操作系统终极版

一、填空?

1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。 2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。

3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。 4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。

5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。

6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。 7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。

8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。

9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。

10．采用多道程序设计技术，能充分发挥 CPU 和外部设备并行工作的能力。 一、填空?

1．进程在执行过程中有3种基本状态，它们是运行态、就绪态和阻塞态。 2．系统中一个进程由程序、数据集合和进程控制块（PCB）三部分组成。 3．在多道程序设计系统中，进程是一个动态概念，程序是一个静态概念。

4．在一个单CPU系统中，若有5个用户进程。假设当前系统为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有 4 个，最少有 0 个。

注意，题目里给出的是假设当前系统为用户态，这表明现在有一个进程处于运行状态，因此最多有4个进程处于就绪态。也可能除一个在运行外，其他4个都处于阻塞。这时，处于就绪的进程一个也没有。

5．总的来说，进程调度有两种方式，即不可剥夺方式和剥夺方式。 6．进程调度程序具体负责中央处理机（CPU）的分配。

7．为了使系统的各种资源得到均衡使用，进行作业调度时，应该注意 CPU忙碌作业和 I/O忙碌作业的搭配。

8．所谓系统调用，就是用户程序要调用操作系统提供的一些子功能。

9．作业被系统接纳后到运行完毕，一般还需要经历后备、运行和完成三个阶段。

10．假定一个系统中的所有作业同时到达，那么使作业平均周转时间为最小的作业调度算法是短作业优先调度算法。

一、填空?

1．将作业相对地址空间的相对地址转换成内存中的绝对地址的过程称为地址重定位。 2．使用覆盖与对换技术的主要目的是提高内存的利用率。

3．存储管理中，对存储空间的浪费是以内部碎片和外部碎片两种形式表现出来的。 4．地址重定位可分为静态重定位和动态重定位两种。

5．在可变分区存储管理中采用最佳适应算法时，最好按尺寸法来组织空闲分区链表。 6．在分页式存储管理的页表里，主要应该包含页号和块号两个信息。 7．静态重定位在程序装入时进行，动态重定位在程序执行时进行。

8．在分页式存储管理中，如果页面置换算法选择不当，则会使系统出现抖动现象。

9．在请求分页式存储管理中采用先进先出（FIFO）页面淘汰算法时，增加分配给作业的块数时，缺页中断的次数有可能会增加。

10．在请求分页式存储管理中，页面淘汰是由于缺页引起的。 一、填空?

1．磁带、磁盘这样的存储设备都是以 块 为单位与内存进行信息交换的。

2．根据用户作业发出的磁盘I/O请求的柱面位置，来决定请求执行顺序的调度，被称为 移臂 调度。 3．DMA控制器在获得总线控制权的情况下能直接与 内存储器 进行数据交换，无需CPU介入。

4．在DMA方式下，设备与内存储器之间进行的是 成批 数据传输。 5．通道程序是由 通道 执行的。

6．通道是一个独立与CPU的、专门用来管理 输入/输出操作 的处理机。

7．缓冲的实现有两种方法：一种是采用专门硬件寄存器的硬件缓冲，一种是在内存储器里开辟一个区域，作为专用的I/O缓冲区，称为 软件缓冲 。

8．设备管理中使用的数据结构有系统设备表（SDT）和 设备控制块（DCB） 。 9．基于设备的分配特性，可以把系统中的设备分为独享、共享和 虚拟 三种类型。 10．引起中断发生的事件称为 中断源 。 一、填空?

1．一个文件的文件名是在 创建该文件 时给出的。

2．所谓“文件系统”，由与文件管理有关的 那部分软件 、被管理的文件以及管理所需要的数据结构三部分组成。

3． 块 是辅助存储器与内存之间进行信息传输的单位。

4．在用位示图管理磁盘存储空间时，位示图的尺寸由磁盘的 总块数 决定。

5．采用空闲区表法管理磁盘存储空间，类似于存储管理中采用 可变分区存储管理 方法管理内存储器。

6．操作系统是通过 文件控制块（FCB）感知一个文件的存在的。

7．按用户对文件的存取权限将用户分成若干组，规定每一组用户对文件的访问权限。这样，所有用户组存取权限的集合称为该文件的存取控制表。

8．根据在辅存上的不同存储方式，文件可以有顺序、 链接和索引三种不同的物理结构。

9．如果把文件视为有序的字符集合，在其内部不再对信息进行组织划分，那么这种文件的逻辑结构被称为“ 流式文件 ”。

10．如果用户把文件信息划分成一个个记录，存取时以记录为单位进行，那么这种文件的逻辑结构称为“ 记录式文件 ”。

一、填空?

