保持了至少一個資源,請求新資源的時候被阻塞,對自己已獲得的資源保持不放
不可搶占條件
進程已獲得的資源在未使用完之前不能被搶占
循環等待條件
進程-資源 循環鏈
產生死鎖的根本原因:
系統資源不足
不產生死鎖的最小資源數
設系統所擁有的資源總數為M,共享該資源的進程數為P,每個進程所需使用該資源的最大需求為N,則 M≥P(N-1)+1* 時 無論如何分配都不會產生死鎖。
處理死鎖的方法
預防死鎖
設置某些限制條件去破壞產生死鎖的必要條件
避免死鎖
在動態分配的過程中用某種方法阻止系統進入不安全狀態
檢測死鎖
事前不采取措施,通過檢測機構及時檢測出死鎖的發生,采取適當措施
解除死鎖
檢測到死鎖時采取相應措施,常用方法:撤銷一些進程,回收資源,將它們分配給阻塞狀態的進程
銀行家算法
安全狀態→找到安全序列
- 可利用資源向量Available,Available[j]=K,表示系統中現有j類資源K個
- 最大需求矩陣Max,Max[i,j]=K,表示進程i需要j類資源的最大數目為K
- 分配矩陣Allocationm,Allocation[i,j]=K,表示進程i當前已分得j類資源的數目為K
- 需求矩陣Need,Need[i,j]=K,表示進程i還需要j類資源K個
- Need[i, j]=Max[i, j]-Allocation[i, j]
Request i是進程Pi的請求向量,如果Request i[j]=K,表示進程Pi需要K個j類型的資源。當Pi發出資源請求后,系統按下述步驟進行檢查:
如果Request i[j]≤Need[i,j],轉向步驟(2); //所求的資源數必須小于總共宣布需要資源的最大數
否則認為出錯,因為它所需要的資源數已超過它所宣布的最大值。
如果Requesti[j]≤Available[j],便轉向步驟(3);否則,表示尚無足夠資源,Pi須等待。
系統試探著把資源分配給進程P i,并修改下面數據結構中的數值:
Available[j]:= Available[j]-Request i[j];//可用的減少了
Allocation[i,j]:= Allocation[i,j]+Request i[j];//已配分的增加了
Need[i,j]:= Need[i,j]-Request i[j];//還需要的也減少了
執行安全性算法,安全了才正式分配資源,否則作廢,讓進程等待
安全性算法:
設置兩個向量:
從進程集合中找到一個能滿足下述條件的進程:
① Finish[i]=false;//資源未分配
② Need[i,j]≤Work[j];//資源足夠分配
? 若找到,執行步驟(3),否則,執行步驟(4)。
當進程Pi獲得資源后,可順利執行,直至完成,并釋放出分配給它的資源,故應執行
Work[j]:= Work[j]+Allocation[i,j];//釋放資源
Finish[i]:=true;//設置完成標志
go to step 2; //繼續尋找下一個
1.何謂死鎖?產生死鎖的原因和必要條件是什么?
死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局,當進程處于這種僵持狀態時,若無外力作用,它們都將無法再向前推進。
產生死鎖的原因為競爭資源和進程間推進順序非法。其必要條件是:互斥條件、請求和保持條件、不可搶占條件、循環等待條件。
2.請詳細說明可通過哪些途徑預防死鎖
- 破壞“請求和保持”條件,就是如果系統有足夠資源,便一次性把進程需要的所
有資源分配給它;只分配給進程初期所需要的資源,進程運行過程中再逐步釋放用畢的資源,再請求新資源。 - 破壞“不可搶占”條件,就是已經擁有資源的進程,當它提出新資源請求而不能立即
滿足時,必須釋放它已保持的所有資源,待以后需要時再重新申請; - 破壞“循環等待”條件,就是將所有資源按類型排序標號,所有進程對資源的請求必須嚴格按序號遞增的次序提出。
3.在銀行家算法中,若出現下述資源分配情況,試問:
| P0 | 0 0 3 2 | 0 0 1 2 | 1 6 2 2 |
| P1 | 1 0 0 0 | 1 7 5 0 | |
| P2 | 1 3 5 4 | 2 3 5 6 | |
| P3 | 0 3 3 2 | 0 6 5 2 | |
| P4 | 0 0 1 4 | 0 6 5 6 |
答:利用安全性算法對此刻資源分配情況進行分析,如表所示:
| P0 | 1 6 2 2 | 0 0 1 2 | 0 0 3 2 | 1 6 5 4 | true |
| P3 | 1 6 5 4 | 0 6 5 2 | 0 3 3 2 | 1 9 8 6 | true |
| P4 | 1 9 8 6 | 0 6 5 6 | 0 0 1 4 | 1 9 9 10 | true |
