2013年操作系统思考题

2013-2014 学年第一学期操作系统思考题
第一章 操作系统概论
1、 在计算机系统中，操作系统有哪两个重要作用 管理系统中软件硬件资源 为用户(应用程序)提供良好的服务(界面) 2、 根据操作系统的地位和作用，请给出操作系统的非形式化的定义。 负责启动和终止执行用户程序：启动过程?执行管理?结束处理，使得每个用户程序可 以很方便、灵活地启动和终止 在用户程序运行中，负责完成所有的硬件相关、和应用无关的工作：通过系统调用或中 断方式，调用或进入操作系统来完成用户的作业，为用户程序方便使用计算机提供统一 的帮助和管理 为用户对计算机进行基本操作提供现成的实用程序和相应的管理， 以便这些操作能够方 便、有效地完成。如文件复制、移动与删除，磁盘目录管理，磁盘格式化等 改善工作的效率和安全问题，使得计算机系统的各个部分和整个计算机系统得以高效、 安全使用 3、 操作系统引入的目标是什么？ 4、 什么叫做“假脱机”？ 作业由读卡机到磁带机的传输、结果由磁带机到打印机的传输，由通道完成，这种非联 机、也非脱机的方式。 5、 多核系统主要需要解决哪两个问题？ 1、并发控制：单处理机和单核系统的并发控制是在指令级，多处理机和多核的并 发控制是在指令周期级别上； 2、调度:如何合理安排多线程在多处理机或多核上运行，以达到更高的性能。 6、 操作系统有哪四个特征？其中哪两个是基本特征？ 程序并发性, 资源共享性, 资源虚拟性, 不确定性（异步性） 7、 程序的并发性具体体现在哪三个方面？ 多个用户程序并发;OS 程序与用户程序并发. 多个程序在宏观上同时向前推进 并发(concurrent) vs. 并行 (parallel) 8、 程序并发和并行有什么区别？ 幷發的實質是一個物理 CPU（也可以多個物理 CPU）在若干道程序之間多路復用，并發 性是對有限物理資源强制行駛多用戶共享以提高效率。 實現幷發技術的關鍵之一是如何對系統內的多個活動（進程）進行切換。 并行性指的是兩個或兩個以上的事件或活動在同一時刻發生。在多道程序環境下，并行 性使多個程序同一時刻可在不同 CPU 上同時執行。

9、 何谓资源共享性？ a) 多个程序共用系统中的各种软硬件资源 b) 在操作系统的协调和控制下 10、在计算机系统中，为什么会呈现出程序运行的异步性？ a) 程序执行的结果的不确定性：同一程序，相同的输入、在相同的环境下， 可能产生不同的结果； b) 执行时间的不确定性：多道程序执行是以异步方式进行，什么时候、什 么顺序、所需时间均不确定。 11、何谓虚拟？操作系统如何体现其虚拟性？ 虚拟是指把一个物理上的实体变成若干个逻辑上的对应物； 如：通过分时使用，在一个 CPU 上同时执行多道程序；多道程序同时使用一台打印机 等 12、多道批处理系统具有哪两个特性？ a) 多道：系统内存中同时容纳、处理多个作业 b) 成批：作业分批进入系统 13、分时操作系统具有哪三个主要特征？ a) 多路性：一台主机与多个终端相连； b) 交互性：以对话的方式为用户服务； c) 独占性：每个终端用户仿佛拥有一台虚拟机。 14、实时操作系统应具有哪两个特征？ 响应及时（prompt response） 可靠性高（high reliability） 15、分布式操作系统出了网络操作系统的特征外，还具有哪些特征？ a) 统一的操作系统 b) 资源的进一步共享 c) 可靠性 d) 透明性(NOS 与 DOS 的最大差异) 16、从透明性和资源共享两个方面说明网络操作系统与分布式操作系统的差异。 从透明性上看，分布式操作系统优于网络操作系统。网络用户能够感觉到所访问的资源 是在本地还是在远地；而在分布式系统中，用户感觉不到所访问的资源是否在本地。分 布式操作系统掩盖了资源在地理位置上的差异。从资源共享上看，分布式操作系统比网 络操作系统能共享更多的资源。在网络操作系统中，一个计算任务不能由一台主机任意 迁移到另外一台主机上运行；而在分布式操作系统中，所有作业可以由一台主机任意迁 移到另外一台主机上处理，即可实现处理机和存储资源的共享，从而达到整个系统的负 载平衡。 17、操作系统应具备哪些基本功能？ 18、为什么说操作系统是中断驱动的？ 中断是程序切换的必要条件； 中断将引出新的 PSW：目态?管态 19、中断与程序并发之间有什么关系？操作系统何时获得控制权？ 中断是程序并发的前提条件。如果没有中断，操作系统不能获得系统控制权，无法按调 度算法对处理机进行重新分配，一个程序将一直运行到结束而不会被打断。