1．信号量的物理意义是当信号量值大于零时表示可分配资源的个数；当信号量值小于零时，其绝对值为等待使用该资源的进程的个数。

2．所谓临界区是指进程程序中需要互斥执行的程序段。

3．用P、V操作管理临界区时，一个进程在进入临界区前应对信号量执行P操作，退出临界区时应对信号量执行V操作。

4．有m个进程共享一个临界资源。若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则该信号量取值最大为1，最小为?（m?1）。

注意，无论有多少个进程，只要它们需要互斥访问同一个临界资源，那么管理该临界资源的信号量初值就是1。当有一个进程进入临界区时，信号量的值就变为0。随后再想进入的进程只能等待。最多的情况是让一个进程进入后，其余（m?1）个进程都在等待进入。于是这时信号量取到最小值：?（m?1）。

5．对信号量S的P操作原语中，使进程进入相应信号量队列等待的条件是Vs<0 。 6．死锁是指系统中多个进程无休止地等待永远不会发生的事件出现。 7．产生死锁的4个必要条件是互斥、非剥夺、部分分配和循环等待。

8．在银行家算法中，如果一个进程对资源提出的请求将会导致系统从安全的状态进入到不安全的状态时，就暂时拒绝这一请求。

9．信箱在逻辑上被分为信箱头和信箱体两部分。

10．在操作系统中进程间的通信可以分为低级通信与高级通信两种。 一、填空

1．一个操作系统的可扩展性，是指该系统能够跟上先进计算技术发展的能力。

2．在引入线程的操作系统中，线程是进程的一个实体，是 进程 中实施调度和处理机分派的基本单位。

里的。

一、填空

1．Linux中，可以同时并行工作的进程个数，由符号常量 NR_TASKS 所限定。通常，它被定义为512。 2．在Linux中，进程调度被分为 实时进程调度 和非实时进程调度两种。

1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？

答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。基于这种考虑，计算机科学家开始把CPU、存储器、外部设备以及各种软件都视为计算机系统的“资源”，并逐步设计出一种软件来管理这些资源，不仅使它们能够得到合理地使用，而且还要高效地使用。具有这种功能的软件就是“操作系统”。所以，“多道程序设计”的出现，加快了操作系统的诞生。

2．什么是“原语”、“特权指令”、“系统调用命令”和“访管指令”？它们之间有无一定的联系？ 答：特权指令和访管指令都是CPU指令系统中的指令，只是前者是一些只能在管态下执行的指令后者是一条只能在目态下执行的指令。原语和系统调用命令都是操作系统中的功能程序，只是前者执行时不能被其他程序所打断，后者没有这个要求。操作系统中有些系统调用命令是以原语的形式出现的，例如创建进程就是一条原语式的系统调用命令。但并不是所有系统调用命令都是原语。因为如果那样的话，整个系统的并发性就不可能得到充分地发挥。

4．系统调用与一般的过程调用有什么区别？

答：系统调用是指在用户程序中调用操作系统提供的功能子程序；一般的过程调用是指在一个程序中调用另一个程序。因此它们之间有如下三点区别。

3．当进程运行时出现了系统调用或中断事件，而要去执行操作系统内核的程序时，进程的运行4．Linux存储管理的特点是采用在 各个分区 里进行分页的存储管理技术。

模式就从用户模式转为 核心 模式。

5．采用在分区里分页的虚拟存储管理技术，有利与实行存储 保护 和共享。

6．Ext2中块组里的索引节点位图，是用来管理块组中的 索引节点 的，它占用一个盘块。 7．Ext2中块组里的盘块位图，是用来管理块组中的 盘块 的，它占用一个盘块。 8．Linux中的进程描述符，就是通常所说的 进程控制块 。

9．Linux内核中，利用控制寄存器来控制硬设备完成输入/输出任务的软件，叫做设备驱动程序，有时10．网络是一种经过 网络接口 与主机交换数据的设备。

7．分区是磁盘的基本组成部分，是一个能够 被格式化和单独使用 的逻辑单元。 8． MFT是一个数组，是一个以数组元素为 记录 构成的文件。

9．只要是存于NTFS卷上的文件，在MFT里都会有一个 元素 与之对应。

10．在Windows 2000的设备管理中，整个I/O处理过程都是通过 I/O请求包（IRP）来驱动的。 3．一个线程除了有所属进程的基本优先级外，还有运行时的 当前 优先级。

4．在Windows 2000中，具有1~15优先级的线程称为 可变型 线程。它的优先级随着时间配额5．Windows 2000在创建一个进程时，在内存里分配给它一定数量的页帧，用于存放运行时所需6．Windows 2000采用的是请求调页法和 集群 法相结合的取页策略，把页面装入到内存的页帧

的用完，会被强制降低。

要的页面。这些页面被称为是该进程的“ 工作集 ”。

也称为 设备驱动器 。

（1）一般的过程调用，调用者与被调用者都运行在相同的CPU状态，即或都处于目态（用户程序调用用户程序），或都处于管态（系统程序调用系统程序）；但发生系统调用时，发出调用命令的调用者运行在目态，而被调用的对象则运行在管态，即调用者与被调用者运行在不同的CPU状态。

（2）一般的过程调用，是直接通过转移指令转向被调用的程序；但发生系统调用时，只能通过访管指令提供的一个统一的入口，由目态进入管态，经分析后，才转向相应的操作系统命令处理程序。

