操作系统基础知识

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1 操 作 系 统 基 础 知 识 中 国 科 学 技 术 大 学 软 件 学 院 石 竹 考 点 1: 操 作 系 统 基 础 知 识 考 点 点 拨 : 本 考 点 要 求 掌 握 操 作 系 统 的 定 义 特 征 功 能 与 类 型 试 题 1 系 统 软 件 是 的 软 件 (2004 年 上 半 年 上 午 填 空 25) A) 向 应 用 软 件 提 供 系 统 调 用 等 服 务 B) 与 具 体 硬 件 逻 辑 功 能 无 关 C) 在 应 用 软 件 基 础 上 开 发 D) 并 不 具 体 提 供 人 机 界 面 答 案 :A 分 析 : 系 统 软 件 是 用 来 保 证 机 器 正 确 高 效 运 转 的 一 些 软 件, 包 括 操 作 系 统 语 言 处 理 程 序 及 实 用 程 序 等, 它 向 应 用 软 件 用 户 提 供 各 种 服 务 功 能 ; 为 用 户 提 供 良 好 的 界 面 试 题 2 操 作 系 统 是 一 种, 作 业 管 理 和 进 程 管 理 是 操 作 系 统 的 重 要 组 成 部 分 (1998 年 上 午 题 2A) A) 专 用 软 件 B) 应 用 软 件 C) 系 统 软 件 D) 实 用 软 件 答 案 :C 分 析 : 计 算 机 软 件 可 分 系 统 软 件 和 应 用 软 件 二 大 类 系 统 软 件 主 要 用 于 计 算 机 内 部 的 管 理 维 护 控 制 运 行 以 及 计 算 机 的 翻 译 编 辑 控 制 和 运 行 等 主 要 包 括 操 作 系 统 监 控 管 理 程 序 设 备 驱 动 程 序 语 言 编 译 系 统 等 应 用 软 件 是 指 为 了 解 决 实 际 问 题 而 编 写 的 计 算 机 程 序 理 论 连 接 : 操 作 系 统 的 定 义 与 作 用 操 作 系 统 (operating system) 是 计 算 机 系 统 中 的 一 个 系 统 软 件, 是 一 些 程 序 模 块 的 集 合 它 们 能 以 尽 量 有 效 合 理 的 方 式 组 织 和 管 理 计 算 机 的 软 硬 件 资 源, 合 理 的 组 织 计 算 机 的 工 作 流 程, 控 制 程 序 的 执 行 并 向 用 户 提 供 各 种 服 务 功 能, 使 得 用 户 能 够 灵 活 方 便 有 效 的 使 用 计 算 机, 使 整 个 计 算 机 系 统 能 高 效 地 运 行 操 作 系 统 的 作 用 : 管 理 系 统 中 的 各 种 资 源 为 用 户 提 供 良 好 的 界 面 对 计 算 机 系 统 而 言, 操 作 系 统 是 对 所 有 系 统 资 源 进 行 管 理 的 程 序 的 集 合 ; 对 用 户 而 言, 操 作 系 统 提 供 了 对 系 统 资 源 进 行 有 效 利 用 的 简 单 抽 象 的 方 法 安 装 了 操 作 系 统 的 计 算 机 称 为 虚 拟 机 (virtual machine), 是 对 裸 机 的 扩 展

2 试 题 3 现 代 操 作 系 统 的 两 个 基 本 特 征 是 和 资 源 共 享 A) 多 道 程 序 设 计 B) 中 断 处 理 C) 程 序 的 并 发 执 行 D) 实 现 分 时 与 实 时 处 理 答 案 :C 理 论 链 接 : 操 作 系 统 特 征 : 操 作 系 统 具 有 如 下 特 征 : 1) 并 发 : 在 计 算 机 系 统 中 同 时 存 在 多 个 程 序, 宏 观 上 : 这 些 程 序 是 同 时 在 执 行 的, 微 观 上 : 任 何 时 刻 只 有 一 个 程 序 在 执 行, 即 微 观 上 这 些 程 序 在 CPU 上 轮 流 执 行 2) 共 享 : 操 作 系 统 与 多 个 用 户 的 程 序 共 同 使 用 计 算 机 系 统 中 的 资 源 3) 虚 拟 性 : 把 一 台 物 理 设 备 变 成 逻 辑 上 的 多 台 设 备 4) 随 机 性 ( 不 确 定 性 ): 操 作 系 统 必 须 随 时 对 以 不 可 预 测 的 次 序 发 生 的 事 件 进 行 响 应 试 题 4 操 作 系 统 的 功 能 不 包 括 (2004 年 下 半 年 上 午 填 空 17) A) 提 供 用 户 操 作 界 面 B) 管 理 系 统 资 源 C) 提 供 应 用 程 序 界 面 D) 提 供 HTML 答 案 :D 分 析 : 操 作 系 统 主 要 是 对 系 统 资 源 进 行 管 理, 它 不 提 供 有 关 HTML 的 功 能 试 题 5 以 下 项 功 能 不 是 操 作 系 统 具 备 的 主 要 功 能 A) 存 储 管 理 B) 设 备 管 理 C) 文 档 编 辑 D)CPU 调 度 答 案 :C 分 析 : 操 作 系 统 的 主 要 功 能 有 : 作 业 管 理 进 程 管 理 存 储 管 理 设 备 管 理 和 文 件 管 理 理 论 链 接 : 操 作 系 统 的 主 要 功 能 1. 作 业 管 理 : 包 括 任 务 管 理 界 面 管 理 人 机 交 互 图 形 界 面 语 音 控 制 和 虚 拟 现 实 等 ; 2. 文 件 管 理 : 又 称 为 信 息 管 理 ; 3. 存 储 管 理 : 实 质 是 对 存 储 空 间 的 管 理, 主 要 指 对 内 存 的 管 理 ; 4. 设 备 管 理 : 实 质 是 对 硬 件 设 备 的 管 理, 其 中 包 括 对 输 入 输 出 设 备 的 分 配 启 动 完 成 和 回 收 ; 5. 进 程 管 理 : 又 称 处 理 机 管 理, 实 质 上 是 对 处 理 机 执 行 时 间 的 管 理, 即 如 何 将 CPU 真 正 合 理 地 分 配 给 每 个 任 务 试 题 6 分 时 操 作 系 统 的 主 要 特 征 之 一 是 提 高 (2001 年 上 午 题 26) A) 计 算 机 系 统 的 可 靠 性 B) 计 算 机 系 统 的 交 互 性 C) 计 算 机 系 统 的 实 时 性 D) 计 算 机 系 统 的 安 全 性 答 案 :B

3 分 析 : 分 时 操 作 系 统 的 主 要 特 征 有 : 多 路 性 独 立 性 交 互 性 和 及 时 性 试 题 7 从 供 选 择 的 答 案 中 选 出 同 下 列 叙 述 关 系 最 密 切 的 子 句, 把 编 号 写 在 答 案 的 对 应 栏 内 A) 为 了 提 高 计 算 机 的 处 理 机 和 外 部 投 备 的 利 用 率, 把 多 个 程 序 同 时 放 入 主 存 储 器, 在 宏 观 上 并 行 运 行 B) 把 一 个 程 序 划 分 成 若 干 个 可 同 时 执 行 的 程 序 模 块 的 设 计 方 法 C) 多 个 用 户 在 终 端 设 备 上 以 交 互 方 式 输 入 排 错 和 控 制 其 程 序 的 运 行 D) 由 多 台 计 算 机 组 成 的 一 个 系 统 这 些 计 算 机 之 间 可 以 通 过 通 信 来 交 换 信 息 ; 互 相 之 间 无 主 次 之 分 ; 它 们 共 享 系 统 资 源 ; 程 序 由 系 统 中 的 全 部 或 部 分 计 算 机 协 同 执 行 管 理 上 述 计 算 机 系 统 的 操 作 系 统 E) 有 一 类 操 作 系 统 的 系 统 响 应 时 间 的 重 要 性 超 过 系 统 资 源 的 利 用 率, 它 被 广 泛 地 应 用 于 卫 星 控 制 导 弹 发 设 飞 机 飞 行 控 制 飞 机 订 票 业 务 等 领 域 (1991 年 上 午 题 1) A~E: (1) 分 时 操 作 系 统 (2) 实 时 操 作 系 统 (3) 批 处 理 操 作 系 统 (4) 网 络 操 作 系 统 (5) 分 布 式 操 作 系 统 (6) 单 用 户 操 作 系 统 (7) 多 重 程 序 设 计 (8) 多 道 程 设 计 (9) 并 发 程 序 设 计 答 案 :A)8 B)9 C)1 D)5 E.2 分 析 : 多 道 程 设 计 是 为 了 提 高 计 算 机 的 处 理 机 和 外 部 投 备 的 利 用 率 它 允 许 多 个 作 业 或 多 个 任 务 同 时 装 入 主 机 存 储 器, 使 一 个 中 央 处 理 器 轮 流 执 行 各 个 作 业, 各 个 作 业 可 以 同 时 使 用 各 自 所 需 的 外 围 设 备 程 序 的 并 发 执 行 是 指 两 个 或 两 个 以 上 程 序 在 计 算 机 系 统 中 同 处 于 己 开 始 执 行 且 尚 未 结 束 的 状 态 把 能 够 参 与 并 发 执 行 的 程 序 称 为 并 发 程 序 而 把 一 个 程 序 划 分 成 若 干 个 可 同 时 执 行 的 程 序 模 块 的 设 计 方 法 属 于 并 发 程 序 设 计 方 法 把 计 算 机 的 系 统 资 源 ( 尤 其 是 CPU 时 间 ) 进 行 时 间 上 的 分 割, 每 个 时 间 段 称 为 一 个 时 间 片, 每 个 用 户 依 次 轮 流 使 用 时 间 片, 在 终 端 设 备 上 以 交 互 方 式 输 入 排 错 和 控 制 其 程 序 的 运 行, 实 现 多 个 用 户 分 享 同 一 台 主 机 进 行 这 样 管 理 的 操 作 系 统 属 于 分 时 操 作 系 统 分 布 式 系 统 是 以 计 算 机 网 络 为 基 础 的, 它 的 基 本 特 征 是 处 理 上 的 分 布, 即 功 能 和 任 务 的 分 布 分 布 式 操 作 系 统 的 所 有 系 统 任 务 可 在 系 统 中 任 何 处 理 机 上 运 行, 自 动 实 现 全 系 统 范 围 内 的 任 务 分 配 并 自 动 调 度 各 处 理 机 的 工 作 负 载 能 对 随 机 发 生 的 外 部 事 件 作 出 及 时 的 响 应 并 对 其 进 行 处 理 的 操 作 系 统 是 实 时 操 作 系 统 这 类 操 作 系 统 的 系 统 响 应 时 间 的 重 要 性 超 过 系 统 资 源 的 利 用 率, 它 被 广 泛 地 应 用 于 卫 星 控 制 导 弹 发 设 飞 机 飞 行 控 制 飞 机 订 票 业 务 等 领 域 试 题 8 操 作 系 统 是 一 种 A 在 操 作 系 统 中 采 用 多 道 程 序 设 计 方 式 能 提 高 CPU 和 外 部 设 备 的 B 一 般 来 说, 为 了 实 现 多 道 程 序 设 计, 计 算 机 需 要 有 C 操 作 系 统 D 已 经 成 为 工 作 站 上 的 主 流 操 作 系 统 对 于 使 用 D 操 作 系 统 的 计 算 机 系 统 来 说, E 语 言 是 主 要 的 高 级 语 言 (1990 年 上 午 题 6)

4 A:1 通 用 软 件 2 系 统 软 件 3 应 用 软 件 4 软 件 包 B:1 利 用 效 率 2 可 靠 性 3 稳 定 性 4 兼 容 性 C:1 更 大 的 内 存 2 更 快 的 外 部 设 备 3 更 快 的 CPU 4 更 先 进 的 终 端 D:1 VMS 2 DOS 3 MVS 4 UNIX E:1 Pascal 2 Ada 3 C 4 Fortran 答 案 :A)2 B)1 C)1 D)4 E)3 分 析 : 操 作 系 统 是 一 种 系 统 软 件 在 操 作 系 统 中 采 用 多 道 程 序 设 计 方 式 能 提 高 CPU 和 外 部 设 备 的 利 用 效 率 一 般 来 说, 为 了 实 现 多 道 程 序 设 计, 计 算 机 需 要 有 更 大 的 内 存 操 作 系 统 UNIX 是 当 前 工 作 站 上 的 主 流 操 作 系 统 之 一 对 于 使 用 UNIX 操 作 系 统 的 计 算 机 系 统 来 说, C 语 言 是 主 要 的 高 级 语 言 理 论 链 接 : 操 作 系 统 的 类 型 操 作 系 统 分 为 批 处 理 操 作 系 统 ( 单 多 道 批 处 理 ) 分 时 操 作 系 统 实 时 操 作 系 统 网 络 操 作 系 统 分 布 式 操 作 系 统 个 人 计 算 机 操 作 系 统 嵌 入 式 操 作 系 统 1. 批 处 理 操 作 系 统 在 计 算 机 系 统 中 能 支 持 同 时 运 行 多 个 相 互 独 立 的 用 户 程 序 的 操 作 系 统 1) 单 道 批 处 理 系 统 50 年 代 产 生 的 世 界 第 一 个 操 作 系 统, 每 次 只 允 许 一 个 作 业 或 一 个 任 务 执 行 用 户 一 次 可 以 提 交 多 个 作 业, 但 系 统 一 次 只 处 理 一 个 作 业, 处 理 完 一 个 作 业 后, 再 调 入 下 一 个 作 业 进 行 处 理 这 些 调 度 切 换 系 统 自 动 完 成 不 需 人 工 干 预 2) 多 道 批 处 理 系 统 60 年 代 允 许 多 个 作 业 或 多 个 任 务 同 时 装 入 主 机 存 储 器, 使 一 个 中 央 处 理 器 轮 流 执 行 各 个 作 业, 各 个 作 业 可 以 同 时 使 用 各 自 所 需 的 外 围 设 备 作 业 执 行 时 用 户 不 能 直 接 干 预 作 业 的 执 行, 当 作 业 中 发 现 出 错, 由 操 作 系 统 通 知 用 户 重 新 修 改 后 再 次 装 入 执 行 特 点 : 多 道 成 批 宏 观 上 并 行 2. 分 时 操 作 系 统 把 计 算 机 的 系 统 资 源 ( 尤 其 是 CPU 时 间 ) 进 行 时 间 上 的 分 割, 每 个 时 间 段 称 为 一 个 时 间 片, 每 个 用 户 依 次 轮 流 使 用 时 间 片, 实 现 多 个 用 户 分 享 同 一 台 主 机 的 操 作 系 统 分 时 系 统 的 基 本 特 征 : 多 路 性 独 立 性 交 互 性 及 时 性 3. 实 时 操 作 系 统 能 对 随 机 发 生 的 外 部 事 件 作 出 及 时 的 响 应 并 对 其 进 行 处 理 的 操 作 系 统 实 时 系 统 用 于 控 制 实 时 过 程, 它 主 要 包 括 实 时 过 程 控 制 和 实 时 信 息 处 理 两 种 系 统 其 特 点 是 : 对 外 部 事 件 的 响 应 十 分 及 时 迅 速 ; 系 统 可 靠 性 高 实 时 系 统 一 般 都 是 专 用 系 统, 它 为 专 门 的 应 用 而 设 计 实 时 操 作 系 统 又 可 分 : 实 时 控 制 系 统 实 时 信 息 处 理 系 统 4. 网 络 操 作 系 统 使 网 络 上 各 计 算 机 能 方 便 而 有 效 地 共 享 网 络 资 源, 为 网 络 用 户 提 供 所 需 的 各 种 服 务 的 软 件 和 有 关 协 议 的 集 合 功 能 : 实 现 多 台 计 算 机 之 间 的 相 互 通 信 及 网 络 中 各 种 资 源 的 共 享