20、系统栈有哪些作用？根据用途说明堆与栈的差别。 作用 保存中断现场 保存子程序转移返回点、参数、局部变量、返回值 ? 栈内存分配： （典型的函数：alloca） char* AllocStrFromStack() { char pstr[100]; return pstr; } 什么也返回不了，返回是空的 ? 堆内存分配： （典型的函数：malloc） char* AllocStrFromHeap(int len) { char *pstr; if ( len <= 0 ) return NULL; pstr =( char* ) malloc( len ); return pstr; } 可以返回一个内存供其他函数使用 21、在操作系统中把处理机划分成哪两个状态？它们分别可以执行哪类指令？两个状态如 何转换？ 系统态,用户态 ? Mode transition(状态转换) ? Kernel mode ? User mode(置程序状态字) ? User mode ? Kernel mode(中断，trap 陷阱) 22、操作系统提供给用户程序什么接口？ 用户接口: ? 作业级接口 ? 程序接口：系统调用
第二章 进程、线程和作业
1、 为什么要引入多道程序设计？ 引入多道程序设计技术是为了提高计算机系统资源的利用率。 2、 引入多道程序设计需要解决哪三个问题？ 处理机利用率低 设备利用率低 内存利用率低 3、 什么叫进程？

a) 可参与并发执行的程序称为进程。 b) 进程是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。 4、 进程有哪三个基本状态？并说明这三个基本状态是何时转换的？ 进程状态(基本状态) a) 运行态(RUN): 占有 CPU 正在向前推进 b) 就绪态(READY): 可以运行，但未得到 CPU c) 等待态(WAIT): 等待某一事件发生 状态转换 d) 就绪?运行：获得处理机 e) 运行?就绪：剥夺处理机 f) 运行?等待：申请资源未得到，启动 IO g) 等待?就绪：得到资源，IO 中断 5、 什么是 PCB? 进程控制块(PCB) 6、 一个进程由哪两部分组成？ a) 进程控制块(process control block) i. 建立进程?建立 PCB ii. 撤销 PCB?撤销进程 iii. 存放在系统空间: OS 对其访问,用户程序不能访问. b) 程序 i. 代码(code):在多道系统中， 内存同时存在多个程序， 程序在内存中的 位置是随机的，问题？ ii. 数据(data) iii. 堆栈(stack+heap) 7、 什么叫做进程映像？ 进程映像也称进程图像，是进程执行的上下文环境，包括处理机中各通用寄存器的值， 进程的内存映像，打开文件的状态和进程占用资源的信息等 8、 什么叫做系统开销？ 运行操作系统程序，实现系统管理所花费的时间和空间称为系统开销。 9、 从操作系统角度，可以把进程划分成哪两类？ ? 系统进程 用户进程 10、 什么叫做守护进程？ 系统进程属于操作系统的一部分，他们运行操作系统程序，完成操作系统的某些功能， 也被称为守护进程 11、 进程具有哪些特征？ ? ? ? ? ? 并发性：可以与其它进程一道向前推进； 动态性：动态产生、消亡，生存期内状态动态变化； 独立性：一个进程是可以调度的基本单位； 交往性：同时运行的进程可能发生相互作用； 异步性：进程以各自独立，不可预知的速度向前推进；

? 结构性：每个进程有一个 PCB。 12、 下面程序运行过程中，操作系统共创建几个进程： （实验一） main(){ fork(); fork(); fork(); } 3 13、 进程和程序有什么联系？进程和程序有哪些差异？ 进程与程序的联系 a) 进程包括一个程序 b) 进程存在的目的就是执行这个程序 进程与程序的差别 c) 程序静态，进程动态 d) 程序可长期保存，进程有生存期 e) 一个程序可对应多个进程，一个进程只能执行一个程序 14、 什么是线程？为什么要引入线程？ 线程是进程中一个相对独立的执行流 15、 用图形表示进程与线程的区别。 进程是资源分配单位 线程是执行单位，是 CPU 的调度单位 16、 从实现角度看，有哪两类基本线程？ 用户线程，核心线程 17、 从下面四个方面阐述用户级别线程和核心级别线程的差别、优缺点： （1）创建速度 （2）切换速度 （3）并行性 (4)TCB 存储位置 用户：线程创建、撤销、状态转换在目态完成 TCB 在用户空间，每个进程一个系统栈 切换速度快 同一进程中多个线程不能真正并行 核心：系统调用创建, TCB 保存在系统空间 同一进程内多线程可以并行执行 系统开销大，同一进程内多线程切换速度慢
18、 用户级别线程在处理机什么状态实现的？核心级别线程在处理机什么状态下实现 的？ a) 在目态完成 19、 什么叫做作业？ 用户要求计算机系统为其完成的计算任务集合 20、 分析作业、进程、线程三者的关系。 作业与进程 a) 作业进入内存后变为进程