| P1 | 1 9 9 10 | 1 7 5 0 | 1 0 0 0 | 2 9 9 10 | true |
| P2 | 2 9 9 10 | 2 3 5 6 | 1 3 5 4 | 3 12 14 14 | true |
可知,存在一個安全序列{P0,P3,P4,P1,P2},所以該狀態是安全的。
答:P2提出請求,按銀行家算法進行檢查:
Request(1,2,2,2) ≤ Need2(2,3,5,6) //第一個表P2那一行的Need
Request(1,2,2,2) ≤ Available(1,6,2,2) //第一個表的Available
試分配資源,修改Allocation2、Need2、Available的值:
Available = Available(1,6,2,2) - Request(1,2,2,2) = (0,4,0,0) Need2 = Need(2,3,5,6) - Request(1,2,2,2) = (1,1,3,4) Allocation2 = Allocation(1,3,5,4) + Request(1,2,2,2) = (2,5,7,6)修改表如下(修改部分用粗體表示):
| P0 | 0 0 3 2 | 0 0 1 2 | 0 4 0 0 |
| P1 | 1 0 0 0 | 1 7 5 0 | |
| P2 | 2 5 7 6 | 1 1 3 4 | |
| P3 | 0 3 3 2 | 0 6 5 2 | |
| P4 | 0 0 1 4 | 0 6 5 6 |
利用安全性算法檢查此時是否安全:
| P0 | 0 4 0 0 | 0 0 1 2 | 0 0 3 2 | 0 4 3 2 | true |
| 0 4 3 2 | false |
經檢查,Available(0,4,0,0)不能滿足任何進程的需要,系統進入不安全狀態,此時系統不分配資源。
第四章
基于順序搜索的動態分區分配算法
首次適應 FF算法
要求空閑分區鏈以地址遞增的次序鏈接;分配內存時,從鏈首開始順序查找,找到大小滿足的內存空間就分配,找不到失敗返回;
優:保留高址部分大空閑區
缺:低地址內存碎片化,查找開銷大
循環首次適應 NF算法
從上次找到的空閑分區的下一個空閑分區開始查找;
優:內存中空閑分區分布均勻,減少查找開銷
缺:缺乏大的空閑分區
最佳適應 BF算法
總是把能滿足要求、又是最小的空閑分配給作業;將所有空閑分區按容量從小到大形成空閑分區鏈;
優:似乎是最佳的
缺:每次分配后切割下來的部分是最小的,留下難以利用的碎片
最壞適應 WF算法
與最佳相反,把最大的空閑區分割一部分內存給作業使用;將所有空閑分區按容量從小到大形成空閑分區鏈;
優:剩下的空閑區不至于太小,產生碎片可能性小,利于中、小作業
缺:缺乏大空閑區
分頁式存儲管理
將進程的邏輯地址空間分成若干個頁,從0開始編號(第0頁、第1頁…);
把內存的物理地址空間分成若干個塊,編號(0#塊、1#塊…);
為進程分配內存時,以塊為單位,把頁裝入可以不相鄰的塊中 即
一個作業的若干連續的頁,可以分配到內存中若干不連續的塊中。
頁面大小是2的冪,通常為1KB~8KB;
物理地址=塊號B×頁大小+頁內位移W
對某特定機器,地址結構是一定的。給定一個邏輯地址空間中的地址為A,頁面大小為L,則頁號P 和頁內地址d可由公式求:P = INT[A/L], d = A % L
INT是整除,%是取余數;
eg.系統頁面大小為1KB,設A = 2170B,求得P = 2, d = 122。
1KB = 1024B
2170 / 1024 = 2 ··· 122
所以 P = 2, d = 122
頁表:實現頁號到物理塊號的地址映射;因為各個頁離散地存儲在內存的任一物理塊中。
1.什么是頁面?什么是物理塊?頁面的大小如何確定?
-
頁面:分頁存儲管理將進程的邏輯地址空間分成若干個頁,并為各頁加以編號。
-
物理塊:把內存的物理地址空間分成若干個塊,并為各塊加以編號。
-
頁面大小應選擇適中,且頁面大小應該是2的冪,通常為1KB~8KB。
2.什么是頁表?頁表的作用是什么?
頁表是分頁式存儲管理使用的數據結構。一個進程分為多少頁, 它的頁表就有多少行。 每一行記錄進程的一頁和它存放的物理塊的頁號、塊號對應關系。
頁表用于實現頁號到物理塊號的地址映射。
3.為實現分頁存儲管理,需要哪些硬件支持?
需要有頁表機制、地址變換機構的硬件支持
4.在分頁系統中是如何實現地址變換的?
利用地址變換機構實現從邏輯地址到物理地址的轉變換,通過頁表實現從頁號到物理號的變換,將邏輯地址中的頁號轉換為內存中的物理塊號。
5.分頁和分段存儲管理有何區別?