5 5. 分 布 式 操 作 系 统 分 布 式 系 统 是 以 计 算 机 网 络 为 基 础 的, 它 的 基 本 特 征 是 处 理 上 的 分 布, 即 功 能 和 任 务 的 分 布 分 布 式 操 作 系 统 的 所 有 系 统 任 务 可 在 系 统 中 任 何 处 理 机 上 运 行, 自 动 实 现 全 系 统 范 围 内 的 任 务 分 配 并 自 动 调 度 各 处 理 机 的 工 作 负 载 网 络 和 分 布 式 的 区 别 : (1) 分 布 具 有 各 个 计 算 机 间 相 互 通 讯, 无 主 从 关 系 ; 网 络 有 主 从 关 系 (2) 分 布 式 系 统 资 源 为 所 有 用 户 共 享 ; 而 网 络 有 限 制 地 共 享 (3) 分 布 式 系 统 中 若 干 个 计 算 机 可 相 互 协 作 共 同 完 成 一 项 任 务 6. 微 机 操 作 系 统 配 置 在 微 机 上 的 OS 如 :DOS Windows Xp Unix Linux 等 7. 嵌 入 式 操 作 系 统 在 各 种 设 备 装 置 或 系 统 中, 完 成 特 定 功 能 的 软 硬 件 系 统 称 为 嵌 入 式 系 统 在 嵌 入 式 系 统 中 的 OS, 称 为 嵌 入 式 操 作 系 统 嵌 入 式 操 作 系 统, 是 运 行 在 嵌 入 式 智 能 芯 片 环 境 中, 对 整 个 智 能 芯 片 以 及 它 所 操 作 控 制 的 各 种 部 件 装 置 等 等 资 源 进 行 统 一 协 调 调 度 指 挥 和 控 制 的 系 统 软 件 典 型 嵌 入 式 操 作 系 统 的 特 性 是 完 成 某 一 项 或 有 限 项 功 能 ; 它 不 是 通 用 型 的, 在 性 能 和 实 时 性 方 面 有 严 格 的 限 制 嵌 入 式 操 作 系 统 占 有 资 源 少 易 于 连 接 嵌 入 式 操 作 系 统 系 统 功 能 可 针 对 需 求 进 行 裁 剪 调 整 和 生 成 以 便 满 足 最 终 产 品 的 设 计 要 求 试 题 9 某 些 操 作 系 统, 将 一 条 命 令 的 执 行 结 果 输 出 给 下 一 条 命 令, 作 为 其 输 入 并 加 以 处 理, 这 是 系 统 的 A 机 制 使 命 令 所 需 要 的 信 息 不 从 键 盘 接 收, 而 取 自 另 一 个 文 件, 这 是 系 统 的 B 机 制 使 命 令 的 执 行 结 果 直 接 引 向 另 一 个 文 件, 而 不 在 屏 幕 上 显 示, 这 是 系 统 的 C 机 制 操 作 系 统 不 从 键 盘 逐 条 接 收 命 令 并 执 行, 而 调 用 一 个 正 文 文 件, 执 行 其 中 的 一 系 列 命 令, 这 种 方 式 称 为 D 方 式, 编 写 这 样 的 文 件 应 符 合 E 语 言 的 语 法 规 则 (2000 年 上 午 题 4) A:(1) 链 接 (2) 输 入 重 定 向 (3) 管 道 (4) 输 出 重 定 向 B:(1) 输 入 重 定 向 (2) 管 道 (3) 读 保 护 (4) 批 处 理 C:(1) 管 道 (2) 输 出 重 定 向 (3) 清 屏 (4) 显 示 屏 蔽 D:(1) 初 始 装 入 (2) 批 处 理 (3) 管 道 (4) 系 统 生 成 E:(1) 命 令 定 向 (2) 机 器 指 令 (3) 人 机 会 话 (4) 作 业 控 制 答 案 :A)3 B)1 C)2 D)2 E)4 分 析 : 某 些 操 作 系 统, 如 Dos,Unix 等, 可 以 将 一 条 命 令 的 执 行 结 果 输 出 给 下 一 条 命 令, 作 为 其 输 入 并 加 以 处 理, 这 种 机 制 是 系 统 的 管 道 机 制 输 入 重 定 向 功 能 使 命 令 所 需 要 的 信 息 可 以 不 从 键 盘 接 收, 而 取 自 一 个 指 定 的 文 件 输 出 重 定 向 功 能 可 以 使 命 令 的 执 行 结 果 不 在 屏 幕 上 显 示, 而 直 接 输 出 到 一 个 文 件 操 作 系 统 不 从 键 盘 逐 条 接 收 命 令 并 执 行, 而 调 用 一 个 正 文 文 件, 执 行 其 中 的 一 系 列 命 令, 这 种 方 式 称 为 批 处 理 方 式, 编 写 这 样 的 文 件 应 符 合 作 业 控 制 语 言 的 语 法 规 则 试 题 10 UNIX 用 户 可 在 Shell 命 令 级 使 用 管 道 命 令 pr program.c lp 与 1

6 命 令 组 等 价 两 者 相 比, 后 者 2 (2003 年 上 午 填 空 22 23) (1) A)pr program.c>tempfile,tempfile>lp B)pr program.c>tempfile,lp>tempfile C)pr program.c>tempfile,lp<tempfile,rm tempfile D)pr program.c>tempfile,lp>tempfile,rm tempfile (2) A) 可 以 节 省 时 间 B) 可 以 节 省 空 间 C) 可 以 减 少 操 作 的 复 杂 度 D) 需 要 中 间 文 件 答 案 :1.C 2.D 管 道 是 将 一 条 命 令 的 执 行 结 果 输 出 给 下 一 条 命 令, 作 为 其 输 入 并 加 以 处 理 命 令 pr program.c lp 的 含 义 是 将 pr program.c 处 理 的 结 果 作 为 lp 的 输 入 并 加 以 处 理 输 出 重 定 向 > 的 功 能 是 将 命 令 的 执 行 结 果 直 接 输 出 到 指 定 文 件 ; 输 入 重 定 向 < 功 能 使 命 令 所 需 要 的 信 息 取 自 一 个 指 定 的 文 件 命 令 pr program.c>tempfile, lp<tempfile,rm tempfile 的 含 义 是 将 pr program.c 处 理 的 结 果 输 出 到 文 件 tempfile 中, 然 后, 文 件 tempfile 中 的 内 容 作 为 lp 的 输 入 加 以 处 理, 最 后 删 除 tempfile 文 件 它 与 命 令 pr program.c lp 等 价 两 者 相 比, 前 者 有 中 间 文 件 tempfile 理 论 链 接 : 几 个 与 操 作 系 统 有 关 的 概 念 管 道 : 某 些 操 作 系 统 中, 可 以 将 一 条 命 令 的 执 行 结 果 输 出 给 下 一 条 命 令, 作 为 其 输 入 并 加 以 处 理, 这 就 是 管 道 功 能 管 道 功 能 可 理 解 为 将 若 干 命 令 用 输 入 输 出 管 道 串 接 在 一 起 如,DOS 允 许 在 命 令 中 出 现 用 竖 线 字 符 分 开 的 多 个 命 令, 将 符 号 之 前 的 命 令 的 输 出, 作 为 之 后 命 令 的 输 入, 竖 线 字 符 是 管 道 操 作 符 输 入 重 定 向 : 通 常 一 条 命 令 执 行 时 所 需 要 的 信 息 是 由 标 准 输 入 设 备 -- 键 盘 输 入 的 也 可 以 将 命 令 执 行 过 程 中 所 需 输 入 的 处 理 信 息 预 先 写 入 某 个 文 件, 使 命 令 执 行 时 所 需 要 的 信 息 不 从 键 盘 接 收, 而 取 自 另 一 个 文 件, 这 种 机 制 叫 输 入 重 定 向 如 Dos 中 的 小 于 号 < 是 输 入 重 定 向 操 作 符, 在 < 之 后 的 文 件 名 或 设 备 名 是 重 定 向 的 输 入 源 如 果 一 个 命 令 或 程 序 运 行 时 需 要 输 入 较 多 数 据, 使 用 输 入 重 定 向 可 以 提 高 效 率 输 出 重 定 向 : 命 令 的 执 行 结 果 不 在 屏 幕 上 显 示, 而 直 接 引 向 另 一 个 文 件, 这 就 是 系 统 的 输 出 重 定 向 机 制 如 Dos 中 的 > 或 >> 批 处 理 : 所 谓 的 批 处 理, 就 是 按 规 定 的 顺 序 自 动 执 行 若 干 个 指 定 的 命 令 或 程 序 即 是 把 原 来 一 个 一 个 执 行 的 命 令 汇 总 起 来, 成 批 的 执 行 一 般 来 说, 这 汇 总 的 若 干 个 命 令 是 放 在 一 个 文 本 文 件 中 ( 如 Dos 的 Bat 文 件 ), 编 写 这 样 的 文 件 应 符 合 作 业 控 制 语 言 的 语 法 规 则 考 点 2: 处 理 机 管 理 考 点 点 拨 : 本 考 点 要 求 掌 握 进 程 的 基 本 概 念, 了 解 进 程 间 的 通 信 调 度, 死 锁 产 生 的 原 因 和 解 决 方 法, 进 程 与 线 程 的 主 要 区 别

7 试 题 11 操 作 系 统 中, 可 以 并 行 工 作 的 基 本 单 位 是 A, A 也 是 核 心 调 度 及 资 源 分 配 的 基 本 单 位, 它 是 由 B 组 成 的, 它 与 程 序 的 重 要 区 别 之 一 是 C (1997 年 上 午 题 2 上 半 部 分 ) A:1 作 业 2 函 数 3 进 程 4 过 程 B:1 程 序 数 据 和 P C B 3 程 序 标 识 符 和 P C B C:1 程 序 有 状 态, 而 它 没 有 2 程 序 数 据 和 标 识 符 4 数 据 标 识 符 和 P C B 2 它 有 状 态, 而 程 序 没 有 3 程 序 可 占 有 资 源, 而 它 不 可 4 它 能 占 有 资 源, 而 程 序 不 能 答 案 :A)3 B)1 C)2 分 析 : 进 程 是 可 以 并 行 执 行 的 计 算, 也 是 核 心 调 度 及 资 源 分 配 的 基 本 单 位, 它 是 由 程 序 数 据 进 程 控 制 块 (PCB) 组 成 的, 它 与 程 序 的 重 要 区 别 之 一 是 进 程 有 状 态, 而 程 序 没 有 理 论 链 接 : 进 程 的 引 入 和 基 本 概 念 1. 程 序 的 顺 序 执 行 1) 程 序 : 是 完 成 某 个 特 定 功 能 的 指 令 的 有 序 序 列, 是 一 个 在 时 间 上 按 严 格 次 序 前 后 相 继 的 操 作 序 列 2) 程 序 的 顺 序 执 行 : 具 有 独 立 功 能 的 程 序 独 占 CPU 直 到 最 终 结 果 的 过 程 特 点 是 顺 序 性 封 闭 性 可 再 现 性 行 (1) 顺 序 性 : 当 程 序 在 处 理 机 上 执 行 时, 处 理 机 的 操 作 严 格 按 照 程 序 所 规 定 的 顺 序 执 (2) 封 闭 性 : 所 谓 封 闭 性 是 指 程 序 一 旦 开 始 执 行, 其 执 行 过 程 不 受 任 何 外 界 因 素 影 响 (3) 可 再 现 性 : 指 程 序 对 一 组 数 据 的 重 复 执 行 必 得 到 相 同 的 结 果 (4) 确 定 性 : 其 程 序 执 行 结 果 与 执 行 速 度 时 间 的 无 关 性 2. 程 序 的 并 行 执 行 程 序 的 并 发 执 行 : 两 个 或 两 个 以 上 程 序 在 计 算 机 系 统 中 同 处 于 己 开 始 执 行 且 尚 未 结 束 的 状 态 并 发 程 序 : 能 够 参 与 并 发 执 行 的 程 序 称 为 并 发 程 序 特 点 :1 在 执 行 期 间 并 发 程 序 相 互 制 约 ; 2 程 序 与 计 算 不 再 一 一 对 应 ; 3 并 发 程 序 的 执 行 结 果 不 可 再 现 ; 4 程 序 的 并 行 执 行 与 程 序 的 并 发 执 行 ; 程 序 顺 序 执 行 与 并 发 执 行 比 较 顺 序 执 行 并 发 执 行 程 序 顺 序 执 行 程 序 具 有 封 闭 性 独 享 资 源 具 有 可 在 现 性 间 断 执 行, 多 个 程 序 各 自 在 走 走 停 停 中 进 行 程 序 失 去 封 闭 性 共 享 资 源 失 去 可 再 现 性 有 直 接 和 简 接 的 相 互 制 约

8 3. 进 程 的 概 念 1) 进 程 的 定 义 : 进 程 是 操 作 系 统 的 最 基 本 最 重 要 的 概 念 之 一 但 迄 今 为 止 对 这 一 概 念 还 没 有 一 个 确 切 的 统 一 的 描 述 下 面 给 出 几 种 对 进 程 的 定 义 描 述 进 程 是 程 序 的 一 次 执 行 进 程 是 可 以 并 行 执 行 的 计 算 进 程 是 一 个 程 序 与 其 使 用 的 数 据 在 处 理 机 上 顺 序 执 行 时 发 生 的 活 动 进 程 是 程 序 在 一 个 数 据 集 合 上 的 运 行 过 程 它 是 系 统 进 行 资 源 分 配 和 调 度 的 一 个 独 立 单 位 2) 进 程 的 特 征 : 动 态 性 : 是 程 序 的 一 次 执 行 ; 并 发 性 : 进 程 是 可 以 并 发 执 行 ; 独 立 性 : 是 系 统 进 行 资 源 分 配 和 调 度 的 一 个 独 立 单 位 ; 异 步 性 : 进 程 间 的 相 互 制 约, 使 进 程 执 行 具 有 间 隙 ; 结 构 性 : 进 程 是 具 有 结 构 的 ; 3) 进 程 与 程 序 的 主 要 区 别 : (1) 程 序 是 永 存 的 ; 进 程 是 暂 时 的, 是 程 序 在 数 据 集 上 的 一 次 执 行, 有 创 建 有 撤 销, 存 在 是 暂 时 的 ; (2) 程 序 是 静 态 的 观 念, 进 程 是 动 态 的 观 念 ; (3) 进 程 具 有 并 发 性, 而 程 序 没 有 ; (4) 进 程 是 竞 争 计 算 机 资 源 的 基 本 单 位, 程 序 不 是 (5) 进 程 和 程 序 不 是 一 一 对 应 的 : 一 个 程 序 可 对 应 多 个 进 程 即 多 个 进 程 可 执 行 同 一 程 序 ; 一 个 进 程 可 以 执 行 一 个 或 几 个 程 序 4. 进 程 的 组 成 进 程 由 三 部 分 组 成 : 程 序 数 据 和 进 程 控 制 块 (PCB, 描 述 进 程 活 动 情 况 的 数 据 结 构 ) PCB 是 用 来 描 述 进 程 的 基 本 情 况 和 进 程 的 运 行 变 化 过 程, 是 进 程 存 在 的 唯 一 标 志 是 进 程 组 成 中 最 关 键 的 部 分 PCB 应 包 含 如 下 一 些 基 本 信 息 : 试 题 12 进 程 标 识 数 : 系 统 中 的 每 个 进 程 都 有 一 个 唯 一 的 标 识 数, 以 便 区 分 或 标 识 不 同 的 进 程 试 题 13 进 程 的 状 态 : 说 明 进 程 目 前 所 处 的 状 态 试 题 14 CPU 现 场 保 护 区 : 当 进 程 由 于 某 种 原 因 不 能 继 续 运 行 时, 要 将 其 CPU 运 行 的 现 场 信 息 保 存 起 来, 以 便 下 次 继 续 运 行 ( 通 常,CPU 的 现 场 信 息 包 括 : 程 序 计 数 器 (PC) 工 作 寄 存 器 程 序 状 态 字 等 ) 试 题 15 CPU 的 调 度 信 息 : 包 括 进 程 优 先 级 进 程 所 在 各 种 队 列 的 指 针 试 题 16 位 置 信 息 : 进 程 要 执 行 的 程 序 在 主 存 和 外 存 起 始 地 址, 及 存 取 保 护 信 息 试 题 17 进 程 使 用 的 资 源 信 息 : 包 括 分 配 给 进 程 的 I/O 设 备 正 在 执 行 的 I/O 请 求 信 息 当 前 进 程 正 打 开 的 文 件 等 试 题 18 记 帐 信 息 : 包 括 CPU 占 用 量, 实 际 所 用 时 间 量, 帐 号 等

