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2、02323《操作系统》的真题题型构成如下：
单选 20分 填空 20分 简答 20分 综合 40分
根据近5年10套历年真题分析，其40分的综合大题考查知识点比较集中，在复习冲刺时尤其要掌握，其中涉及的计算题不在本文范围内，需要多做一定量的题目才行，而不是背诵就能得分的。
- 2.4 进程同步；
- 3.2 调度算法；
- 3.6 死锁；
- 4.4 分页管理；
- 6.6 磁盘管理
本文将针对历年真题中所有题型中常考的知识点汇总，将全书31万字，200页的内容浓缩成此文，如想逢考必过，请务必背诵本文重点知识。
简述操作系统必须完成的两个主要目标。 1）与硬件部分相互作用，为包含在硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务。2）为运行在计算机系统上的应用程序（即所谓用户程序）提供执行环境。 简述操作系统资源管理的作用。 一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到尽可能高效的利用，保证计算机系统的高性能。 简述操作系统在资源管理方面的功能。 （1）处理机管理（2）存储管理（3）文件管理（4）设备管理 请说明单道批处理系统、多道批处理系统的特点及优缺点。 单道批处理系统特点有自动性、顺序性、单道性。单道批处理系统与无操作系统的计算机系统相比而言，减少了等待人工操作的时间。但是单道批处理系统，由于作业独占CPU和内存，当作业进行I/O时，CPU只能等待I/O完成而无事可做，使得CPU资源不能得到充分利用。
多道批处理系统特点是多道性、无序性、调度性、复杂性。优点是能够提高CPU、内存和I/O设备的利用率和系统的吞吐量。缺点是系统平均周转时间长，缺乏交互能力。 请说明操作系统的功能。 操作系统的功能的有内存管理、进程管理、设备管理、文件管理和提供用户接口等功能。 内存管理有哪些主要功能？ 内存管理应具有内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充功能。 请说明内存保护的任务。 一是使操作系统内核的空间不会被用户随意访问，以保证系统的安全和稳定；二是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰。 简述进程管理的功能。 进程可以被认为是程序的执行实体。进程管理功能主要包括进程的描述与组织、进程控制、进程同步、进程通信及进程调度。
进程控制完成进程创建、撤销进程、唤醒进程和阻塞进程等操作。进程同步功能完成多个进程（含线程）运行的协调与互斥。进程通信功能用来实现进程之间的信息交换。进程调度功能是从多个可执行的进程中选出一个进程，把处理机分配给它。 简述设备管理应具有的功能。 设备管理应该具有以下功能。
1）缓冲管理。管理各种缓冲区。2）设备分配。分配用户I/O所需要的设备。3）设备处理。由设备驱动程序来实现CPU与设备控制器之间的通信。4）设备独立性和虚拟设备。设备独立性功能使应用程序独立于物理设备。虚拟设备的功能是把一个物理设备变换为多个对应的逻辑设备，使一个物理设备能供多个用户共享。
多道批处理系统特点是多道性、无序性、调度性、复杂性。优点是能够提高CPU、内存和I/O设备的利用率和系统的吞吐量。缺点是系统平均周转时间长，缺乏交互能力。 请说明操作系统的功能。 操作系统的功能的有内存管理、进程管理、设备管理、文件管理和提供用户接口等功能。 内存管理有哪些主要功能？ 内存管理应具有内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充功能。 请说明内存保护的任务。 一是使操作系统内核的空间不会被用户随意访问，以保证系统的安全和稳定；二是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰。 简述进程管理的功能。 进程可以被认为是程序的执行实体。进程管理功能主要包括进程的描述与组织、进程控制、进程同步、进程通信及进程调度。
进程控制完成进程创建、撤销进程、唤醒进程和阻塞进程等操作。进程同步功能完成多个进程（含线程）运行的协调与互斥。进程通信功能用来实现进程之间的信息交换。进程调度功能是从多个可执行的进程中选出一个进程，把处理机分配给它。 简述设备管理应具有的功能。 设备管理应该具有以下功能。
1）缓冲管理。管理各种缓冲区。2）设备分配。分配用户I/O所需要的设备。3）设备处理。由设备驱动程序来实现CPU与设备控制器之间的通信。4）设备独立性和虚拟设备。设备独立性功能使应用程序独立于物理设备。虚拟设备的功能是把一个物理设备变换为多个对应的逻辑设备，使一个物理设备能供多个用户共享。
进程具有哪些特征？ （1）并发性。（2）动态性。（3）独立性。（4）异步性。（5）
结构特征。 说明进程与程序的区别和联系。 区别：程序是静态的，进程是动态的；程序是永久的，进程是暂时存在的；程序与进程的存在实体不同。程序是指令的集合，而进程是包含了正文段、用户数据段和进程控制块的实体。
