# 操作系统

# 第一章操作系统概论(23年教材版)

# 第一节操作系统的概念

（1）以下选项中，不属于操作系统的任务是：控制进程运行时候的各种状态转换

解析：操作系统组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，通过接口向用户提供各种服务功能，选项A不属于操作系统的任务

（2）在计算机系统中同时存在若干个运行着的程序，从宏观上看，这些程序在同时向前推进。这体现了操作系统的哪一特征：并发性

解析：操作系统有三个特征：

并发性：同时处理多个任务。
共享性：多个用户或程序共享资源。
虚拟性：让每个程序感觉自己独占资源。

（3）存储管理的任务是管理计算机：内存的资源

（4）______是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合

解析：操作系统

（5）计算机系统的资源包括两大类：和。

解析：硬件资源和软件资源

（6）简述操作系统的特性。

解析：操作系统有三个特征：

并发性：同时处理多个任务。
共享性：多个用户或程序共享资源。
虚拟性：让每个程序感觉自己独占资源。

（7）简述操作系统的主要功能

解析:

1.处理机管理功能

2.存储器管理功能

3.设备管理功能

4.文件管理功能

5.用户接口

（8）操作系统是对什么进行管理的软件

解析：计算机资源

（9）计算机操作系统的功能是：管理计算机资源并提供接口

（10）操作系统的特征是()、共享性、随机性

解析:并发性

（11）下列什么不是OS(操作系统)关心的主要问题:高级程序设计语言的编译器

（12）哪项资源不是计算机系统中共享性主要针对的资源

解析：通信设备

（13）在下面OS功能的概述中，正确的是

解析：进程管理、存储管理、文件管理、用户接口、设备管理

（14）进程管理的主要内容：进程控制、进程同步、进程间通信、调度

（15）存储管理的任务是管理计算机的什么资源？

解析：内存

（16）共享性是指操作系统程序与多个用户程序________系统中的各种资源,这种共享性是在________控制下实现的。

解析：共用、操作系统

# 第二节操作系统的发展

（1）操作员将作业“成批”地输入到计算机中，由监督程序识别一个作业，进行处理后再取下一个作业。这种自动定序的处理方式称为“______”方式。

解析：批处理（批量处理）

（2）______是指多个用户通过终端设备与计算机交互作用来运行自己的作业，并且共享一个计算机系统而互不干扰，就好像自己有一台计算机。

解析：分时系统

（3）当代操作系统两大发展方向分别为______和______。

解析：宏观应用和微观应用

（4）Linux的设计模式属于：单核设计模式，Windows的设计模式属于：微核设计模式，面向对象设计模式，C/S模式

（5）UNIX操作系统的体系结构中，其最里层的什么是整个系统的基础

解析：硬件

（6）负责解释操作系统命令的程序叫________ 。Linux的这个程序叫________。

解析：命令解释程序，Shell

（7）Windows操作系统的体系结构采用了分层的模块结构，主要层次有硬件抽象层HAL、内核、和。

解析：执行体、子系统集合(次序可以交换)

（8）Linux操作系统的体系结构包括四个主要部分，即Linux内核、Linux Shell、和。

解析：文件系统和用户应用程序

（9）Android操作系统的体系结构分为四层,从高层到低层分别是应用程序层、________层、系统运行库层和________层。

解析：应用框架、Linux内核

# 第三节操作系统分类

（1）以下关于个人计算机操作系统的特点的描述中，不正确的是：智能化能源管理

（2）将大量的计算机通过网络连接在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。这种系统被称为：分布式系统

（3）实时系统为了能够实现硬实时或软实时的要求，除了具有多道程序系统的基本能力外，还需要具有的能力不包括高精确性

解析:实时系统为实现硬实时或软实时的要求，需要具备以下能力：（1）实时时钟管理，（2）过载防护，（3）高可靠性。

（4）______系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。

解析:实时操作

（5）所谓（）是指将一个以上的作业放到主存，这些作业共享计算机资源，且同时处于运行开始与运行结束之间。

解析：多道

（6）串行执行作业的方式，被称为________批处理。解析：单道

（7）________是一款主要面向移动设备、基于Linux 内核的开源移动操作系统。

解析：Android 操作系统

# 第四节、第五节操作系统设计、操作系统启动

（1）按照系统的功能和特性要求，选择合适的结构，使用相应结构设计方法将系统逐步地分解、抽象和综合，使操作系统结构清晰、简明、可靠、易读、易修改，而且使用方便，适应性强的操作系统设计过程称为（）

解析：结构设计

（2）将操作系统分成用于实现操作系统最基本功能的内核和提供各种服务的服务进程两个部分，这样的操作系统结构是（）

解析：微内核结构

（3）简述微内核结构及其基本原理

解析:微内核ＯＳ结构：能实现ＯＳ核心功能的小型内核，并非一个完整的ＯＳ，与ＯＳ的服务进程（如文件服务器、作业服务器等）共同构成ＯＳ。

基本原理：只有最基本的操作系统功能才能放在内核中。不是最基本的服务和应用程序在微内核之上构造，并在用户模式下执行。

（4）操作系统启动的引导方式有______和______。

BIOS引导和UEFI引导

（5）计算机开机，______并检测第一个能够引导系统的设备，如硬盘或光驱

解析：BIOS自检

（6）操作系统的启动过程：______、 ______、 ______、 ______

解析：BIOS自检、系统引导、启动内核、初始化系统

（7）以下（）不是分时系统的特征。

解析：分时操作系统具有多路性、交互性、独占性、及时性，没有同时性

（8）哪项不是个人操作系统的特点。

解析：操作复杂，需要掌握专门的编程语言才能操作

（9）哪种操作系统是基于计算机网络的、在各种计算机操作系统之上按网络体系结构协议标准设计开发的软件，它包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。

解析：网络操作系统

A. 网络操作系统
- 专门为网络环境设计，支持多用户、资源共享、网络通信和安全管理。
- 满足题目中提到的网络管理、通信、安全、资源共享等功能要求。
B. 个人操作系统
- 主要针对单一用户设计，强调用户界面和个人计算体验。
- 不涉及复杂的网络管理和多用户资源共享。
C. 分时操作系统
- 核心在于通过时间分割技术，让多个用户或任务共享计算机资源。
- 关注任务调度和响应时间，不专注于网络功能。
D. 实时操作系统
- 强调任务的即时响应和确定性，常用于需要严格时间控制的应用场景（如工业控制、航空航天等）。
- 不主要针对网络管理和资源共享。

（10）按照用户界面的使用环境和功能特征的不同，把操作系统分为三种基本类型，即批处理操作系统、分时操作系统和

解析：操作系统分为三种：批处理系统、分时系统、实时操作系统。

（11）分时操作系统的特点包括独占性、交互性、及时性和

解析：多路性

（12）实时操作系统的主要目标是在严格时间范围内,对外部请求做出反应。因此,系统应该具有高度的

解析：可靠性

（13）允许多个用户交互方式使用计算机的OS称为_______；允许多个用户将作业计算机集中处理的计算机称为________；计算机系统及时处理过程控制数据并作出响应的OS称为________。

解析：分时OS、批量处理OS、实时OS

（14）按照用户界面的使用环境和功能特征的不同，把操作系统分为三种：批处理系统；分时系统；________。

解析：批处理系统、分时系统、实时系统

（15）分时系统以________为单位，轮流为每个终端用户服务。

解析：时间片

（16）________主要目标是：在严格时间范围内，对外部请求做出反应，系统具有高度可靠性。

解析：实时操作系统

（17）模块组合法是操作系统的哪种结构里面的方法。

解析：整体式结构

（18）操作系统的哪种结构将操作系统分成用于实现操作系统最基本功能的内核和提供各种服务的服务进程两个部分。

解析：微内核(客户/服务器)结构

（19）将操作系统分成用于实现操作系统最基本功能的内核和提供各种服务的服务进程两个部分，这样的操作系统结构是

解析：微内核结构

（20）它是操作系统结构研究的目标之一,在该目标下,模块之间的接口清晰划一,模块的联系方式统一。基于上述的描述,操作系统结构研究的这种目标是

解析：通信规范化 （21）一个操作系统的研制周期一般是在________年左右。

解析：5年

# 第二章操作系统运行环境与运行机制

# 第一节、第二节计算机系统的层次结构、中央理器

（1）用以执行有关数据的算术和逻辑操作是:算术逻辑指令

解析：理解指令的基本执行过程以及五种常见的指令。算术逻辑指令：有时又称为数据处理指令，用以执行有关数据的算术和逻辑操作。

（2）最常见的控制和状态寄存器不包括：数据寄存器

解析:常见的控制和状态寄存器： 1）程序计数器（Program Counter，PC），它记录了将要取出的指令的地址； 2）指令寄存器（Instruction Register，IR），包含了最近取出的指令； 3）程序状态字（Program Status Word，PSW），它记录了处理器的运行模式信息等。