9 5. 进 程 之 间 的 家 族 关 系 : 在 进 程 的 树 型 结 构 系 统 中, 进 程 之 间 存 在 着 家 族 关 系 创 建 进 程 的 进 程 称 为 父 进 程, 被 创 建 进 程 称 为 子 进 程 因 此, 进 程 控 制 块 中 应 记 录 本 进 程 的 父 进 程 是 谁, 它 的 子 进 程 又 是 谁 试 题 19 在 进 程 管 理 中, 当 时, 进 程 从 阻 塞 状 态 变 为 就 绪 状 态 (2004 年 下 半 年 上 午 填 空 16) A) 进 程 被 进 程 调 度 程 序 选 中 B) 等 待 某 一 事 件 C) 等 待 的 事 件 发 生 D) 时 间 片 用 完 答 案 :C 分 析 : 处 于 执 行 状 态 的 进 程 因 等 待 某 事 件 而 变 为 阻 塞 状 态 时, 当 等 待 的 事 件 发 生 之 后, 被 阻 塞 的 进 程 就 变 为 就 绪 状 态, 再 由 调 度 程 序 调 度 执 行 试 题 20 若 计 算 机 系 统 中 的 进 程 在 就 绪 运 行 和 等 待 三 种 状 态 之 间 转 换, 进 程 不 可 能 出 现 的 状 态 转 换 (2004 年 上 半 年 上 午 填 空 22) A) 就 绪 运 行 B) 运 行 就 绪 C) 运 行 等 待 D) 就 绪 等 待 答 案 :D 分 析 : 处 于 就 绪 状 态 的 进 程, 在 进 程 调 度 程 序 为 之 分 配 了 处 理 机 之 后, 转 变 为 运 行 状 态, 而 不 可 能 变 为 等 待 状 态 等 待 状 态 的 出 现 是 因 发 生 某 事 件 而 使 运 行 状 态 的 进 程 执 行 受 阻 ( 例 如, 进 程 请 求 访 问 某 临 界 资 源, 而 该 资 源 正 被 其 他 进 程 访 问 ), 而 来 的 试 题 21 进 程 管 理 可 把 进 程 的 状 态 分 成 三 种 (1998 年 上 午 题 2B) A) 提 交 运 行 后 备 B) 等 待 提 交 完 成 C) 就 绪 运 行 等 待 D) 等 待 提 交 就 绪 答 案 :C 分 析 : 进 程 管 理 可 把 进 程 的 状 态 分 成 就 绪 运 行 等 待 三 种 理 论 链 接 : 进 程 的 基 本 状 态 及 其 转 换 1. 进 程 基 本 状 态 : 1) 运 行 态 (Running): 进 程 正 在 占 用 CPU; 2) 就 绪 态 (Ready): 进 程 具 备 运 行 条 件, 但 尚 未 占 用 CPU; 3) 阻 塞 态 (Blocked): 又 称 等 待 态, 进 程 由 于 等 待 某 一 事 件 不 能 运 行 时 处 于 阻 塞 态 处 于 阻 塞 态 的 进 程 在 逻 辑 上 是 不 能 运 行 的, 即 使 CPU 空 闲, 它 也 不 能 占 用 CPU 2. 进 程 状 态 的 转 换 处 于 就 绪 状 态 的 进 程, 在 进 程 调 度 程 序 为 之 分 配 了 处 理 机 之 后, 便 由 就 绪 状 态 转 变 为 执 行 状 态 正 在 执 行 的 进 程 也 称 为 当 前 进 程 如 果 因 时 间 片 已 完 而 被 暂 停 执 行 时, 该 进 程 将 由 执 行 状 态 转 变 为 就 绪 状 态 ; 如 果 因 发 生 某 事 件 而 使 进 程 的 执 行 受 阻 ( 例 如, 进 程 请 求 访 问 某 临 界 资 源, 而 该 资 源 正 被 其 他 进 程 访 问 ), 使 之 无 法 继 续 执 行, 该 进 程 将 由 执 行 状 态 转 变 为 阻 塞 状 态 图 2-1 给 出 了 进 程 的 三 种 基 本 状 态 及 各 状 态 之 间 的 转 变

10 时 间 片 用 完 执 行 I/O 请 求 或 等 待 某 事 件 就 绪 阻 塞 I/O 完 成 或 事 件 发 生 图 2-1 进 程 的 三 种 基 本 状 态 及 其 转 换 需 要 说 明 的 是, 处 于 执 行 状 态 的 进 程 因 等 待 某 事 件 而 变 为 阻 塞 状 态 时, 当 等 待 的 事 件 发 生 之 后, 被 阻 塞 的 进 程 并 不 恢 复 到 执 行 状 态, 而 是 先 转 变 到 就 绪 状 态, 再 由 调 度 程 序 重 新 调 度 执 行 原 因 很 简 单, 当 该 进 程 被 阻 塞 后, 进 程 调 度 程 序 会 立 即 把 处 理 机 分 配 给 另 一 个 处 于 就 绪 状 态 的 进 程 试 题 22 实 现 不 同 的 作 业 处 理 方 式 ( 如 : 批 处 理 分 时 处 理 实 时 处 理 等 ), 主 要 是 基 于 操 作 系 统 对 管 理 采 用 了 不 同 的 策 略 (2001 年 上 午 题 27) A) 处 理 机 B) 存 储 C) 设 备 D) 文 件 答 案 :A 试 题 23 用 户 可 以 通 过 建 立 和 撤 消 进 程 (1998 年 上 午 题 2C) 1 宏 指 令 2 过 程 调 用 3 函 数 调 用 4 系 统 调 用 答 案 :4 分 析 : 用 户 可 以 通 过 系 统 调 用 建 立 和 撤 消 进 程 理 论 链 接 : 进 程 的 控 制 所 谓 进 程 控 制, 是 指 系 统 使 用 一 些 具 有 特 定 功 能 的 程 序 段 来 创 建 撤 消 进 程 以 及 完 成 进 程 各 状 态 间 转 换 等 一 系 列 的 有 效 管 理 进 程 控 制 一 般 是 由 操 作 系 统 的 内 核 来 实 现 的 在 进 行 层 次 设 计 时, 往 往 把 一 些 与 硬 件 紧 密 相 关 的 模 块 或 运 行 频 率 较 高 的 模 块 以 及 为 许 多 模 块 公 用 的 一 些 基 本 操 作, 安 排 在 靠 近 硬 件 的 层 次 中, 并 使 它 们 常 驻 内 层, 以 提 高 OS 的 运 行 效 率, 通 常 将 这 一 部 分 称 为 OS 的 内 核 亦 即 OS 内 核 是 OS 常 驻 内 存 的 程 序 和 数 据 内 核 的 基 本 功 能 有 : (1) 中 断 处 理 这 是 操 作 系 统 中 内 核 的 最 基 本 功 能, 也 是 整 个 操 作 系 统 赖 以 活 动 的 基 础 通 常, 内 核 只 对 中 断 进 行 有 限 的 处 理, 然 后 便 转 由 有 关 进 程 继 续 处 理 ; (2) 进 程 管 理 进 程 管 理 的 任 务 有 四 个 : 进 程 的 建 立 和 撤 消 ; 进 程 状 态 的 转 换 系 统 应 能 使 进 程 从 阻 塞 变 为 就 绪, 把 活 动 进 程 挂 起 或 把 挂 起 的 进 程 激 活 ; 进 程 调 度 进 行 处 理 机 的 重 新 分 配 ; 控 制 进 程 的 并 发 执 行 保 证 进 程 间 的 同 步, 实 现 相 互 协 作 进 程 间 的 通 信

11 (3) 资 源 管 理 中 的 基 本 操 作 包 括 对 时 钟 I/O 设 备 和 存 储 器 管 理 的 基 本 操 作 试 题 24 操 作 系 统 中 有 一 组 特 殊 的 系 统 调 用, 它 不 能 被 系 统 中 断, 在 操 作 系 统 中 称 为 A) 初 始 化 程 序 B) 原 语 C) 子 程 序 D) 控 制 模 块 答 案 :B 分 析 : 操 作 系 统 中 有 一 组 执 行 过 程 不 允 许 被 中 断 的 系 统 调 用 程 序 段 叫 原 语 理 论 链 接 : 原 语 执 行 过 程 不 允 许 被 中 断 的 程 序 段, 或 者 说 其 执 行 过 程 不 可 分 割 我 们 把 这 样 的 程 序 段 叫 原 语 用 于 进 程 控 制 的 原 语 有 : 创 建 原 语 撤 消 原 语 阻 塞 原 语 唤 醒 原 语 挂 起 原 语 解 挂 ( 激 活 ) 原 语 改 变 进 程 优 先 级 试 题 25 操 作 系 统 为 了 解 决 进 程 间 合 作 和 资 源 共 享 所 带 来 的 同 步 与 互 斥 问 题, 通 常 采 用 的 一 种 方 法 是 使 用 (2003 年 上 午 题 24) A) 调 度 B) 分 派 C) 信 号 量 D) 通 讯 答 案 :C 分 析 : 荷 兰 著 名 的 计 算 机 科 学 家 Dijkstra, 于 1965 年 提 出 了 一 个 信 号 量 (semaphore) 和 P V 操 作 的 同 步 机 构 其 基 本 原 则 是 在 多 个 相 互 合 作 的 进 程 之 间 使 用 简 单 的 信 号 来 协 调 控 制 一 个 进 程 检 测 到 某 个 信 号 后, 就 被 强 迫 停 止 在 一 个 特 定 的 地 方, 直 到 它 收 到 一 个 专 门 的 信 号 为 止 才 能 继 续 执 行 这 个 信 号 就 称 为 信 号 量 其 工 作 方 式 有 点 类 似 于 十 字 路 口 的 交 通 控 制 信 号 灯 试 题 26 从 以 下 有 关 操 作 系 统 的 叙 述 中 选 出 5 条 最 确 切 的 叙 述, 把 相 应 编 号 依 次 写 在 答 卷 的 A~E 栏 内 (1993 年 题 3) 1 用 P V 操 作 可 以 解 决 互 斥 与 同 步 问 题 2 只 要 同 一 信 号 量 上 的 P V 操 作 成 对 地 出 现, 就 可 以 防 止 引 起 死 锁 3 进 程 之 间 因 为 竞 争 资 源 可 能 会 引 进 死 锁 死 锁 的 检 测 与 修 复 以 及 死 锁 的 避 免 策 略 是 对 付 死 锁 的 主 要 办 法 但 是 前 一 种 方 法 所 付 出 的 代 价 要 更 大 4 在 一 个 单 处 理 机 中, 最 多 只 能 允 许 有 两 个 进 程 处 于 运 行 状 态 5 批 处 理 系 统 不 允 许 用 户 随 时 干 预 自 己 程 序 的 运 行 6 如 果 一 个 进 程 正 在 等 待 使 用 处 理 机, 同 时 除 CPU 以 外 其 它 运 行 条 件 已 满 足, 则 称 该 进 程 为 就 绪 状 态 7 资 源 的 静 态 分 配 就 是 作 业 需 要 的 所 有 资 源 都 得 到 满 足 后 才 投 入 运 行, 而 且 在 作 业 生 存 期 间 始 终 为 该 作 业 所 占 有 8 虚 存 就 是 把 一 个 实 存 空 间 变 为 多 个 用 户 内 存 空 间 分 配 给 用 户 作 业 使 用, 使 得 每 个 用 户 作 业 都 感 到 好 像 自 己 独 占 一 个 内 存 9 为 提 高 计 算 机 处 理 器 和 外 部 设 备 的 利 用 率, 把 多 个 程 序 同 时 放 入 主 存 储 器 内, 使 处 理 器 和 外 部 设 备 能 并 行 执 行, 从 而 提 高 资 源 利 用 率 这 种 方 法 称 为 多 道 程 序 设 计

12 10 分 时 系 统 一 定 是 多 道 系 统, 多 道 系 统 也 一 定 是 分 时 系 统 答 案 : 试 题 27 在 进 程 状 态 转 换 过 程 中, 可 能 会 引 起 进 程 阻 塞 的 原 因 是 (2002 年 上 午 题 31) A) 时 间 片 到 B) 执 行 V 操 作 C)I/O 完 成 D) 执 行 P 操 作 答 案 :D 分 析 : 执 行 一 次 P 操 作 意 味 着 请 求 分 配 一 个 单 位 资 源, 如 果 已 经 没 有 可 用 资 源, 请 求 者 进 入 阻 塞 状 态, 必 须 等 待 别 的 进 程 释 放 该 类 资 源, 它 才 能 运 行 下 去 试 题 28 在 操 作 系 统 中, 对 信 号 量 S 的 P 原 语 操 作 定 义 中, 使 进 程 进 入 相 应 等 待 队 列 等 待 的 条 件 是 A)S>0 B) S=0 C) S<0 D) S 0 答 案 :C 分 析 : 当 S<0 时, 表 示 已 经 没 有 可 用 资 源, 请 求 者 必 须 等 待 别 的 进 程 释 放 该 类 资 源, 它 才 能 运 行 下 去 试 题 29 在 一 段 时 间 内, 只 允 许 一 个 进 程 访 问 的 资 源 称 为 A) 共 享 资 源 B) 临 界 区 C) 临 界 资 源 D) 共 享 区 答 案 :C 分 析 : 系 统 中 一 些 资 源 一 次 只 允 许 一 个 进 程 使 用, 这 个 资 源 称 为 临 界 资 源 而 在 进 程 中 访 问 临 界 资 源 的 那 一 段 程 序 称 为 临 界 区 理 论 链 接 : 进 程 间 的 通 信 1. 进 程 的 同 步 与 互 斥 一 般 来 说 同 步 反 映 了 进 程 之 间 的 协 作 性 质, 往 往 指 有 几 个 进 程 共 同 完 成 一 个 任 务 时 在 时 间 次 序 上 的 某 种 限 制, 进 程 相 互 之 间 各 自 的 存 在 及 作 用, 通 过 交 换 信 息 完 成 通 信 进 程 互 斥 体 现 了 进 程 之 间 对 资 源 的 竞 争 关 系, 这 时 进 程 相 互 之 间 不 一 定 清 楚 其 它 进 程 情 况, 往 往 指 多 个 任 务 多 个 进 程 间 的 通 讯 制 约 2. 临 界 区 系 统 中 一 些 资 源 一 次 只 允 许 一 个 进 程 使 用, 这 个 资 源 称 为 临 界 资 源 而 在 进 程 中 访 问 临 界 资 源 的 那 一 段 程 序 称 为 临 界 区 系 统 对 临 界 区 的 管 理 原 则 : (1) 有 空 既 进 : 没 有 进 程 在 临 界 区 时, 允 许 一 个 进 程 立 即 进 入 临 界 区 (2) 无 空 则 等 : 若 有 一 个 进 程 已 经 在 临 界 区, 其 他 要 求 进 入 临 界 区 的 进 程 必 须 等 待 (3) 有 限 等 待 : 进 程 进 入 临 界 区 的 要 求 必 须 在 有 限 时 间 里 得 到 满 足 (4) 让 权 等 待 : 当 进 程 不 能 进 入 自 己 的 临 界 区 时, 应 释 放 CPU 资 源 3. 信 号 量 及 P V 原 语 1965 年, 荷 兰 学 者 Dijkstra 提 出 的 信 号 量 机 制 是 一 种 进 程 同 步 工 具 其 基 本 原 则 是 在 多 个 相 互 合 作 的 进 程 之 间 使 用 简 单 的 信 号 来 协 调 控 制 一 个 进 程 检 测 到 某 个 信 号 后, 就 被