联系：进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特定的程序，执行程序的代码。一个程序可以对应多个进程。 什么是进程控制块？
请说明进程控制块中所包含的信息。 进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的数据结构。
（1）进程标识符信息；（2）处理机状态信息；（3）进程调度信息；（4）进程控制信息。 调用创建新进程的系统调用来创建进程的一般步骤有哪些？ （1）申请空白PCB；（2）为新进程分配资源；（3）初始化进程控制块；（4）将新进程插入就绪队列。 请简化描述完成进程阻塞的过程。 （1）将进程的状态改为阻塞态。（2）将进程插入相应的阻塞队列。（3）转进程调度程序，从就绪进程中选择进程为其分配CPU。 操作系统在什么情况下需要创建进程？ （1）用户登录。（2）作业调度。（3）提供服务。（4）应用请求 请简述进程的唤醒过程。 （1）将进程从阻塞队列中移出；（2）将进程状态由阻塞态改为就绪态；（3）将进程插入就绪队列。 简述操作系统通过系统调用完成进程终止的一般过程。 （1）从进程PCB中读进程状态。
（2）若进程正在执行，则终止进程的执行。（3）若进程有子孙进程，在大多数情况下需要终止子孙进程。（4）释放资源。（5）将终止进程的PCB移出。 什么叫中断？ 中断是改变处理器执行指令顺序的一种事件，这样的事件与CPU芯片内外部硬件电路产生的电信号相对应。 请简述引起中断的原因。 （1）人为设置中断；（2）程序性事故；（3）硬件故障；（4）
I/O设备；（5）外部事件。 请说明单重中断的处理过程。 （1）系统关闭中断，保护断点，把当前要执行的下一条指令的地址保存到内存中，以便中断返回时，能把这个地址恢复到程序计数器PC中，使被中断的程序从断点处开始继续执行。
（2）转中断处理程序。在中断处理程序中完成保护现场的工作，就是把相关的硬件上下文信息保存到内存中。（3）保护完现场后，要根据中断向量到中断向量表中找到与中断处理子例程入口地址相关的信息，由这些信息得到中断处理子例程的入口地址，以执行中断处理子例程，完成本次中断处理的特定处理工作。（4）恢复现场，开中断，CPU返回断点处继续执行被中断的程序。 何为系统调用？请简述系统调用与一般函数调用的区别。 系统调用是一群预先定义好的模块，它们提供一条管道让应用程序或一般用户能由此得到核心程序的服务。系统调用是系统程序与用户程序之间的接口。
系统调用与一般函数调用的区别如下：（1）系统调用运行在系统态（核心态），而一般函数运行在用户态；（2）系统调用与一般函数调用的执行过程不同；（3）系统调用要进行“中断处理”，比一般函数调用多了一些系统开销。 请说明系统调用的类型。 （1）进程控制类系统调用（2）文件操纵类系统调用（3）设备管理类系统调用（4）通信类系统调用（5）信息维护类系统调用 简述操作系统提供系统调用的优点。 （1）使编程更加容易，把用户从学习硬件设备的低级编程特性中解放出来。（2）极大地提高了系统的安全性。 简述同步机制应遵循的准则。（简答题） （1）空闲让进；（2）忙则等待；（3）有限等待；（4）让权等待。 实现：将临界资源CS放入wait（s）和signal（s）之间用整型信号量实现进程互斥的思想是什么？ 用整型信号量实现进程互斥的思想是：为必须互斥访问的临界资源CS定义一个互斥信息量mutex，将初始值置为1，然后将Cs放入wait（mutex）和signal（mutex）之间。当CS可访问时，wait（mutex）才能正常结束使进程进入CS。 简述进程同步问题中，生产者–消费者问题需要解决的问题。 （1）实现任意两个进程对缓冲池的互斥访问。
2）实现对生产者进程和消费者进程的“协调”，即缓冲池中有消息时消费者进程才能执行取消息的操作。无消息时，阻塞消费者进程。缓冲池中有空闲缓冲区时，生产者进程才能执行放消息的操作。无空间缓冲区时，阻塞生产者进程。 进程之间的高级通信机制分为哪几类？ （1）共享存储器系统；（2）消息传递系统；（3）管道通信系统。 简述共享存储系统的两种类型。 （1）基于共享数据结构的通信方式。在这种通信方式中，要求诸进程公用某些数据结构，以实现进程间的信息交换。
（2）基于共享存储区的通信方式。为了传输大量数据，在存储器中划出一块共享存储区，进程可以通过对共享存储区中的数据的读或写来实现通信。 相比于进程，请简述线程在地址空间资源、通信关系、并发性及系统开销方面有哪些特点。 （1）地址空间资源。不同进程的地址空间是相互独立的，而同一进程中的各线程共享同一地址空间。
（2）通信关系。进程之间的通信必须使用操作系统提供的进程间通信机制，而同一进程中的各线程间可以通过直接读或写全局变量来进行通信，甚至无需操作系统的参与。3）并发性。多进程之间可以并发执行，多线程之间也可以并发执行，而且同一进程中的多个线程之间也可并发执行。（4）系统开销。由于创建进程或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，操作系统所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。 什么是线程控制块？ 每个线程都由一个数据结构表示，包括它的基本状态、标识及记账信息。这个数据结构就是线程控制块。 请说明用户线程的阻塞过程。 （1）停止该线程的执行，将该线程的状态改为阻塞态。