頁是信息的物理單位,分頁僅僅是系統管理上的需要,是系統的行為,對用戶不可見;
段是信息的邏輯單位,分段的主要目的在于更好地滿足用戶。
頁的大小固定且由系統決定;
段的長度不固定,由用戶編寫的程序決定。
分頁的用戶程序地址是單一的線性地址空間;
分段的用戶程序地址是二維的,標識一個地址時要給出段名和段內地址。
第五章
虛擬內存
將用戶邏輯內存和物理分開;
可以通過以下機制實現:
-
請求頁面調度
-
請求分段調度
程序運行前,不需全部裝入內存(打破一次性)
虛擬存儲器的特征:
請求分頁存儲管理方式
請求分頁中的硬件支持
缺頁率
如果在進程的運行過程中,訪問頁面成功(即所訪問頁面在內存中)的次數為S,訪問頁面失敗(即所訪問頁面不在內存中,需要從外存調入)的次數為F,則該進程總的頁面訪問次數為A?=?S?+?F,那么該進程在其運行過程中的缺頁率即為 f = F / A
頁面置換算法
程序運行過程中,如果要訪問的頁面不在內存則需調入,但內存已經沒有空閑空間時,必須從內存中調出一頁程序或數據送到磁盤的對換區,根據一定算法決定將哪個頁面調出–頁面置換算法
-
最佳置換算法
頁面走向往后面(右)看,最長時間不被訪問的,替換掉
-
先進先出置換算法
替換掉先進來的
-
最近最久未使用置換算法
頁面走向往前(左)看,最久沒訪問的,替換掉
-
最少使用置換算法
使用頻率
1.虛擬存儲器有哪些特征?其中最本質的特征是什么?
虛擬存儲器有多次性、對換性、虛擬性三大特征。最本質的特征是虛擬性。
2.實現虛擬存儲器需要哪幾個關鍵技術?
在分頁請求系統中是在分頁的基礎上,增加了請求調頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統。允許只裝入少數頁面的程序(及數據),便啟動運行。
在請求分段系統中是在分段系統的基礎上,增加了請求調段及分段置換功能后形成的段式虛擬存儲系統。允許只裝入少數段(而非所有段)的用戶程序和數據,即可啟動運行。
3.試說明請求分頁系統中的地址變換過程
取邏輯地址分解為頁號P和頁內偏移w;
根據頁號查找頁表,獲得該頁的描述信息;
若該頁中斷位為1,產生缺頁中斷;
更新該頁的描述信息;
根據頁塊號和頁內偏移w,計算物理地址。
4.在請求分頁系統中,常采用哪幾種頁面置換算法?
采用的頁面置換算法有:最佳置換算法和先進先出置換算法,最近最久未使用(LRU)置換算法,Clock置換算法,最少使用置換算法,頁面緩沖算法等。
5.為了實現請求分段式存儲管理,應在系統中增加配置哪些硬件結構?
請求段表機制、缺段中斷機制和地址變換機構。
6.說明請求分段系統中的缺頁中斷處理過程
請求分段系統中的缺頁中斷處理過程描述如下:
第六章
1.簡要說明I/O軟件的四個層次的基本結構
2.與設備無關性的基本含義是什么?為什么要設置該層?
為了提高OS的可適應性和可擴展性,在現代OS中都毫無例外地實現了設備獨立性,也稱設備無關性。基本含義:應用程序獨立于具體使用的物理設備。為了實現設備獨立性而引入了邏輯設備和物理設備兩概念。在應用程序中,使用邏輯設備名稱來請求使用某類設備;而系統在實際執行時,還必須使用物理設備名稱。
優點:
設備分配時的靈活性
易于實現I/0重定向(用于I/0操作的設備可以更換(即重定向),而不必改變應用程序。
3.為什么說中斷是OS賴以生存的基礎?
因為進程之間的切換是靠中斷來完成的。中斷也是設備管理的基礎。
4.簡要說明中斷處理進行處理的幾個步驟
5.有哪幾種I/O控制方式?各適用于何種場合?
6.何謂虛擬設備?實現設備虛擬時所依賴的關鍵技術是什么?
設備虛擬是指把獨占設備經過某種技術處理改造成虛擬設備。
可虛擬設備是指一臺物理設備在采用虛擬技術后,可變成多臺邏輯上的虛擬設備,則可虛擬設備是可共享的設備,將它同時分配給多個進程使用,并對這些訪問該物理設備的先后次序進行控制。
7.磁盤訪問時間由哪幾部分組成?每部分時間應如何計算?