b) 一个作业通常与多个进程相对应 进程与线程 c) 不支持多线程的系统，可视为单线程进程 d) 一个进程一般包含多个线程，至少包含一个线程 21、 请解析命令“ls -il”给出的信息。 （实验一） ls -l 列出文件的详细信息，如创建者，创建时间，文件的读写权限列表等等。 22、 在 Linux 系统中，如何区分普通文件、目录文件、块设备文件、字符设备文件？ 最前面的一个字符用来区分文件类型: 普通文件 ：— 目录文件：d 块设备文件：b 字符设备文件：C 23、 在 Linux 系统中，如何区分硬链接文件和符号链接文件？ 24、 熟练掌握用命令“chmod”修改各组用户对文件的操作权限。 （实验一）
25、掌握命令“ps -ax”查看 Linux 进程，解析该命令给出的信息，以及终止进程的操作。 26、 掌握用命令“gcc”编译链接一个程序。 （实验一） 27、 请说明管道操作“|” 、输入重定向“<” 、输出重定向“>”和“>>”的区别和用法。 28、 请说明在 shell 中使用单引号、双引号、反撇号的用法。
第三章 中断与处理机调度
1、 什么叫做中断？ 处理机在运行过程中，出现了某一事件，必须中止正在运行的程序，转去处理这个事 件，然后再返回原来运行的程序，这一过程称为中断 2、 中断装置发现并响应中断有哪些基本步骤？ a) 识别中断源，当有多个中断源时，按紧迫程度排队（优先级别） ； b) 保存现场； c) 引出中断处理程序。 3、 中断可以分为哪两大类？请举例说明。 强迫性中断：硬件异常、故障中断，I/O 中断：I/O 设备、通道完成 I/O 操作 软件异常、程序中断 自愿性中断：访管中断 4、 什么叫做中断向量？ 中断处理程序的运行环境（PSW）与入口地址（PC） 5、 为什么说中断向量的位置是由硬件决定的、其内容是系统初始化时确定的？ 6、 什么叫做中断续元？用户栈和系统栈各自有什么用途？

7、 根据程序错误中断的性质，有哪两种处理策略？可以哪些类型的程序性错误中断，中 断续元会起作用？ 只能由操作系统处理的中断 a) 影响系统或其它进程 i. 越界，非法指令， （处理：终止进程、调试） b) 需要系统管理或协助 i. 页故障，缺段， （处理：动态调入） 可以由用户自己处理的中断 c) 不影响系统和其它进程 i. 除 0，溢出， （处理：用户处理，或 OS 处理） 8、 处理机调度需要解决哪三个问题？ a) 如何分配?分配原则 b) 何时分配?调度时机 c) 怎样分配?调度过程 9、 什么叫做 CPU 阵发期？ CPU Burst Cycle:进程对 CPU 一次连续使用； I/O Burst Cycle:进程对 I/O 设备的一次连续使用 10、什么叫做周转时间？什么叫做（平均）带权周转时间？ 作业周转时间 T 与系统为它提供服务时间之比。
W ?T
Ts
平均带权周转时间：
1 n Ti W? ? n i ?1 Tsi
11、什么叫做响应时间？ 响应时间：键盘提交请求开始到系统首次响应为止 12、掌握 FCFS、SJF、SRTN、HRN、HPF、RR 调度算法，以及调度指标的计算。 FCFS（First Come First Serve) a) 按进程申请 CPU（就绪）的次序。 SJF（Shortest Job First) 按 CPU burst 长度 SRTN：可剥夺 SJF(可抢占 SJF)：当新进程/线程到达时，比较所需的剩余时间， 运行剩余时间最短的进程/线程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2

P 1 2
P 3
P 4
P
P3
P2
P1
最高响应比作业优先算法 HRN 最高优先数算法(HPF 循环轮转算法(RR) 13、什么叫做剥夺式调度？什么叫做非剥夺式调度？ ? 剥夺式(preemptive) ? 就绪进程可以从运行进程手中抢占 CPU。 ? 非剥夺式(non-preemptive) 就绪进程不可从运行进程手中抢占 CPU 14、反馈排队调度算法有哪些特点？ a) 短进程优先处理 i. 前几个队列执行完成的进程得到优先调度; b) 资源利用率高 i. 被唤醒的进程尽早投入运行； c) 响应速度快 i. 交互式进程反应及时； d) 系统开销小 i. 计算量大的进程落入底层队列。 Burst Cycle 长的进程可能饿死 15、什么叫做“交换”？交换的目标是什么？ 进程在内存与外存之间的调度，称为交换 控制并发度 16、为什么要实施中级调度？ 将内存中某些进程暂时交换到外存上，待系统并发度较低时在调回内存。 ? 并发度过高 ? 系统开销大 ? 响应速度慢 ? 内存等资源紧张 ? 进程(线程)频繁进入等待状态 ? More deadlocks

