操作系统

1.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.2.OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?并发，共享,虚拟,异步性，其中最基本特征是并发和共享.3.微内核操作系统具有哪些优点？它为何能有这些优点？（1）提高了系统的可扩展性（2）增强了系统的可靠性（3）可移植性（4）提供了对分布式系统的支持（5）融入了面向对象技术。由于微内核OS结构是建立在模块化、层次化的基础上的，并采用了客户/服务器模式和面向对象的程序设计技术，因此有些这些优点。4.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.5.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.a.处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.b.当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状态.c.当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态.6.在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些?a.进程当前暂存信息；b.下一条指令地址信息；c.进程状态信息；d.过程和系统调用参数及调用地址信息.7.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.8.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.***9.我们为某临界区设置一把锁W，当W=1时，表示关锁；W=0时，表示锁已打开.试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们去实现互斥.开锁原语:unlock(W):W=0;关锁原语:lock(W);if(W==1)dono_op;W=1;利用开关锁原语实现互斥:varW:semaphore:=0;beginparbeginprocess:beginrepeatlock(W);criticalsectionunlock(W);remaindersectionuntilfalse;endparend10.试修改下面生产者－消费者问题解法中的错误:producer:beginrepeat..produceraniteminnextp;wait(mutex);wait(full);/*应为wait(empty),而且还应该在wait(mutex)的前面*/buffer(in):=nextp;/*缓冲池数组游标应前移:in:=(in+1)modn;*/signal(mutex);/*signal(full);*/untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty);/*应为wait(full),而且还应该在wait(mutex)的前面*/nextc:=buffer(out);out:=out+1;/*考虑循环，应改为:out:=(out+1)modn;*/signal(mutex);/*signal(empty);*/consumeriteminnextc;untilfalse;end11.消息队列通信机制有那几个方面的功能？（1）通过HTTP传输来传递消息（2）触发器（3）向多个目标发送消息（4）消息查找（5）ActiveDirectory继承（6）Microsoft管理控制台支持（7）工作组支持（8）活动/活动群集支持（9）WindowsCE支持（10）消息备份和还原（11）消息优先级排序（12）有保证的消息传递（13）在事务内发送消息（14）动态队列查ungjian（15）消息路由（16）交叉平台集成。12.试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。13.试说明低级调度的主要功能。（1）保存处理机的现场信息。（2）按某种算法选取进程。（3）把处理器分配给进程。***14.在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？（1）优先权原则（2）短作业（进程）优先原则（3）时间片原则。15.试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。FCFS每次调度都是从后备队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，适合和有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。SPF的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。SPF调度算法能有效地降低作业的平均时间，提高系统吞吐量。16.在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小?时间片略大于一次典型的交互所需要的时间。***17.何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么?a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进;b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；c.必要条件是:互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件.18.为什么要配置层次式存储器？在理想情况下存储器的速度应当非常快，能够跟上处理机的速度，容量也非常大而且价格还应该很便宜。但目前无法同时满足这样三个条件，于是在现代计算机系统中，存储部件通常是采用层级结构来组织的。19.何为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.20.为什么要引入动态重定位?如何实现?a.为了在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址，引入了动态重定位.b.可在系统中增加一个重定位寄存器，用它来装入(存放)程序在内存中的起始地址，程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的,从而实现动态重定位.21.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.22.请较详细地说明，引入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.23.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STL，表示未越界，(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.***24.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.***25.在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，试计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率?比较所得结果?a.当分配给该作业的物理块数M为3时，所发生的缺页率为7，缺页率为:7/12=0.583；b.当分配给该作业的物理块数M为4时，所发生的缺页率为4，缺页率为:4/12=0.333.26.为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有哪些功能？（1）接收和识别命令（2）数据交换（3）标识和报告设备的状态（4）地址识别（5）数据缓冲（6）差错控制27.有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？(1)早期的计算机系统采用程序I/O控制方式（2）当系统引入中断机制后采用中断驱动I/O控制方式（3）直接存储器访问DMA控制方式（4）I/O通道控制方式。28.引入缓冲的主要原因是什么？（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；（2）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制；（3）提高CPU与I/O设备之间的并行性。***29.为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？（1）设备分配时的灵活性；（2）易于实现I/O重定向。为了实现设备的独立性，应引入逻辑设备和物理设备两个概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统执行时，是使用物理设备名称。鉴于驱动程序是一个与硬件（或设备）紧密相关的软件，必须在驱动程序之上设置一层软件，称为设备独立性软件，以执行所有设备的公有操作、完成逻辑设备名到物理设备名的转换（为此应设置一张逻辑设备表）并向用户层（或文件层）软件提供统一接口，从而实现设备的独立性。30.试说明设备驱动程序应具有哪些功能？（1）将接收到的抽象要求转为具体要求（2）检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式（3）发出I/O命令，启动分配到的I/O设备，完成指定的I/O操作（4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理（5）对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应该能够根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序。31.试说明设备驱动程序具有哪些特点？（1）驱动程序主要是在请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信程序；（2）驱动程序与I/O设备的特性紧密相关；（3）驱动程序与I/O控制方式紧密相关；（4）驱动程序与硬件紧密相关，因而其中的一部分程序必须用汇编语言书写，且基本部分往往已被固化在ROM中。32.为什么要引入磁盘高速缓冲？何谓磁盘高速缓冲？目前磁盘的I/O速度远低于对内存的访问速度，通常要低上4~6个数量级。磁盘高速缓冲指利用内存中的存储空间来暂存从磁盘中读出的一系列盘块中的信息。33.廉价磁盘冗余阵列是如何提高对磁盘的访问速度和可靠性的？为了提高对磁盘的访问速度，已把大中型机种应用的交叉存取技术应用到了磁盘存储系统中。在该系统中，有多台磁盘驱动器，系统将每一盘块中的数据分为若干个子盘块数据，再把每一个子盘块数据分别存储到各个不同磁盘中的相同位置上。在以后，当要讲一个盘块的数据传送到内存时，采取并行传输方式，将各个盘块中的子盘块数据同时向内存中传输，从而使传输时间大大减少。用RAID提高可靠性。34.文件系统的模型可分为三层，试说明其每一层所包含的基本内容。答：文件系统模型如图所示：（1）最低层为对象及其属性说明，主要包括文件、目录、磁盘存储空间等三类对象。（2）最高层是文件系统提供给用户的接口，分为命令接口、程序接口和图形化用户接口等三种类型。（3）中间层是对对象进行操纵和管理的软件集合，是文件系统的核心部分，拥