磁盤訪問時間由尋道時間Ts、旋轉延遲時間Tr、傳輸時間Tt 三部分組成。
判斷題
計算機系統的資源包括程序和數據兩大部分。 F
硬件和程序
若把計算機系統分為若干層次,則按由上而下順序可分為應用系統與應用軟件、操作系統、其它系統軟件和裸機。 F
分時系統的用戶具有獨占性,因此一個用戶可以獨占計算機系統的資源。 F
多路性、獨立性、及時性、交互性;“像獨占時一樣”;共享主機
操作系統屬于最重要的、最不可缺少的應用軟件。F
操作系統是系統軟件
批處理系統不允許用戶隨時干涉自己程序的運行。T
操作系統虛擬機在邏輯功能上與裸機一樣,具有一個物理實體。 F
多道程序的執行失去了封閉性和再現性,因此多道程序系統中引入進程的概念。T
操作系統的進程管理是整個操作系統管理中的核心,它包含了進程的調度、協調以及進程通信。T
++運算符的操作數必須是變量。T
從信息的輸入輸出角度來說,磁盤驅動器和磁帶機既可以看作輸入設備,又可以看作輸出設備。 T
頁式管理易于實現不同進程間的信息共享。 F
分段系統允許若干進程共享一個或多個分段
段頁式存儲管理是通過請求調入和替換功能,對內外存進行統一管理,為用戶提供了比實際內存容量大的多的物理存儲空間。 F
虛擬存儲技術通過請求調入和替換功能,對內外存進行統一管理,為用戶提供了似乎比實際內存容量大的多的物理存儲空間
分頁式存儲管理中,頁的大小是可以不相等的。F
分區管理取消了存儲分配連續性要求,使一個作業的地址空間在內存中可以是若干個不一定連續的區域。F
是分頁管理
多線程是指將CPU資源按時間片分配到多個任務上,看似并行工作,實質上在同一時刻只有一個線程在工作;在一段時間之內,是多個線程在同時工作。T
SPOOLing 技術可以解決進程使用設備死鎖問題。F
SPOOLing 技術是將獨占的字符設備轉變為共享的字符設備
缺頁中斷是在指令執行期間產生和處理中斷信號,而非一條指令執行之后。T
死鎖產生,必須要滿足四個必要條件,所以,為避免死鎖產生,主要注意如何不讓這四個必要條件成立,并打破循環等待資源的環路。T
在請求分頁式存儲管理中,頁面的調入、調出只能在內存和對換區之間進行。T
使某個事務永遠處于等待狀態,而得不到執行的現象稱為死鎖。F
一組進程中的每個進程都在等待另一個死鎖進程所占有的資源
在分頁時,每個進程擁有一個頁表,且頁表駐留在內存中。T
設計實時操作系統時,首先應該考慮系統的優良性和分配性。F
實時性和可靠性
在請求分頁式系統中,以頁為單位管理用戶的虛空間,以段為單位管理內存空間。F
以塊為單位管理內存
固定內存分配會產生內碎片。T
產生死鎖的原因之一是對計算機操作不當,造成計算機死機。F
互斥、請求和保持、不可搶占、循環等待
相對于簡單分頁管理來說,請求頁式管理是“用時間換取了空間”,這是該種管理方式的一個缺點。T
段式管理便于處理動態變化的數據結構,便于動態鏈接,便于分段共享。T
為提高請求分頁系統中內存的利用率,允許用戶使用不同大小的頁面。F
在銀行家算法中,對某時刻的資源分配情況進行安全分析,如果該時刻狀態是安全的,則存在一個安全序列,且這個安全序列是唯一的。F
并非唯一
請求分頁管理過程中,作業地址空間同樣受到內存容量大小的限制。F
頁式的地址是一維的,段式的地址是二維的。T
靜態分配是指在目標程序運行之前完成的存儲分配。例如分區管理和分頁管理。F
例如后面是錯的
碎片的總容量如果超過某個作業申請的容量,就可以將其再次分配給該作業。F
適于動態查找表進行高效率查找的組織結構是分塊有序表。F
是二叉排序樹
在分頁管理中所產生的內存碎片,最多小于幀的大小。T
死鎖是不能解除的只能預防。F
可以終結進程來解除
在分頁內存管理中 ,CPU每次從內存中取一個數據需要1次內存訪問。F
最好2次(頁號、塊號),最壞3次(頁表、頁號、塊號)。
空閑表法屬于連續分配方式。T
數據庫文件是一種無結構的字符流式文件。F
是有結構的記錄式文件
用戶在使用I/O設備時,通常采用物理設備名,指明具體的設備。F
采用邏輯設備名
通過對用戶分類和限定各類用戶對目錄和文件的訪問權限來保護系統中目錄和文件的安全,這種文件安全管理方式指的是系統級安全管理。F
是用戶級安全管理。管理方式:系統級、用戶級、目錄級、文件級
以追加模式打開文件時,文件指針指向文件尾。T
打開文件的目的是指該文件的有關目錄表目復制到主存中約定的區域,以建立用戶和該文件的聯系。T
系統與設備間的協調主要是速度上的協調,要解決快速處理器與慢速的I/O設備間的操作匹配矛盾,只有通過建立硬件緩沖區的方法。F
為了提高檢索速度和減小指針所占用的存儲空間,可以將幾個盤塊組成一個簇。T
位示圖方法可用于磁盤的調度管理。F
用于盤空間的管理
文件系統中分配存儲空間的基本單位是記錄。F
是數據塊
對文件進行讀寫操作之后必須顯式關閉文件以確保所有內容都得到保存。T
在I/O控制的多種方式中,傳輸速率高,對主機影響少的方式最好。T