17、什么是低级调度、中级调度、高级调度？各自的职能是什么？ 18、什么是实时调度？按发生的规律分，有哪两类实时任务？ 周期性 :每隔固定时间发生一次 随机性:由随机事件触发，其发生时刻不确定 19、掌握 EDF 和 RMS 两个实时调度算法？ EDF（Earliest Deadline First) a) 优先选择截止期最早的实时任务 b) 可抢先(剥夺式) RMS（Rate Monotonic Scheduling） c) 提出于 1973 年 i. 面向周期性实时事务，非剥夺式 ii. 优先调度发生周期最短（频度最高）的实时任务 20、完成 P79-80 题 31、32、35。
第四章 互斥、同步与通信
1、 程序顺序执行有哪些特性？ 2、 程序并发执行有哪些特性？ 3、 什么是 Bernstein（伯恩斯坦）条件？并加以说明。 4、 什么叫做与时间有关的错误？有时间有关的错误产生的原因是什么？ 5、 什么叫做临界区？什么叫做临界资源？ 6、 什么叫做进程互斥？请写出进程互斥的基本框架。 7、 实现进程互斥，临界区管理应该满足哪三个正确性原则？ 8、 请分析 Dekker 互斥算法、Peterson 互斥算法、Lamport 面包店算法各自的互斥性、进 展性和有限等待性。 9、 什么叫做忙式等待？其与阻塞式等待有哪些区别？ 10、 什么叫做原子指令？ 11、 请写出“测试与设置”原子指令？并给出利用“测试与设置”指令实现互斥的算法。 12、 请写出“交换”的原子指令？给出利用“交换”指令实现互斥的算法。 13、 什么叫做合作进程？ 14、 什么叫做进程同步？ 15、 请给出信号量类型的定义。 16、 信号量变量的初值有什么要求？ 17、 什么叫做原语？ 18、 分别写出对信号量进行 P 操作和 V 操作的操作原语。 19、 请给出信号量元素 s.value 与 s.queue 之间的关系。 20、 说出初值分别是 0、1、n(>1 的值)时信号量的作用。 21、 某图书馆阅览室有 50 个座位。进入阅览室的读者需要在登记簿上登记，登记后，如 果有空座位，安排到对应位置上；如果没有空座位，要求在入口等待。当读者离开阅 览室时，进行注销登记。此时，如果有读者等待，唤醒等待读者进行阅览室。使用信 号量、PV 操作实现对阅览室进行管理。 【参考答案】

公共变量： enum seat[50];(free,used) semaphore S;(50) semaphore mutex;(1) 进入登记控制： int Enter(){ int i; P(S); P(mutex); for(i=0;i<50;i++) if(seat[i]==free) break; seat[i]=used; V(mutex); return i; } 离开注销登记控制： void Leave(int j){ P(mutex); seat[j]=free; V(mutex); V(S); ｝ 每个读者的活动： void Reader(){ int k; k=enter(); 阅读； Leave(k); } 22、 某公共汽车上司机、售票员、乘客的活动如下： 司机活动： Driver(){ do{ 启动车辆； 正常行车； 到站停车； }while(1); } 售票员活动： Conductor(){ do{ 关车门； 售票； 开车门； }while(1); } 乘客活动： Customer(){ 乘客上车； 乘坐； 乘客下车； };
为安全起见，要求： （1） 必须乘客全部上车，才能关闭车门；假设车门只允许一个乘客通过，且有自动 判别第一个下车乘客和最后一个上车乘客的装置，且遵守先下、后上原则； （2） 关闭车门，才能启动汽车；

（3） 车辆到站停稳，才能打开车门。 初始时，车辆停靠在站点上，车门是打开着。 请用信号量与 PV 操作实现对司机、售票员和乘客之间的同步。 【参考答案】 semaphore dc1,dc2;(0,0) semaphore cc1,cc2;(1,0) semaphore metux;(1)； 乘客活动： Geton(){ P(mutex)； 乘客上车； if(最后一个上车乘客？) V(cc2)； V(mutex)； 乘坐； } GetOff(){ P(mutex); 乘客下车； if(第一个下车乘客?)P(cc1); V(mutex); 23、 在 Linux 操作系统中， sem_wait(sem_t *s) 和 sem_post(sem_t *s)分别表示对信号量的 }; 什么操作？ 24、 假设有两个进程， P1 和 P2， 其中 P1 有一个活动 act1、 P2 有一个活动 act2； 要求 act1 执行完成后才能执行 act2，用信号量“semaphore S;”实现对两个活动进行控制。请给 出其实现的一般规则。 25、 P1 和 P2 为两个同步进程. 要求 P2 完成动作 B 后 P1 才能执行动作 A. 请根据要求 填写 S 的初值、P 操作和 V 操作。 semaphore S; (initial value_(1)_) 司机活动： Driver(){ do{ P(dc1); 启动车辆； 正常行车； 到站停车； V(dc2); }while(1); }
P1: _(2)_ 动作A P2:
售票员活动： Conductor(){ do{ P(cc2); 关车门； V(dc1) 售票； P(dc2); 开车门； V(cc1); }while(1); }
动作B _(3)_
26、 请完成下面生产者-消费者程序。 itemtype B[n];//shared variables(n 个空箱子) semaphore S1,S2,mutex; (初值: S1.value=___; S2.value=_____; mutex.value=____) int in,out;//shared variables void producer( ){ while(1){ produceitem(&item); ________

