自考課程《操作系統(tǒng)》問答題總結(jié)

　　操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件，它統(tǒng)一管理計算機系統(tǒng)的資源和控制程序的執(zhí)行。

　　2、在多道程序設(shè)計技術(shù)的系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)怎樣才會占領(lǐng)中央處理器？

　　只有當中斷裝置發(fā)現(xiàn)有事件發(fā)生時，它才會中斷當前占用中央處理器的程序執(zhí)行，讓操作系統(tǒng)的處理服務(wù)程序占用中央處理器并執(zhí)行之。

　　3、簡述“刪除文件”操作的系統(tǒng)處理過程。

　　用戶用本操作向系統(tǒng)提出刪除一個文件的要求，系統(tǒng)執(zhí)行時把指定文件的名字從目錄和索引表中除去，并收回它所占用的存儲區(qū)域，但刪除一個文件前應(yīng)先關(guān)閉該文件。

　　4、對相關(guān)臨界區(qū)的管理有哪些要求？

　　為了使并發(fā)進程能正確地執(zhí)行，對若干進程共享某一變量（資源）的相關(guān)臨界區(qū)應(yīng)滿足以下三個要求：

　?、?一次最我讓一個進程在臨界區(qū)中執(zhí)行，當有進程在臨界區(qū)中時，其他想進入臨界區(qū)執(zhí)行的進程必須等待；

　?、?任何一個進入臨界區(qū)執(zhí)行的進程必須在有限的時間內(nèi)退出臨界區(qū)，即任何一個進程都不應(yīng)該無限逗留在自己的臨界區(qū)中；

　　③ 不能強迫一個進程無限地等待進入它的臨界區(qū)，即有進程退出臨界區(qū)時應(yīng)讓下一個等待進入臨界區(qū)的進程進入它的臨界區(qū)。

　　5、簡述解決死鎖問題的三種方法。

　?、?死鎖的防止。系統(tǒng)按預(yù)定的策略為進程分配資源，這些分配策略能使死鎖的四個必要條件之一不成立，從而使系統(tǒng)不產(chǎn)生死鎖。

　?、?死鎖的避免。系統(tǒng)動態(tài)地測試資源分配情況，僅當能確保系統(tǒng)安全時才給進程分配資源。

　?、?死鎖的檢測。對資源的申請和分配不加限制，只要有剩余的資源就呆把資源分配給申請者，操作系統(tǒng)要定時判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)了死鎖，當有死鎖發(fā)生時設(shè)法解除死鎖。

　　6、從操作系統(tǒng)提供的服務(wù)出發(fā)，操作系統(tǒng)可分哪幾類？

　　批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)。

　　7、簡述計算機系統(tǒng)的中斷機制及其作用。

　　中斷機制包括硬件的中斷裝置和操作系統(tǒng)的中斷處理服務(wù)程序。

　　中斷裝置由一些特定的寄存器和控制線路組成，中央處理器和外圍設(shè)備等識別到的事件保存在特定的寄存器中，中央處理器每執(zhí)行完一條指令，均由中斷裝置判別是否有事件發(fā)生。

　　若無事件發(fā)生，CPU繼續(xù)執(zhí)行；若有事件發(fā)生，則中斷裝置中斷原占有CPU的程序的執(zhí)行，讓操作系統(tǒng)的處理事件服務(wù)程序占用CPU，對出現(xiàn)的事件進行處理，事件處理完后，再讓原來的程序繼續(xù)占用CPU執(zhí)行。

　　8、選擇進程調(diào)度算法的準則是什么？

　　由于各種調(diào)度算法都有自己的特性，因此，很難評價哪種算法是最好的。一般說來，選擇算法時可以考慮如下一些原則：

　?、?處理器利用率；

　　② 吞吐量；

　?、?等待時間；

　?、?響應(yīng)時間。

　　在選擇調(diào)度算法前，應(yīng)考慮好采用的準則，當確定準則后，通過對各種算法的評估，從中選擇出最合適的算法。

　　9、獨占設(shè)備采用哪種分配方式？

　　獨占設(shè)備通常采用靜態(tài)分配方式。

　　即在一個作業(yè)執(zhí)行前，將作業(yè)要使用的這類設(shè)備分配給作業(yè)，在作業(yè)執(zhí)行期間均歸該作業(yè)占用，直到作業(yè)執(zhí)行結(jié)束才歸還。

