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1、簡述操作系統的定義。

操作系統是計算機系統的一種系統軟件，它統一管理計算機系統的資源和控制程序的執行。

2、在多道程序設計技術的系統中，操作系統怎樣才會占領中央處理器?

只有當中斷裝置發現有事件發生時，它才會中斷當前占用中央處理器的程序執行，讓操作系統的處理服務程序占用中央處理器并執行之。

3、簡述"刪除文件"操作的系統處理過程。

用戶用本操作向系統提出刪除一個文件的要求，系統執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域，但刪除一個文件前應先關閉該文件。

4、對相關臨界區的管理有哪些要求?

為了使并發進程能正確地執行，對若干進程共享某一變量(資源)的相關臨界區應滿足以下三個要求：

① 一次最我讓一個進程在臨界區中執行，當有進程在臨界區中時，其他想進入臨界區執行的進程必須等待;

② 任何一個進入臨界區執行的進程必須在有限的時間內退出臨界區，即任何一個進程都不應該無限逗留在自己的臨界區中;

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

5、簡述解決死鎖問題的三種方法。

① 死鎖的防止。系統按預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，從而使系統不產生死鎖。

② 死鎖的避免。系統動態地測試資源分配情況，僅當能確保系統安全時才給進程分配資源。

③ 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，操作系統要定時判斷系統是否出現了死鎖，當有死鎖發生時設法解除死鎖。

6、從操作系統提供的服務出發，操作系統可分哪幾類?

批處理操作系統、分時操作系統、實時操作系統、網絡操作系統、分布式操作系統。

7、簡述計算機系統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的中斷處理服務程序。

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，中央處理器每執行完一條指令，均由中斷裝置判別是否有事件發生。

若無事件發生，CPU繼續執行;若有事件發生，則中斷裝置中斷原占有CPU的程序的執行，讓操作系統的處理事件服務程序占用CPU，對出現的事件進行處理，事件處理完后，再讓原來的程序繼續占用CPU執行。

8、選擇進程調度算法的準則是什么?

由于各種調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： ① 處理器利用率; ② 吞吐量; ③ 等待時間; ④ 響應時間。

在選擇調度算法前，應考慮好采用的準則，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、獨占設備采用哪種分配方式? 獨占設備通常采用靜態分配方式。

即在一個作業執行前，將作業要使用的這類設備分配給作業，在作業執行期間均歸該作業占用，直到作業執行結束才歸還。

10、產生死鎖的原因是什么?

① 系統資源不足; ② 進程推進順序不合適。

在早期的系統中，由于系統規模較小，結構簡單，以及資源分配大多采用靜態分配法，使得操作系統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，以至于數據系統的出現，系統中的共享性和并行性的增加，軟件系統變得日益龐大和復雜等原因，使得系統出現死鎖現象的可能性大大增加。

11、何謂批處理操作系統?

用戶準備好要執行的程序、數據和控制作業執行的說明書，由操作員輸入到計算機系統中等待處理。操作系統選擇作業并按作業說明書的要求自動控制作業的執行。采用這種批量化處理作業的操作系統稱為批處理操作系統。

12、對特權指令的使用有什么限制?

只允許操作系統使用特權指令，用戶程序不能使用特權指令。

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：

① 分配給作業的主存塊數多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。

② 頁面大，缺頁中斷率低;頁面小缺頁中斷率高。

③ 程序編制方法。以數組運算為例，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。

④ 頁面調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、磁盤移臂調度的目的是什么?常用移臂調度算法有哪些?

磁盤移臂調度的目的是盡可能地減少輸入輸出操作中的尋找時間。 常用的移臂調度算法有： ① 先來先服務算法 ② 最短尋找時間優先算法 ③ 電梯調度算法 ④ 單向掃描算法。

15、常用的作業調度算法有哪些?

① 先來先服務算法?、?計算時間短的作業優先算法 ③ 響應比最高者優先算法 ④ 優先數調度算法 ⑤ 均衡調度算法

16、計算機系統的資源包括哪些?

計算機系統的資源包括兩大類：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備。 軟件資源有編譯程序、編輯程序等各種程序以及有關數據。

17、CPU在管態和目態下工作有何不同?

當中央處理器處于管態時，可以執行包括特權指令在內的一切面器指令，而在目態下工作時不允許執行特權指令。

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關系。

作用：頁式存儲管理在用動態重定位方式裝入作業時，要利用頁表做地址轉換工作。 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換，讀寫內存數據時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行速度。

19、作業在系統中有哪幾種狀態?

一個作業進入系統到運行結束，一般要經歷進入、后備、運行和完成四個階段，相應地，作業亦有進入、后備、運行和完成四種狀態。

① 進入狀態：作業的信息從輸入設備上預輸入到輸入井，此時稱為作業處于進入狀態。 ② 后備狀態：當作業的全部信息都已輸入，且由操作系統將其存放在輸入井中，此時稱作業處于后備狀態。系統將所有處于后備狀態的作業組成后備作業隊列，等待作業調度程序的調度。

③ 運行狀態：一個后備作業被作業調度程序選中，分配了必要的資源，調入內存運行，稱作業處于運行狀態。

④ 完成狀態：當作業正常運行完畢或因發生錯誤非正常終止時，作業進入這完成狀態。

20、用fork創建新進程，它要做哪些工作? 由fork創建新進程的主要工作有：

① 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結構; ② 為子進程分配一個唯一的標識號;

③ 把父進程中的字段復制到子進程的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置為創建狀態;

④ 按父進程中p-size所示的長度為子進程申請分配內存。若有足夠的內存，則把父進程的user結構、棧和用戶數據區全部復制到子進程的空間中;若無足夠的內存，則在磁盤對換區中分配存儲空間，然后復制到對換區中，置于進程狀態為就緒狀態。

26、共享設備允許多個作業同時使用，這里的"同時使用"的含義是什么?