（2）将该线程控制块插入相应的线程阻塞队列。（3）将该线程所属进程的状态改为阻塞态。（4）将该线程所属进程的进程控制块插入相应的进程阻塞队列。（5）将控制传递给进程调度程序，重新进行进程调度。
结构特征。 说明进程与程序的区别和联系。 区别：程序是静态的，进程是动态的；程序是永久的，进程是暂时存在的；程序与进程的存在实体不同。程序是指令的集合，而进程是包含了正文段、用户数据段和进程控制块的实体。
联系：进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特定的程序，执行程序的代码。一个程序可以对应多个进程。 什么是进程控制块？
请说明进程控制块中所包含的信息。 进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的数据结构。
（1）进程标识符信息；（2）处理机状态信息；（3）进程调度信息；（4）进程控制信息。 调用创建新进程的系统调用来创建进程的一般步骤有哪些？ （1）申请空白PCB；（2）为新进程分配资源；（3）初始化进程控制块；（4）将新进程插入就绪队列。 请简化描述完成进程阻塞的过程。 （1）将进程的状态改为阻塞态。（2）将进程插入相应的阻塞队列。（3）转进程调度程序，从就绪进程中选择进程为其分配CPU。 操作系统在什么情况下需要创建进程？ （1）用户登录。（2）作业调度。（3）提供服务。（4）应用请求 请简述进程的唤醒过程。 （1）将进程从阻塞队列中移出；（2）将进程状态由阻塞态改为就绪态；（3）将进程插入就绪队列。 简述操作系统通过系统调用完成进程终止的一般过程。 （1）从进程PCB中读进程状态。
（2）若进程正在执行，则终止进程的执行。（3）若进程有子孙进程，在大多数情况下需要终止子孙进程。（4）释放资源。（5）将终止进程的PCB移出。 什么叫中断？ 中断是改变处理器执行指令顺序的一种事件，这样的事件与CPU芯片内外部硬件电路产生的电信号相对应。 请简述引起中断的原因。 （1）人为设置中断；（2）程序性事故；（3）硬件故障；（4）
I/O设备；（5）外部事件。 请说明单重中断的处理过程。 （1）系统关闭中断，保护断点，把当前要执行的下一条指令的地址保存到内存中，以便中断返回时，能把这个地址恢复到程序计数器PC中，使被中断的程序从断点处开始继续执行。
（2）转中断处理程序。在中断处理程序中完成保护现场的工作，就是把相关的硬件上下文信息保存到内存中。（3）保护完现场后，要根据中断向量到中断向量表中找到与中断处理子例程入口地址相关的信息，由这些信息得到中断处理子例程的入口地址，以执行中断处理子例程，完成本次中断处理的特定处理工作。（4）恢复现场，开中断，CPU返回断点处继续执行被中断的程序。 何为系统调用？请简述系统调用与一般函数调用的区别。 系统调用是一群预先定义好的模块，它们提供一条管道让应用程序或一般用户能由此得到核心程序的服务。系统调用是系统程序与用户程序之间的接口。
系统调用与一般函数调用的区别如下：（1）系统调用运行在系统态（核心态），而一般函数运行在用户态；（2）系统调用与一般函数调用的执行过程不同；（3）系统调用要进行“中断处理”，比一般函数调用多了一些系统开销。 请说明系统调用的类型。 （1）进程控制类系统调用（2）文件操纵类系统调用（3）设备管理类系统调用（4）通信类系统调用（5）信息维护类系统调用 简述操作系统提供系统调用的优点。 （1）使编程更加容易，把用户从学习硬件设备的低级编程特性中解放出来。（2）极大地提高了系统的安全性。 简述同步机制应遵循的准则。（简答题） （1）空闲让进；（2）忙则等待；（3）有限等待；（4）让权等待。 实现：将临界资源CS放入wait（s）和signal（s）之间用整型信号量实现进程互斥的思想是什么？ 用整型信号量实现进程互斥的思想是：为必须互斥访问的临界资源CS定义一个互斥信息量mutex，将初始值置为1，然后将Cs放入wait（mutex）和signal（mutex）之间。当CS可访问时，wait（mutex）才能正常结束使进程进入CS。 简述进程同步问题中，生产者–消费者问题需要解决的问题。 （1）实现任意两个进程对缓冲池的互斥访问。
2）实现对生产者进程和消费者进程的“协调”，即缓冲池中有消息时消费者进程才能执行取消息的操作。无消息时，阻塞消费者进程。缓冲池中有空闲缓冲区时，生产者进程才能执行放消息的操作。无空间缓冲区时，阻塞生产者进程。 进程之间的高级通信机制分为哪几类？ （1）共享存储器系统；（2）消息传递系统；（3）管道通信系统。 简述共享存储系统的两种类型。 （1）基于共享数据结构的通信方式。在这种通信方式中，要求诸进程公用某些数据结构，以实现进程间的信息交换。
（2）基于共享存储区的通信方式。为了传输大量数据，在存储器中划出一块共享存储区，进程可以通过对共享存储区中的数据的读或写来实现通信。 相比于进程，请简述线程在地址空间资源、通信关系、并发性及系统开销方面有哪些特点。 （1）地址空间资源。不同进程的地址空间是相互独立的，而同一进程中的各线程共享同一地址空间。