索引文件是一種對文件存儲進行連續分配的方式,文件系統為每個文件另建一張指示邏輯記錄和物理塊之間的對應關系的表,即索引表,文件本身和索引表組成的文件即是索引文件。F
文件系統中,系統修改某文件內容,只要修改文件中對應數據信息即可。F
I/O通道控制方式不需要任何CPU干預。F
進一步減少CPU的干預。CPU干預程度:中斷>DMA>通道控制
以寫模式打開的文件無法進讀操作。T
文件系統最基本的功能是實現按名存取。T
多級目錄結構中,重名問題得到了解決,同一目錄中文件或目錄重名是允許的。F
不同目錄下允許重名
采取順序文件結構,連續存取一批相鄰的記錄時,存取速度很慢。F
單選題
“中斷”的概念是指_____ 暫停處理機對現行程序的執行
______不是操作系統關心的主要問題. 高級程序設計語言的編譯器
在設計實時操作系統時,首先要考慮的是()實時性和可靠性
下面各項中, 不是操作系統的基本特征。交互性
A.異步 B.交互性 C.虛擬 D.并發和共享
在設計分時操作系統時,首先要考慮的是()交互性和響應時間
在計算機系統中配置操作系統的主要目的是()提高系統資源的利用率
操作系統通過()對進程進行管理。PCB
在()操作系統的控制下,計算機系統能及時處理由過程控制反饋的數據并作出響應。實時
多道程序環境中,操作系統分配資源以__為基本單位。進程
下面哪一項不是引入操作系統的主要目的是 。及時響應用戶請求
A.更有效地利用軟、硬件資源 B.及時響應用戶請求
C.改善系統性能 D.方便用戶使用
用戶在程序設計過程中,可通過()獲得操作系統的服務。系統調用
下面敘述中正確的是 。A
A.進程同步是指某些進程之間在邏輯上的相互制約關系
B.為了避免發生死鎖,各進程只能逐個申請資源
C.操作系統用PCB管理進程,用戶進程可以從PCB中讀出與本身運行狀態有關的信息
D.操作系統的一個重要概念是進程,因此不同進程所執行的代碼也一定不同
下列哪一項不是典型計算機系統的主要組成部分? 操作系統
A.中央處理器 B.操作系統 C.輔存 D.內存
分時操作系統的特點是**__** 交互性、同時性(多路性)、獨立性、及時性
對出現的中斷事件是由 ____ 進行處理的。操作系統
分時操作系統通常采用 策略為用戶服務。時間片輪轉
在計算機系統中,操作系統是()。處于裸機之上的第一層軟件
在設計批處理操作系統時,首先要考慮的是()。周轉時間和系統吞吐量
分時操作系統的主要目的是 __ 。計算機系統的交互性
操作系統的主要功能是管理計算機系統中的資源,其中包括__管理和存儲器管理,以及設備管理和文件管理。處理機
在操作系統中,用戶界面指的是 ____ 。命令接口、程序接口和操作環境
若把操作系統看作計算機系統資源的管理者,下列的 ____ 不屬于操作系統管理的資源。中斷
以下描述與操作系統無關的是 。計算機系統的硬件和軟件資源的集合
A.方便用戶的程序集合 B.計算機系統的硬件和軟件資源的集合
C.控制和管理計算機系統的硬件和軟件資源 D.合理地組織計算機工作流程
支持多道程序設計的操作系統在運行過程中,不斷地選擇新進程運行來實現CPU的共享,下列選項中, 不是引起操作系統選擇新進程的直接原因。有新進程進入就緒狀態
A.有新進程進入就緒狀態 B.運行進程的時間片用完
C.運行進程出錯 D.運行進程要等待某一時件發生
下列管理功能中,_____ 不屬于操作系統的功能。軟件管理
A.軟件管理 B.作業管理 C.設備管理 D.處理器管理
操作系統中,資源分配的基本單位是 進程
下列敘述中,正確的敘述是 。 C
A.實現多道程序設計的目的是提高程序員編程的效率
B.操作系統的目的是為了提高計算精度
C.在有虛擬存儲器的系統中,可以運行比主存容量還大的程序
D.操作系統必須具備分時系統
線程是操作系統的重要概念,不具有線程管理的操作系統有 Windows 3.2
A. Linux B. Windows 3.2 C. Windows NT D. Windows XP
構成網絡操作系統通信機制的是 通信原語
下列( )應用工作最好采用實時工作平臺:1、航空訂票 2、辦公自動化 3、機床控制 4、AutoCAD 5、工資管理系統 6、股票交易系統 D.1、3、6
A.1、2、3 B.1、3、4 C.1、5、6 D.1、3、6
以下有關指令集體系結構的說法中,錯誤的是( ). B
A.指令集體系結構位于計算機軟件和硬件的交界面上
B.程序員可見寄存器的長度、功能與編號不屬于指令集體系結構的內容
C.指令集體系結構的英文縮寫是ISA
D.指令集體系結構是指低級語言程序員所看到的概念結構和功能特性
下列關于常規存儲器/非虛擬存儲器的論述中,正確的論述是( )。 B
A.作業在運行前,不必全部裝入內存,但在運行過程中必須一直駐留內存
B.作業在運行前,必須全部裝入內存,但在運行過程中不必一直駐留內存
C.作業在運行前,必須全部裝入內存,且在運行過程中也一直駐留內存
D.作業在運行前,不必全部裝入內存,且在運行過程中也不必一直駐留內存