P(mutex); B[in]:= item; in:=(in+1) % k; _________ V(S2); } } void consumer( ){ while(1){ P(s2); P(mutex); x:=B[out]; out:=(out+1) % k; V(mutex); ________ consume x; } } 27、 请完成如下 R-W 问题的改进算法。 semaphore r_w_w= ,mutex= int count=0; void Reader() { do{ P(S); P(mutex); count++; if( ) P(r_w_w); V(mutex) V(s); {读操作} P(mutex); count--; If(count==0) V(r_w_w); }while(1); } void Writer() { do{ P(s); ; {写操作}; P(r_w_w);
,s=
;

V(s); }while(1); } 参考 P144 题 25） 28、 什么叫管程(Monitor ，Hansen 管程)? 一个管程由哪几部分组成? 29、 请用管程写出 Scan 和 C-scan 的磁头调度算法。 30、 请给出在 Linux 系统中采用共享内存进行进程间通信的一般步骤。 （实验二）
第五章 死锁与饥饿
1、 什么叫死锁？在操作系统中，发生死锁有哪些特征？ 2、 有哪些类型的死锁？ 3、 从资源分配过程的角度，说明死锁与饥饿的区别？ 4、 参与死锁进程的个数至少几个？如果产生饥饿，发生饥饿的进程至少饥饿？ 5、 请给出发生死锁的必要条件（Coffman 条件）并加以解析。 6、 有三种死锁的处理方式？ 7、 熟悉资源分配图的绘制，以及资源分配图的约简。 8、 死锁预防有哪两种基本策略？ 9、 请阐述预先分配法。它破坏发生死锁什么条件？ 10、 请阐述有序分配法。它破坏发生死锁什么条件？ 11、 如图所示，请给出采用有序分配法、用信号量和 PV 操作控制各个方向（W、E、S 方向）车辆进行临界区。
12、 死锁避免中，什么叫做安全序列？ 13、 银行家算法：掌握 p154 例 5-4、p170 习题五第 9 题，及本章的作业。 14、 某系统有资源 R={A,B,C}={10,5,7}和进程 P={p0,p1,p2,p3,p4}。下面是该系统某进程 提出资源请求预分配后的两个状态，请分别用银行家算法检验是否为安全状态？ Claim A B C 7 5 3 3 2 2 9 0 2 2 2 2 4 3 3 Allocation A B C 0 1 0 2 0 0 3 0 2 2 1 1 0 0 2 Need A B C 7 4 3 1 2 2 6 0 0 0 1 1 4 3 1 （状态 a） Available A B C 3 3 2 Work Finish A B C
P0 P1 P2 P3 P4

P0 P1 P2 P3 P4
Claim A B C 7 5 3 3 2 2 9 0 2 2 2 2 4 3 3
Allocation A B C 0 3 0 2 0 0 5 0 2 2 0 1 0 1 2
Need A B C 7 2 3 1 2 2 4 0 0 0 2 1 4 2 1
Available A B C 1 1 2
Work Finish A B C
（状态 b） 15、 在上述（13 题）系统处于状态 a 下，进程 P0 提出 Request(0)={3,2,0}，请用银行家 死锁避免算法进行检测，是否可以分配？为什么？ 16、 在上述（13 题）系统处于状态 a 下，进程 P0 提出 Request(0)={3,3,0}，请用银行家 死锁避免算法进行检测，是否可以分配？为什么？ 17、 死锁检测算法：p156 例 5-6，习题五第 10 题。 18、 有一系统拥有资源 R={A,B,C}={7,3,6}，现有进行 P={p0,p1,p2,p3,p4}。当前的状态 如下所示。请用死锁检测算法检测系统当前是否发生死锁，如果发生死锁，有哪些进 程参与死锁？ Allocation Request Available A B C A B C A B C 0 1 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 2 0 2 3 0 3 0 0 0 2 1 1 1 0 0 0 0 2 0 0 2 同类组合资源死锁的必要条件：p165 例 5-8。 死锁与饥饿有何相同点和不同点？ Work A B C Finish
p0: p1: p2: p3: p4: 19、 20、
第六章 存储管理
1、 静态等长分区是在什么时候划分的？大小有什么要求？空闲内存有哪些管理方式？ 2、 动态异长分区是什么时候划分的？其空闲区域表有什么特点？ 3、 掌握动态异长分区分配的四种算法：最先适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算 法和最坏适应算法。 4、 动态异长分区去配是应该考虑哪四种情况？ 5、 在动态异长分区管理中，为什么要进行“紧凑”操作？ 6、 在界地址管理方式中，覆盖技术和交换技术要解决什么问题？它们有什么不同？ 7、 页表有什么作用？页表是什么时候创建的？应该包括哪些内容？ 8、 操作系统采用分页式存储管理方式，每个进程一个页表还是整个系统共享一个页表？ 9、 请分别给出页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理其进程的逻辑地址形式。 它们的进程地址空间分别是几维的？ 10、 假设操作采用页式存储管理方式，某进程的页表如下： 页面号 0 1 页架号 15 22