（2）通信关系。进程之间的通信必须使用操作系统提供的进程间通信机制，而同一进程中的各线程间可以通过直接读或写全局变量来进行通信，甚至无需操作系统的参与。3）并发性。多进程之间可以并发执行，多线程之间也可以并发执行，而且同一进程中的多个线程之间也可并发执行。（4）系统开销。由于创建进程或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，操作系统所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。 什么是线程控制块？ 每个线程都由一个数据结构表示，包括它的基本状态、标识及记账信息。这个数据结构就是线程控制块。 请说明用户线程的阻塞过程。 （1）停止该线程的执行，将该线程的状态改为阻塞态。
（2）将该线程控制块插入相应的线程阻塞队列。（3）将该线程所属进程的状态改为阻塞态。（4）将该线程所属进程的进程控制块插入相应的进程阻塞队列。（5）将控制传递给进程调度程序，重新进行进程调度。
请简述选择进程调度算法的准则。 （1）周转时间短（2）响应时间快（3）截止时间的保证（4）系统吞吐量高（5）处理机利用率好 【1904真题】有5个进程A.B.C，D.E，他们的到达时间分别为0，10，20，30，35ms，预计他们的运行时间分别为100，60，20、40、80ms。其优先数分别为3、1、4、5、2（优先级数值越小，表示优先级越高）。 要求：
1，分别给出采用短进程优先调度算法、非抢占式优先权调度算法时，进程的启动顺序。答案：短进程优先调度算法的运行顺序：ACDBE非抢占式优先权调度算法的运行顺序：ABECD2，分别计算上述两种调度算法的平均周转时间。答案：短进程优先调度算法的平均周转时间：（100+210+100+130+265）/5=161非抢占式优先权调度算法的平均周转时间：（100+150+240+270+205）/5=193 请说明实现实时调度的基本条件。 （1）提供必要的调度信息；（2）系统处理能力强；（3）采用抢占式调度机制；（4）具有快速切换机制。 什么是最早截止时间优先调度算法？试简述该调度算法的实现方法。 最早截止时间优先调度算法是根据进程的开始截止时间确定进程的优先级。截止时间越早，进程的优先级越高，越优先获得处理机。
该算法要求在系统中保持一个实时进程的就绪队列，该队列按各进程截止时间的早晚排序，具有最早截止时间的进程排在队列的最前面。调度程序在选择进程时，总是选择就绪队列中的第一个进程，为之分配处理机。 请简述进程切换的步骤。 （1）保存包括程序计数器和其他寄存器在内的CPU上下文环境。
（2）更新被替换进程的进程控制块。（3）修改进程状态，把执行态改为就绪态或者阻塞态。（4）将被替换进程的进程控制块移到就绪队列或阻塞队列。（5）执行通过进程调度程序选择的新进程，并更新该进程的进程控制块。（6）更新内存管理的数据结构。（7）恢复被调度程序选中的进程的硬件上下文。 什么是自调度方式？ 采用自调度的系统中设置有一个公共的就绪队列，任何一个空闲的处理器都可以自行从该就绪队列中选取一个进程或者一个线程运行。 自调度有什么优缺点？ 自调度的优点是易移植和有利于提高CPU的利用率。缺点是瓶颈问题、低效性和线程切换频繁。 什么是死锁？引起死锁的原因是什么？ 由于多个进程竞争共享资源而引起的进程不能向前推进的僵死状态称为死锁。产生死锁的原因为：竞争共享资源且分配资源的顺序不当。 请说明产生死锁的必要条件。 （1）互斥条件（2）请求和保持条件（3）不剥夺条件（4）环路等待条件 请说明处理死锁的基本方法。 处理死锁的基本方法有预防死锁、避免死锁、检测并解除死锁和忽略死锁问题。 如何预防发生死锁？ 预防死锁可以通过摒弃下列三个必要条件之一来实现：
（1）摒弃请求和保持条件（2）摒弃不剥夺条件（3）摒弃环路等待条件 什么是安全状态？写出用于避免死锁的银行家算法的过程。 当系统能找到一个进程执行序列，使系统只要按此序列为每个进程分配资源，就可以保证进程的资源分配和执行顺利完成，不会发生死锁时，称系统处于安全状态。
银行家算法的过程：一个进程提出资源请求后，系统先进行资源的试分配。然后检测本次的试分配是否使系统处于安全状态，若安全则按试分配方案分配资源，否则不分配资源。 什么是银行家算法？ 银行家算法是一种能够避免死锁的资源分配算法。其基本思想是一个进程提出资源请求后，系统先进行资源的试分配。然后检测本次的试分配是否使系统处于安全状态，若安全则按试分配方案分配资源，否则不分配资源。
1，分别给出采用短进程优先调度算法、非抢占式优先权调度算法时，进程的启动顺序。答案：短进程优先调度算法的运行顺序：ACDBE非抢占式优先权调度算法的运行顺序：ABECD2，分别计算上述两种调度算法的平均周转时间。答案：短进程优先调度算法的平均周转时间：（100+210+100+130+265）/5=161非抢占式优先权调度算法的平均周转时间：（100+150+240+270+205）/5=193 请说明实现实时调度的基本条件。 （1）提供必要的调度信息；（2）系统处理能力强；（3）采用抢占式调度机制；（4）具有快速切换机制。 什么是最早截止时间优先调度算法？试简述该调度算法的实现方法。 最早截止时间优先调度算法是根据进程的开始截止时间确定进程的优先级。截止时间越早，进程的优先级越高，越优先获得处理机。