　　10、產(chǎn)生死鎖的原因是什么？

　?、?系統(tǒng)資源不足；

　?、?進程推進順序不合適。

　　在早期的系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)規(guī)模較小，結(jié)構(gòu)簡單，以及資源分配大多采用靜態(tài)分配法，使得操作系統(tǒng)死鎖問題的嚴重性未能充分暴露出來。但今天由于多道程序系統(tǒng)，以至于數(shù)據(jù)系統(tǒng)的出現(xiàn)，系統(tǒng)中的共享性和并行性的增加，軟件系統(tǒng)變得日益龐大和復(fù)雜等原因，使得系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象的可能性大大增加。

　　11、何謂批處理操作系統(tǒng)？

　　用戶準備好要執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù)和控制作業(yè)執(zhí)行的說明書，由操作員輸入到計算機系統(tǒng)中等待處理。操作系統(tǒng)選擇作業(yè)并按作業(yè)說明書的要求自動控制作業(yè)的執(zhí)行。采用這種批量化處理作業(yè)的操作系統(tǒng)稱為批處理操作系統(tǒng)。

　　12、對特權(quán)指令的使用有什么限制？

　　只允許操作系統(tǒng)使用特權(quán)指令，用戶程序不能使用特權(quán)指令。

　　13、影響缺頁中斷率有哪幾個主要因素？

　　影響缺頁中斷率的因素有四個：

　?、?分配給作業(yè)的主存塊數(shù)多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。

　?、?頁面大，缺頁中斷率低；頁面小缺頁中斷率高。

　?、?程序編制方法。以數(shù)組運算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。

　?、?頁面調(diào)度算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法。

　　14、磁盤移臂調(diào)度的目的是什么？常用移臂調(diào)度算法有哪些？

　　磁盤移臂調(diào)度的目的是盡可能地減少輸入輸出操作中的尋找時間。

　　常用的移臂調(diào)度算法有：

　?、?先來先服務(wù)算法

　　② 最短尋找時間優(yōu)先算法

　　③ 電梯調(diào)度算法

　?、?單向掃描算法。

　　15、常用的作業(yè)調(diào)度算法有哪些？

　?、?先來先服務(wù)算法

　?、?計算時間短的作業(yè)優(yōu)先算法

　　③ 響應(yīng)比最高者優(yōu)先算法

　?、?優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法

　?、?均衡調(diào)度算法

　　16、計算機系統(tǒng)的資源包括哪些？

　　計算機系統(tǒng)的資源包括兩大類：硬件資源和軟件資源。

　　硬件資源主要有中央處理器、主存儲器、輔助存儲器和各種輸入輸出設(shè)備。

　　軟件資源有編譯程序、編輯程序等各種程序以及有關(guān)數(shù)據(jù)。

　　17、CPU在管態(tài)和目態(tài)下工作有何不同？

　　當中央處理器處于管態(tài)時，可以執(zhí)行包括特權(quán)指令在內(nèi)的一切面器指令，而在目態(tài)下工作時不允許執(zhí)行特權(quán)指令。

　　18、何為頁表和快表？它們各起什么作用？

　　頁表指出邏輯地址中的頁號與所占主存塊號的對應(yīng)關(guān)系。

　　作用：頁式存儲管理在用動態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時，要利用頁表做地址轉(zhuǎn)換工作。

　　快表就是存放在高速緩沖存儲器的部分頁表。它起頁表相同的作用。

　　由于采用頁表做地址轉(zhuǎn)換，讀寫內(nèi)存數(shù)據(jù)時CPU要訪問兩次主存。有了快表，有時只要訪問一次高速緩沖存儲器，一次主存，這樣可加速查找并提高指令執(zhí)行速度。

　　19、作業(yè)在系統(tǒng)中有哪幾種狀態(tài)？

　　一個作業(yè)進入系統(tǒng)到運行結(jié)束，一般要經(jīng)歷進入、后備、運行和完成四個階段，相應(yīng)地，作業(yè)亦有進入、后備、運行和完成四種狀態(tài)。