2 3
16 32
假设内存物理地址和进程逻辑地址均为 16 位的地址空间，每页的大小为 1KB。请把逻 辑地址为 0A22H、0D75H、1E56H 映射成对应的物理地址。 11、 如果没有快表， 采用分别页式存储管理、 段式存储管理、 段页式存储管理三种方式， 其分别需要访问几次内存？ 12、 操作系统采用分页式存储管理方式，要求___。 A)每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中； B)每个进程拥有一张页表， 但只要执行进程的页表驻留在内存中， 其他进程的页表不 必驻留在内存中； C)所有进程共享一张页表，以节约有限的内存空间，但页表必须驻留在内存中； D)所有进程共享一张页表，只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中，以最大 限度节约有限的内存空间； 13、 为何段式管理有段内越界，而页式管理无页内越界问题？ 14、 为什么分段技术比分页技术更容易实现程序或数据的共享和保护？ 15、 在段页式存储管理系统中，每个进程页表的个数有什么决定的？ 16、 试比较段式存储管理和页式存储管理的优缺点。 17、 设有一个段表如下： 段首址 90 219 1327 1952 2300 段长 100 600 580 96 80
分别给出逻辑地址(2,88)和(4,100)对应的物理地址。 18、 在内存管理模式中，内存利用率最高的是_______模式；动态扩充实现得最好的是 _______模式；内存利用率最高和共享容易的是_____模式。 A)分区管理 B)分页管理 C)分段管理 D)段页式管理 19、 熟悉如下页面淘汰算法：最佳淘汰算法、FIFO 淘汰算法、LRU 淘汰算法、NUR 淘汰算法。 20、 什么是 Belady 异常？采用什么页面淘汰算法会产生 Belady 异常现象？ 21、 考虑如下一个页面处理顺序， 当内存的页面数为 3 时， 分别计算各页面淘汰算法的 缺页次数。设内存初始时为空，每页装入都是请求式。 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6 LRU 算法，缺页次数为_______ OPT 算法，缺页次数为_______ 22、 某虚存系统有 3 页初始为空的页架，若采用 FIFO 页面淘汰算法，则下列的页面需 求提出时，会产生（ ）次缺页中断？设页面走向为：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。 A)7 B)8 C)9 D)10 23、 p225 习题六第 25 题、26 题。 24、 p224 习题六第 17、18 题。

25、 什么叫做颠簸？颠簸是由什么引起的？如何消除？ 26、 P209 例 6-1。
第七章 文件系统
1、 什么是文件的逻辑组织？什么是文件的物理组织？ 2、 文件的逻辑组织形式主要有哪两种？ （按逻辑结构分， 文件有______和_______两类。 ） 3、 在 UNIX 中，把输入输出设备看作是（） 。 A.普通文件 B.目录文件 C.索引文件 D.特殊文件 4、 请阐述顺序结构、链接结构、索引结构和 Hash 结构文件的优缺点？ 5、 FAT32 磁盘文件的物理结构属于哪一种类型？ 6、 文件的物理组织有哪些形式？ 7、 什么是文件目录？什么是目录文件？ 8、 把文件目录划分成主部和次部有哪些优点？主部包括哪些内容？次部包括哪些内 容？ 9、 在 UNIX 系统中，文件采用混合索引方式实现，在 FCB 中共有 13 个索引地址，其中 第 0~9 个地址为直接索引地址，第 10 个为一级间接索引地址，第 11 个为二级间接索 引地址，第 12 个为三级间接索引地址。假设每个磁盘块的地址为 4 字节，每个磁盘 快为 512 字节。请问： （1） 这样的方式有什么好处？ （2） 它能够保存文件最大为多少字节？ 10、 在 UNIX 中，什么是 I-node(I 节点)？它保存那些内容？ 11、 一个磁盘通常划分成引导区、超级块、i-节点区和数据区四部分。请问各个部分有 哪些作用？ 12、 文件目录中的文件号指的是什么？ 13、 请阐述 Unix 文件硬链接的实质？ 14、 文件目录中的文件号指的是什么？ 15、 超级块有什么作用？它包括那些信息？它什么时候读入内容？ 16、 在 UNIX 系统中，空闲磁盘块采用成组管理，如图所示。
请详细描述空闲磁盘块的分配和去配过程（考虑各种可能的情况） 。 17、 “..”和“.”表示什么？什么叫绝对路径？什么叫相对路径？ 18、 在 Linux/Unix 系统中，要使用目前不在系统中的盘（如 U 盘） ，必须把该盘 mount 在系统中的某个目录下，并登记相应的 mount 表，结构如下： Struct mount{ int m_dev; //device mounted int *m_bufp;//pointer to super block