该算法要求在系统中保持一个实时进程的就绪队列，该队列按各进程截止时间的早晚排序，具有最早截止时间的进程排在队列的最前面。调度程序在选择进程时，总是选择就绪队列中的第一个进程，为之分配处理机。 请简述进程切换的步骤。 （1）保存包括程序计数器和其他寄存器在内的CPU上下文环境。
（2）更新被替换进程的进程控制块。（3）修改进程状态，把执行态改为就绪态或者阻塞态。（4）将被替换进程的进程控制块移到就绪队列或阻塞队列。（5）执行通过进程调度程序选择的新进程，并更新该进程的进程控制块。（6）更新内存管理的数据结构。（7）恢复被调度程序选中的进程的硬件上下文。 什么是自调度方式？ 采用自调度的系统中设置有一个公共的就绪队列，任何一个空闲的处理器都可以自行从该就绪队列中选取一个进程或者一个线程运行。 自调度有什么优缺点？ 自调度的优点是易移植和有利于提高CPU的利用率。缺点是瓶颈问题、低效性和线程切换频繁。 什么是死锁？引起死锁的原因是什么？ 由于多个进程竞争共享资源而引起的进程不能向前推进的僵死状态称为死锁。产生死锁的原因为：竞争共享资源且分配资源的顺序不当。 请说明产生死锁的必要条件。 （1）互斥条件（2）请求和保持条件（3）不剥夺条件（4）环路等待条件 请说明处理死锁的基本方法。 处理死锁的基本方法有预防死锁、避免死锁、检测并解除死锁和忽略死锁问题。 如何预防发生死锁？ 预防死锁可以通过摒弃下列三个必要条件之一来实现：
（1）摒弃请求和保持条件（2）摒弃不剥夺条件（3）摒弃环路等待条件 什么是安全状态？写出用于避免死锁的银行家算法的过程。 当系统能找到一个进程执行序列，使系统只要按此序列为每个进程分配资源，就可以保证进程的资源分配和执行顺利完成，不会发生死锁时，称系统处于安全状态。
银行家算法的过程：一个进程提出资源请求后，系统先进行资源的试分配。然后检测本次的试分配是否使系统处于安全状态，若安全则按试分配方案分配资源，否则不分配资源。 什么是银行家算法？ 银行家算法是一种能够避免死锁的资源分配算法。其基本思想是一个进程提出资源请求后，系统先进行资源的试分配。然后检测本次的试分配是否使系统处于安全状态，若安全则按试分配方案分配资源，否则不分配资源。
什么是程序执行的局部性原理？局部性原理表现在哪两个方面？ 程序执行的局部性原理指出，程序在执行时呈现出局部规律，即在一段较短时间内，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。局部性原理表现在2个方面：
（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。（2）空间局部性：一旦程序访向了某个单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问。 请说明可重定位装入方式的特点。 （1）编译程序使目标模块的起始地址从0开始。
（2）程序装入时，装入程序根据内存的使用情况将装入模块装入到内存的某个位置，并对模块进行重定位。 什么叫动态运行时装入？ 进程在装入内存后，还可能从内存的一个区域移动到另一个区域，这种情况可能发生在支持虚拟存储的系统中。一个进程在被换出之前所在的内存位置与后来被从外存重新调入内存时所在的内存位置不同，在这种情况下，地址映射必须延迟到进程执行时再进行，把这种装人方式称为动态运行装入。 请说明连续分配方式的种类。 （1）单一连续区分配方式（2）固定分区分配方式（3）动态分区分配方式
什么是单一连续区分配方式？（简答题）内存中只有一个用户区，任意时刻内存中只能装入一道程序，这种分配方式仅适用于单用户、单任务的系统。 请说明固定分区分配的过程。 需要为进程分配内存时，操作系统执行内存分配程序，搜索内存分区使用表。当找到一个大小大于或等于进程需要的内存空间而且处于空闲状态的用户分区时，将该分区分配给进程，并将该分区状态改为“已占用” 简述动态分区分配算法的原理。 系统初始只有一个大空闲区，当进程请求空间时，由系统根据进程需要的空间大小划分出一片空闲区分配给进程。系统运行一段时间后，内存的空闲区可能散布在不连续的区域。系统维护一个记录当前空闲区情况的数据结构，当进程请求内存时，系统从所有空闲区中找到大小合适的空闲区进行分配。系统中分区的大小和数量都是变化的，空闲区的大小和数量也是变化的。 请说明页与页框的基本概念。 （1）将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页。
理（2）将物理内存空间分成与页大小相同的若干个存储块，称为页框或页帧。 简述分页地址变换过程。 （1）进程执行，PCB中页表起始地址和页表长度送CPU的页表寄存器。
（2）CPU访问逻辑单元A。（3）由分页地址变换硬件自动将A分为页号和页内偏移两部分。换（4）由硬件检索页表，得到A所在的页对应的页框号。页号对应的页表项起始地址=页表起始地址+页表项长度*页号（页表项中存有页框号）。从该地址指示的内存单元中读取页框号。（5）页框号和页内偏移地址送物理地址寄存器，计算物理地址。 引入虚拟存储技术的目的是什么？ 1）提高内存利用率。2）提高多道程序度。3）把逻辑地址空间和物理地址空间分开，使程序员不用关心物理内存的容量对编程的限制。 虚拟存储系统具有以下几个主要特征： 离散性、多次性、对换性、虚拟性。 什么是抖动？抖动产生的原因是什么？ 多道程序度太高，使运行进程的大部分时间都用于进行页的换入、换出，而几乎不能完成任何有效工作的状态称为抖动。