13 强 迫 停 止 在 一 个 特 定 的 地 方, 直 到 它 收 到 一 个 专 门 的 信 号 为 止 才 能 继 续 执 行 这 个 信 号 就 称 为 信 号 量 其 工 作 方 式 有 点 类 似 于 十 字 路 口 的 交 通 控 制 信 号 灯 信 号 量 被 定 义 为 含 有 整 型 数 据 项 的 结 构 变 量, 其 整 型 值 大 于 等 于 零 代 表 可 供 并 发 进 程 使 用 的 资 源 实 体 数, 但 小 于 零 时 则 表 示 正 在 等 待 使 用 临 界 区 的 进 程 数 对 信 号 量 的 操 作 由 两 个 P V 操 作 原 语 来 实 现 所 谓 原 语 即 是 执 行 时 不 可 中 断 的 过 程 P 操 作 原 语 和 V 操 作 原 语 可 分 别 定 义 如 下 : P(S):1 将 信 号 量 S 的 值 减 1, 即 S=S-1; 2 如 果 S 0, 则 该 进 程 继 续 执 行 ; 否 则 该 进 程 置 为 等 待 状 态, 排 入 等 待 队 列 V(S):1 将 信 号 量 S 的 值 加 1, 即 S=S+1; 2 如 果 S>0, 则 该 进 程 继 续 执 行 ; 否 则 释 放 队 列 中 第 一 个 等 待 信 号 量 的 进 程 信 号 量 的 数 据 结 构 为 一 个 值 和 一 个 指 针, 指 针 指 向 等 待 该 信 号 量 的 下 一 个 进 程 信 号 量 的 值 与 相 应 资 源 的 使 用 情 况 有 关 当 它 的 值 大 于 0 时, 表 示 当 前 可 用 资 源 的 数 量 ; 当 它 的 值 小 于 0 时, 其 绝 对 值 表 示 等 待 使 用 该 资 源 的 进 程 个 数 注 意 信 号 量 的 值 仅 能 由 PV 操 作 来 改 变 一 般 来 说, 信 号 量 S 0 时,S 表 示 可 用 资 源 的 数 量 执 行 一 次 P 操 作 意 味 着 请 求 分 配 一 个 单 位 资 源, 因 此 S 的 值 减 1; 当 S<0 时, 表 示 已 经 没 有 可 用 资 源, 请 求 者 必 须 等 待 别 的 进 程 释 放 该 类 资 源, 它 才 能 运 行 下 去 而 执 行 一 个 V 操 作 意 味 着 释 放 一 个 单 位 资 源, 因 此 S 的 值 加 1; 若 S 0, 表 示 有 某 些 进 程 正 在 等 待 该 资 源, 因 此 要 唤 醒 一 个 等 待 状 态 的 进 程, 使 之 运 行 下 去 4. 利 用 信 号 量 实 现 互 斥 为 使 多 个 进 程 间 能 互 斥 地 访 问 临 界 资 源, 只 需 为 该 资 源 设 置 一 互 斥 信 号 量 mutex, 并 设 其 初 始 值 为 1, 然 后 将 各 进 程 的 临 界 区 CS 置 于 P(mutex) 和 V(mutex) 之 间 即 可 这 样, 每 欲 访 问 临 界 资 源 的 进 程, 在 进 入 临 界 区 这 前, 要 先 对 mutex 执 行 P 操 作, 若 该 资 源 未 被 访 问, 则 本 次 P 操 作 成 功, 该 进 程 便 可 进 入 自 己 的 临 界 区, 这 时 若 再 有 其 他 进 程 欲 进 入 自 己 的 临 界 区, 在 对 mutex 执 行 P 操 作 后 必 然 会 失 败 而 阻 塞, 从 而 保 证 了 临 界 资 源 被 互 斥 地 访 问 当 访 问 临 界 资 源 的 进 程 退 出 临 界 区 后, 应 再 对 mutex 执 行 V 操 作, 释 放 该 临 界 资 源 试 题 30 进 程 的 调 度 实 际 上 是 确 定 (1998 年 上 午 题 2D) A) 处 理 机 的 占 用 B) 内 存 的 分 配 C) 寄 存 器 状 态 D) 计 算 方 法 答 案 :A 分 析 : 进 程 调 度 的 职 责 是 按 选 定 的 进 程 调 度 算 法 从 就 绪 队 列 中 选 择 一 个 进 程, 让 它 占 用 处 理 机 试 题 31 进 程 调 度 的 关 键 问 题 是 选 择 合 理 的, 并 恰 当 地 进 行 代 码 转 换 A) 时 间 片 间 隔 B) 调 度 算 法 C)CPU 速 度 D) 内 存 空 间 答 案 :B 试 题 32 采 用 时 间 片 轮 转 法 进 行 进 程 调 度 是 为 了 A) 多 个 终 端 都 能 得 到 系 统 的 及 时 响 应 B) 先 来 先 服 务

14 C) 优 先 级 较 高 的 进 程 得 到 及 时 响 应 D) 需 要 CPU 最 短 的 进 程 先 做 答 案 :A 分 析 : 时 间 片 轮 转 算 法 经 常 用 于 分 时 操 作 系 统 中, 其 中 一 个 目 的 就 是 尽 量 保 证 每 个 终 端 都 能 得 到 系 统 的 及 时 响 应, 分 时 系 统 的 响 应 时 间 一 般 在 几 秒 内 理 论 链 接 : 进 程 调 度 1. 进 程 调 度 的 三 个 级 别 一 般 来 说, 处 理 机 调 度 可 分 为 三 个 级 别, 分 别 是 高 级 调 度 中 级 调 度 和 低 级 调 度 高 级 调 度 又 称 作 业 调 度, 作 业 就 是 用 户 程 序 及 其 所 需 的 数 据 和 命 令 的 集 合, 作 业 管 理 就 是 对 作 业 的 执 行 情 况 进 行 系 统 管 理 的 程 序 的 集 合 作 业 调 度 程 序 的 主 要 功 能 是 审 查 系 统 是 否 能 满 足 用 户 作 业 的 资 源 要 求 以 及 按 照 一 定 的 算 法 来 选 取 作 业 引 入 中 级 调 度 的 主 要 目 的 是 为 了 提 高 内 存 的 利 用 率 和 系 统 吞 吐 量, 使 得 暂 时 不 运 行 的 进 程 从 内 存 对 换 到 外 存 上 低 级 调 度 又 称 进 程 调 度, 其 主 要 功 能 是 根 据 一 定 的 算 法 将 CPU 分 派 给 就 绪 队 列 中 的 一 个 进 程 进 程 调 度 是 操 作 系 统 中 最 基 本 的 一 种 调 度, 其 调 度 策 略 的 优 劣 直 接 影 响 整 个 系 统 的 性 能 2. 进 程 调 度 的 职 责 按 选 定 的 进 程 调 度 算 法 从 就 绪 队 列 中 选 择 一 个 进 程, 让 它 占 用 处 理 器 3. 选 择 进 程 调 度 算 法 的 几 个 准 则 提 高 处 理 器 利 用 率 增 大 吞 吐 量 减 少 等 待 时 间 缩 短 响 应 时 间 4. 进 程 调 度 的 常 用 算 法 1) 先 来 先 服 务 调 度 算 法 : 按 进 程 进 入 就 绪 队 列 的 先 后 次 序 选 择 可 以 占 用 处 理 器 的 进 程 2) 优 先 级 调 度 算 法 : 对 每 个 进 程 确 定 一 个 优 先 数, 该 算 法 总 是 让 优 先 数 最 高 的 进 程 先 使 用 处 理 器 对 具 有 相 同 优 先 数 的 进 程, 再 采 用 先 来 先 服 务 的 次 序 分 配 处 理 器 系 统 常 以 任 务 的 紧 迫 性 和 系 统 效 率 等 因 素 确 定 进 程 的 优 先 数 进 程 的 优 先 数 可 以 固 定 的, 也 可 随 进 程 执 行 过 程 动 态 变 化 一 个 高 优 先 数 的 进 程 占 用 处 理 器 后, 系 统 处 理 该 进 程 时 有 两 种 方 法, 一 是 " 非 抢 占 式 ", 另 一 种 是 " 可 抢 占 式 " 前 者 是 此 进 程 占 用 处 理 器 后 一 直 运 行 到 结 束, 除 非 本 身 主 动 让 出 处 理 器, 后 者 则 是 严 格 保 证 任 何 时 刻 总 是 让 优 先 数 最 高 的 进 程 在 处 理 器 上 运 行 3) 时 间 片 轮 转 调 度 法 : 把 规 定 进 程 一 次 使 用 处 理 器 的 最 长 时 间 称 为 " 时 间 片 " 时 间 片 轮 转 调 度 算 法 让 就 绪 进 程 按 就 绪 的 先 后 次 序 排 成 队 列, 每 次 总 选 择 该 队 列 中 第 一 个 进 程 占 用 处 理 器, 但 规 定 只 能 使 用 一 个 时 间 片, 如 该 进 程 尚 未 完 成, 则 排 入 队 尾, 等 待 下 一 个 供 它 使 用 的 时 间 片 各 个 进 程 就 这 样 轮 转 运 行 时 间 片 轮 转 算 法 经 常 用 于 分 时 操 作 系 统 中 4) 多 级 反 馈 调 度 : 由 系 统 设 置 多 个 就 绪 队 列, 每 个 就 绪 队 列 中 的 进 程 按 时 间 片 轮 转 法 占 用 处 理 器

15 5. 进 程 的 切 换 进 程 调 度 将 从 就 绪 队 列 中 另 选 一 个 进 程 占 用 处 理 器, 使 一 个 进 程 让 出 处 理 器, 由 另 一 个 进 程 占 用 处 理 器 的 过 程 称 " 进 程 切 换 " 若 有 一 个 进 程 从 运 行 态 变 成 等 待 态, 或 完 成 工 作 后 就 撤 消, 则 必 定 会 发 生 进 程 切 换 若 一 个 进 程 从 运 行 态 或 等 待 态 变 成 就 绪 态, 则 不 一 定 发 生 进 程 切 换 试 题 33 若 在 系 统 中 有 若 干 个 互 斥 资 源 R,6 个 并 发 进 程, 每 个 进 程 都 需 要 5 个 资 源 R, 那 么 使 系 统 不 发 生 死 锁 的 资 源 R 的 最 少 数 目 为 (2003 年 上 午 题 25) A)30 B)25 C)10 D)5 答 案 :B 分 析 : 根 据 题 意 知, 系 统 中 有 6 个 并 发 进 程, 每 个 进 程 都 需 要 5 个 资 源 R 假 设 每 个 进 程 已 占 了 4 个 资 源, 那 么 现 在 被 使 用 的 资 源 R 是 24 个, 那 么, 现 在 只 要 再 有 一 个 资 源, 就 能 使 某 个 进 程 可 以 执 行, 执 行 完 后 释 放 资 源, 释 放 的 资 源 又 可 被 其 他 进 程 使 用, 这 样 便 不 会 发 生 死 锁 所 以, 使 系 统 不 发 生 死 锁 的 资 源 R 的 最 少 数 目 25 试 题 34 计 算 机 系 统 出 现 死 锁 是 因 为 (2002 年 上 午 题 32) A) 系 统 中 有 多 个 阻 塞 进 程 B) 资 源 数 大 大 小 于 系 统 中 的 进 程 数 C) 系 统 中 多 个 进 程 同 时 申 请 的 资 源 总 数 大 大 超 过 系 统 资 源 总 数. D) 若 干 进 程 相 互 等 待 对 方 已 占 有 的 资 源 答 案 :D 试 题 35 操 作 系 统 中, 当 因 资 源 竞 争 可 能 会 引 起 死 锁 时, 可 以 有 两 种 策 略 对 付 : (1) 和 (2), 其 中 (1) 付 出 的 代 价 较 高 (1997 年 上 午 题 2 后 半 部 分 ) (1) (2):A) 死 锁 的 避 免 和 预 防 B) 修 改 控 制 字 C) 死 锁 的 检 测 和 修 复 D) 撤 消 锁 E) 改 写 Config 文 件 F) 重 新 启 动 答 案 :(1)A (2)C 分 析 : 解 决 死 锁 的 方 法, 一 般 有 死 锁 的 预 防, 即 破 坏 产 生 死 锁 的 四 个 必 要 条 件 中 的 一 个 或 多 个, 使 系 统 绝 不 会 进 入 死 锁 状 态 ; 死 锁 的 避 免, 即 在 资 源 动 态 分 配 的 过 程 中 使 用 某 种 办 法 防 止 系 统 进 人 死 锁 状 态 ; 和 允 许 系 统 产 生 死 锁, 然 后 使 用 检 测 算 法 及 时 地 发 现 并 解 除 它 ( 预 防 避 免 检 测 解 除 ) 理 论 链 接 : 死 锁 (1) 死 锁 的 概 念 死 锁 是 两 个 或 两 个 以 上 的 进 程 中 的 每 一 个, 都 在 等 待 其 中 另 一 个 进 程 释 放 资 源 而 被 封 锁, 它 们 都 无 法 向 前 推 进, 称 这 种 现 象 为 死 锁 现 象 产 生 死 锁 的 原 因 是 共 享 资 源 有 限, 多 个 进 程 对 共 享 资 源 的 竞 争, 而 且 操 作 不 当 (2) 产 生 死 锁 的 四 个 必 要 条 件 是 资 源 互 斥 使 用 保 持 和 等 待 非 剥 夺 性 循 环 等 待 ( 互 斥 条 件 不 可 剥 夺 条 件 部 分 分 配 循 环 等 待 ) (3) 解 决 死 锁 的 方 法