　?、?進入狀態(tài)：作業(yè)的信息從輸入設(shè)備上預(yù)輸入到輸入井，此時稱為作業(yè)處于進入狀態(tài)。

　?、?后備狀態(tài)：當作業(yè)的全部信息都已輸入，且由操作系統(tǒng)將其存放在輸入井中，此時稱作業(yè)處于后備狀態(tài)。系統(tǒng)將所有處于后備狀態(tài)的作業(yè)組成后備作業(yè)隊列，等待作業(yè)調(diào)度程序的調(diào)度。

　　③ 運行狀態(tài)：一個后備作業(yè)被作業(yè)調(diào)度程序選中，分配了必要的資源，調(diào)入內(nèi)存運行，稱作業(yè)處于運行狀態(tài)。

　?、?完成狀態(tài)：當作業(yè)正常運行完畢或因發(fā)生錯誤非正常終止時，作業(yè)進入這完成狀態(tài)。

　　20、用fork創(chuàng)建新進程，它要做哪些工作？

　　由fork創(chuàng)建新進程的主要工作有：

　?、?在進程表proc[ ]中為子進程找一個空閑的表項，用來存放子進程的proc結(jié)構(gòu)；

　?、?為子進程分配一個唯一的標識號；

　?、?把父進程中的字段復(fù)制到子進程的proc中，并把p - pid置為分配到的進程標識號，把p-pid置為父進程的標識號，把p-stat置為創(chuàng)建狀態(tài)；

　?、?按父進程中p-size所示的長度為子進程申請分配內(nèi)存。若有足夠的內(nèi)存，則把父進程的user結(jié)構(gòu)、棧和用戶數(shù)據(jù)區(qū)全部復(fù)制到子進程的空間中；若無足夠的內(nèi)存，則在磁盤對換區(qū)中分配存儲空間，然后復(fù)制到對換區(qū)中，置于進程狀態(tài)為就緒狀態(tài)。

　　21、為什么說批處理多道系統(tǒng)能極大地提高計算機系統(tǒng)的工作效率？

　　① 多道作業(yè)并行工作，減少了處理器的空閑時間。

　?、?作業(yè)調(diào)度可以合理選擇裝入主存儲器中的作業(yè)，充分利用計算機系統(tǒng)的資源。

　　③ 作業(yè)執(zhí)行過程中不再訪問低速設(shè)備，而直接訪問高速的磁盤設(shè)備，縮短執(zhí)行時間。

　　④ 作業(yè)成批輸入，減少了從操作到作業(yè)的交接時間。

　　22、操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口？

　　操作系統(tǒng)為用戶提供兩種類型的使用接口：

　　一是操作員級的，它為用戶提供控制作業(yè)執(zhí)行的途徑；

　　二是程序員級的，它為用戶程序提供服務(wù)功能。

　　23、什么是線程？多線程技術(shù)具有哪些優(yōu)越性？

　　線程是進程中可獨立執(zhí)行的子任務(wù)，一個進程可以有一個或多個線程，每個線程都有一個惟一的標識符。線程與進程有許多相似之處，往往把線程又稱為“輕型進程”，線程與進程的根本區(qū)別是把進程作為資源分配單位，而線程是調(diào)度和執(zhí)行單位。

　　多線程技術(shù)具有多個方面的優(yōu)越性：

　　① 創(chuàng)建速度快、系統(tǒng)開銷?。簞?chuàng)建線程不需要另行分配資源；

　　② 通信簡潔、信息傳送速度快：線程間的通信在統(tǒng)一地址空間進程，不需要額外的通信機制；

　?、?并行性高：線程能獨立執(zhí)行，能充分利用和發(fā)揮處理器與外圍設(shè)備并行工作的能力。

　　24、UNIX系統(tǒng)中的優(yōu)先權(quán)和優(yōu)先數(shù)有什么關(guān)系？如何確定進程的優(yōu)先權(quán)和優(yōu)先數(shù)？

　　UNIX中每個進程都有一個優(yōu)先數(shù)，就緒進程能否占用處理器的優(yōu)先權(quán)取決于進程的優(yōu)先數(shù)，優(yōu)先數(shù)越小則優(yōu)先權(quán)越高。

　　UNIX以動態(tài)方式確定優(yōu)先權(quán)，如核心的進程優(yōu)先權(quán)高于進入用戶態(tài)的進程；降低用完一個時間片的進程的優(yōu)先權(quán)；對進入睡眠的進程，其等待事件越急優(yōu)先數(shù)越高；降低使用處理器時間較長的進程的優(yōu)