在采用二級頁表的分頁系統中,CPU 頁表基址寄存器中的內容是: C
A.當前進程的二級頁表的起始虛擬地址
B.當前進程的一級頁表的起始虛擬地址
C.當前進程的一級頁表的起始物理地址
D.當前進程的二級頁表的起始物理地址
頁式虛擬存儲管理的主要特點是()。B
A.不要求進行頁面置換
B.不要求將作業同時全部裝入到主存的連續區域
C.不要求進行缺頁中斷處理
D.不要求將作業裝入到主存的連續區域
操作系統是對()進行管理的軟件。計算機資源
在以下存儲管理方案中,不適合于多道程序設計系統的是( )。單用戶連續分配
A.頁式存儲管理 B.固定分區分 C.可變分區分配 D.單用戶連續分配
操作系統負責管理計算機系統的( ),其中包括處理機、內存、外圍設備和文件。資源
在下列操作系統的各個功能組成部分中,_____ 不需要硬件的支持。進程調度
A.中斷系統 B.時鐘管理 C.地址影射 D.進程調度
從用戶的觀點看,操作系統是 ___ 。A
A.用戶與計算機之間的接口 B.控制和管理計算機資源的軟件
C.由若干層次的程序按一定的結構組成的有機體 D.合理地組織計算機工作流程的軟件
為了進行進程協調,進程之間應當具有一定的聯系。這種聯系通常采用進程間交換數據的方式進行,這種進程管理稱為()。進程通信
計算機的軟件系統通常分為( )。系統軟件與應用軟件
對進程的管理和控制使用()。原語
程序與數據一樣,共同存儲在存儲器中。當程序要運行時,當前準備運行的指令從內存被調入CPU中,由CPU處理這條指令。這種將程序與數據共同存儲的思想就是目前絕大多數計算機采用的( )模型的存儲程序概念。馮?諾伊曼
操作系統為( )分配內存空間。進程
多道程序設計是指 。在一臺處理機上同時執行多道程序
通常,MMU(Memory Management Unit)會改善操作系統存儲管理的性能。下列關于Linux存儲管理的表述,最準確的是 __. A
A. Linux使用MMU;但沒有MMU的話,Linux也能運轉
B. Linux不用MMU,雖然MMU能改善系統性能
C. Linux使用MMU;沒有MMU,Linux無法運轉
D. Linux不用MMU;MMU對Linux沒有意義
下列選項中對分段存儲管理敘述正確的是( ) 每一段必須是連續的存儲區
A.每一段不必是連續的存儲區 B.段間的存儲區必須是連續的
C.每一段必須是連續的存儲區 D.分段存儲管理中每個段必須是大小相等的。
進程處于()時,它是處于非阻塞狀態。 等待操作系統分配CPU時間
A.等待操作系統分配CPU時間 B.等待從鍵盤輸入數據
C.等待網絡數據進入內存 D.等待協作進程的一個信號
分區式存儲器管理方式,每個程序( )一定在分區中連續,整體存放
在使用緊縮技術解決外碎片時,如果一個進程正在( )時,則不能在內存中移動。I/O操作
A.創建 B.處于臨界區 C.I/O操作 D.死鎖
虛擬存儲管理系統的基礎是程序的( )理論。局部性
下列選項中,在用戶態執行的是 。 命令解釋程序
A.時鐘中斷處理程序 B.缺頁處理程序 C.進程調度程序 D.命令解釋程序
邏輯地址是162H,在頁式存儲管理系統中,頁和塊的大小均為1K,第0頁裝入第1塊,第1頁裝入第4塊。那么,在程序執行時,CPU將訪問的地址是()H。 562
()是請求分頁存儲管理方式和基本分頁存儲管理方式的區別。 不必將作業全部裝入內存
在存儲器分層體系結構中,存儲器從容量最大到最小的排列順序是_______。
輔存一主存一cache—寄存器
如果分時系統的時間片一定,那么(),則響應時間越長。用戶數越多
以下有關段式存儲管理的敘述中,錯誤的是_______。A
A.分段方式對低級語言程序員和編譯器來說是透明的
B.每個段表項必須記錄對應段在主存的起始位置和段的長度
C.段是邏輯結構上相對獨立的程序塊,因此段是可變長的
D.按程序中實際的段來分配主存,所以分配后的存儲塊是可變長的
下列關于頁式存儲正確的有()。A
A.在頁式存儲管理中,若關閉TLB,則每當訪問一條指令或存取一個操作數時都要訪問2次內存
B.頁式存儲方式可以采用靜態重定位
C.頁式存儲管理當中的頁面是為用戶所感知的
D.頁式存儲管理不會產生內部碎片
對重定位存儲管理方式,應()在整個系統中設置一個重定位寄存器
下列中斷不屬于強迫性中斷的是_____ 。運行的程序請求分配一塊內存
A.斷電 B.傳輸結束 C.目態程序執行特權指令 D.運行的程序請求分配一塊內存
下列關于Windows NT的說法中,()是錯誤的。 D
A. Windows NT中的每一個進程都是對象,有些進程也是可以共享的資源
B. Windows NT 5.0就是Windows 2000
C. Windows NT的內核采用微內核的形式
D. Windows NT中,進程是資源分配和處理機調度的基本單位
在計算機存儲器內表示時,物理地址和邏輯地址相同并且是連續的,稱之為( ) 順序存儲結構
當CPU執行操作系統代碼時,稱處理機處于 。管態