（3）以下关于处理器工作状态的描述，正确的是:当处理器处于管态时，可以执行全部指令

解析:操作系统管理程序运行的状态称为管态；系统启动时，处理器的初始状态我管态；当用户程序占用处理器时，应让处理器在目态下工作。

（4）程序状态字的内容不包含：执行代码的用户ID

解析：处理器的状态字（PSW）通常包括以下状态代码。

1.CPU的工作状态代码

2.条件码

3.中断屏蔽码

（5）所有的子系统都可以包括在______和______这两个层次中

解析：硬件系统和软件系统

（6）系统软件包括：操作系统、编译系统、数据库

（7）硬件系统包括：中央处理器、存储系统、中断机制、I/O技术、时钟

（8）软件系统包括哪些软件？请举例说明

软件系统包括系统软件、支撑软件、应用软件

系统软件：操作系统、编译系统等

支撑软件：数据库、各种接口软件、软件开发工具等

应用软件：财务管理、人口普查等专用程序

（9）简述指令的执行过程

1.每个取值周期先从存储器中读取一条指令

2.在取完指令后，根据指令类别将程序计数器的值变成下一条指令的地址，通常是自增1

3.取到的指令被放在处理器的指令寄存器中

4.处理器解释并执行命令

（10）简述指令的分类

1.访问存储器指令：负责处理器和存储器之间的数据传送

2.I/O指令：负责处理器和I/O模块之间的数据传送和命令发送

3.算术逻辑指令（数据处理指令）：用以执行有关数据的算术和逻辑操作

4.控制转移指令：这种指令可以指定一个新的指令的执行起点

5.处理器控制指令：这种指令用于修改处理器状态，改变处理器工作方式

# 第三节、第四节、第五节、第六节、第七节存储系统、中断机制、I/O技术、时钟、系统调用

（1）可用作随机存取数据的存储器是:RAM

解析：读写型的存储器，这种类型的存储器常被称为随机访问存储器，RAM主要用作存储随机存取的程序的数据

只读型的存储器，ROM

（2）内存空间的最小分配单位是：块

（3）以下可用于存储保护的技术是:界地址寄存器

（4）由处理器内部的计时器产生，允许操作系统以一定规律执行函数的是：时钟中断

（5）在某些条件下由指令执行结果产生的典型异常是：访管指令异常

（6）时钟中断处理程序的主要内容不包括：维护软件时钟

解析：1.维护软件时钟

2.处理器调度

3.控制系统定时任务

4.实时处理

（7）需要做的是工作是保存现场，使用一定的手段警告管理员并提供一些辅助的诊断信息是：硬件故障中断处理程序

（8）中断按照优先度分级，允许优先级较高的中断打断优先级较低的中断处理过程称为：中断嵌套

（9）把由于系统调用引起处理器中断的指令称为：陷入或异常指令

（10）现代计算机系统采用的多级存储体系包括哪几部分？简述各部分的功能

1.多级存储体系包括寄存器、主存储器、高速缓冲存储器和辅助存储器。

2.寄存器用来存放处理器的工作信息

3.主存储器用来存放当前要执行的程序和数据

4.高速缓冲存储器用来存放当前经常要使用的信息

5.辅助存储器作为主存储器的扩展，用来存放大量的程序和数据

（11）何为中断响应?中断处理程序主要工作有哪些方面?

解析：保护被中断进程的现场信息

分析中断原因

处理发生的中断事件

（12）有了通道后，只要______启动了通道，通道就自行控制外设与______间的信息传输，使CPU可以与设备并行工作。

解析：中央处理器、主存

（13）通过系统总线中的一个独立控制单元______，自动地控制成块数据在内存和I/O 单元之间的传送。

DMA控制器

（14）简述通道的工作原理。

当处理器执行到一条“启动外设”的指令时，就按指令中给定的参数启动指定的设备

设备启动之后，对该外部设备的控制权转移到通道

该外部设备与主存储器之间发生的信息传送，由通道控制

该外部设备工作结束后，会产生形成一个“输入输出操作结束”的I/O中断事件

（15）时钟分成______和______两类。

解析：硬件时钟和软件时钟

（16）简述时钟的工作原理。

硬件时钟工作原理：电路中的晶体振荡器，每隔一定间隔产生固定的脉冲频率，时钟电路中的时钟寄存器依据时钟电路所产生的脉冲数，对时钟寄存器进行加1的工作

软件时钟工作原理：利用内存单元模拟时钟寄存器，采用一段程序来计算相应的脉冲数，对内存时钟寄存器进行加1或减1的工作。

（17）简述时钟的功能。

时钟可以为计算机完成以下工作：

（1）在多道程序运行，时钟可以发现死循环，防止机时的浪费

（2）在分时系统中，用时钟实现时间片轮转运行

（3）在实时系统中，按要求的时间间隔输出信号控制设备

（4）定时唤醒外部事件

（5）记录用户和系统所需要的绝对时间，即年、月、日

（18）______是操作系统提供给编程人员的唯一接口。

系统调用

（19）简述系统调用的分类。

（1）进程控制类系统调用

（2）文件操作类系统调用

（3）进程通信类系统调用

（4）设备管理类系统调用

（5）信息维护类系统调用

# 第三节处理器

（1）称为通用寄存器，主要用于各种算术逻辑指令和访存指令的是（）。

解析：数据寄存器

（2）取指令是指处理器从存储器中读取一条指令。每取出一条指令，则程序计数器

解析：+1

（3）用程序技术器(PC)这个专门的寄存器来指示:

解析：上一条执行过的指令

（4）（）指令用于修改处理器状态，改变处理器工作方式等。

解析：处理器控制指令

（5）（）负责控制程序运行的流程，包括取指令、维护处理器状态、处理器与内存的交互等。

解析：控制器

（6）用于控制处理器的操作，一般由具有特权的操作系统代码使用，以控制其他程序的执行的是（）。

解析：控制和状态寄存器

（7）处理器将操作系统程序执行的状态与用户程序执行状态称为：管态（核心态）和目态（用户态）

（8）程序状态字的内容不包含

解析：执行代码的用户ID

（9）计算机系统将处理器工作状态划分为管态和目态，必须在管态下执行的指令是

解析：I/O指令

（10）当计算机提供了管态和目态时，必须在管态下执行的指令是：屏蔽中断指令

（11）在多用户或多任务的多道程序设计环境中，以下不是特权指令的是：算术运算指令

（12）在指令系统中那些只能由操作系统使用的指令是：特权指令

（13）目态时，就只有________ 指令能执行。

解析：非特权

（14）一个专门的寄存器来指示处理器状态，称为________。

解析：程序状态字(PSW)