int *m_inodep;//pointer to mounted on inode } mount[NMOUNT]; 请详细阐述 mount 过程系统完成操作。 19、 请详细阐述 Linux/Unix 系统中，进程 （1） 创建文件：creat(pathname,mode) （2） 打开文件：open(pathname,mode) 的基本过程。 20、 什么叫做转储？实现转储有哪三种策略？
第八章 设备与 I/O 管理
1、 按 I/O 基本单位分，设备可以划分成哪两类设备？ 2、 有哪四种数据传输方式？请分别阐述四种数据传输方式的基本原理。 3、 在 I/O 设备控制方式的发展过程中，最主要的推动因素是 A 。提高 I/O 速度和 设备利用率，在操作系统中主要依靠 B 功能。使用户编制的程序与所使用设备 无关是由 C 功能实现的。 A: (1)提高资源利用率； (2) 提高系统的吞吐率； （3）减少主机对 I/O 控制的干预； (4)提高 CPU 与 I/O 设备的并发操作程度； B,C: (1) 设备分配； （2）缓冲技术； （3）设备管理； (4)设备独立性；(5)虚拟设备； 4、 通道有哪些自己的专用运控部件？它们各自有什么作用？ 5、 什么是 DMA 方式？它与中断 I/O 控制方式的主要差异是什么？ 6、 通道与 DMA 有什么共同点？主要存在什么差异？ 7、 通道是一种特殊的 A ，具有 B 能力。 A： （1）I/O 设备； （2）设备控制器； （3）处理机； （4）I/O 控制器。 B： （1）执行 I/O 指令集； （2）执行 CPU 指令集； （3）传输 I/O 命令； （4）运行 I/O 进 程。 8、 请阐述通道程序的执行过程。 9、 常见有哪几类通道？各类通道适合连接哪些设备？ 10、 什么叫做设备无关性？引入设备无关性分配方案有什么优点？ 11、 下面关于设备独立性的论述中，第 条是正确的论述。 （1）设备独立性是 I/O 设备具有独立执行 I/O 功能的一种特性。 （2）设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备的一种特性。 （3）设备独立性是指能独立实现设备共享的一种特性。 （4）设备独立性是指设备驱动独立于具体使用的物理设备的一种特性。 12、 请说明通道设备的驱动过程。 13、 假设当前磁头的位置是 53 号磁道且磁头向下（小磁道号）移动，接下来要访问的 磁道序列是：130， 42， 180，15，108，68，97。 请分别用 FCFS、SSTF、SCAN、LOOK、 C-SCAN、C-LOOK 调度方式，给出磁头移动过程访问的磁道序列，并分别计算其磁 头移动量。 14、 假设当前磁头处在 45 号磁道且向 0 号磁道移动,磁盘总磁道数为 200，当其完成当 前磁道的 I/O 请求后，已经到达要求访问的磁道序列是： 179，134，32，41，160，122，184，151 请分别用 FCFS、SSTF、SCAN、LOOK、C-SCAN、C-LOOK、N-SCAN、N-LOOK 磁头调度算法，请分别给出磁头访问磁道的序列和总移动的磁道数。 15、 下面是采用 Hansen 管程实现 SCAN 算法，请把它修改成 C-SCAN 调度算法。 Type diskhead=MONITOR

Var busy:boolean; headpos:0..199; direction:(up,down); cylinder:Array[0..199] Of condition; count:Array[0..199] Of integer; Define require, release; Procedure require(dest:0..199); Begin If busy Then Begin count[dest]:=count[dest]+1; wait(cylinder[dest]) End busy:=true; If destheadpos Then direction:=up; headpos:=dest End; Procedure upscan; Var I:0..200; Begin I:=headpos; C-LOOK 插入一段： While (I<=199)and(count[I]=0) Do Else I:=I+1; Begin If I<=199 Then I=headpos; Begin direction=down; count[I]:=count[I]-1; end signal(cylinder[I]) End C-SCAN 算法： End; headpos=0; Procedure downscan; direction=up; Var I:-1..199; if count[0]>0 then Begin begin I:=headpos; count[0]=count[0]-1; While (I>=0)and(count[I]=0) Do signal(cylinder[0]); I:=I-1; end If I>=0 Then Begin count[I]:=count[I]-1; C-LOOK 算法： Var I:-1..199; signal(cylinder[I]) K: integer; End Begin End; I=headpos; While(I>=0) Do Begin If count[I]>0 then K=I;

