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错题本-操作系统

Velen Yang

• 9 min read

如下

选择题

  • 对OS功能的概括中，正确的是： 进程管理/存储管理/文件管理/作业管理/设备管理
  • 程序状态字的内容不包括 执行代码的用户ID ，以下则包括在内：
    • CPU的工作状态代码
    • 条件码
    • 中断屏蔽码
  • 以下关于系统调用/库函数和应用程序的叙述中，正确的是 应用程序通过系统调用来获得操作系统内核提供的服务
  • 以下关于进程通信的叙述中，错误的是 P/V操作一般用于进程间的同步与互斥，也可以实现进程间大量信息的交换 ，错在 不能承担进程间大量信息的交换
  • 正在运行的进程在信号量S上做P操作后，当S=0时，该进程 保持运行状态
  • 有m个进程共享一临界资源，若使用信号量机制实现临界资源的互斥访问，则该信号量的最小取值是 1-m 因为初始值为1，有m个进程使用，所以要1-m
  • 资源静态分配方法可以预防死锁，如果进程在执行前就申请它所需的全部资源，仅当系统能满足要求且一次性分配资源后，该进程才能执行。这样的资源静态分配策略破坏了死锁四个必要条件中的 请求和保持条件 。因为采用该方法后，进程在执行过程中不再申请资源，故不可能出现占有了某些资源再等待其他资源的情况，即“请求和保持”的条件不成立，从而预防死锁的发生
  • 采用页式存储管理的主要目的是提高 内存的利用率 ，而非系统的吞吐量
  • 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 磁带 ，而非磁盘
  • 关于多级目录，说法错误的是 结构相对比较简单
  • 设计I/O软件的一个最关键的目标是 设备独立性
  • 下列属于应用软件的是 文字处理 ，以下则不属于
    • 数据库——支撑软件
    • 操作系统——系统软件
    • 编译程序——系统软件
  • 符号标志位是指 SF（Sign Flag） ，以下则不是：
    • CF——进位标志位Carry Flag
    • ZF——零标志位Zero Flag
    • OF——溢出标志位Overflow Flag
  • 进程的特性是 并发性/动态性/独立性/交往性/异步性/结构性 ，不包括随机性
  • 实现进程同步的机制称为 同步机制
  • 用P/V操作管理互斥使用的资源时，信号量的初值应定义为 1
  • 管程的特点不包括 结构化 ，以下则是:
    • 模块化
    • 抽象数据类型
    • 信息隐蔽
  • 采用静态重定位方式装入的程序，在程序执行过程中进行地址转换的是 不需要 ，因为在程序开始时前集中转换指令地址和数据，地址变为绝对地址，执行过程中就无需再转换
  • 逻辑文件可以采用的组织方式是 记录式文件和流式文件
  • 索引文件结构的描述错误的是 索引结构文件不适于顺序存取，但适于随机存取 ，因为 索引结构文件既适于顺序存取，又适于随机存取 ，以下描述也正确：
    • 索引文件结构保持了链接结构的优点，又解决了其缺点
    • 索引文件可以满足文件动态增长的要求
    • 索引文件可以充分利用外存空间
  • 操作系统有着与其他软件相比所不同的特征，其中不包括 及时性

填空题

  • 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， 执行体 和 大量的子系统集合
  • 线程的主要属性是：每个线程都有一个唯一的标识符和一张 线程描述表 ，同一进程中各个线程共享该进程的 主存地址空间
  • 一个管程由管程名称/共享数据说明/对数据进行操作的 一组过程 和对 共享数据 赋初值的语句四部分组成
  • 若检测后发现系统有死锁，则可通过 剥夺资源 和 撤销进程 方法来解除死锁
  • 在存储管理中，将绝对地址对应的存储空间称为 物理地址空间 ，将逻辑地址对应的存储空间称为 逻辑地址空间 。
  • 在分区存储管理方案中，有两种存储分配保护方法，即 设置界限寄存器 和==保护键方法==
  • 把文件按组织方式进行分类，可以分为普通文件/ 目录文件 和==特殊文件==
  • 记录的成组和分解技术是磁盘高速缓存的一种应用，虽然需要代价，但是具有提高 存储空间的利用率和减少启动设备次数 的优点
  • 在典型的计算机系统硬件结构中，CPU与内存在最里层，通过总线与第二层的 接口（或适配器） 部件链接，第三层是 各种外围设备控制器 ，最外层是外围设备
  • 资源的共享和竞争存在于多道程序的并发执行中，从而制约了各道程序的执行速度。由于本来并无逻辑关系的程序之间产生了相互制约的关系，而各个程序活动的工作状态与所处环境有密切关系，使并发程序的执行出现了 执行——暂停——执行 的活动现象
  • 在操作系统的I/O软件中，采用 文件系统路径名 的方法来命名设备