# 第四节计算机系统硬件部件

（1）可实现随机存取数据的存储器是：RAM、

（2）采用缓冲技术最根本的原因是：改善处理器处理数据速度和设备传输数据速度不相匹配的情况

（3）计算机存储系统的设计主要考虑三个问题：________。

解析：容量、速度、成本

（4）中央处理器能直接访问的唯一的存储空间是________。

解析：内存储器

（5）存储器的最小编址单位是________。

解析：字节

（6）________是用在外部设备与其他硬件部件之间的一种数据暂存技术，它利用存储器件在外部设备中设置了数据的一个存储区域。

解析：缓冲技术

# 第五节中断机制

1.中断是由（）引发的，而异常则是由正在执行的指令引发的。

解析：外部事件

2.系统操作员通过控制台发出命令时：控制台中断

解析：当系统操作员通过控制台发出命令时，实际上是通过控制台设备向操作系统发送中断信号，这种中断被称为控制台中断

3.在同一中断级中的多个设备接口中同时都有中断请求时，一般有两种办法可以采用（）。

解析：固定的优先数和轮转法

4.采用中断控制方式进行数据传送时,处理器具备的功能

解析：对DMAC进行初始化与启动的能力

5.如果处理器的上限寄存器值为3000,下限寄存器值为4000,那么当处理器要访问内存地址4100时,会产生

解析：存储保护中断

6.发生中断时正在执行的程序的暂停点叫作________。中断断点

7.处理器暂停当前程序转而处理中断的过程称为________。中断响应

8.什么是中断系统？

中断系统是现代计算机系统的核心机制之一，它不是单纯的硬件或者软件的概念，而是硬件和软件相互配合、相互渗透而使得计算机系统得以充分发挥能力的计算模式。

9.简述中断响应的过程？

①处理器接收中断信号；

②保护现场，将中断断点的程序状态字PSW和程序计数器PC值存入系统堆栈；

③分析中断向量，取得中断处理程序的入口地址；

④将处理器的PC值置为中断处理程序的入口地址；

⑤调用中断处理程序。

10.什么是中断?中断和异常的区别是什么?

解析：

所谓中断,是指处理器对系统中或系统外发生的异步事件的响应。(2分)

区别:中断是由外部事件引发的,异常则是由正在执行的指令引发的。(2分)

# 第六节系统调用

系统调用是通过________来实现的。当发生系统调用，处理器的状态会从________态变为________态。

解析：特殊的机器指令；用户；系统

# 第七节多道程序设计

1.在多道环境下，由于进程的并发执行，一段程序为多个进程 ①________ 时，要求在执行的过程中，该段程序的指令和数据不能被 ②________ ，这样的程序段称为 ③________ 。

解析：①共享，②修改，③纯过程（或共享程序段）

2.在多道程序环境中，由于系统资源的________，本来并无逻辑关系的程序之间产生了________的关系。

共享和竞争;相互制约

# 第三章进程/线程模型

# 第一节进程的基本概念

进程状态转换图

运行态（Running）：进程正在占用 CPU 执行。
就绪态（Ready）：进程已准备好运行，等待 CPU 调度。
等待态（Blocked/Waiting）：进程因等待某些事件（如 I/O 操作完成）而暂时无法运行。

状态转换条件

运行态 -> 就绪态
- 条件：时间片用完（分时系统中），或更高优先级的进程抢占 CPU。
- 题目对应：第 7 题，进程从执行状态转为就绪状态的原因是时间片用完。
运行态 -> 等待态
- 条件：进程需要等待某一事件发生（如 I/O 请求、信号量等）。
- 题目对应：第 8 题，进程从执行状态转为等待态的原因是等待某一事件发生。
就绪态 -> 运行态
- 条件：CPU 空闲时，调度程序选择一个就绪态的进程运行。
- 特殊情况：在非抢占式系统中，只有当当前运行的进程主动放弃 CPU（如进入等待态或终止）时，其他就绪态的进程才有机会运行。
- 题目对应：第 9 题，在非抢占式系统中，一个进程从就绪态转为运行态的原因是另一个进程从运行态转为就绪态。

1.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是：时间片用完

2.______是具有一定独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

解析：进程

3.七状态模型状态五状态进程模型相比，增加了______和______两个状态

解析：就绪挂起和阻塞挂起

4.为了便于管理，操作系统把所有的PCB用适当方式组织起来。一般的组织方式有：线性方式、和。

解析：索引方式链接方式

5.在七状态进程模型中，什么是阻塞状态？什么是阻塞挂起状态?两个状态之间如何转换？

解析：

阻塞状态：进程在内存并等待某事件的出现。

阻塞挂起状态：进程在外存并等待某事件的出现

没有进程处于就绪状态或就绪进程要求更多内存资源时，就会把阻塞状态变成阻塞挂起状态。

当一个进程释放足够内存时，系统会把一个高优先级阻塞挂起进程激活，由阻塞挂起状态变成阻塞状态

6.简述进程具有哪些特性。

解析:

并发性、动态性、独立性、交往性、异步性、结构性

7.操作系统中，当（），进程从执行状态转为就绪状态

解析;时间片用完

8.操作系统中，当（），进程从执行状态转为等待态

解析：等待某一时间发生

9.在非强占系统中，发生一个进程从就绪到运行态状态变迁的可能原因是：

解析：另一个进程从运行态->就绪态

# 第二节、第二节、第三节、第四节进程控制、线程的引入及基本概念、线程的实现和实例

（1）以下关于线程的属性的叙述中，正确的是：同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间

（2）以下关于进程和线程的说法中，错误的是：线程是资源的分配单位

（3）以下关于用户级线程的叙述中，不正确的是：用户级线程依赖于内核

（4）对进程在整个生命周期中各种状态之间的转换进行有效的控制通过______来实现

解析：进程控制原语

（5）______由若干条指令所组成的一个指令序列，用来实现某个特定的操作功能连续的，具有不可分割性，在执行时也不可间断必须在管态下执行，并且常驻内存。

解析：原语

（6）______是创建一个新的进程，前者称为父进程，后者称为子进程建立进程控制块PCB

解析：创建原语

（7）引入线程的操作系统中______作为调度和分派的基本单位，______作为资源拥有的基本单位。

解析:线程、进程

（8）当一个进程包含多个线程时，这些线程除各自私有少量资源以外，______所属进程的全部资源。

解析：共享

（9）简述线程与进程的关系

1、线程是进程中可独立执行的子任务

2、一个进程中可以有一个或多个线程

3、同一进程中的各线程共享分配给进程的主存空间

4、进程是资源分配单位，线程是调度和执行单位

5、一个进程内的线程共享分配给该进程的资源

（10）线程的实现机制包括______、 ______和混合方式

解析：用户级线程内核级线程

（11）多线程应用程序用一组用户级程序库来编写，将所有线程映射到一个单独的内核级进程中其中最著名的是：Pthread（POSIX thread）库

# 第四章进程/线程调度

# 第一节、第二节进程调度的基本概念、进程调度算法的设计思路

（1）______的任务是控制、协调进程对CPU的竞争，按照一定的调度算法，使某一就绪进程获得CPU的控制权，转换成运行状态。

解析：进程调度

（2）______和______是CPU主要的两级调度。

解析：进程调度、作业调度

（3）简述进程调度的主要功能

1.保存现场：记录系统中所有进程的执行状况

2.挑选进程:根据一定的调度算法，从就绪队列中选出一个进程，准备把处理器分配给它

3.恢复现场：为选中的进程恢复现场信息

（4）简述在选择调度策略时应该考虑什么因素

1.设计目标

2.公平性

3.均衡性

4.统筹兼顾

5.优先级

6.开销

# 第三节、第四节、第五节、第六节、第七节经典进程调度算法、其他进程调度算法、操作系统调度算法实例、多处理器调度算法、实时调度算法

1.______能有效地降低作业的平均等待时间和提高系统的吞吐量，对长作业很不利，并且不能保证紧迫性作业会被及时处理。

解析：短作业优先法

2.______主要用于分时系统中的进程调度。

解析：时间片轮转法

3.简述进程最短剩余时间优先调度算法的基本思路和实现方法？

最短进程优先算法的抢占式版本是最短剩余时间优先（ Shortest Remaining TimeNext，SRTN）算法。使用这个算法，调度程序总是选择其剩余运行时间最短的那个进程运行。当一个新的进程到达时，其整个时间同当前进程的剩余时间做比较。如果新的进程比当前运行进程需要更少的时间，当前进程就被挂起，而运行新的进程。这种方式可以使新的短进程获得良好的服务。

解析:

5.的目标是保证每个进程享用CPU的时间完全一样，即如果系统里一共有n 个进程，则每个进程占用CPU的时间为。

解析：保证调度算法，1/n

6.______是一种概率调度算法。

解析：彩票调度算法

7.基于进程组的调度决策是非常具有吸引力的。该方法通常称作______。

解析：公平共享调度

8.BSD UNIX系统主要用于______环境中，调度算法设计成为交互用户提供好的响应时间，同时保证低优先级的后台作业不会饿死。

解析：分时交互

9.Linux系统的调度方式基本上采用"____"方式

解析：抢占式优先级

10.Windows中的优先级被组织成两段:

解析:实时，可变

11.在任何情况下，都可以把系统看作是什么结构

解析：多服务器派对

12.线程调度常用的方法有______，______，______，______。

解析：加载共享，组调度，专用处理器分配，动态调度

13.简述加载共享的缺点。

中心队列占据了必须互斥访问的存储器区域被抢占的线程可能不在同一个处理器上恢复执行, 如果一个程序的线程间需要高度的合作，所涉及的进程切换就会严重影响性能。

14.为周期性任务解决多任务调度冲突的一个非常好的方法是______

速率单调调度RMS

15.______在任何基于优先级的可抢占的调度方案中都能发生的一种现象，但是它与实时调度的上下文关联特别大。

解析：优先级逆转

16.______的基本思想是优先级较低的任务继承任何与它共享同一个资源的优先级较高的任务的优先级。

解析：优先级继承协议

# 信号量及PV操作

若s<0,将该进程状态置为等待状态，然后将该进程的PCB插入相应的S信号量等待队列末尾，直到有其他进程在S上执行V操作为止

# 经典的进程同步问题

Dijkstra 把________ 抽象成一种“生产者和消费者关系”。生产者——消费者问题是计算机中各种实际的同步、互斥问题的一个抽象模型。

答案：同步关系

单缓冲的生产者-消费者问题中，有________类进程。他们之间存在________关系，需要设置________信号量控制他们的这种关系。

答案：两，同步，私有

多进程共享缓冲池的经典生产者-消费者问题中，有________类进程。他们之间存在________和________关系，需要设置________类信号量分别进行控制。

答案：两；互斥；同步；两

# 第五章存储管理

# 第一节概述

1.存储体系不包括：虚拟存储

2.动态重定位中，若程序执行时，被改变了存储区域仍能正确执行，则称程序是：可浮动的

3.两个或多个进程共用内存中相同区域是指：存储共享

4.存储管理的主要任务包括内存的分配与回收、内存扩充、？？

解析：存储共享、存储保护

5.在存储管理中，将绝对地址对应的存储空间称为 ，将逻辑地址对应的存储空间称为。

解析：物理地址空间和逻辑地址空间

# 第二节分区管理方案

1.当接到内存申请时，查找分区说明表，找到能满足申请要求的最大的空闲区，这种算法被称为（）

解析：最坏适应算法

2.实现多道程序设计的一种简单易行的存储管理技术是：分区管理

3.在可变分区存储管理方案中，解决碎片问题的一个有效办法是采用紧缩技术，通过移动内存中程序，把______的合并成一个连续的大空闲区置于内存的一端，把______的放在内存的另一端。

解析：所有空闲碎片所有程序占用区

4.解决外碎片问题的办法是在适当时刻进行碎片整理，通过移动内存中的程序，把所有空闲碎片合并成一个连续的大空闲区，这种方法称之为______

解析：紧缩技术

# 第三节覆盖与交换技术

1.下列选项中，对于覆盖技术说法错误的是：

解析：覆盖技术需要来自操作系统的特殊支持

2.______是指一个程序的若干程序段，或几个程序的某些部分共享某一个存储空间。

解析：覆盖技术

3.交换技术是进程在______与______之间的动态调度，是由操作系统控制的

解析:内存，外存

4.简述存储管理中交换技术的实现原理及主要作用？

解析：交换技术又称对换技术。进程从内存移到磁盘，并再移回内存称为交换。交换技术是进程在内存与外存之间的动态调度，是由操作系统控制的。交换技术的目的是尽可能达到“足够快地交换进程，以使当处理器调度程序想重新调度处理器时，总有进程在内存中处于就绪（准备执行）状态”的理想状态，从而提高内存利用率。

# 第四节虚拟页式存储管理方案

1.采用页式存储管理的主要目的是提高（）

内存的利用率

2.为避免页表占用较多存储空间的情况，大多数操作系统采用的进程页表是：二级页表

3.页式存储管理器中的快表(TLB)一般存放在:高速缓冲存储器

4.页式存储管理要求对程序中的逻辑地址空间进行分页，于是系统提供给编程使用的逻辑地址可由两部分组成：和

解析：虚拟页号、页内地址

5.简述虚拟页式存储管理的优缺点？

优点：由于它不要求进程的程序段和数据在内存中连续存放，从而有效地解决了碎片问题。这既提高了内存的利用率，又有利于组织多道程序执行。

缺点：存在页面空间的浪费问题。这是由于各种程序代码的长度是各不相同的，但页面的大小是固定的，所以在每个程序的最后一页内总有一部分空间得不到利用。如果页面较大，则由此引起的存储空间的损失仍然较大。

# 第六章文件系统

# 第三章进程与线程（17版）

1.为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（）系统，根据它而感知进程的存在。

解析：进程控制块

2.下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（）。

解析：就绪-阻塞

3.下列各项步骤中，哪一个不是创建进程所必须的步骤（）。

解析：由CPU调度程序为进程调度CPU

4.在下列特性中，哪一个不是进程的特性（）。

解析：静态性

态性进程是程序的执行实例，具有生命周期，包括创建、运行、终止等阶段。
并发性 多个进程可以同时存在于内存中，宏观上并行执行，微观上交替运行。
独立性 每个进程拥有独立的地址空间和资源，互不干扰。
异步性 进程的执行速度不可预知，可能因资源竞争等原因导致执行顺序不确定。
结构性 进程由程序段、数据段和进程控制块（PCB）组成，PCB包含进程的状态、优先级等信息。
资源分配单位 操作系统以进程为单位分配CPU、内存等资源。
状态转换 进程在其生命周期中会经历就绪、运行、阻塞等状态的转换。
上下文切换 操作系统通过保存和恢复进程的上下文实现进程切换。
父子关系 进程可以创建子进程，形成父子关系，子进程继承父进程的部分资源。
通信与同步 进程间可以通过共享内存、消息传递等方式进行通信和同步。

5.在单处理机系统中，处于运行状态的进程（）。

解析：只能有一个

6.如果某一进程在运行时，因某种原因暂停，此时将脱离运行状态，而进入（）。

解析：阻塞状态

7.已经获得除（）以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。

解析：CPU

8.进程从运行状态变为阻塞状态的原因是（）。

解析：输入或输出事件发生

9.操作系统中有一组常称为特殊系统调用的程序，它不能被系统中断，在操作系统中称为（）。

解析：原语

10.一个进程是:（）

解析：PCB结构与程序和数据的集合

11.操作系统是根据（）来对并发执行的进程进行控制和管理的。

解析;进程控制块

12.下列几种关于进程的叙述，最不符合操作系统对进程的理解的是（）

解析：进程是在多程序环境中的完整程序

13.同一程序经过多次创建，运行在不同的数据集上，形成了（）的进程。

解析：不同

14.进程创建后，所有创建完成的PCB被链接成一个序列，这个序列称为:（）

解析：就绪

# 第二节进程的同步与互斥

1.下面关于临界资源的论述，正确的是（）

对临界资源，应该采取互斥访问方式实现共享

2.下面关于临界区的论述正确的是（）

临界区是指进程中用于访问共享资源的那段代码

解析：临界资源是一次只允许一个进程使用的共享资源，故临界资源是共享资源，而且由于一次只能够一个进程使用，故该采用互斥访问的方式实现共享

3.设有6个进程共享一互斥段，若最多允许3个进程进入临界区，则所采用的互斥信号灯的初值为().