原因：系统中的进程数量太多，每个进程能分配到的页框太少，以至于进程运行过程中频繁请求调页。 什么是固定分配策略？什么是可变分配策略？ 固定分配策略是指在进程从创建到撤销的过程中，为进程分配的页框数保持不变，可变分配是指为进程分配的页框数是可变的。 在内存管理中，分页管理和分段管理的主要区别是什么？ （1）页是按物理单位划分的，段是按逻辑单位划分的。
（2）页的大小是固定的，而段的大小不固定。（3）分页的地址空间是一维的，分段的地址空间是二维的。 请说明分段系统的地址变换过程，求相应物理地址的步骤。 若已知逻辑单元的地址为s:d，求相应物理地址的步骤如下。
（1）以段号作索引，从段表中找到段号为s的段表项。（2）从找到的段表项中读出s段的基地址和段大小。3）如果d<段大小，则将段基址与段内偏移d相加，得到与逻辑单元s:d相应的物理单元地址。 在采用段页式存储管理方式的系统中，为了获得一条指令或数据，需要3次访问内存。请按执行顺序分别写出3次访问的对象及获取的内容。 第一次访问对象是内存中的段表，从中取得页表开始地址；第二次访问对象是内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；第三次根据物理地址访问具体的内存地址，取出指令或数据。 请简述采用段页式内存管理的好处。 采用段页式内存管理的一个显然的好处是，程序员可以使用分段的逻辑地址，而实际上进程却以页为单位存放于物理内存中。
（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。（2）空间局部性：一旦程序访向了某个单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问。 请说明可重定位装入方式的特点。 （1）编译程序使目标模块的起始地址从0开始。
（2）程序装入时，装入程序根据内存的使用情况将装入模块装入到内存的某个位置，并对模块进行重定位。 什么叫动态运行时装入？ 进程在装入内存后，还可能从内存的一个区域移动到另一个区域，这种情况可能发生在支持虚拟存储的系统中。一个进程在被换出之前所在的内存位置与后来被从外存重新调入内存时所在的内存位置不同，在这种情况下，地址映射必须延迟到进程执行时再进行，把这种装人方式称为动态运行装入。 请说明连续分配方式的种类。 （1）单一连续区分配方式（2）固定分区分配方式（3）动态分区分配方式
什么是单一连续区分配方式？（简答题）内存中只有一个用户区，任意时刻内存中只能装入一道程序，这种分配方式仅适用于单用户、单任务的系统。 请说明固定分区分配的过程。 需要为进程分配内存时，操作系统执行内存分配程序，搜索内存分区使用表。当找到一个大小大于或等于进程需要的内存空间而且处于空闲状态的用户分区时，将该分区分配给进程，并将该分区状态改为“已占用” 简述动态分区分配算法的原理。 系统初始只有一个大空闲区，当进程请求空间时，由系统根据进程需要的空间大小划分出一片空闲区分配给进程。系统运行一段时间后，内存的空闲区可能散布在不连续的区域。系统维护一个记录当前空闲区情况的数据结构，当进程请求内存时，系统从所有空闲区中找到大小合适的空闲区进行分配。系统中分区的大小和数量都是变化的，空闲区的大小和数量也是变化的。 请说明页与页框的基本概念。 （1）将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页。
理（2）将物理内存空间分成与页大小相同的若干个存储块，称为页框或页帧。 简述分页地址变换过程。 （1）进程执行，PCB中页表起始地址和页表长度送CPU的页表寄存器。
（2）CPU访问逻辑单元A。（3）由分页地址变换硬件自动将A分为页号和页内偏移两部分。换（4）由硬件检索页表，得到A所在的页对应的页框号。页号对应的页表项起始地址=页表起始地址+页表项长度*页号（页表项中存有页框号）。从该地址指示的内存单元中读取页框号。（5）页框号和页内偏移地址送物理地址寄存器，计算物理地址。 引入虚拟存储技术的目的是什么？ 1）提高内存利用率。2）提高多道程序度。3）把逻辑地址空间和物理地址空间分开，使程序员不用关心物理内存的容量对编程的限制。 虚拟存储系统具有以下几个主要特征： 离散性、多次性、对换性、虚拟性。 什么是抖动？抖动产生的原因是什么？ 多道程序度太高，使运行进程的大部分时间都用于进行页的换入、换出，而几乎不能完成任何有效工作的状态称为抖动。
原因：系统中的进程数量太多，每个进程能分配到的页框太少，以至于进程运行过程中频繁请求调页。 什么是固定分配策略？什么是可变分配策略？ 固定分配策略是指在进程从创建到撤销的过程中，为进程分配的页框数保持不变，可变分配是指为进程分配的页框数是可变的。 在内存管理中，分页管理和分段管理的主要区别是什么？ （1）页是按物理单位划分的，段是按逻辑单位划分的。