以下是有關虛擬存儲管理機制中頁表的敘述,其中錯誤的是_______。所有進程都可以訪問頁表
A.系統中每個進程有一個頁表 B.所有進程都可以訪問頁表
C.每個頁表項中都包含裝入位(有效位) D.頁表中每個表項與一個虛頁對應
以下哪一種情況能很好地發揮Cache 的作用?。 程序具有較好的訪問局部性
A.程序中不含有過多的I/O操作 B.程序具有較好的訪問局部性
C.程序的指令間相關度不高 D.程序的大小不超過實際的內存容量
通常情況下,下列______部件不包含在中央處理器芯片中。DRAM
A.ALU B.DRAM C.控制器 D.通用寄存器
鏈表 - 存儲結構鏈表要求內存中可用存儲單元的地址 ▁▁▁▁▁ 。連續或不連續都可以
文件系統中,使用()管理文件。目錄
下面的( )不是文件的存儲結構。 記錄式文件
A.記錄式文件 B.索引文件 C.串聯文件 D.連續文件
在下面的I/O控制方式中,需要CPU干預最少的方式是( )I/O通道控制方式
A.程序I/O方式 B.DMA控制方式 C.I/O通道控制方式 D.中斷驅動I/O控制方式
在創建Linux分區時,至少要創建的兩個分區是 ___ 。SWAP/根分區
文件系統的主要目的是()。實現對文件的按名存取
文件管理實際上是管理()。外部存儲空間
某系統中磁盤的磁道數為 200(0~199),磁頭當前在 184 號磁道上。用戶進程提出的磁盤訪問請求對應的磁道號依次為 184、187、176、182、199。若采用最短尋道時間優先調度算法(SSTF)完成磁盤訪問,則磁頭移動的距離(磁道數)是 41
最短尋道:184->182->187->176->199
? 2 + 5 + 11 + 23 = 41
下列哪個是文件控制塊的縮寫( )。FCB
在安裝Linux操作系統時,需要對硬盤分區格式化為特定類型的文件系統,以今年發布的各種Linux系統發行版本為例,系統使用作為缺省的文件系統類型是__ 。 ext4
下列文件系統中,采用了inode來標識文件的是__ 。 ext4
A. ntfs B.fat16 C.fat32 D.ext4
assume that a system has 5 processes, their arrival time, length of the CPU-burst time, and priorities (small number implying a smaller priority) are listed below:
| P1 | 1 | 10 | 3 |
| P2 | 2 | 20 | 1 |
| P3 | 3 | 3 | 4 |
| P4 | 4 | 7 | 3 |
| P5 | 5 | 12 | 2 |
If the scheduler users preemptive priority scheduling algorithm, which process will gain the shortest turnaround time? P2
多選題
只能在核心態下執行的指令是 。 AB
A.改變文件內容 B.屏蔽所有中斷 C.調用庫函數 D.讀時鐘日期
在段頁式存儲管理系統中,內存等分成( D),程序按邏輯模塊劃分成若干 ( C)。
A.基址 B.段長 C.段 D.塊
分布式計算機系統具備的基本功能是 。AC
A.通信、并行計算、資源共享 B.通信、并行計算、存儲器共享
C.通信、并行計算、資源管理 D.并行計算、資源共享、存儲器共享
在首次適應算法中,要求空閑分區按( C)的順序形成空閑分區鏈;在最佳適應算法中是按( D)順序形成空閑分區鏈;最壞適應算法中是按( B)的順序形成空閑鏈。
A.空閑區起始地址遞減 B.空閑區大小遞減 C.空閑區起始地址遞增 D.空閑區大小遞增
填空題
UNIX是一個真正的 多 用戶、 多 任務的 網格 操作系統。
在計算機系統中,CPU 是整個系統硬件的核心和基礎,而在計算機軟件系統中, 操作系統 具有同樣的核心和基礎作用。
操作系統中的第一個進程是由 系統初始化 程序建立的一個 空進程 或一個系統主進程。
操作系統是對計算機進行 控制和管理 的程序,是計算機和 用戶 的接口。
如果一個操作系統兼有批處理操作系統、 分時操作系統 和 實時操作系統 三者或其中兩者的功能,這樣的操作系統稱為通用操作系統。
操作系統的5大功能是 處理器管理 、 存儲器管理 、設備管理、文件管理、用戶接口。
操作系統的層次結構中,與 硬件緊密相關 或運行頻率較高的模塊都安排在緊靠硬件的軟件層中,這一部分通常稱為內核,它在執行基本操作時,往往是利用 原語操作來實現,該操作具有原子性。
在操作系統中,使用信號量可以解決進程間的同步與互斥問題。
操作系統中,進程是資源分配、調度和管理的最小獨立單位,操作系統的各種活動都與進程有關。
在操作系統中,時鐘常有兩種用途:報告日歷和時間和對資源使用記時。
在虛擬段式存儲管理中,若邏輯地址的段內地址大于段表中該段的段長,則發生 越界中斷