4.下面关于临界区的论述正确的是:（）

解析：若在系统中的某些资源一次只允许一个进程使用，则这类资源称为临界资源或共享变量，而在进程中访问临界资源的程序称为临界区。

5.在操作系统中，要对并发进程进行同步的原因是:（）

解析：并发进程是异步的

进程同步是指进程之间一种直接的协同关系，这些进程的并发是异步的，它们相互合作，共同完成一项任务

6.对若干个并发进程共享某一变量的相关临界区的管理，下列叙述不正确的是

答案：相关的进程可以同时进入

解析：对若干个并发进程共享某一变量的相关临界区的管理有三个要求：

（1）一次至多一个进程能够进入临界区；

（2）不能让一个进程无限制地在临界区执行；

（3）不能强迫一个进程无限制地等待进入它的临界区

7.在计算机系统中,对资源的共享方式分为同时共享和互斥共享。下列资源中,属于互斥共享的是

答案：磁带机

8.下面关于系统对相关临界区的调度使用原则的叙述中,不正确的是：

答案：忙则退出

解析：有空让进、无空等待；多种择一、有限等待、让权等待

9.进程的同步和互斥反映了进程间________和________的关系。

答案：直接制约和间接制约

10.什么是进程的互斥与同步？

答案：

（1）互斥：在逻辑上本来完全独立的若干进程，由于竞争同一个资源而产生的相互制约关系

（2）同步：进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系，在执行时间次序上必须遵循确定的规律

11.一个进程进入临界区的调度原则是什么？

答案：**有四个原则： **

① 如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。

②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。

③ 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。

④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU避免进程出现“忙等”现象。

12.进程的“同步”和“互斥”反映了进程间 ①________ 和 ②________ 的关系。

答案：直接制约和相互制约

# 死锁

# 第一节死锁的产生

死锁产生的原因：

1.系统资源分配不均匀

2.系统推进顺序不合适

产生死锁的四个必要条件：

1.互斥性（互斥）

2.非抢占条件（不剥夺）

3.占有且等待资源条件（请求与保持）

4.循环等待条件（环路等待）

如果操作系统对__或没有顾及进程__可能出现的情况，则就可能形成死锁。

资源管理不得当；并发执行时

死锁是什么？

若系统中存在一组进程、它们中的每—个进程都占用了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占的资源，这种等待永远不能结束，则说明系统出现了死锁。

按需分配是为了避免死锁的什么条件？

循环等待条件（环路等待）

资源的全部分配是为了破坏死锁的什么条件?

占有且等待资源条件（请求与保持）

预先静态分配法是通过破坏（）条件，来达到预防死锁目的的。

占有且等待资源条件（请求与保持）

请简述死锁预防与死锁避免这两种死锁解决方法的含义

死锁的预防是系统预先确定资源分配策略，这些策略至少能破坏死锁四个必要条件中的一个，进程按照规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配，从而防止死锁的发生

死锁避免是当进程提出资源申请时，系统先测试资源分配后系统的安全状态，仅仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程，使系统一直处于安全状态，避免出现死锁

某系统中有10台打印机,有三个进程P1、P2、P3分别需要8台、7台和4台。若P1、P2、P3已申请到4台、2台和2台。

（1）因为目前系统还有2台可以申请的打印机，进程p1，p2，p3还需要4台、5台、2台打印机

（2）系统处于安全状态

根据目前的各进程系统分配状态，可以先分配2台打印机给进程P3达到它最大需求，然后P3释放其原来占有的打印机，系统就有4台打印机，然后分配给进程P1达到它最大需求，这时系统有8台打印机，可满足进程P2的最大需求，所以目前系统处于安全状态

# 死锁的检测与解除

1.通常不采用什么方法来接触死锁

答案：从非死锁处抢夺资源；终止系统所有资源

2.________对资源的分配不加限制，只要有剩余的资源，就可把资源分配给申请者。

答案：死锁的检测方法

3.死锁检测方法要解决两个问题，一是________是否出现了死锁，二是当有死锁发生时怎样去________。

答案：判断系统；解除死锁

4.解除死锁的方法有两种，一种是________一个或几个进程的执行以破坏循环等待，另一种是从涉及死锁的进程中________。

答案：终止；抢夺

5.中断某个进程并解除死锁后，此进程可从头开始执行，有的系统允许进程退到发生死锁之前的那个________开始执行。

答案：校验点

6.简述解决死锁问题的三种方法。

答案：死锁的解除方法看归纳为两大类：1剥夺资源。使用挂起/激活机制挂起一些进程，剥夺它们占有的资源给死锁进程，以解除死锁，待以后条件满足时，再激活被挂起的进程；2撤销进程，撤销死锁进程，将它们占有的资源分配给另一些死锁进程，直到死锁解除为止；

7.用抢夺资源的方法解除死锁时要注意什么问题?

答案：用抢夺资源的方式解除死锁时要注意三点：

(1)抢夺进程资源时希望付出的代价最小。

(2)为被抢夺者的恢复准备好条件，如返回某个安全状态，并记录有关信息。

(3)防止被抢夺资源的进程“饿死”，一般总是从执行时间短的进程中抢夺资源。

# 资源分布图

1.如果处于环路中的每个资源类中均只包含一个资源实例，则环路的存在即意味着死锁的存在。此时，环路是死锁的________。

答案：充分必要条件

2.如果资源分配图中没有环路，则系统没有________ 。

答案：死锁

3.如果进程申请一个某类资源时，可以把该类资源中的任意一个空闲资源分配给进程，则说该类资源中的所有资源是________。

答案：等价的

4.操作系统中要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对不同的资源采用不同的分配策略，往往采用死锁的________、避免和________的混合策略。

答案：防止；检测

# 哲学家就餐

1.如果进程申请一个某类资源时，可以把该类资源中的任意一个空闲资源分配给进程，则说该类资源中的所有资源是________。

答案：等价

2.操作系统中要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对不同的资源采用不同的分配策略，往往采用死锁的________、避免和________的混合策略。

答案：防止；检测

# 存储管理

# 存储管理叙述

1.可以被多个进程在任一时刻共享的代码必须是（）。

答案：不能自身修改的代码

2.可以被多个进程在任一时刻共享的代码必须是（）。

答案：必须在CPU访问之前移入内存

3.可执行目标程序中的地址为( )

答案：相对地址

4.在程序执行时进行地址映射称为：

答案：动态地址重定位

5.在( )存储管理中，必须采用动态地址重定位

答案：页模式

6.存储容量大、但存取速度慢且只能进行顺序存取的存储介质是

答案：磁带

7.通常所说的存储保护的基本含义是

答案：防止程序间相互越界访问

8.解释下列概念：逻辑地址，物理地址，重定位。

答案：

逻辑地址：用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为相对地址或逻辑地址。

物理地址：内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址顺序编址，这种地址称为绝对地址或物理地址。

重定位：程序和数据转入内存时需对目标程序中的地址进行修改，这种把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程为重定位。

9.在存储管理中，将绝对地址对应的存储空间称为________，将逻辑地址对应的存储空间称为________。

答案：物理地址空间、逻辑地址空间

10.在地址重定位中，如果地址转换工作是在___集中完成的， ______在程序执行过程中再进行地址转换工作，这种地址重定位方式称为静态重定位。

答案：程序开始执行前，不需要

11.存储管理中的动态地址重定位是指在程序装入时________地址转换,而是直接将程序装入到分配的内存区域中。程序运行过程中,再将指令中的________转换为物理地址。

答案：不进行，逻辑地址

12.为了保证程序的正确执行,必须根据分配给程序的内存区域对程序中指令和数据的存储地址进行重定位,即要把________转换成________。

答案：逻辑地址或者物理地址

# 分区管理

1.分区管理要求对每一个作业都分配（）的内存单元

答案：地址连续

2.碎片现象的存在使得（）

答案：内存空间利用率降低

3.在下列内存管理方案中，不适合多道程序的是( )

答案：单一连续模式

4.以下可用于存储保护的技术是

答案：界地址寄存器

5.最容易形成很多小碎片的可变分区分配算法是

答案：最优适应算法

6.在分区存储管理方案中，有两种存储分配保护方法，即________和________。

答案：设置界限寄存器；保护键方法

7.采用可变分区存储管理方案的优点是分区方案的______好，较之固定分区能获得较好的______利用率。

答案：灵活性；内存

8.在分区存储管理方案中,操作系统采用三种算法查找和分配空闲区,即最先适应算法、和。

答案：最优适应算法；最坏适应算法

9.简述可变分区中紧缩技术的主要作用以及实现方法。

答案：

紧缩技术可以集中分散的小空闲区(小碎片),提高内存的利用率。(2分)

紧缩技术是通过移动内存中的程序,把所有程序占用区集中在内存的一端,从而所有空闲碎片在内存的另一端合并成一个连续的大空闲区。(2分)