（2）页的大小是固定的，而段的大小不固定。（3）分页的地址空间是一维的，分段的地址空间是二维的。 请说明分段系统的地址变换过程，求相应物理地址的步骤。 若已知逻辑单元的地址为s:d，求相应物理地址的步骤如下。
（1）以段号作索引，从段表中找到段号为s的段表项。（2）从找到的段表项中读出s段的基地址和段大小。3）如果d<段大小，则将段基址与段内偏移d相加，得到与逻辑单元s:d相应的物理单元地址。 在采用段页式存储管理方式的系统中，为了获得一条指令或数据，需要3次访问内存。请按执行顺序分别写出3次访问的对象及获取的内容。 第一次访问对象是内存中的段表，从中取得页表开始地址；第二次访问对象是内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；第三次根据物理地址访问具体的内存地址，取出指令或数据。 请简述采用段页式内存管理的好处。 采用段页式内存管理的一个显然的好处是，程序员可以使用分段的逻辑地址，而实际上进程却以页为单位存放于物理内存中。
文件的类型有哪些？ 文件的类型有正规文件、目录文件、字符设备文件和块设备文件等。 简述什么是ASCII文件？ ASCII文件由多行正文组成，在某些系统中每行用回车符结束，某些则用换行符结束，而有些系统还同时采用回车符和换行符，如MS-DOS。各行的长度不必相同。 简述ASCII文件的优势。 ASCII文件的明显优势是可以显示和打印，也可以用通常的文本编辑器进行编辑。另外，如果程序以ASCII文件作为输入和输出，就很容易把一个程序的输出作为另一个程序的输入。 文件的顺序存取和随机存取的主要区别是什么？ （1）顺序存取：从文件开始处读取文件中的所有字节或者记录，但不能跳过某些内容，也不能不按顺序存取。
（2）随机存取：又称直接存取，即可以以任意顺序读取文件中的字节或记录。 简述树形目录的优缺点。 树形目录的优点是便于文件的分类，层次结构清晰，便于管理和保护，解决了重名问题，查找速度加快。缺点是找一个文件按路径名逐层检查，由于每个文件都放在外存中，多次访问磁盘会影响速度，结构相对复杂。 磁盘文件系统可以使用磁盘链接表实现文件存储，也可以使用内存的链接表分配文件的存储空间。请论述它们在空间利用率和存储时间上的各自特点。 使用磁盘链接表的分配：可以充分利用每个簇，不会因为磁盘碎片（除了最后一块中的内部碎片）而浪费存储空间，管理也比较简单。缺点是随机存取相当缓慢。
使用内存的链接表分配：将文件所在的磁盘的簇号存放在内存的表（文件分配表）中。访问文件时，只需从内存文件分配表中顺着某种链接关系查找簇的簇号。不管文件有多大，在目录项中只需记录文件的第一块数据所在簇的簇号，根据它查找到文件的所有块。这种方法的一个缺点是必须把整个表都存放在内存中，不适合大容量的磁盘。 EXT2文件系统的一个i结点包括15个地址项，每个地址项存32位地址（4个字节），其中12个地址项存直接地址；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。当簇大小为4KB时，Ext2能管理的文件的最大长度是多少？ 每个簇能存放的簇号数量：4096B/4B-1024（个）12个直接地址能访问的磁盘空间大小：12×4KB-48KB
一个一次间接地址能访问的磁盘空间大小：1024 X KB=4ME一个二次间接地址能磁盘间大小：1024×1024X4KB=4GB一个三次间接地址能访问的磁盘空间大小：1024×1024×1024X4KB=4TBEXT2能管理的文件的最大长度是48KB+4MB+4GB+4TB 简述使用磁盘链接表的分配的优缺点。 优点：可以充分利用每个簇，不会因为磁盘碎片而浪费存储空间，管理也比较简单。缺点：随机存取相当缓慢。 文件系统为文件分配磁盘空间是以簇为单位的。簇的尺寸太大或者太小都不合适。
请问，簇的尺寸太大会有什么缺点？簇的尺寸太小会有什么缺点？ 簇太大：容易造成空间的浪费。拥有大的簇尺寸意味着每个文件，甚至一个字节的文件，都要占用很大的空间，也就是说小的文件浪费了大量的磁盘空间。
簇太小：会使访问文件的时间延长。小的尺寸意味着大多数文件会跨越多个簇，因此需要多次寻道与旋转延迟才能读出它们，从而降低了时间性能。 磁盘空间管理中，请简单阐述记录空闲块的两种常用方法。 （1）空闲簇链接表。用一些空闲簇存放空闲簇的簇号，并专门留出最后几个字节存放指向下一个存放空间簇的指针。
（2）位图。每个簇用一个二进制位表示，其中空闲簇用1表示，已分配簇用0表示（或者反过来）。
（2）随机存取：又称直接存取，即可以以任意顺序读取文件中的字节或记录。 简述树形目录的优缺点。 树形目录的优点是便于文件的分类，层次结构清晰，便于管理和保护，解决了重名问题，查找速度加快。缺点是找一个文件按路径名逐层检查，由于每个文件都放在外存中，多次访问磁盘会影响速度，结构相对复杂。 磁盘文件系统可以使用磁盘链接表实现文件存储，也可以使用内存的链接表分配文件的存储空间。请论述它们在空间利用率和存储时间上的各自特点。 使用磁盘链接表的分配：可以充分利用每个簇，不会因为磁盘碎片（除了最后一块中的内部碎片）而浪费存储空间，管理也比较简单。缺点是随机存取相当缓慢。