"同時使用"的含義是多個作業可以交替地啟動共享設備，在某一時刻仍只有一個作業占有。

27、簡述"打開文件"操作的系統處理過程。

用戶要使用一個已經存放在存儲介質上的文件前，必須先提出"打開文件"要求。這時用戶也必須向系統提供參數：用戶名、文件名、存取方式、存儲設備類型、口令等。系統在接到用戶的"打開文件"要求后，找出該用戶的文件目錄，當文件目錄不在主存儲器中時還必須把它讀到主存儲器中;然后檢索文件目錄，指出與用戶要求相符合的目錄項，取出文件存放的物理地址。

對索引文件還必須把該文件的索引表存放在主存儲器中，以便后繼的讀寫操作能快速進行。

28、什么是"前臺"作業、"后臺"作業?為什么對"前臺"作業要及時響應?

批處理操作系統實現自動控制無需人為干預，分時操作系統實現了人機交互對話，這兩種操作系統具有各自的優點。為了充分發揮批處理系統和分時系統的優點，在一個計算機系統上配置的操作系統往往既具有批處理能力，又有提供分時交互的能力。這樣，用戶可以先在分時系統的控制下，以交互式輸入、調試和修改自己的程序;然后，可以把調試好的程序轉交給批處理系統自動控制其執行而產生結果。這些由分時系統控制的作業稱為"前臺"作業，而那些由批處理系統控制的作業稱為"后臺"作業。

在這樣的系統中，對前臺作業應該及時響應，使用戶滿意;對后臺作業可以按一定的原則進行組合，以提高系統的效率。

29、存儲型設備和輸入輸出型設備的輸入輸出操作的信息傳輸單位有何不同?

存儲型設備輸入輸出操作的信息傳輸單位是"塊"，而輸入輸出型設備輸入輸出操作的信息傳輸單位是"字符"。

30、什么是計算機系統?它由哪幾部分組成?

計算機系統是按用戶的要求接收和存儲信息，自動進行數據處理并輸出結果信息的系統。

計算機系統由硬件系統和軟件系統組成。硬件系統是計算機系統賴以工作的實體，軟件系統保證計算機系統按用戶指定的要求協調地工作。

31、計算機系統怎樣實現存儲保護?

一般硬件設置了基址寄存器和限長寄存器。

中央處理器在目態下執行系統中，對每個訪問主存的地址都進行核對，若能滿足：基址寄存器值≤訪問地址≤基址寄存器值+限長寄存值，則允許訪問，否則不允許訪問。并且不允許用戶程序隨意修改這兩個寄存器的值。這就實現了存儲保護。

32、給出系統總體上的中斷處理過程。

CPU每執行完一條指令就去掃描中斷寄存器，檢查是否有中斷發生，若沒有中斷就繼續執行下條指令;若有中斷發生就轉去執行相應的中斷處理程序。中斷處理過程可粗略的分為以下四個過程：

① 保護當前正在運行程序的現場;

② 分析是何種中斷，以便轉去執行相應的中斷處理程序; ③ 執行相應的中斷處理程序; ④ 恢復被中斷程序的現場。

33、死鎖發生的必要條件有哪些?

發生死鎖的必要條件有四點：互斥條件、不可搶占條件、部分分配條件和循環等待條件。

① 互斥條件：系統中存在一個資源一次只能被一個進程所使用;

② 非搶占條件：系統中存在一個資源僅能被占有它的進程所釋放，而不能被別的進程強行搶占。

③ 占有并等待條件：系統中存在一個進程已占有了分給它的資源，但仍然等待其他資源。 ④ 循環等待條件：在系統中存在一個由若干進程形成的環形請求鏈，其中的每一個進程均占有若干種資源中的某一種，同時每個進程還要求(鏈上)下一個進程所占有的資源。

34、用戶程序中通常用什么方式指定要使用的設備?為什么?

用戶程序中通常用"設備類、相對號"請求要使用的設備，即不具體指定要哪一臺設備，而是提出要申請哪類設備多少臺。

這種方式使設備分配適應性好、靈活性強。

否則若用絕對號來指定設備，如果這臺設備已被占用或有故障時，該作業就無法裝入主存中。

35、進程調度中"可搶占"和"非搶占"兩種方式，哪一種系統的開銷更大?為什么? 可搶占式會引起系統的開銷更大。

可搶占式調度是嚴格保證任何時刻，讓具有最高優先數(權)的進程占有處理機運行，因此增加了處理機調度的時機，引起為退出處理機的進程保留現場，為占有處理機的進程恢復現場等時間(和空間)開銷增大。

36、一個含五個邏輯記錄的文件，系統把它以鏈接結構的形式組織在磁盤上，每個記錄占用一個磁盤塊，現要求在第一記錄和第二記錄之間插入一個新記錄，簡述它的操作過程。

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