16 一 般 有 死 锁 的 预 防, 即 破 坏 产 生 死 锁 的 四 个 必 要 条 件 中 的 一 个 或 多 个, 使 系 统 绝 不 会 进 入 死 锁 状 态 ; 死 锁 的 避 免, 即 在 资 源 动 态 分 配 的 过 程 中 使 用 某 种 办 法 防 止 系 统 进 人 死 锁 状 态 ; 和 允 许 系 统 产 生 死 锁, 然 后 使 用 检 测 算 法 及 时 地 发 现 并 解 除 它 ( 预 防 避 免 检 测 解 除 ) 考 点 3: 存 储 管 理 考 点 点 拨 : 本 考 点 主 要 考 查 与 存 储 管 理 有 关 的 概 念 对 于 每 种 存 储 管 理 技 术 应 理 解 它 解 决 什 么 问 题, 实 现 的 思 想 是 什 么 硬 件 提 供 什 么 支 持 软 件 采 用 什 么 算 法, 以 及 它 带 来 的 好 处 和 存 在 的 问 题, 从 而 了 解 存 储 管 理 技 术 如 何 由 低 级 向 高 级 发 展 试 题 36 存 储 管 理 的 目 的 是 A) 方 便 用 户 B) 提 高 内 存 利 用 率 C) 方 便 用 户 和 提 高 内 存 利 用 率 D) 增 加 内 存 实 际 容 量 答 案 :C 试 题 37 存 储 分 配 解 决 多 道 作 业 地 址 空 间 的 划 分 问 题 为 了 实 现 静 态 和 动 态 存 储 分 配, 需 采 用 地 址 重 定 位, 即 把 1 变 成 2, 静 态 重 定 位 由 3 实 现, 动 态 重 定 位 由 4 实 现 1 2: A 页 面 地 址 B 段 地 址 C 逻 辑 地 址 D 物 理 地 址 E 外 存 地 址 F 设 备 地 址 3 4: A 硬 件 地 址 变 换 机 构 B 执 行 程 序 C 汇 编 程 序 D 连 接 装 入 程 序 E 调 试 程 序 F 编 译 程 序 G 解 释 程 序 答 案 :1.C 2.D 3.D 4.A 分 析 : 重 定 位 是 把 逻 辑 地 址 转 变 为 内 存 的 物 理 地 址 的 过 程 根 据 重 定 位 时 机 的 不 同, 又 分 为 静 态 重 定 位 ( 装 入 内 存 时 重 定 位 ) 和 动 态 重 定 位 ( 程 序 执 行 时 重 定 位 ) 静 态 重 定 位 由 连 接 装 入 程 序 实 现, 动 态 重 定 位 由 硬 件 地 址 变 换 机 构 实 现 理 论 链 接 : 存 储 管 理 使 用 的 基 本 概 念 存 储 器 结 构 : 大 部 分 的 计 算 机 都 有 一 个 存 储 器 层 次 结 构, 它 由 少 量 的 非 常 快 速 昂 贵 易 变 的 高 速 缓 存 (cache), 若 干 兆 字 节 的 中 等 速 度 中 等 价 格 易 变 的 主 存 储 器 (RAM), 和 数 百 兆 或 数 千 兆 字 节 的 低 速 廉 价 不 易 变 的 磁 盘 组 成 操 作 系 统 的 工 作 就 是 协 调 这 些 存 储 器 的 使 用 逻 辑 地 址 : 用 户 程 序 经 编 译 后, 每 个 目 标 模 块 以 0 为 基 地 址 进 行 的 顺 序 编 址 逻 辑 地 址 又 称 相 对 ( 程 序 虚 拟 ) 地 址, 相 对 基 地 址 而 言, 物 理 地 址 : 内 存 中 各 物 理 存 储 单 元 的 地 址 从 统 一 的 基 地 址 进 行 的 顺 序 编 址 物 理 地 址 又 称 绝 对 地 址, 它 是 数 据 在 内 存 中 的 实 际 存 储 地 址

17 地 址 空 间 : 由 逻 辑 地 址 组 成 的 空 间 称 为 逻 辑 空 间, 由 绝 对 地 址 组 成 的 空 间 称 为 绝 对 空 间 重 定 位 : 把 逻 辑 地 址 转 变 为 内 存 的 物 理 地 址 的 过 程 根 据 重 定 位 时 机 的 不 同, 又 分 为 静 态 重 定 位 ( 装 入 内 存 时 重 定 位 ) 和 动 态 重 定 位 ( 程 序 执 行 时 重 定 位 ) 1) 静 态 重 定 位 : 是 在 目 标 程 序 装 入 内 存 时, 由 装 入 程 序 对 目 标 程 序 中 的 指 令 和 数 据 的 地 址 进 行 修 改, 即 把 程 序 的 逻 辑 地 址 都 改 成 实 际 的 内 存 地 址 对 每 个 程 序 而 言, 这 种 地 址 变 换 是 在 装 入 时 一 次 完 成, 在 程 序 运 行 期 间 不 再 进 行 重 定 位 2) 动 态 重 定 位 : 是 在 程 序 执 行 期 间 每 次 访 问 内 存 之 前 进 行 重 定 位 这 种 变 换 主 要 是 靠 硬 件 地 址 变 换 机 构 实 现 的 存 储 管 理 的 目 的 及 功 能 : 目 的 是 方 便 用 户, 提 高 内 存 资 源 的 利 用 率, 实 现 内 存 共 享 功 能 主 要 有 内 存 的 分 配 和 管 理 内 存 的 扩 充 技 术 内 存 保 护 技 术 试 题 38 若 内 存 采 用 固 定 分 区 管 理 方 案, 在 已 分 配 区 可 能 会 产 生 未 用 空 间, 通 常 称 之 为 (2004 年 上 半 年 上 午 题 23) A) 废 块 B) 空 闲 页 面 C) 碎 片 D) 空 闲 簇 答 案 :C 分 析 : 若 内 存 采 用 固 定 分 区 管 理 方 案, 在 已 分 配 区 中 经 常 可 能 出 现 容 量 太 小 无 法 被 利 用 的 空 间, 这 样 的 空 间 称 做 碎 片 或 零 头 理 论 链 接 : 分 区 分 配 存 储 管 理 最 简 单 的 存 储 分 配 方 法 是 单 一 连 续 分 区, 即 整 个 主 存 区 域 的 用 户 空 间 均 归 一 个 用 户 作 业 使 用 由 于 多 道 程 序 设 计 技 术 的 产 生, 几 个 作 业 得 以 共 享 主 存 储 区, 因 此 可 以 采 取 分 区 法 分 配 内 存 分 区 法 通 常 有 : 1) 固 定 分 区 : 是 一 种 静 态 分 区 方 式, 在 系 统 生 成 时 已 将 主 存 划 分 为 若 干 区, 每 个 分 区 大 小 可 不 等 但 已 确 定 这 种 分 区 方 式 易 产 生 内 碎 片 2) 可 变 分 区 : 是 一 种 动 态 分 区 方 式, 主 存 划 分 在 作 业 装 入 时 进 行, 分 区 个 数 可 变, 大 小 等 于 作 业 大 小 可 变 分 区 需 二 种 管 理 表 格 : 已 分 配 表 和 未 分 配 表 请 求 和 分 区 主 要 有 4 种 算 法 : 最 佳 适 应 算 法 最 差 适 应 算 法 首 次 适 应 算 法 和 循 环 首 次 适 应 算 法 可 变 分 区 会 产 生 碎 片 3) 可 重 定 位 分 区 : 在 装 入 作 业 时, 根 据 需 要 及 时 地 将 空 闲 存 储 区 拼 接 在 一 起, 消 除 碎 片, 使 之 成 为 连 续 区 域, 满 足 作 业 对 存 储 空 间 的 要 求 ; 解 决 碎 片 的 方 法 是 移 动 所 有 的 占 有 区 域, 以 使 所 有 的 空 闲 区 域 连 成 一 片, 这 个 过 程 称 作 紧 凑 紧 凑 的 开 销 很 大, 因 为 它 不 仅 要 修 改 被 移 动 进 程 的 地 址 信 息, 而 且 要 复 制 进 程 空 间, 所 以 如 不 必 要, 尽 量 不 做 紧 凑 ; 通 常 仅 在 系 统 接 收 到 进 程 所 发 出 的 申 请 命 令, 且 每 个 空 闲 区 域 单 独 均 不 能 满 足, 但 所 有 空 闲 区 域 的 和 能 够 满 足 时 才 进 行 一 次 紧 凑 4) 内 存 保 护 技 术 : 保 护 系 统 工 作 区 和 用 户 作 业 区, 特 别 是 如 何 防 止 系 统 区 被 破 坏 方 法 有 界 限 寄 存 器

18 试 题 39 在 分 页 存 储 管 理 系 统 中, 从 页 号 到 物 理 块 号 的 地 址 映 射 是 通 过 实 现 的 A) 段 表 B) 页 表 C)PCB D)JCB 答 案 :B 理 论 链 接 : 分 页 存 储 管 理 1. 纯 分 页 存 储 管 理 ( 静 态 页 面 管 理 ) 分 页 管 理 的 重 点 在 于 页 划 分 之 后 的 地 址 变 换 以 及 页 面 的 调 入 调 出 技 术 1) 分 页 管 理 原 理 (1) 逻 辑 空 间 分 页 : 将 一 个 进 程 的 逻 辑 地 址 空 间 划 分 成 若 干 大 小 相 等 的 部 分, 每 一 部 分 称 做 页 面 或 页, 页 面 的 大 小 通 常 在 1KB~4KB 范 围 内 ; 但 是, 页 的 大 小 总 是 2 的 幂 每 页 都 有 一 个 编 号, 叫 做 页 号 页 框 (2) 内 存 空 间 分 块 : 把 内 存 也 划 分 成 与 页 面 相 同 大 小 的 若 干 个 存 储 块, 称 做 内 存 块 或 (3) 内 存 分 配 原 则 : 进 程 的 若 干 页 分 别 装 入 物 理 上 不 相 邻 的 内 存 块 中 2) 地 址 变 换 (1) 逻 辑 地 址 表 示 形 式 是 : 页 号 + 页 内 地 址 (p,d) 如 图 2-2 所 示 页 号 (p):1m 个 页 面 图 2-2 逻 辑 地 址 逻 辑 地 址 的 页 号 p 和 页 内 地 址 d 的 计 算 公 式 为 : 页 号 p=int[a/l] 页 内 地 址 d=[a] MOD L 其 中 :A 为 逻 辑 地 址,L 为 页 面 大 小 页 内 地 址 (d):4kb 地 址 例 : 已 知 :A=3456 L=1KB 求 页 号 p 页 内 地 址 d 的 解 答 如 下 : 逻 辑 地 址 A 页 号 p p=1 p=2 P=3 页 内 地 址 d=384 (2) 页 表 : 用 一 个 表 结 构 将 逻 辑 地 址 的 页 号 与 物 理 块 号 相 映 射 系 统 为 每 一 个 进 程 建 立 一 个 页 表 一 个 页 号 对 应 一 个 块 号 如 下 图 所 示

19 (3) 分 页 系 统 中 的 地 址 映 射 当 进 程 要 访 问 某 个 数 据 时, 分 页 地 址 系 统 (MMU) 硬 件 自 动 按 页 面 大 小 将 CPU 得 到 的 逻 辑 地 址 分 成 两 部 分 (p,d), 以 页 号 p 去 页 表 查 得 块 号 f, 再 将 块 号 与 位 移 d 拼 成 物 理 地 址, 从 而 完 成 地 址 的 转 换 2. 快 表 目 的 是 加 速 地 址 转 换 若 页 表 是 存 放 在 内 存 中, 则 每 次 访 问 内 存 时, 都 要 先 访 问 一 次 内 存 中 的 页 表, 然 后 根 据 所 形 成 的 物 理 地 址 再 次 访 问 内 存 这 使 访 问 内 存 的 次 数 增 加 了 近 一 倍, 从 而 使 计 算 机 的 处 理 速 度 也 降 低 了 近 一 倍, 以 这 样 的 代 价 来 换 取 存 储 器 的 利 用 率 的 提 高 显 然 是 得 不 偿 失 的 为 了 提 高 地 址 变 换 的 速 度, 可 在 地 址 变 换 机 构 中 增 设 一 组 数 量 不 多 的 寄 存 器, 把 它 作 为 高 速 缓 冲 存 储 器 (Cache)( 即 通 过 硬 件 技 术 ), 又 称 为 联 想 存 储 器 或 快 表, 用 于 存 放 当 前 访 问 的 那 些 页 表 项, 此 时 的 地 址 变 换 过 程 为 : 在 CPU 给 出 了 有 效 地 址 后, 地 址 变 换 机 构 自 动 地 将 页 号 P 送 入 高 速 缓 存, 再 确 定 所 需 的 页 是 否 在 快 表 中 若 在, 则 直 接 读 出 该

20 页 所 对 应 的 物 理 块 号, 并 送 物 理 地 址 寄 存 器 ; 若 在 快 表 中 未 找 到 对 应 的 页 表 项, 需 再 访 问 内 存 中 的 页 表, 找 到 后, 把 从 页 表 中 读 出 的 页 表 项 存 入 快 表 中 的 一 个 寄 存 器 单 元 中, 以 取 代 一 个 老 的 已 被 认 为 不 再 需 要 的 页 表 项 试 题 40 在 分 段 管 理 中, A) 以 段 为 单 位 分 配, 每 段 是 一 个 连 续 存 储 区 B) 段 与 段 之 间 必 定 不 连 续 C) 段 与 段 之 间 必 定 连 续 D) 每 段 是 等 长 的 答 案 :A 试 题 41 分 段 管 理 提 供 维 的 地 址 结 构 A)1 B)2 C)3 D)4 答 案 :B 理 论 链 接 : 分 段 式 存 储 管 理 1 分 段 段 的 定 义 : 一 组 逻 辑 信 息 的 集 合 将 一 个 作 业 按 照 其 不 同 的 功 能, 分 成 若 干 个 相 对 独 立 的 部 分 -- 段 为 每 个 段 命 名, 并 编 号 ( 段 号 ) 每 个 段 由 0 地 址 开 始, 采 用 连 续 编 号 ; 段 的 长 度 为 段 的 空 间 2 程 序 的 地 址 结 构 : 段 中 的 指 令 由 两 个 部 分 组 成 : 段 号 s 和 段 内 地 址 d 3 内 存 分 配 : 以 段 为 单 位 进 行 分 配, 每 个 段 单 独 占 用 一 块 或 连 续 的 几 个 内 存 块, 各 分 块 大 小 由 段 的 大 小 决 定 4 段 表 和 段 表 地 址 寄 存 器 : 系 统 为 每 个 进 程 建 立 一 个 段 映 射 表 - 称 段 表 作 业 进 入 内 存 时 建 立 段 表, 撤 消 时 清 除 段 表