在頁式存儲器管理系統中,常用的頁面淘汰算法有:最佳置換算法,選擇淘汰不再使用或最遠的將來才使用的頁;先進先出置換算法,選擇淘汰在內存駐留時間最長的頁;
死鎖的檢測可以通過 資源分配 圖,利用 死鎖 定理來實現。
在請求分頁系統中,若邏輯地址中的頁號超過頁表控制寄存器中的頁表長度,則會引起 越界中斷 ;否則,若所需的頁不在內存中,則會引起 缺頁中斷 。
分頁管理的主要任務之一是實現 邏輯頁號 到 物理塊號 的內存地址映像。
高級調度 又稱為長程調度或作業調度, 中級調度 又稱為內存調度。
采用交換技術獲得的好處是以犧牲 CPU時間 為代價的。
把作業裝入內存中隨即進行地址變換的方式稱為 靜態 重定位,而在作業執行期間,當訪問到指令或數據時才進行地址變換的方式稱為 動態 重定位。
某頁式存儲管理系統中,地址寄存器長度為24位,其中頁號占14位,則主存的分塊大小應該是 1024 字節,程序最多占有 16384 頁。
24-14 = 10 //頁號14位,分塊地址就是10位
2 ^ 10 = 1024 //塊可以表示的大小為1024B
2 ^ 14 = 16384
分頁管理的主要任務之一是實現 邏輯頁號 到 物理塊號 的內存地址映像。
從計算機設備的數據組織方式分類,設備可以分為塊設備和字符,而按設備的共享屬性分類,可以分為獨占設備、共享設備和虛擬設備。
鏈接文件可以分布在存儲設備中各個存儲部位,它可以解決存儲器的碎片問題,有利于文件擴充。
文件的邏輯結構分為有結構的記錄式文件和 無結構的字符流式文件 兩種。
根據文件的性質和用途的不同,可將文件分為三類:系統文件、用戶文件、庫文件。
把所有文件的文件目錄組織成一個獨立的文件,稱為目錄文件,它是文件系統管理文件的重要依據。常用的目錄結構形式有單級、兩級 和 多級樹形。
為了文件的保護和保密,一般為文件的存取設置兩級控制:第一級是文件級;第二級是目錄級。
在多級目錄結構的文件系統中,可以通過路徑和文件名進行文件訪問。
對索引文件的存取首先查找索引表,然后根據索引表項的地址存取相應的物理塊。
UNIX和DOS操作系統都把設備作為一種虛擬文件, 向它寫操作完成輸出功能。
文件目錄就是文件有序塊的有序集合。文件目錄一般包含基本信息、存取控制信息和使用信息信息。
設備分配的具體實現是由操作系統中的設備分配程序負責對提出設備請求的用戶(進程)分配設備,這種分配還應包括分配支持部件,如控制器等,以保證分配的完整性。
引入緩沖技術,有效地改善了系統CPU與I/O設備之間速度不匹配的情況,也減少了I/O設備對CPU的占用率,簡化了中斷機制,節省了系統開銷。
每一條通道命令規定了設備的一種操作,一般由命令碼、內存地址、計數及標志碼等四部分組成。
通常的I/O操作通過兩種指令實現控制,一種是由操作系統發出的專用I/O指令,另一種是由通道程序提供的。
設備管理中采用的數據結構有設備控制器、控制器控制表 、通道控制表和 系統設備表四種。
大題
1.設有4個進程,其執行的先后流圖如下圖所示。用P、V操作實現其同步
| P1 | NULL | NULL | NULL | P2、P3 | S12、S13 |
| P2 | P1結束 | S12 | 0 | P4 | S24 |
| P3 | P1結束 | S13 | 0 | P4 | S34 |
| P4 | P2、P3結束 | S24、S34 | 0 | NULL | NULL |
答:按表畫得前驅圖如下:
代碼框架描述:
var S12,S13,S24,S34; semaphore = 0, 0, 0, 0;beginparbeginbegin P1;//執行自己signal(S12);//有后繼P2,釋放信號量S12signal(S13);//有后繼P3,釋放信號量S13end;//結束begin wait(S12);P2;signal(S24);end;begin wait(S13);P3;signal(S34);end;begin wait(S24);wait(S34);P4;end;parendend2.在采用頁式儲存管理的系統中,某進程的邏輯地址空間為4頁(每頁2048字節),且已知該進程的頁面映像表(頁表)如下,計算有效邏輯地址4865所對應的物理地址
| 0 | 2 |
| 1 | 4 |
| 2 | 6 |
| 3 | 8 |
地址轉換:絕對地址=物理地址 = 塊號 * 塊長 + 塊內地址
答: 4865 / 2048 = 2 ··· 769
得頁號P = 2,頁內地址d = 769
由頁表知道,P = 2對應的塊號是6
得物理地址 = 6 * 2048 + 769 = 13057
總結
以上是生活随笔為你收集整理的计算机操作系统第四版复习+部分课后题+习题的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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