Procedure release; Begin busy:=false; If direction=up Then Begin upscan; downscan End Else Begin downscan; upscan End End; Procedure initialize; Var I: 0..199; Begin busy:=false; headpos:=0; direction:=up; For I:=0 To 199 Do count[I]:=0; End Begin initialize End; 16、 在磁盘的输入输出中， 读写一个磁盘块由哪些时间组成？磁头优化调度主要减少那 部分时间？ 17、 为什么要引入缓冲？软缓冲区设在内存什么区域？ 18、 在系统缓冲池管理中，请给出用信号量和 PV 操作实现缓冲区申请和释放的过程。 19、 P276 图 8-19 给出输入型设备缓冲实现算法。请问： （1） 进程方面的算法中，处于等待状态的进程如何被唤醒？ （2） 中断程序何时执行？ 20、 何谓 RAID 技术？ 21、 请用图形表示 RAID0、RAID 1、RAID 5 数据在各个磁盘的存放规则。 22、 SPOOLing 系统有哪两部分组成？ 23、 引入 SPOOLing 系统的目的是什么？ 24、 SPOOLing 输入系统的硬件和软件有哪几部分组成？各自有什么作用？ 25、 SPOOLing 输出系统的硬件和软件有哪几部分组成？各自有什么作用？ 26、 下列有关 SPOOLing 系统的论述中， 第 A 和第 B 条是正确的论述。 （1） 构成 SPOOLing 系统的基本条件，是具有外围输入机与外围输出机。 （2） 构成 SPOOLing 系统的基本条件， 是只要具有大容量、 高速硬盘作为输入井与 输出井。 （3） 只要操作系统中采用了多道程序设计技术，就可以构成 SPOOLing 系统。 （4） SPOOLing 系统是建立在分时系统中。 （5） SPOOLing 系统是虚拟存储技术的体现。 （6） SPOOLing 系统是在用户程序要读取数据时起动输入进程输入数据。 （7） 当输出设备忙时，SPOOLing 系统中的用户程序暂停执行，待 I/O 空闲时再被

唤醒，去执行输出操作。 （8） SPOOLing 系统实现了对 I/O 设备的虚拟，只要输入设备空闲，SPOOLing 可 预先将输入数据从设备传输到输入井中供用户程序随时读取。 （9） 在 SPOOLing 系统中，用户程序可以随时将输出数据送到输出井中， 待输出设 备空闲时再执行数据输出操作。 27、 磁盘属于 A 设备，信息存取是以 B 为单位进行的，磁盘的 I/O 控 制主要采用 C 方式；打印机主要采用 D 方式。 A: （1）字符设备； （2）独占设备； （3）块设备； （4）虚拟设备； B: (1)位； （2）字节； （3）帧；(4)固定长度数据块； C,D: (1) 循环测试； （2）程序中断； （3）DMA； （4）SPOOLing; 28、 在具有通道处理机的系统中，用户进行请求启动外设时，由 A 根据 I/O 请 求构造通道程序以及通道状态字，并将通道程序保存在 B 中，然后执行启动 I/O 命令。 A: (1) 用户程序； （2）应用程序； （3）通道； （4）操作系统； B: (1)内存； （2）硬盘； （3）通道； （4）外部设备； 29、 磁盘移动调度算法中， A 的主要缺陷是具有高度局部化倾向，会推迟某 些请求的服务，甚至引起饥饿。 A: (1)FCFS (2)SSTF (3)SCAN (4) C_SCAN 30、在设备管理中，虚拟设备的引入和实现是为了充分利用设备，提高系统效率，采用 来模拟低速设备（输入机和打印机）的工作。 （1）SPOOLing 技术，利用磁带； (2) SPOOLing 技术，利用磁盘； (3) 脱机批处理系统； (4) 移动磁臂和旋转调度技术，利用磁盘； 31、 不通过 CPU 进行主存与 I/O 设备间大量的信息交换，可以是 方式。 (1) DMA (2) 中断 （3）查询等待 （4）程序控制 32、 什么叫做稳定存储器？如何构造稳定存储器？
实验综合部分：
1、 在 Linux 系统中，如何创建自己的静态函数库？函数库有什么命名规则？ 2、 在 Linux 系统中，把 I/O 设备看做什么文件？ 3、 如何创建自己的共享函数库？共享函数库有什么命名规则？ 4、 在 gcc 命令中， 参数-l 和-L 分别表示什么含义？假设在编译某程序 fabc.c 需要引用路 径： /home/root/klib/libabcd.a 的静态函数库，并编译连接成可执行文件 fabc，请给出完整的编译命令。 5、 在 Linux 系统中，如何实现硬链接？如何实现符号链接？ 6、 用“ls -il”如何判断哪些文件采用硬链接在同一 I 节点上的？ 7、 有如下一个 shell 程序： cc –o$1 $1.c cp $1.c $2 ./$1>>$2 请问其中的$1、$2 什么含义？如果该 shell 程序名为 by01.sh，则执行如下命令： ./by01.sh abc efg 则命令行参数 abc 和 efg 分别赋给那个变量？ 8、 在一个 shell 程序中可以执行另一个 shell 程序，其执行方式有两种：