10.交换技术的关键问题是：

答案：减少交换的信息量

11.在存储管理中，采用覆盖技术与交换技术的目的是

答案：节省内存空间

12.将系统中不在运行中的进程或其一部分从内存中调出,让出内存空间以调入其他需要内存空间之进程的技术是

答案：交换技术

13.为了“扩充”内存，在内、外存之间控制信息交换的技术是________ 。

答案：覆盖技术和交换技术

14.________不需要操作系统的特殊支持，可以完全由用户实现，是用户程序自己附加的控制。

答案：覆盖技术

15.简述存储管理中覆盖技术的实现原理及主要作用？

答案：

覆盖技术是指一个程序的若干程序段，或几个程序的某些部分共享某一个存储空间。覆盖技术主要用于系统程序的内存管理上，因为系统软件设计者容易了解系统程序的覆盖结构。

覆盖技术不需要操作系统的特殊支持，可以完全由用户实现，即覆盖技术是用户程序自己附加的控制。

覆盖技术可以由编译程序提供支持。覆盖可以从用户级彻底解决内存小装不下程序的问题。

# 虚拟页式存储管理方案

1.在页式存储管理系统中，整个系统的页表个数是（）。

答案：与主存中的进程数相同

2.设某进程访问内存的页面走向序列如下:1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6，局部置换的前提下，分别求当该进程分得的页面数为3时，OPT置换算法的缺页数为（）。

答案：11

3.以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（）

答案：请求分页技术

4.在请求页式存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起（）

答案：缺页中断

5.页式管理每取一次数据，要访问（）次内存

答案：2

6.下列（）存储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高。

答案：分页管理

7.系统抖动是指（）

答案：刚被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象

8.在请求分页系统中，LRU算法是指（）

答案：近期最长时间以来没被访问的页先淘汰

9.下面关于虚存的说法正确的是( )

答案：作业在运行前不必全部装入内存，并且在运行期间不必一直驻留在内存

10.以下( )不可以提供虚存。

答案：可变分区存储管理

11.虚拟存储技术的基本思想是利用大容量的________来扩充内存。

答案：外存

12.实现虚拟存储，需要有容量足够大的________。

答案：外存

13.虚拟存储一般是以________为单位。

答案：页

14.采用页式存储管理的主要目的是提高

内存的利用率

15.下列存储管理方法中可能使系统产生颠簸现象的是

请求调页

16.在存储管理中，采用虚拟存储技术的目的是

扩充内存容量

17.在没有快表的情况下，页式存储管理系统按照给定的虚拟地址进行读写时，必须访问内存的次数是

二次

18.页式存储器提供编程使用的虚拟地址由两部分组成，即虚拟页号和

页内地址

19.在虚拟页式存储管理方案中,系统建立的用来实现从页号到物理页面号之间映射的数据结构是

页表

20.在带有转换检测缓冲区(TLB)的页式存储管理方式中,TLB只存储了当前进程中最活跃的少数活动页面的页号,随着进程的推进,TLB的内容

21.在虚拟页式存储管理中,为了实现地址变换,应建立

页表

22 存储管理部件首先把内存分成大小相等的许多区，把每个区称为“ ________ ”，是进行内存空间分配的物理单位。

物理页面

23.位示图每一位的值可以是0 或1，0 表示对应的物理页面为________，1 表示 ________ 。

空闲和已占用

24.简述最近最少使用页面置换算法（LRU）的基本思想？

在缺页发生时，首先淘汰掉最长时间未被使用过的页面。这个策略称为LRU页面置换算法。最近最少使用页面置换算法总是选择距离现在最长时间内没有被访问过的页面先调出。这种实现方法必须对每一页的访问情况时时刻刻地加以记录和更新，实现起来开销比较大，但LRU算法是在效果上最接近OPT算法的算法。

25.简述虚拟页式存储管理的优缺点？

优点：由于它不要求进程的程序段和数据在内存中连续存放，从而有效地解决了碎片问题。这既提高了内存的利用率，又有利于组织多道程序执行。

# 文件系统

# 文件系统的基本概念

文件存储介质的物理单位是________。卷

对文件可有多种分类方法，请列出其中的三种。

对文件可有多种分类方法，例如：按组织方式可分成逻辑文件、物理文件﹔按设备类型可分成磁盘文件、磁带文件等﹔按保护级别可分成只读文件、读写文件、执行文件等。

简述按文件的用途分类？

（1）系统文件：操作系统和各种系统应用程序和数据所组成的文件。

（2）库函数文件：标准子程序及常用应用程序组成的文件允许用户对其进行读取、执行，但不允许对其进行修改。如C 语言子程序库、FORTRAN 子程序库等。

（3）用户文件：用户文件是用户委托文件系统保存的文件。

一卷存储介质可以被分成若干个块，能用来存放一个或多个文件;一个文件可以由多个记录组成，这样的文件被称为记录式文件，一个记录可占用存储介质上的一块，或一块中可以存放多个记录。

什么是文件？

文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列。这里所谓“标识”是指文件名，“信息项”构成了文件的内容。

物理记录是主存储器与存储设备之间进行信息交换的物理单位。对每一卷存储介质的存储空间可以划分成若干个信息存储区域，其中每个连续的区域称为一个块，或称为一个物理记录。每次启动存储设备时，可以对一个或几个物理记录（块）中的信息进行存取。

把文件按组织形式进行分类，可以分为普通文件、________和________等三类。

目录文件、特殊文件(次序可以交换)

# 文件的逻辑结构和物理结构

下列( )物理结构不利于对文件的随机存取

# 文件目录

1.采用目录项分解法来存储文件控制块,假设一个文件控制块有48字节,符号目录项占8字节,基本目录项占40字节,物理块大小为512字节。如果一个目录文件有512个目录,那么查找一个文件的平均访盘次数为

目录项分解法将文件控制块（FCB）分为符号目录项和基本目录项：

符号目录项：包含文件名和指向基本目录项的指针。
基本目录项：包含文件的详细信息（如文件大小、位置等）。

已知条件

文件控制块（FCB）总大小：48字节
- 符号目录项：8字节
- 基本目录项：40字节
物理块大小：512字节
目录文件中的目录项数量：512个

计算每个物理块可以存储的符号目录项数量

计算符号目录项占用的物理块数量

查找文件的平均访盘次数

查找文件的过程包括：

查找符号目录项：需要访问符号目录项所在的物理块。
查找基本目录项：根据符号目录项中的指针访问基本目录项所在的物理块。

由于符号目录项分布在8个物理块中，查找一个符号目录项的平均访盘次数为：

2.从用户的角度看，文件系统的功能是要实现________，为了达到这一目的，一般要建立________。

答案：按名存取;文件目录

3.________是文件存在的标志，它记录了系统管理文件所需要的全部信息。

答案：文件控制块

4.文件目录是________的有序集合。

答案：文件控制块

5.单级文件目录结构不能解决________的问题。多用户系统所用的文件目录结构至少应是________。

答案：文件重名；二级文件目录结构

6.文件系统是指________。操作系统是通过________来对文件进行编排、增删、维护和检索。的有序集合称为文件目录。多级目录结构形式为。

答案：文件、管理文件的软件及数据结构的总体;按名存取；文件控制块；树形结构

7.采用多级目录结构主要是解决什么问题？

答案:命名冲突

8.树形目录结构中含有一个主目录和多级子目录，通常把主目录称为________目录。

答案：根目录

9.面向用户，文件系统主要是实现“按名存取”，请解释什么是“按名存取”？

答案：按名存取是指用户使用文件时只要给出文件的名字和一些必要的说明，文件系统就能按用户的要求把逻辑文件转换成物理文件存放到存储介质上，或把存储介质上的物理文件转换成逻辑文件供用户使用。

10.树形目录结构有什么优点？

答案：(1）解决了重名问题，允许不同的用户用相同的名字去命名文件;

(2）有利于文件的分类，可以把不同类型的文件登录在不同的子目录下，便于查找和管理;

(3)能提高搜索文件的速度，可以从当前目录开始设置路径(称相对路径)，从而缩短搜索路径，提高搜索速度;

(4）可防止用户共享文件时破坏文件，对各级目录或文件规定存取权限，凡能得到某级目录权限的用户就可得到该级目录以及所属的子目录和文件，按规定的存取权限去使用目录和文件，达到保护文件的目的。

11.某UNIX操作系统采用i结点管理文件的存储空间，假设磁盘块大小为2048字节，每个地址占64位(8个字节)， i结点包括13个地址项，其中10个地址用来存直接地址，一个地址项存一次间接地址，一个地址项存二次间接地址，一个地址项存三次间接地址。请问，系统能管理的单个文件最大长度是多少?