（3）一般的过程调用，在被调用者执行完后，就径直返回断点继续执行；但系统调用可能会导致进程状态的变化，从而引起系统重新分配处理机。因此，系统调用处理结束后，不一定是返回调用者断点处继续执行。

2．叙述静态重定位与动态重定位的区别。

答：静态重定位是一种通过软件来完成的地址重定位技术。它在程序装入内存时，完成对程序指令中地址的调整。因此，程序经过静态重定位以后，在内存中就不能移动了。如果要移动，就必须重新进行地址重定位。

动态重定位是一种通过硬件支持完成的地址重定位技术。作业程序被原封不动地装入内存。只有到执行某条指令时，硬件地址转换机构才对它里面的地址进行转换。正因为如此，实行动态重定位的系统，作业程序可以在内存里移动。也就是说，作业程序在内存中是可浮动的。

3．一个虚拟地址结构用24个二进制位表示。其中12个二进制位表示页面尺寸。试问这种虚拟地址空间总共多少页？每页的尺寸是多少？

答：如下图所示，由于虚拟地址中是用12个二进制位表示页面尺寸（即页内位移），所以虚拟地址空间中表示页号的也是12个二进制位。这样，这种虚拟地址空间总共有：

2 = 4096（页） 每页的尺寸是：

2 = 4096 = 4K（字节）

1212

23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 页号 虚拟地址 页内位移

4．什么叫虚拟存储器？怎样确定虚拟存储器的容量？ 答：虚拟存储器实际是一种存储扩充技术。它把作业程序存放在辅助存储器里，运行时只装入程序的一部分。遇到不在内存的程序时，再把所需要的部分装入。这样在内存和辅存之间调入、调出的做法，使用户的作业地址空间无需顾及内存的大小。给用户造成的印象是，无论程序有多大，它在这个系统上都可以运行。这种以辅助存储器作为后援的虚幻存储器，就称为虚拟存储器。虚拟存储器的大小是由系统的地址结构确定的。

1．在可变分区存储管理中，按地址法组织当前的空闲分区，其大小分别为：10KB，4KB，20KB，18KB，7KB，9KB，12KB和15KB。现在依次有3个存储请求为：12KB，10KB，9KB。试问使用最先适应算法时的分配情形如何？那么最佳适应、最坏适应呢？

解：我们用表来说明实行各种分配算法时的情形。 （1）最先适应算法 请求队列 初始 12K 10K 9K （2）最佳适应算法

10K 10K 0 0 4K 4K 4K 4K 20K 8K 8K 8K 最先适应算法 18K 18K 18K 9K 7K 7K 7K 7K 9K 9K 9K 9K 12K 12K 12K 12K 15K 15K 15K 15K 请求队列 初始 12K 10K 9K （3）最坏适应算法 请求队列 初始 12K 10K 9K 10K 10K 10K 10K 4K 4K 4K 4K 20K 8K 8K 8K 10K 10K 0 0 4K 4K 4K 4K 20K 20K 20K 20K 最佳适应算法 18K 18K 18K 18K 7K 7K 7K 7K 9K 9K 9K 0 12K 0 0 0 15K 15K 15K 15K 最坏适应算法 18K 18K 8K 8K 7K 7K 7K 7K 9K 9K 9K 9K 12K 12K 12K 12K 15K 15K 15K 6K 可见，分配算法不同，选择的分配对象也不一样。

2．系统内存被划分成8块，每块4KB。某作业的虚拟地址空间共划分成16个页面。当前在内存的页与内存块的对应关系如下表所示，未列出的页表示不在内存。 页 号 0 1 2 3 试指出对应于下列虚拟地址的绝对地址： （a）20

（b）4100 （c）8300

解：（a）虚拟地址20对应的页号是0，页内位移是20。用0去查页表，知道第0页现在存放在内存的第2块。由于每块的长度是4KB，所以第2块的起始地址为8192。因此，虚拟地址20所对应的绝对地址是：

8192+20=8212

（b）虚拟地址4100对应的页号是： 4100/4096=1（“/”是整除运算符） 对应的页内位移是：

4100@96=4（“%”是求余运算符）

用1去查页表，知道第1页现在存放在内存的第1块。第1块的起始地址为4096。因此，虚拟地址4100所对应的绝对地址是： 4096+4=4100

（c）虚拟地址8300对应的页号是：8300/4096=2（“/”是整除运算符） 对应的页内位移是：8300@96=108（“%”是求余运算符）

用2去查页表，知道第2页现在存放在内存的第6块。第6块的起始地址为 6×4K=24576

因此，虚拟地址8300所对应的绝对地址是

24576+108=24684

3．某请求分页式存储管理系统，接收一个共7页的作业。作业运行时的页面走向如下： 1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6

若采用最近最久未用（LRU）页面淘汰算法，作业在得到2块和4块内存空间时，各会产生出多少次

块 号 2 1 6 0 页 号 4 5 9 11 块 号 4 3 5 7

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