21 段 表 存 放 于 内 存 中, 系 统 为 其 建 立 一 个 寄 存 器 : 指 出 段 表 在 内 存 中 的 起 始 地 址 和 段 表 的 长 度 5 分 页 与 分 段 的 区 别 : 1) 页 是 信 息 的 物 理 单 位, 段 是 信 息 的 逻 辑 单 位 ; 2) 页 的 大 小 是 由 系 统 固 定 的, 段 的 长 度 由 程 序 内 容 确 定 ( 可 变 的 ); 3) 分 页 的 地 址 空 间 是 一 维 的, 分 段 的 地 址 空 间 是 二 维 的 6 段 页 式 存 储 管 理 : 还 可 将 页 式 存 储 管 理 和 段 式 存 储 管 理 结 合 形 成 段 页 式 存 储 管 理 其 特 点 : 1) 每 一 段 分 若 干 页, 再 按 页 式 管 理, 页 间 不 要 求 连 续 ; 2) 用 分 段 方 法 分 配 管 理 作 业, 用 分 页 方 法 分 配 管 理 内 存 ; 3) 兼 有 段 式 和 页 式 管 理 的 优 点, 系 统 复 杂 和 开 销 增 大, 一 般 在 大 型 机 器 上 才 使 用 试 题 42 在 虚 拟 分 页 存 储 管 理 系 统 中, 若 进 程 访 问 的 页 面 不 在 主 存, 且 主 存 中 没 有 可 用 的 空 闲 块 时, 系 统 正 确 的 处 理 顺 序 为 (2004 年 上 半 年 上 午 题 24) A) 决 定 淘 汰 页 页 面 调 出 缺 页 中 断 页 面 调 入 B) 决 定 淘 汰 页 页 面 调 入 缺 页 中 断 页 面 调 出 C) 缺 页 中 断 决 定 淘 汰 页 页 面 调 出 页 面 调 入 D) 缺 页 中 断 决 定 淘 汰 页 页 面 调 入 页 面 调 出 答 案 :C 分 析 : 由 于 请 求 页 式 管 理 只 让 进 程 或 作 业 的 部 分 程 序 和 数 据 驻 留 在 内 存 中, 因 此, 在 执 行 过 程 中, 不 可 避 免 地 出 现 某 些 虚 页 不 在 内 存 中 的 问 题, 这 种 现 象 称 为 缺 页 中 断 缺 页 中 断 后, 如 果 内 存 中 没 有 空 闲 块, 那 么, 这 时 系 统 需 要 采 用 某 种 策 略 来 淘 汰 已 占 据 内 存 的 页 然 后 再 把 所 缺 的 页 调 入 内 存 试 题 43 在 请 求 分 页 管 理 中, 若 采 用 先 进 先 出 (FIFO) 页 面 置 换 算 法, 可 能 会 产 生 FIFO 异 常, FIFO 异 常 指 的 是 (2003 年 上 午 题 26) A) 频 繁 地 出 页 入 页 的 现 象 B) 分 配 的 页 面 数 增 加, 缺 页 中 断 的 次 数 也 可 能 增 加 C) 进 程 交 换 的 信 息 量 过 大 导 致 系 统 工 作 区 不 足 D) 分 配 给 进 程 的 内 存 空 间 不 足 使 进 程 无 法 正 常 工 作 答 案 :B 分 析 : 先 进 先 出 法 实 质 是 选 择 主 存 停 留 时 间 最 长 ( 即 最 老 ) 的 一 页 淘 汰, 即 先 进 入 内 存 的 页 先 被 换 出 内 存 它 有 贝 莱 迪 (BELADY) 异 常 现 象 : 物 理 块 增 加, 缺 页 次 数 反 而 增 加 试 题 44 请 求 分 页 存 储 管 理 中, 若 把 页 面 尺 寸 增 加 一 倍, 在 程 序 顺 序 执 行 时, 则 一 般 缺 页 中 断 次 数 会 A) 增 加 B) 减 少 C) 不 变 D) 可 能 增 加 也 可 能 减 少 答 案 :B 理 论 链 接 : 虚 拟 存 储 管 理 1) 局 部 性 原 理

22 程 序 的 局 部 性 是 指 在 一 较 短 时 间 内, 程 序 的 执 行 仅 限 于 某 个 部 分 ; 相 应 地, 它 所 访 问 的 存 储 空 间 也 局 限 于 某 个 区 域 表 现 为 : (1) 时 间 局 部 性 如 果 程 序 中 的 某 条 指 令 一 旦 执 行, 则 不 久 后 该 指 令 可 能 再 次 执 行, 如 果 某 个 数 据 结 构 被 访 问, 则 不 久 以 后 该 数 据 结 构 可 能 再 次 被 访 问 产 生 时 间 局 限 性 的 典 型 原 因 是 在 程 序 中 存 在 着 大 量 的 循 环 操 作 (2) 空 间 局 部 性 一 旦 程 序 访 问 了 某 个 存 储 单 元, 在 不 久 之 后, 其 附 近 的 存 储 单 元 也 被 访 问 即 程 序 在 一 段 时 间 内 所 访 问 的 地 址, 可 能 集 中 在 一 定 的 范 围 内, 其 典 型 情 况 便 是 程 序 顺 序 执 行 2) 虚 拟 存 储 器 的 定 义 和 特 点 虚 拟 存 储 器 (Virtual Memory) 是 一 种 存 储 管 理 技 术, 用 以 完 成 用 小 的 内 存 实 现 在 大 的 虚 空 间 中 程 序 的 运 行 工 作 简 单 地 说, 虚 拟 存 储 器 是 由 操 作 系 统 提 供 的 一 个 假 想 的 特 大 存 储 器 ( 虚 存 是 由 操 作 系 统 调 度, 采 用 内 外 存 的 交 换 技 术, 各 道 程 序 在 必 需 使 用 时 调 入 内 存, 不 用 的 调 出 内 存, 这 样 好 象 内 存 容 量 不 受 限 制 ) 虚 存 有 如 下 特 点 : (1) 虚 拟 扩 充 : 不 是 物 理 上 而 是 逻 辑 上 扩 充 了 内 存 容 量 ; (2) 虚 存 容 量 不 是 无 限 的, 极 端 情 况 受 内 存 和 外 存 可 利 用 的 总 容 量 限 制 ; 虚 存 容 量 还 受 计 算 机 总 线 地 址 结 构 限 制 ; (3) 部 分 装 入, 多 次 对 换 : 每 个 作 业 不 是 全 部 一 次 性 地 装 入 内 存, 而 是 只 装 入 一 部 分 ; 所 需 的 全 部 程 序 和 数 据 要 分 成 多 次 调 入 内 存 (4) 速 度 和 容 量 的 时 空 矛 盾, 虛 存 量 的 扩 大 是 以 牺 牲 CPU 工 作 时 间 以 及 内 外 存 交 换 时 间 为 代 价 的 (5) 离 散 分 配 : 不 必 占 用 连 续 的 内 存 空 间, 而 是 " 见 缝 插 针 "; 3) 虚 拟 存 储 器 的 实 现 虚 拟 存 储 器 根 据 地 址 空 间 的 结 构 不 同 可 以 分 为 两 类 : 分 页 的 虚 拟 存 储 器 和 分 段 的 虚 拟 存 储 器, 也 可 以 将 二 者 结 合 起 来, 构 成 段 页 式 的 虚 拟 存 储 器 (1) 请 求 分 页 系 统 它 是 在 分 页 系 统 的 基 础 上, 增 加 了 请 求 调 页 功 能 页 面 置 换 功 能 所 形 成 的 页 式 虚 拟 存 储 系 统 它 允 许 只 装 入 若 干 页 ( 而 非 全 部 程 序 ) 的 用 户 程 序 和 数 据, 便 可 启 动 运 行 以 后, 再 通 过 调 页 功 能 及 页 面 置 换 功 能, 陆 续 地 把 即 将 要 运 行 的 页 面 调 入 内 存, 同 时 把 暂 不 运 行 的 页 面 换 出 到 外 存 上, 置 换 时 以 页 面 为 单 位 (2) 请 求 分 段 系 统 这 是 在 分 段 系 统 的 基 础 上, 增 加 了 请 求 调 段 及 分 段 置 换 功 能 后, 所 形 成 的 段 式 虚 拟 存 储 系 统 它 允 许 只 装 入 若 干 段 ( 而 非 所 有 的 段 ) 的 用 户 程 序 和 数 据, 即 可 启 动 运 行 以 后 再 通 过 调 段 功 能 和 段 的 置 换 功 能, 将 暂 不 运 行 的 段 调 出, 同 时 调 入 即 将 运 行 的 段, 置 换 是 以 段 为 单 位 的 (3) 请 求 段 页 式 系 统 它 是 在 段 页 式 系 统 的 基 础 上, 添 加 了 请 求 调 页 和 页 面 置 换 功 能 所 形 成 的 短 页 式 虚 拟 存 储 系 统 4) 页 面 淘 汰 算 法

23 (1) 最 佳 置 换 法 (OPT): 其 实 质 是 : 当 调 入 新 的 一 页 面 必 须 预 先 淘 汰 某 个 老 页 时, 所 选 择 的 老 页 应 在 将 来 不 再 被 使 用, 或 者 是 在 最 远 的 将 来 才 被 访 问 (2) 先 进 先 出 法 (FIFO): 其 实 质, 总 是 选 择 主 存 停 留 时 间 最 长 ( 即 最 老 ) 的 一 页 淘 汰, 即 先 进 入 内 存 的 页 先 被 换 出 内 存 它 有 贝 莱 迪 (BELADY) 异 常 现 象 : 物 理 块 增 加, 缺 页 次 数 反 而 增 加 (3) 最 近 最 少 使 用 置 换 法 (LRU): 其 实 质 是 : 当 需 要 置 换 一 页 时, 选 择 在 最 近 一 段 时 间 里 最 久 没 有 使 用 过 的 页 面 予 以 淘 汰 (4) 最 近 未 使 用 置 换 法 (NUR): 最 近 未 使 用 算 法 是 LRU 算 法 的 近 似 方 法, 它 比 较 易 于 实 现, 开 销 也 比 较 少 5) 请 求 分 页 系 统 中 的 硬 件 支 持 实 现 请 求 分 页, 必 须 提 供 一 套 硬 件 的 支 持 : 一 定 容 量 的 内 存 和 外 存, 以 支 持 分 页 机 制 ; 具 备 页 表 机 制 缺 页 中 断 机 构 和 地 址 转 换 机 构 (1) 页 表 机 制 : 在 请 求 分 页 系 统 中, 页 表 不 仅 要 包 含 该 页 在 内 存 的 基 址, 还 含 有 以 下 内 容 : 在 换 进 换 出 时 参 考 (2) 缺 页 中 断 机 构 : CPU 一 旦 发 现 要 访 问 的 页 不 在 内 存, 中 断 机 构 就 要 立 即 产 生 中 断 信 号 缺 页 中 断 由 硬 件 和 软 件 共 同 处 理 实 现 (3) 地 址 变 换 机 构 : 在 分 页 系 统 的 地 址 变 换 机 构 的 基 础 上 增 加 某 些 功 能 而 形 成 如 产 生 和 处 理 缺 页 中 断 换 页 等 考 点 4: 设 备 管 理 考 点 点 拨 : 本 考 点 主 要 考 查 设 备 管 理 的 任 务 和 功 能, 外 部 设 备 的 分 类, 设 备 的 访 问 方 式,I/O 设 备 的 分 配 算 法, 设 备 管 理 技 术 及 磁 盘 的 调 度 试 题 45 设 备 按 照 信 息 的 传 递 特 性 可 分 为 和 块 设 备 A) 共 享 设 备 B) 输 入 输 出 设 备 C) 系 统 设 备 D) 字 符 设 备 答 案 :D 理 论 链 接 : 外 部 设 备 分 类 (1) 按 系 统 和 用 户 分 : 系 统 设 备 用 户 设 备

24 (2) 按 输 入 输 出 传 送 方 式 分 (UNIX 或 Linux 操 作 系 统 ): 字 符 型 设 备 块 设 备 (3) 按 资 源 特 点 分 : 独 享 设 备 共 享 设 备 虚 拟 设 备 (4) 按 设 备 硬 件 物 理 特 性 分 : 顺 序 存 取 设 备 直 接 存 取 设 备 (5) 按 设 备 使 用 分 : 物 理 设 备 逻 辑 设 备 伪 设 备 (6) 按 数 据 组 织 分 : 块 设 备 字 符 设 备 (7) 按 数 据 传 输 率 分 : 低 速 设 备 中 速 设 备 高 速 设 备 试 题 46 使 用 户 所 编 制 的 程 序 与 实 际 使 用 的 物 理 设 备 无 关, 这 是 由 设 备 管 理 的 功 能 实 现 的 A) 设 备 独 立 性 B) 设 备 分 配 C) 缓 冲 管 理 D) 虚 拟 设 备 答 案 :B 理 论 链 接 : 设 备 管 理 的 目 标 与 任 务 设 备 管 理 的 目 标 : (1) 按 用 户 需 求 提 出 的 要 求 接 入 外 部 设 备, 系 统 按 一 定 算 法 分 配 和 管 理 控 制, 而 用 户 不 必 关 心 设 备 的 实 际 地 址 和 控 制 指 令 ; (2) 尽 量 提 高 输 入 输 出 设 备 的 利 用 率, 例 如 发 挥 主 机 与 外 设 以 及 外 设 与 外 设 之 间 的 真 正 并 行 工 作 能 力 主 要 利 用 的 技 术 有 : 中 断 技 术 DMA 技 术 通 道 技 术 缓 冲 技 术 设 备 管 理 的 任 务 : (1) 动 态 掌 握 并 记 录 设 备 的 状 态 (2) 分 配 设 备 和 释 放 (3) 对 输 入 输 出 缓 冲 区 进 行 管 理 (4) 控 制 和 实 现 真 正 的 输 入 输 出 操 作 (5) 提 供 设 备 使 用 的 用 户 接 口 (6) 在 一 些 较 大 系 统 中 实 现 虚 拟 设 备 技 术 试 题 47 设 备 管 理 的 主 要 程 序 之 一 是 设 备 分 配 程 序, 当 进 程 请 求 在 内 存 和 外 设 之 间 传 送 信 息 时, 设 备 分 配 程 序 分 配 设 备 的 过 程 通 常 是 A) 先 分 配 设 备, 再 分 配 控 制 器, 最 后 分 配 通 道 B) 先 分 配 控 制 器, 再 分 配 设 备, 最 后 分 配 通 道 C) 先 分 配 通 道, 再 分 配 设 备, 最 后 分 配 控 制 器 D) 先 分 配 通 道, 再 分 配 控 制 器, 最 后 分 配 设 备 答 案 :A 试 题 48 通 道 是 一 种 A)I/O 端 口 B) 数 据 通 道 C)I/O 专 用 处 理 机 D) 软 件 工 具 答 案 :C

25 理 论 链 接 : 通 道 通 道 (channel): 计 算 机 系 统 中 能 够 独 立 完 成 输 入 输 出 操 作 的 硬 件 装 置, 也 称 为 输 入 输 出 处 理 机 虽 然 在 CPU 与 I/O 设 备 之 间 增 加 了 设 备 控 制 器, 但 CPU 的 负 担 仍 很 重 为 此, 在 CPU 和 设 备 控 制 器 之 间 又 增 设 了 I/O 通 道 其 目 的 是 使 一 些 原 来 由 CPU 处 理 的 I/O 任 务 转 由 通 道 来 承 担, 从 而 把 CPU 从 繁 杂 的 I/O 任 务 中 解 脱 出 来 CPU 并 不 直 接 操 作 外 围 设 备, 他 连 接 通 道 (I/O 处 理 机 ), 通 道 连 接 设 备 控 制 器, 设 备 控 制 器 连 接 设 备 CPU 只 需 把 I/O" 设 备 启 动, 并 给 出 相 关 的 操 作 要 求 然 后 就 由 通 道 来 处 理 输 入 输 出 事 宜, 做 完 后 报 告 CPU 根 据 信 息 交 换 方 式 的 不 同, 可 把 通 道 分 成 以 下 三 种 类 型 : 字 节 多 路 通 道 (Byte Multiplexor Channal) 数 组 选 择 通 道 (Block Selector Channal) 数 组 多 路 通 道 (Block Multiplexor Channal) 试 题 49 从 供 选 择 的 答 案 中, 选 出 应 填 入 下 面 叙 述 中 内 的 正 确 答 案 1. 在 中 断 处 理 过 程 中, 中 断 屏 蔽 功 能 可 以 起 A 的 作 用 ; 2. 每 次 中 断 发 生 后, 保 护 现 场 B ; 3. 对 于 下 列 三 种 中 断 :A) 系 统 调 用 中 断,B) 溢 出 中 断,C) 调 页 失 误 中 断, 它 们 的 中 断 优 先 级 从 高 到 低 应 是 C ; 4. 所 谓 外 部 中 断, 常 常 包 括 有 D ; 5. 中 断 响 应 和 处 理 时, 保 护 现 场 的 工 作 是 由 E 完 成 的 (1995 年 上 午 题 4) A:1 设 置 中 断 优 先 级 3 增 加 中 断 优 先 级 2 改 变 中 断 优 先 级 4 撤 消 中 断 优 先 级 B: 1 必 需 保 护 少 量 工 作 寄 存 器, 同 时 必 需 保 护 进 程 控 制 块 2 不 必 保 护 少 量 工 作 寄 存 器, 而 必 需 保 护 进 程 控 制 块 3 必 需 保 护 少 量 工 作 寄 存 器, 同 时 选 择 性 保 护 进 程 控 制 块 4 不 必 保 护 少 量 工 作 寄 存 器, 而 选 择 性 保 护 进 程 控 制 块 C: 1 A B C 2 A C B 3 B C A 4 B A C 5 C B A 6 C A B D:1 CPU 故 障 中 断 2 溢 出 中 断 3 控 制 台 时 钟 中 断 4 缺 页 中 断 E:1 硬 件 2 操 作 系 统 3 用 户 程 序 4 硬 件 和 操 作 系 统 答 案 :A) 2 B)3 C)3 D)3 E) 4 分 析 : 中 断 屏 蔽 是 指 在 中 断 请 求 产 生 之 后, 系 统 用 软 件 方 式 有 选 择 地 封 锁 部 分 中 断 不 能 得 到 响 应 此 时, 被 封 锁 的 部 分 中 断 不 管 是 什 么 优 先 级, 都 不 会 有 响 应 每 次 中 断 发 生 后, 保 护 现 场 必 需 保 护 少 量 工 作 寄 存 器, 同 时 选 择 性 保 护 进 程 控 制 块 试 题 50 操 作 系 统 是 一 种 系 统 软 件, 它 有 许 多 种 类, 目 前 常 用 的 PC-DOS 属 于 A 操 作 系 统 而 B 成 为 工 作 站 上 的 主 流 操 作 系 统 中 断 管 理 是 操 作 系 统 的 一 个 重 要 功 能 中 断 是 指 暂 时 中 止 现 行 程 序 的 执 行, 转 去 执 行 另 一 个 程 序 ( 中 断 服 务 程 序 ), 被 中 断 的 程 序 可 以 允 许 再 从 断 点 处 恢 复 执 行