简答题

什么是中断？同一中断级中的多个设备接口中同时都有中断请求时，如何处理？

  1. 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. 固定优先数或者轮转法

进程控制通过进程控制原语来实现，请分别描述创建原语和撤消原语的操作过程

  1. 创建原语：先申请一个空闲PCB区域，然后将有关信息填入PCB，置该进程为就绪状态，最后把它插入就绪队列中
  2. 撤销原愿：找到要被撤销进程的PCB，将它从所在队列中消去，撤销属于该进程的一切“子孙进程”，释放该进程占用的所有资源，并消去该进程的PCB

什么是资源有序分配法？请简述此方法能够预防死锁的原因

  1. 资源有序分配法是指对系统中所有资源顺序编号，规定任何一个进程申请两个以上资源时，按资源编号顺序申请，只有在得到编号小的资源之后，才能再申请编号大的资源
  2. 资源有序分配法破坏了死锁的四个必要条件之一的循环等待条件，达到预防死锁的目的

虚拟存储器的工作原理是什么

当进程开始运行时，先将程序的一部分装入内存，另一部分暂时留在外存；
当要执行的指令不在内存时，系统自动完成将它们从外村调入内存的工作；
当没有足够的内存空间时，系统自动选择部分内存空间，将其中原有的内容交换到磁盘，并释放这些内存空间，供该进程或其他进程使用

假定某系统中，磁带的记录密度为每英寸1200个字符，每个逻辑记录长为200个字符，块与块之间的间隙为0.5英寸。请问，为了使磁带空间利用率达到70%，采用记录成组操作时的块因子应为多少？

设块因子为x。
每条记录所占磁带空间为200 / 1200 = 1/6英寸
则(x * 1/6) / (x * 1/6 + 0.5) = 0.7
解方程可得x=7
所以，成组操作时，块因子应为7

简述批处理操作系统的工作方式

用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后，并不立即将作业输入到计算机，而是收到一定数量的作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
这批作业可在系统中形成一个连续的/自动转接的作业流，系统操作员然后启动操作系统，系统自动/依次运行每个作业，最后由操作员将执行完毕的作业结果交给用户

简述常用的I/O控制技术及其特点

计算机系统中常用通道以及直接存储器存取（DMA）等I/O技术
通道独立于中央处理器，它代理处理器对外部设备实行统一的管理，从而使处理器和外部设备并行工作，提高多道程序处理的效率。
DMA技术由DMA控制器自动控制成块数据在内存与I/O单元之间的传送，提高了处理I/O的效率

简述进程的基本属性

  1. 进程是一个可拥有资源的独立单位
  2. 进程同时又是一个可以独立调度和分派的基本单位

简述采用信号量及P/V同步机制来编写并发程序的缺点

  1. 程序易读性差
  2. 程序不利于修改和维护
  3. 正确性难以保证

简述二级目录文件的优缺点

二级目录解决了文件的重名问题；可以实现用户间的文件共享，查找时间也降低了。
缺点是：增加了系统的开销

综合题

用P/V操作实现三个过程共享缓冲区的同步问题（主要看语法）

begin
    Buffer:integer;
    SS,SC,SD:semaphore;
    SS:=1;SC:=0;SD:=0;
        cobegin
            Process Sample
                begin
                    L1:get a sample;
                    P(SS);
                    Buffer:=sample;
                    V(SC);
                    goto L1;
                end;
            Procee Convert
                begin
                    L2:P(SC);
                    take a sample form Buffer;
                    convert the sample to temperature;
                    Buffer:=temperature;
                    V(SD);
                    goto L2;
                end
            ...
        coend;
end;