答案：

12.某UNIX操作系统采用i结点管理文件的存储空间,假设i结点包括13个地址项,其中10个地址用来存直接地址,一个地址项存一重间接地址,一个地址项存二重间接地址,一个地址项存三重间接地址。每个磁盘块地址占64位(8个字节),磁盘块大小为2048字节,如果要存取某文件的字节偏移量是1260000,请问,需要读取几次硬盘?请写出中间过程。

答案：文件描述符

14.将文件目录分成基本文件目录和符号文件目录的作用是（）

答案：提高检索文件速度和便于共享

15.哪一个不是FAT文件系统的版本（）。

答案：FAT-64

16.文件系统为了保证按名存取的正确性，要求用户对不同的文件不能定义相同的文件名。（）

答案：错误

17.关于多级目录，说法错误的是

答案：结构相对简单

# 文件存储空间管理

# 错题本

1.操作系统的特征：并发性；虚拟性；同步性；共享性

2.当中央处理器处于目态时，允许用户使用的指令是：非特权指令

在操作系统中，中央处理器(CPU)运行在不同的模式下，主要有两种模式：用户模式和内核模式

这里问的是当中央处理器处于用户模式时，运行用户使用的是哪种指令，一共有四种指令：

（1）设置时钟指令

（2）非特权指令

（3）清除内存指令

（4）建立存储保护指令

选择非特权指令

3.无论是何种线程，其切换都需要内核的支持，这个说法是错误的

4.进程调度的核心主要功能有：

（1）从就绪队列中选出一个进程开始运行

（2）恢复现场

（3）保存现场

没有从后备作业队列中选出一个作业

5.进程优先级可由系统内部定义或由外部指定，下面属于内部决定优先级的是：进程需要的内存大小

6.关于常用操作系统调度算法的陈述中，不正确的是：不同版本的Linux系统所采用的进程调度机制无差别

7.以下关于可变分区方案的分配策略的陈述中，正确的是：最优适应算法会较快生成很多很小的碎片

8.在存储管理中采用覆盖与交换技术的目的是：扩充内存

9.Windows的FAT文件系统所采用的物理结构是：链接结构

10.以下关于文件存取方式的陈述中，不正确的是：文件存储为用户呈现物理结构，为存储介质呈现逻辑结构

11.以下属于独占设备且不适合通过SPOOLing技术改造为共享设备的是：摄像机

12.以下关于DMA控制方式的陈述中，正确的是：可以实现CPU和外部设备并行工作

13.关于死锁的四个必要条件的说法中不正确的是：死锁必要条件只要有一个条件成立，系统就会发生死锁

14.把一个程序系统从一个计算机系统环境中移到另一个计算机系统环境中，并能正常运行的特性是：可移植性

15.为了实现对进程的管理，系统通常将相同状态的进程分别组成：就绪队列、等待队列、运行队列

16.原语和系统调用都可以被进程所调用，两者的差别在于原语具有不可中断性，它是通过在其执行过程中：**关闭中断(或关中断)**来实现的

17.内存管理中，用来记录内存分配情况的内存分配表常采用位示图表示法和链表法两种组织方式

18.分区管理方案是指能满足多道程序运行的最简单的存储管理方案

19.廉价冗余磁盘阵列可采用并行技术来提升磁盘数据读写速度，也可采用镜像和数据校验技术来提高磁盘可靠性。它包含多种模式，其中将数据完全一致地写到两块磁盘中的模式称为：RAID1。

20.为了匹配I/O设备与CPU的处理速度，通常在设备管理中引入缓冲区技术用来暂存数据。

21.操作系统不直接与设备交互，而是通过对设备控制器中的寄存器进行读写操作来与设备交换数据

22.简述异步中断和同步中断的主要差别

（1）异步中断：属于外源性质，与当前程序没有逻辑关联，随机发生

（2）同步中断：属于内因性质，由当前程序的编码和逻辑激发，必然事件

23.进程由哪些特性？

（1）并发性

（2）动态性

（3）独立性

（4）交互性

（5）异步性

（6）结构性

24.在时间片轮转法中，时间片太大或太小分别对系统性能有什么影响？

（1）时间片太短，切换频繁，系统开销大

（2）时间片太长，算法退化为先来先服务算法，无法满足交互式用户的需求

25.简述分区保护方法中的系统设置界限寄存法和保护键法

（1）设置界限寄存法：根据使用一对寄存器的值，检查内存访问是否越界

（2）保护键法：根据检查分区保护键和进程分配的保护键是否匹配以确定该进程是否有权限访问

26.某系统有n个文件，问题：

（1）如采用一级目录结构，文件的搜索时间与参数n之间有何关系？

与n成正比

（2）如采用二级目录结构，有m个用户，每个用户的平均文件个数为r，文件的搜索时间与参数之间有何关系？

与m+r成正比

27.采用目录项分解法来存储文件控制块，假设一个文件控制块有48字节，符号目录项占8字节，基本目录项占40字节，物理块大小为512字节。如果一个目录文件有512个目录，那么查找一个文件的平均访盘次数为

解析：一个目录文件的符号目录项占512*8/512=8块物理块，因此平均访盘次数为（1+8）/2+1=5.5次

28.Android操作系统的体系结构分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、______层、系统运行库层和______层。

解析：应用程序层，应用框架层，系统运行库层，Linux层

29.内核级线程的创建、撤销和切换由______实现，每个线程都对应一个______系统根据它来感知线程的存在并对它进行控制。

解析：内核/系统调用线程控制块

30.为了保护文件，可以对用户的存取权限实施控制。当用户数目和文件数目不多时，可以用______方式，但是当文件和用户较多时，为了减少空间和时间开销，则采用______方式。

解析：存取控制矩阵，二级存储控制

31.管程定义了一个______的数据结构，以及在该数据结构上所执行的______。

解析：共享变量，一组操作

32.一次访问磁盘的时间由三部分组成，分别为：______时间、旋转定位时间和______时间。

解析：寻道，信息传输

33.简述在设备管理中引入缓冲技术的原因

解析：为了匹配处理器与I/O设备之间的处理速度，减少外部中断的次数和处理器进行中断处理所花费的时间（2分），并且解决DMA或通道方式中可能出现的瓶颈问题，通常都需要在设备管理中引入用来暂存数据的缓冲技术。（2分）

34.简述通常引起进程调度的情况。

解析：

进程调度一般在下列情况下发生：

（1）正在执行的进程运行结束或者由于某种错误而终止；（1分）

（2）正在执行的进程由于等待I/O而阻塞；（1分）

（3）时间片用完，当前进程从运行态变为就绪态；（1分）

（4）当系统采用抢占式优先级调度时，有新建进程或者被唤醒的阻塞进程进入就绪队列，而该进程优先级比当前运行进程要高。（1分）

35。I/O设备的中断控制方式与DMA控制方式的区别是什么?

区别1：中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发中断要求CPU进行中断处理的，而DMA方式则是等所要求传输的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理。（2分）

区别2：中断方式的数据传送是由CPU控制完成的，而DMA方式则是在DMA控制器的控制下完成的。（2分）

36.简述实现虚拟存储器需要哪些硬件支持?