26 中 断 一 般 可 分 成 C 和 D D 可 区 分 成 为 两 类, 一 类 是 程 序 中 因 地 址 越 界 数 据 溢 出 等 错 误 所 引 起 的 中 断, 另 一 类 可 称 为 E (1994 年 上 午 题 4) 供 选 择 的 答 案 A:1 分 时 2 分 布 式 3 单 用 户 4 网 络 B: 1 VMS 2 MVS 3 DOS 4 UNIX C~E: 1 硬 件 中 断 2 缺 页 中 断 3 软 件 中 断 4 自 愿 中 断 5 强 迫 中 断 6 停 电 中 断 7 I/O 中 断 答 案 :A)3 B)4 C)1 D)3 E)4 8 时 钟 中 断 理 论 链 接 : 中 断 技 术 中 断 (Interrupt) 是 指 计 算 机 在 执 行 期 间, 系 统 内 发 生 非 寻 常 的 或 非 预 期 的 急 需 处 理 事 件, 使 得 CPU 暂 时 中 断 当 前 正 在 执 行 的 程 序 而 转 去 执 行 响 应 的 事 件 处 理 程 序 待 处 理 完 毕 后 又 返 回 原 来 中 断 处 继 续 执 行 或 调 度 新 的 程 序 执 行 的 过 程 中 断 一 般 可 分 成 软 件 中 断 和 硬 件 中 断 中 断 方 式 (interrupt) 被 用 来 控 制 外 围 设 备 和 内 存 与 CPU 之 间 的 数 据 传 送 这 种 方 式 要 求 CPU 与 设 备 ( 或 控 制 器 ) 之 间 有 相 应 的 中 断 请 求 线, 而 且 在 设 备 控 制 器 的 控 制 状 态 寄 存 器 的 相 应 的 中 断 允 许 位 1. 数 据 输 入 操 作 步 骤 : 进 程 需 要 数 据 时, 通 过 CPU 发 出 start 指 令 启 动 外 围 设 备 准 备 数 据 在 进 程 发 出 指 令 启 动 设 备 后, 该 进 程 放 弃 处 理 机, 等 待 输 入 完 成 当 输 入 完 成 时,I/O 控 制 器 通 过 中 断 请 求 线 向 CPU 发 出 中 断 请 求 在 以 后 的 某 个 时 刻, 进 程 调 度 程 序 选 中 提 出 请 求 并 得 到 数 据 的 进 程, 该 进 程 从 约 定 的 内 存 特 定 单 元 中 取 出 数 据 继 续 工 作 2. 中 断 方 式 的 缺 点 : 1) 由 于 在 一 次 数 据 传 送 过 程 中, 发 生 中 断 次 数 较 多 这 将 耗 去 大 量 CPU 处 理 时 间 2) 当 设 备 把 数 据 放 入 数 据 缓 冲 寄 存 器 并 发 出 中 断 信 号 之 后,CPU 有 足 够 的 时 间 在 下 一 个 ( 组 ) 数 据 进 入 数 据 缓 冲 寄 存 器 之 前 取 走 数 据 如 果 外 设 的 速 度 也 非 常 快, 则 有 可 能 造 成 数 据 缓 冲 寄 存 器 的 数 据 丢 失 试 题 51 不 通 过 CPU 进 行 主 存 与 I/0 设 备 间 大 量 的 信 息 交 换 方 式 可 以 是 方 式 (2002 年 上 午 题 33) A)DMA B) 中 断 C) 查 询 等 待 D) 程 序 控 制 答 案 :A 理 论 链 接 :DMA 技 术 DMA 是 Direct Memory Access 的 缩 写, 其 意 思 是 存 储 器 直 接 访 问 它 是 指 一 种 高 速 的 数 据 传 输 操 作, 允 许 在 外 部 设 备 和 存 储 器 之 间 直 接 读 写 数 据, 即 不 通 过 CPU, 也 不 需 要 CPU 干 预 整 个 数 据 传 输 操 作 在 一 个 称 为 DMA 控 制 器 的 控 制 下 进 行 的 CPU 除 了 在 数

27 据 传 输 开 始 和 结 束 时 作 一 点 处 理 外, 在 传 输 过 程 中 CPU 可 以 进 行 其 它 的 工 作 这 样, 在 大 部 分 时 间 里,CPU 和 输 入 输 出 都 处 在 并 行 操 作 因 此, 使 整 个 计 算 机 系 统 的 效 率 大 大 提 高 试 题 52 CPU 输 出 数 据 的 速 度 远 远 高 于 打 印 机 的 打 印 速 度, 为 了 解 决 这 一 矛 盾, 可 采 用 A) 并 行 技 术 B) 通 道 技 术 C) 缓 冲 技 术 D) 虚 存 技 术 答 案 :C 试 题 53 环 形 缓 冲 区 是 一 种 A) 单 缓 冲 区 B) 双 缓 冲 区 C) 多 缓 冲 区 D) 缓 冲 池 答 案 :C 分 析 : 单 缓 冲 区 (Single Buffer): 一 个 缓 冲 区,CPU 和 外 设 轮 流 使 用, 一 方 处 理 完 之 后 接 着 等 待 对 方 处 理 双 缓 冲 区 (Double Buffer): 两 个 缓 冲 区,CPU 和 外 设 都 可 以 连 续 处 理 而 无 需 等 待 对 方 环 形 缓 冲 (Circular Buffer): 多 个 缓 冲 区,CPU 和 外 设 的 处 理 速 度 可 以 相 差 较 大 缓 冲 池 (Buffer pool): 把 多 个 缓 冲 区 连 接 起 来 统 一 管 理, 既 可 用 于 输 入 又 可 用 于 输 出 的 缓 冲 结 构 这 是 一 种 双 方 向 缓 冲 技 术 ; 缓 冲 区 整 体 利 用 率 高 理 论 链 接 : 缓 冲 技 术 缓 冲 指 用 来 暂 存 数 据 的 缓 冲 存 储 器 缓 冲 技 术 是 二 种 不 同 速 度 的 设 备 之 间 传 输 信 息 时 平 滑 传 输 过 程 的 一 种 常 用 手 段 它 可 提 高 外 设 利 用 率, 尽 可 能 使 外 设 处 于 忙 状 态 引 入 缓 冲 的 主 要 原 因, 可 归 结 为 以 下 几 点 : 1. 改 善 CPU 与 I/O 设 备 间 速 度 不 匹 配 的 矛 盾 2. 可 以 减 少 对 CPU 的 中 断 频 率, 放 宽 对 中 断 响 应 时 间 的 限 制 3. 提 高 CPU 和 I/O 设 备 之 间 的 并 行 性 根 据 I/O 控 制 方 式, 缓 冲 的 实 现 方 法 有 两 种 : 一 种 是 采 用 专 用 硬 件 缓 冲 器 ; 另 一 种 是 在 内 存 划 出 一 个 具 有 n 个 单 元 的 专 用 缓 冲 区, 以 便 存 放 输 入 / 输 出 的 数 据 内 存 缓 冲 区 又 称 软 件 缓 冲 根 据 系 统 设 置 的 缓 冲 器 的 个 数, 可 把 缓 冲 技 术 分 为 : 单 缓 冲 双 缓 冲 多 缓 冲 和 缓 冲 池 试 题 54 在 操 作 系 统 中,SPOOLING 技 术 是 一 种 并 行 机 制, 它 可 以 使 (2004 年 上 半 年 上 午 题 26) A) 不 同 进 程 同 时 运 行 B) 应 用 程 序 和 系 统 软 件 同 时 运 行 C) 不 同 的 系 统 软 件 同 时 运 行 D) 程 序 的 执 行 与 打 印 同 时 进 行 答 案 :D 分 析 :SPOOLing( 外 围 设 备 联 机 并 行 操 作 ) 技 术 既 是 一 种 速 度 匹 配 技 术 也 是 一 种 虚 拟 设 备 技 术 它 可 以 使 程 序 的 执 行 与 打 印 同 时 进 行

28 理 论 链 接 : 假 脱 机 技 术 (SPOOLing) SPOOLing, 即 外 围 设 备 联 机 并 行 操 作, 它 是 一 种 速 度 匹 配 技 术 也 是 一 种 虚 拟 设 备 技 术 ( 用 一 种 物 理 设 备 模 拟 另 一 类 物 理 设 备, 使 各 作 业 在 执 行 期 间 只 使 用 虚 拟 的 设 备 而 不 直 接 使 用 物 理 的 独 占 设 备 这 种 技 术 可 使 独 占 的 设 备 变 成 可 共 享 的 设 备, 使 得 设 备 的 利 用 率 和 系 统 效 率 都 能 得 到 提 高 ) 1.SPOOL 系 统 的 组 成 SPOOLing 系 统 主 要 有 以 下 三 部 分 组 成 : (1) 输 入 井 和 输 出 井 它 们 是 在 磁 盘 上 开 辟 的 两 个 大 缓 冲 区 输 入 井 是 模 拟 脱 机 输 入 时 的 磁 盘, 用 于 收 容 I/O 设 备 输 入 的 数 据 ; 输 出 井 是 模 拟 脱 机 输 出 时 的 磁 盘, 用 于 收 容 用 户 程 序 的 输 出 数 据 (2) 输 入 缓 冲 区 和 输 出 缓 冲 区 在 内 存 中 要 开 辟 两 个 缓 冲 区, 其 中 输 入 缓 冲 区 用 于 暂 存 由 输 入 设 备 送 来 的 数 据, 以 后 再 传 送 到 输 入 井 ; 输 出 缓 冲 区 用 于 暂 存 从 输 出 井 送 来 的 数 据, 以 后 再 传 送 给 输 出 设 备 (3) 输 入 进 程 SPi 和 输 出 进 程 Spo 进 程 Spi 模 拟 脱 机 输 入 时 的 外 围 控 制 机, 将 用 户 要 求 的 数 据 从 输 入 机 通 过 输 入 缓 冲 区 再 送 到 输 入 井 当 CPU 需 要 输 入 数 据 时, 直 接 从 输 入 井 读 入 内 存 Spo 进 程 模 拟 脱 机 输 出 时 的 外 围 控 制 机, 把 用 户 要 求 输 出 的 数 据 先 从 内 存 送 到 输 出 井, 待 输 出 设 备 空 闲 时, 再 将 输 出 井 中 的 数 据 经 过 输 出 缓 冲 区 送 到 输 出 设 备 上 2 实 现 虚 拟 设 备 的 条 件 硬 件 条 件 : 大 容 量 磁 盘 ; 中 断 装 置 和 通 道 ; 中 央 处 理 器 与 通 道 并 行 工 作 的 能 力 软 件 条 件 : 要 求 操 作 系 统 采 用 多 道 程 序 设 计 技 术 3 虚 拟 设 备 的 实 现 原 理 对 于 多 道 程 序, 输 入 时 将 一 批 作 业 的 信 息 通 过 输 入 设 备 预 先 传 送 到 磁 盘 上 输 出 时 将 作 业 产 生 的 结 果 也 全 部 暂 时 存 在 磁 盘 上 而 不 直 接 输 出, 直 到 一 个 作 业 得 到 全 部 结 果 而 执 行 结 束 时 再 行 输 出 ( 就 是 用 磁 盘 来 模 拟 输 入 机 和 打 印 机 的 工 作, 把 它 们 的 工 作 内 容 先 保 存 起 来, 然 后 一 并 执 行 ) 试 题 55 磁 盘 调 度 中 根 据 访 问 者 指 定 的 柱 面 位 置 来 决 定 执 行 次 序 的 调 度 称 A) 移 臂 调 度 B) 旋 转 调 度 C) 单 向 扫 描 调 度 D) 电 梯 调 度 答 案 :A 理 论 链 接 : 磁 盘 调 度 对 磁 盘 进 行 驱 动 调 度 的 目 的 : 尽 可 能 的 降 低 多 个 访 问 者 执 行 输 入 输 出 操 作 的 总 时 间, 增 加 单 位 时 间 内 的 输 入 输 出 操 作 次 数, 有 利 于 系 统 效 率 的 提 高 磁 盘 的 驱 动 调 度 : 在 多 道 程 序 设 计 系 统 中, 同 时 有 多 个 访 问 者 请 求 磁 盘 操 作, 此 时 系 统 采 用 一 定 的 调 度 策 略 来 决 定 各 等 待 访 问 者 的 执 行 次 序, 所 以 系 统 决 定 等 待 磁 盘 访 问 者 的 执 行 次 序 的 工 作 就 是 磁 盘 的 驱 动 调 度 磁 盘 调 度 分 为 移 臂 调 度 和 旋 转 调 度 根 据 访 问 者 指 定 的 柱 面 位 置 来 决 定 执 行 次 序 的 调 度 称 移 臂 调 度 ;