系统有足够大的内存

系统有一定容量的内存

硬件提供实现虚-实地址映射的机制

# 综合题

1.某磁盘有多个盘片，每个盘片有100个磁道，每个磁道上有8个磁头，每个磁道被分成8个扇区。现有一个文件，包含5400个逻辑记录，其逻辑记录大小与扇区大小一致。如果将该文件以顺序结构的形式存放在磁盘上，磁道、磁头、扇区、逻辑记录的编号均从0开始，文件从0磁道、0磁头、0扇区开始存放。

（1）文件中编号为2690的逻辑记录所存放位置的磁道、磁头、扇区编号分别是多少？

（2）第48号磁道的第6个磁头的第6个扇区中存放的是该文件编号为多少的逻辑记录？

解析：

（1）每个磁道上的磁盘块数为100 * 8 = 800（盘片磁道*磁道磁头）

柱头号：2690 / 800 = 3 （编号 / 磁盘块数）

磁头号：(2690 mod 800) / 8 = 36(编号取余磁盘块数 / 磁道磁头)

扇区号:(2690 mod 800) mod 8 = 2(编号取余磁盘块数) 取余磁道磁头

（2）逻辑记录编号为: 6+8(6+48*8)=3126

2.采用虚拟页式存储管理的系统中，接收了一个共6页的进程，进程执行时依次访问的页面走向为：4、2、3、1、2、1、5、6、2、1、2、3、6，当内存物理页分配3页时，初始为空，要求：分别采用先进先出（FIFO）和理想页面置换（OPT）算法，计算进程执行过程中的缺页次数和缺页率分别是多少？（要求写出计算过程，计算结果保留小数点后两位）

答案：

（1）每个进程的资源需求分别是

我们根据表格中的数据逐一计算每个进程的尚需要资源量：

P1:
- 最大需求量: A=5, B=5, C=9
- 目前占有量: A=2, B=1, C=2
- 尚需要量: A=5-2=3, B=5-1=4, C=9-2=7
P2:
- 最大需求量: A=5, B=3, C=6
- 目前占有量: A=4, B=0, C=2
- 尚需要量: A=5-4=1, B=3-0=3, C=6-2=4
P3:
- 最大需求量: A=4, B=0, C=11
- 目前占有量: A=4, B=0, C=5
- 尚需要量: A=4-4=0, B=0-0=0, C=11-5=6
P4:
- 最大需求量: A=4, B=2, C=5
- 目前占有量: A=2, B=0, C=4
- 尚需要量: A=4-2=2, B=2-0=2, C=5-4=1
P5:
- 最大需求量: A=4, B=2, C=4
- 目前占有量: A=3, B=1, C=4
- 尚需要量: A=4-3=1, B=2-1=1, C=4-4=0

因此，T0时刻每个进程尚需要的资源量如下：

P1: A=3, B=4, C=7
P2: A=1, B=3, C=4
P3: A=0, B=0, C=6
P4: A=2, B=2, C=1
P5: A=1, B=1, C=0

# 问题描述

有5个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们的到达时间和服务时间分别为：

P1（0，50）
P2（20，20）
P3（40，90）
P4（60，20）
P5（80，10）

需要分别采用先来先服务调度算法（FCFS）**和**最高响应比优先算法（HRRN），计算各进程的完成时间、周转时间以及平均周转时间。

先来先服务调度算法（FCFS）

规则：按照进程到达的顺序依次执行，不可抢占。

调度过程：

时间线：
- 0: P1到达并开始执行（服务时间50）。
- 20: P2到达，但P1正在执行，P2等待。
- 40: P3到达，P1仍在执行，P3等待。
- 50: P1完成，P2开始执行（服务时间20）。
- 60: P4到达，P2正在执行，P4等待。
- 70: P2完成，P3开始执行（服务时间90）。
- 80: P5到达，P3正在执行，P5等待。
- 160: P3完成，P4开始执行（服务时间20）。
- 180: P4完成，P5开始执行（服务时间10）。
- 190: P5完成。

计算结果：

进程	到达时间	服务时间	完成时间	周转时间（完成时间 - 到达时间）
P1	0	50	50	50 - 0 = 50
P2	20	20	70	70 - 20 = 50
P3	40	90	160	160 - 40 = 120
P4	60	20	180	180 - 60 = 120
P5	80	10	190	190 - 80 = 110

平均周转时间：

50+50+120+120+1105=4505=90.0550+50+120+120+110=5450=90.0

最高响应比优先算法（HRRN）

规则：选择响应比最高的进程执行。响应比公式：

响应比=等待时间+服务时间服务时间=1+等待时间服务时间响应比=服务时间等待时间+服务时间=1+服务时间等待时间

调度过程：

初始状态：
- 0: P1到达并开始执行（服务时间50）。
- 50: P1完成。
  - 就绪队列：P2（到达时间20，等待时间=50-20=30）、P3（到达时间40，等待时间=50-40=10）。
  - 计算响应比：
    - P2: 1+3020=2.51+2030=2.5
    - P3: 1+1090≈1.111+9010≈1.11
  - 选择P2（响应比更高）。
- 70: P2完成。
  - 就绪队列：P3（等待时间=70-40=30）、P4（到达时间60，等待时间=70-60=10）。
  - 计算响应比：
    - P3: 1+3090≈1.331+9030≈1.33
    - P4: 1+1020=1.51+2010=1.5
  - 选择P4（响应比更高）。
- 90: P4完成。
  - 就绪队列：P3（等待时间=90-40=50）、P5（到达时间80，等待时间=90-80=10）。
  - 计算响应比：
    - P3: 1+5090≈1.561+9050≈1.56
    - P5: 1+1010=2.01+1010=2.0
  - 选择P5（响应比更高）。
- 100: P5完成。
  - 就绪队列：P3（等待时间=100-40=60）。
  - 选择P3。
- 190: P3完成。

计算结果：

进程	到达时间	服务时间	完成时间	周转时间
P1	0	50	50	50
P2	20	20	70	50
P4	60	20	90	30
P5	80	10	100	20
P3	40	90	190	150

平均周转时间：

50+50+30+20+1505=3005=60.0550+50+30+20+150=5300=60.0

最终答案

填写题36表：

调度算法	进程	P1	P2	P3	P4	P5	平均周转时间
先来先服务（FCFS）	完成时间	50	70	160	180	190	90.0
	周转时间	50	50	120	120	110
最高响应比（HRRN）	完成时间	50	70	190	90	100	60.0
	周转时间	50	50	150	30	20

关键点

FCFS：严格按到达顺序执行，周转时间较长（尤其是后续到达的进程）。
HRRN：通过动态优先级减少短进程的等待时间，平均周转时间更优（从90.0降至60.0）。

# 进程管理(上)

# 调度准则

系统的吞吐量 = 总共完成的作业数 / 总共花费的时间
CPU的利用率 = CPU有效工作时间 / (CPU有效工作时间 + CPU空闲等待时间)
等待时间：进程/作业等待被服务的时间之和
周转时间：某一作业提交系统的时间到该作业完成时这段时间间隔。（作业完成时间 - 作业提交时间）
响应时间：从用户提交请求到首次产生响应所用的时间
平均周转时间 = 各作业周转时间之和 / 作业数
带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间（≥1，越小用户体验越好）

# 调度算法

最短剩余时间优先调度算法

每当新进程到达或当前进程完成时，系统会比较所有就绪进程的剩余运行时间，选择剩余时间最短的进程执行。

最短作业优先调度算法

调度时选择当前就绪队列中运行时间最短的进程。

# 缺页次数和缺页率

FIFO（先进先出）

OPT（最佳置换算法或者叫理想页面置换）算法的核心思想

未来预测：置换当前内存中“未来最长时间不会被访问”的页面。

最近最久未使用置换算法(LRU)

# 根据页表求地址

# 磁盘调度算法

题目内容： 某磁盘有多个盘片，每个盘片有100个磁道，每个磁道上有8个磁头，每个磁道被分成8个扇区。现有一个文件，包含5400个逻辑记录，其逻辑记录大小与扇区大小一致。如果将该文件以顺序结构的形式存放在磁盘上，磁道、磁头、扇区、逻辑记录的编号均从0开始，文件从0磁道、0磁头、0扇区开始存放。

问题：

文件中编号为2690的逻辑记录所存放位置的磁道、磁头、扇区编号分别是多少？
第48号磁道的第6个磁头的第6个扇区中存放的是该文件编号为多少的逻辑记录？

标准答案：

# 先来先服务调度算法

# 电梯调度算法(优先找最近的)

# 资源分配情况题目

第一小问

第二小问

# 计算物理地址

物理地址：5*页面大小+页内偏移

# PV操作

P是申请s-1

V是释放s+1