29 当 移 动 臂 定 位 后, 如 有 多 个 访 问 者 等 待 访 问 该 柱 面 时, 根 据 延 迟 时 间 来 决 定 执 行 次 序 的 调 度 称 为 旋 转 调 度 移 臂 调 度 算 法 包 括 以 下 四 种 : 1) 先 来 先 服 务 算 法 (FCFS); 2) 最 短 寻 找 时 间 优 先 调 度 算 法 (SSTF); 3) 电 梯 调 度 算 法 (SCAN); 4) 单 向 扫 描 调 度 算 法 (CSCAN) 考 点 5: 文 件 管 理 考 点 点 拨 : 本 考 点 主 要 考 查 文 件 管 理 的 任 务 和 功 能, 文 件 分 类, 文 件 的 结 构 和 组 织, 文 件 目 录 与 目 录 的 管 理, 文 件 的 存 取 控 制, 文 件 的 保 护, 系 统 的 安 全 与 可 靠 性 试 题 56 文 件 代 表 了 计 算 机 系 统 中 的 A) 硬 件 B) 软 件 C) 软 件 资 源 D) 硬 件 资 源 答 案 :C 试 题 57 文 件 系 统 是 指 A) 文 件 的 集 合 B) 文 件 的 目 录 集 合 C)Word 文 件 答 案 :D D) 文 件 管 理 文 件 的 软 件 及 数 据 结 构 的 总 体 试 题 58 在 文 件 管 理 系 统 中, 用 户 以 方 式 直 接 使 用 外 存 A) 逻 辑 地 址 B) 物 理 地 址 C) 名 字 空 间 D) 虚 拟 地 址 答 案 :C 分 析 : 从 用 户 角 度 来 看, 文 件 系 统 主 要 是 实 现 " 按 名 取 存 ", 文 件 系 统 的 用 户 只 要 知 道 所 需 文 件 的 文 件 名, 就 可 存 取 文 件 中 的 信 息, 而 无 需 知 道 这 些 文 件 究 竟 存 放 在 什 么 地 方 理 论 链 接 : 文 件 与 文 件 系 统 1. 文 件 具 有 标 识 符 ( 文 件 名 ) 的 一 组 相 关 信 息 的 集 合 2. 文 件 系 统 所 谓 文 件 系 统, 就 是 操 作 系 统 中 实 现 文 件 统 一 管 理 的 一 组 软 件 被 管 理 的 文 件 以 及 为 实 施 文 件 管 理 所 需 要 的 一 些 数 据 结 构 的 总 称 ( 是 操 作 系 统 中 负 责 存 取 和 管 理 文 件 信 息 的 机 构 ) 从 系 统 角 度 来 看, 文 件 系 统 是 对 文 件 存 储 器 的 存 储 空 间 进 行 组 织, 分 配 和 回 收, 负 责 文 件 的 存 储, 检 索, 共 享 和 保 护 从 用 户 角 度 来 看, 文 件 系 统 主 要 是 实 现 " 按 名 取 存 ", 文 件 系 统 的 用 户 只 要 知 道 所 需 文 件 的 文 件 名, 就 可 存 取 文 件 中 的 信 息, 而 无 需 知 道 这 些 文 件 究 竟 存 放 在 什 么 地 方

30 文 件 系 统 作 为 一 个 统 一 的 信 息 管 理 机 制, 应 具 有 下 述 功 能 : 1 统 一 管 理 文 件 存 储 空 间 ( 即 外 存 ), 实 施 存 储 空 间 的 分 配 与 回 收 2 确 定 文 件 信 息 的 存 放 位 置 及 存 放 形 式 3 实 现 文 件 从 名 字 空 间 到 外 存 地 址 空 间 的 映 射, 即 实 现 文 件 的 按 名 存 取 4 有 效 实 现 对 文 件 的 各 种 控 制 操 作 ( 如 建 立 撤 销 打 开 关 闭 文 件 等 ) 和 存 取 操 作 ( 如 读 写 修 改 复 制 转 储 等 ) 5 实 现 文 件 信 息 的 共 享, 并 且 提 供 可 靠 的 文 件 保 密 和 保 护 措 施 3. 文 件 的 类 型 (1) 按 文 件 性 质 与 用 途 分 : 系 统 文 件 库 文 件 用 户 文 件 (2) 按 操 作 保 护 分 : 只 读 文 件 可 读 可 写 文 件 可 执 行 文 件 (3) 按 使 用 情 况 分 : 临 时 文 件 永 久 文 件 档 案 文 件 (4) 按 用 户 观 点 分 : 普 通 文 件 目 录 文 件 特 殊 文 件 (5) 按 存 取 的 物 理 结 构 分 : 顺 序 ( 连 续 ) 文 件 链 接 文 件 索 引 文 件 (6) 按 文 件 的 逻 辑 存 储 结 构 分 : 有 结 构 的 记 录 式 文 件 无 结 构 的 流 式 文 件 (7) 按 文 件 中 的 数 据 形 式 分 : 源 文 件 目 标 文 件 试 题 59 通 常, 文 件 的 逻 辑 结 构 可 以 分 为 两 大 类 : 无 结 构 的 1 和 有 结 构 的 记 录 式 文 件 2 组 织 方 式, 既 适 合 于 交 互 方 式 应 用, 也 适 合 于 批 处 理 方 式 应 用 (2001 年 上 午 题 29 30) 1. A) 堆 文 件 B) 流 式 文 件 C) 索 引 文 件 D) 直 接 (Hash) 文 件 2. A) 堆 文 件 B) 流 式 文 件 C) 索 引 顺 序 文 件 D) 顺 序 文 件 答 案 :1.B 2.C 试 题 60 按 所 载 的 信 息 的 形 式, 文 件 可 分 为 A 式 文 件 和 流 式 文 件 流 式 文 件 在 逻 辑 上 是 B 的 集 合 为 了 提 高 A 式 文 件 的 存 取 效 率, 往 往 采 用 索 引 技 术 索 引 的 本 质 是 按 某 种 标 准, 将 记 录 进 行 分 类 或 排 序, 通 常 这 个 标 准 即 是 记 录 的 C 如 果 索 引 文 件 很 大, 还 可 以 对 此 索 引 文 件 再 次 索 引, 直 至 建 立 起 多 级 索 引, 多 级 索 引 机 制 一 般 都 以 D 为 基 础 建 立 次 索 引 是 与 索 引 十 分 类 似 的 另 一 种 基 本 检 索 方 法, 也 称 为 E, 其 中 的 内 容 是 属 性 值 和 具 有 该 属 性 值 的 全 部 记 录 的 地 址 (1995 年 上 午 题 2) A:1 集 合 2 记 录 3 索 引 4 结 构 B:1 字 符 2 元 组 3 记 录 4 字 段 C:1 物 理 块 地 址 2 关 键 字 值 3 属 性 值 集 合 4 指 针 D:1 树 2 链 表 3 队 列 4 有 向 图 E:1 散 列 表 2 查 找 顺 序 表 3 属 性 地 址 表 4 倒 排 表 答 案 :A)2 B)1 C)2 D)1 E)4 试 题 61 从 供 选 择 的 答 案 中 选 出 应 填 入 内 的 正 确 答 案, 把 编 号 写 在 答 卷 的 对 应 栏 内 A 文 件 主 要 在 磁 盘 上 生 成, 在 建 立 文 件 时, 记 录 可 不 必 顺 序 存 放, 只 要 采 用 某 种 方 式 进 行 记 录 标 识 到 记 录 的 物 理 地 址 变 换 B 文 件, 在 建 立 文 件 时, 给 每 一 个 记 录 编 号, 系 统 保 持 记 录 号 到 记 录 的 物 理

31 位 置 的 对 照 表, 记 录 号 不 作 为 记 录 中 的 内 容, 也 不 出 现 在 对 照 表 上 位 置 存 放 在 磁 盘 上 的 键 文 件, 也 称 为 C 表, 此 表 指 出 了 索 引 文 件 中 各 记 录 的 物 理 D 文 件 能 够 在 磁 盘 和 磁 带 等 多 种 媒 体 上 生 成 特 别 适 宜 于 全 文 件 的 读 / 写, 原 则 上 文 件 的 更 新 用 文 件 全 体 复 制 进 行 但 是, E 则 不 必 全 体 复 制 (1992 题 3) A :1 标 识 2 分 区 3 直 接 4 链 接 B : 1 标 号 2 索 引 3 顺 序 4 相 对 C : 1 关 键 字 2 关 联 3 索 引 4 控 制 D : 1 索 引 2 字 节 流 3 随 机 4 顺 序 E : 1 在 文 件 最 后 追 加 记 录 3 插 入 记 录 2 删 除 记 录 4 在 长 度 不 变 条 件 下, 改 写 记 录 答 案 :A)3 B)4 C)3 D)4 E)1 分 析 : 直 接 文 件 又 称 Hash 文 件, 它 利 用 Hash 函 数 ( 或 称 散 列 函 数 ) 将 记 录 键 值 转 换 为 相 应 记 录 的 物 理 位 置 选 择 好 的 散 列 函 数 和 冲 突 处 理 方 法 是 散 列 文 件 的 关 键 相 对 文 件, 在 建 立 文 件 时, 给 每 一 个 记 录 顺 序 编 号, 系 统 保 持 记 录 号 到 记 录 的 物 理 位 置 的 对 照 表 由 于 顺 序 编 号, 记 录 号 不 必 作 为 记 录 中 的 内 容 出 现 在 对 照 表 上, 查 找 时, 只 要 给 出 记 录 号, 就 可 以 根 据 对 照 表 顺 次 找 到 目 标 记 录 索 引 文 件 是 一 张 记 录 键 与 记 录 物 理 位 置 的 对 照 表, 这 种 表 也 称 为 索 引 表 为 了 加 快 查 找 速 度, 常 将 索 引 文 件 中 的 记 录 按 键 值 排 序 顺 序 文 件 把 逻 辑 文 件 中 的 信 息 顺 序 地 存 储 到 连 续 的 物 理 盘 块 中 存 放 在 磁 带 上 的 文 件 一 般 是 顺 序 文 件 存 取 该 类 文 件 所 使 用 的 方 法 是 顺 序 存 取 法 顺 序 文 件 的 插 入 删 除 等 更 新 操 作 需 用 复 制 全 体 文 件 方 式 进 行, 但 是, 如 果 只 是 在 文 件 的 最 后 追 加 记 录, 则 不 必 全 体 复 制 试 题 62 从 供 选 择 的 答 案 中 选 出 应 填 入 下 面 关 于 文 件 组 织 的 叙 述 中 的? 内 的 正 确 答 案, 把 编 号 写 在 答 卷 的 对 应 栏 内 (1990 年 上 午 题 5) 1. 顺 序 文 件 采 用 顺 序 结 构 实 现 文 件 的 存 贮, 对 大 型 顺 序 文 件 的 少 量 修 改 要 求 重 新 复 制 整 个 文 件, 代 价 很 高 采 用 A 的 方 法 则 可 降 低 所 需 的 代 价 2. 散 列 ( Hash ) 文 件 使 用 散 列 函 数 将 记 录 的 关 键 字 值 计 算 转 化 为 记 录 的 存 放 地 址 因 为 散 列 函 数 不 是 一 对 一 的 关 系, 所 以 选 择 好 的 B 方 法 是 散 列 文 件 的 关 键 3. 索 引 顺 序 文 件 的 记 录, 在 逻 辑 上 按 关 键 字 的 顺 序 排 列, 但 物 理 上 不 一 定 按 关 键 字 顺 序 存 贮 对 这 种 文 件 需 建 立 一 张 指 示 逻 辑 记 录 和 物 理 记 录 之 间 一 一 对 应 关 系 的 C, 它 一 般 用 树 结 构 来 组 织 4. 倒 排 文 件 包 含 若 干 倒 排 表, 倒 排 表 的 内 容 是 D, 倒 排 文 件 检 索 速 度 快, 但 修 改 维 护 较 难 5. 对 于 大 文 件 的 排 序 要 研 究 在 外 设 上 的 排 序 技 术, 即 E A:1 附 加 文 件 2 按 关 键 字 大 小 排 序 3 按 记 录 输 入 先 后 排 序 4 连 续 存 取 B:1 散 列 函 数 2 除 余 法 中 质 数 3 冲 突 处 理 4 散 列 函 数 和 冲 突 处 理

32 C:1 符 号 表 2 索 引 表 3 交 叉 访 问 表 4 链 接 表 D:1 一 个 关 键 字 值 和 该 关 键 字 的 记 录 地 址 2 一 个 属 性 值 和 该 属 性 的 一 个 记 录 的 地 址 3 一 个 属 性 值 和 该 属 性 的 全 部 记 录 的 地 址 4 多 个 关 键 字 值 和 它 们 相 对 应 的 某 个 记 录 的 地 址 E:1 快 速 排 序 方 法 2 内 排 序 方 法 3 外 排 序 方 法 4 交 叉 排 序 方 法 答 案 :A)1 B)4 C)2 D)3 E)3 试 题 63 在 UNIX 系 统 中, 用 户 程 序 经 过 编 译 之 后 得 到 的 可 执 行 文 件 属 于 A)ASCII 文 件 B) 普 通 文 件 C) 目 录 文 件 D) 特 别 文 件 答 案 :B 理 论 链 接 : 文 件 的 结 构 和 组 织 1. 文 件 的 逻 辑 结 构 文 件 的 逻 辑 结 构 是 指 文 件 的 外 部 组 织 形 式, 即 从 用 户 角 度 看 到 的 文 件 组 织 形 式, 用 户 以 这 种 形 式 存 取 检 索 和 加 工 有 关 信 息 文 件 的 逻 辑 结 构 可 分 为 两 类 : 1) 有 结 构 的 文 件 有 结 构 的 文 件 是 指 由 若 干 个 相 关 的 记 录 构 成 的 文 件, 又 称 记 录 式 文 件 在 文 件 中 的 记 录 一 般 有 着 相 同 或 不 同 数 目 的 数 据 项, 按 记 录 的 长 度, 记 录 式 文 件 可 分 为 两 类 : (1) 等 长 记 录 文 件 : 它 指 文 件 中 所 有 记 录 的 长 度 都 是 相 等 的 (2) 变 长 记 录 文 件 : 它 指 文 件 中 各 记 录 的 长 度 不 相 同. 2) 无 结 构 文 件 无 结 构 文 件 又 称 流 式 文 件, 组 成 流 式 文 件 的 基 本 信 息 单 位 是 字 节 或 字, 其 长 度 是 文 件 中 所 含 字 节 的 数 目, 如 大 量 的 源 程 序, 库 函 数 等 采 用 的 就 是 流 式 结 构 UNIX 系 统 采 用 的 是 流 式 文 件 结 构 2. 文 件 的 物 理 结 构 又 称 文 件 的 存 储 结 构, 是 指 文 件 在 外 存 上 的 存 储 组 织 形 式, 是 与 存 储 介 质 的 存 储 性 能 有 关 ; 1) 连 续 结 构 : 一 个 逻 辑 文 件 的 信 息 存 放 在 外 存 的 一 片 连 续 编 号 的 物 理 块 中 的 结 构 称 为 连 续 结 构, 或 称 连 续 文 件 存 放 在 磁 带 上 的 文 件 一 般 采 用 连 续 结 构 2) 链 接 结 构 : 使 用 非 连 续 的 物 理 块 来 存 放 信 息, 物 理 块 之 间 没 有 物 理 块 号 的 顺 序, 其 中 每 个 物 理 块 中 有 一 个 指 针, 指 向 下 一 个 连 接 的 物 理 块, 从 而 使 存 放 该 文 件 的 物 理 块 链 接 成 一 个 串 联 队 列, 文 件 的 最 后 一 个 物 理 块 的 指 针 标 记 为 空 " ", 表 示 文 件 至 本 块 结 束 3) 索 引 结 构 : 将 逻 辑 文 件 顺 序 的 划 分 成 长 度 与 物 理 存 储 块 长 度 相 同 的 逻 辑 块, 并 为 每 个 文 件 分 别 建 立 逻 辑 块 号 与 物 理 块 号 的 对 照 表, 这 种 表 称 为 索 引 表 在 很 多 情 况 下, 有 的 文 件 很 大, 文 件 的 索 引 表 也 就 较 大 如 果 索 引 表 的 大 小 超 过 了 一 定 的 限 度, 就 必 须 象 处 理 其 它 文 件 一 样 处 理 索 引 表 的 存 放 方 式 为 了 解 决 这 个 矛 盾, 一 种 较 好 的 解 决 方 法 是 采 用 间 接 索 引 ( 多 重 索 引 )