使用内存的链接表分配：将文件所在的磁盘的簇号存放在内存的表（文件分配表）中。访问文件时，只需从内存文件分配表中顺着某种链接关系查找簇的簇号。不管文件有多大，在目录项中只需记录文件的第一块数据所在簇的簇号，根据它查找到文件的所有块。这种方法的一个缺点是必须把整个表都存放在内存中，不适合大容量的磁盘。 EXT2文件系统的一个i结点包括15个地址项，每个地址项存32位地址（4个字节），其中12个地址项存直接地址；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。当簇大小为4KB时，Ext2能管理的文件的最大长度是多少？ 每个簇能存放的簇号数量：4096B/4B-1024（个）12个直接地址能访问的磁盘空间大小：12×4KB-48KB
一个一次间接地址能访问的磁盘空间大小：1024 X KB=4ME一个二次间接地址能磁盘间大小：1024×1024X4KB=4GB一个三次间接地址能访问的磁盘空间大小：1024×1024×1024X4KB=4TBEXT2能管理的文件的最大长度是48KB+4MB+4GB+4TB 简述使用磁盘链接表的分配的优缺点。 优点：可以充分利用每个簇，不会因为磁盘碎片而浪费存储空间，管理也比较简单。缺点：随机存取相当缓慢。 文件系统为文件分配磁盘空间是以簇为单位的。簇的尺寸太大或者太小都不合适。
请问，簇的尺寸太大会有什么缺点？簇的尺寸太小会有什么缺点？ 簇太大：容易造成空间的浪费。拥有大的簇尺寸意味着每个文件，甚至一个字节的文件，都要占用很大的空间，也就是说小的文件浪费了大量的磁盘空间。
簇太小：会使访问文件的时间延长。小的尺寸意味着大多数文件会跨越多个簇，因此需要多次寻道与旋转延迟才能读出它们，从而降低了时间性能。 磁盘空间管理中，请简单阐述记录空闲块的两种常用方法。 （1）空闲簇链接表。用一些空闲簇存放空闲簇的簇号，并专门留出最后几个字节存放指向下一个存放空间簇的指针。
（2）位图。每个簇用一个二进制位表示，其中空闲簇用1表示，已分配簇用0表示（或者反过来）。
请说明如果按传输速率分类，设备分为哪几种？ （1）低速设备。如键盘和鼠标。（2）中速设备。如打印机。
（3）高速设备。如磁带机、磁盘机、光盘机。 什么是设备控制器？ 1）设备控制器是CPU与I/O设备之间的接口，接收I/O的命令并控制设备完成I/O工作；
2）设备控制器是一个可编址设备，连接多个设备时可有多个设备地址。控制器可以直接做在主板上，也可以做成插卡插在主板上。现在有些设备的控制器嵌入在设备中，如激光打印机的控制器。 说明设备控制器的结构和功能。 设备控制器的功能如下：1.接收和识别命令；2.数据交换；3.设备状态的了解和报告；4.地址识别；5.数据缓冲；6.差错控制。
设备控制器的逻辑构成主要包括以下3部分：1.设备控制器与处理机的接口；2.设备控制器与设备的接口；3.I/O逻辑。 简述采用轮询方式的缺点。 使用轮询控制方式使CPU经常处于由于输入/输出而造成的循环测试状态，造成CPU的极大浪费，影响整个系统的吞吐量。 DMA控制器中有哪几类寄存器？ 命令/状态寄存器CR、内存地址寄存器MAR、数据寄存器DR和数据计数器DC 简述缓冲池中的三种缓冲队列。 1，空缓冲队列emq：是由空缓冲区链接而成的队列；2.输入队列inq：是由装满输入数据的缓冲区链接成的队列；3.输出队列outq：是由装满输出数据的缓冲区链接成的队列。 在缓冲池的组成中，包含哪几种类型的缓冲区？ 公共缓冲池既可用于输入，又可用于输出，其中至少包含三种类型的缓冲区，分别是：空缓冲区、装满输入数据的缓冲区和装满输出数据的缓冲区。
简述缓冲区有哪几种工作方式？（简答题）收容输入、提取输入、收容输出和提取输出。 设备分配程序进行设备分配的步骤。 （1）分配设备（2）分配控制器（3）分配通道 简述系统的设备分配程序进行设备分配的分配设备的过程. 根据用户请求的设备的物理名，查找系统设备表，从中找出该设备的设备控制表，检查设备控制表中的设备状态字。若设备忙，则将进程阻塞在该设备的阻塞队列中；若设备空闲，则根据设备分配算法将设备分配给进程。 请简述SPOOL ing系统的优点。 （1）提高了I/O速度；（2）将独占设备改造为共享设备；（3）实现了虚拟设备功能。 简述用户程序及操作系统中设备管理软件的组织层次。 在用户程序及操作系统中设备管理软件的构成和关系中，将设备管理软件组织成4个层次：1.用户层软件；2.与设备无关的软件层；3.设备驱动程序；4.中断处理程序（底层）。 简述设备管理软件的功能。 （1）实现I/O设备的独立性（2）错误处理（3）异步传输（4）缓冲管理（5）设备的分配和释放（6）实现I/O控制方式 当用户进程请求I/0服务，请简述该I/0中断的处理过程。 用户进程在发出I/O请求后，由于等待I/O的完成而被阻塞。CPU转去执行其他任务，当I/0任务完成，控制器向CPU发中断请求信号，CPU转去执行中断处理程序，由中断处理程序唤醒被阻塞的设备用户进程。 8设备无关I/O软件的主要功能有哪些？ 1，设备命名：将设备名映射到相应的驱动程序；2.设备保护：为设备设置合理的访问权限；3，提供独立于设备的块大小；4.为块设备和字符设备提供必要的缓冲技术；5.块设备的存储分配；6.分配和释放独立设备；7.错误处理。 磁盘的访问时间由哪几部分组成？其中花费时间最长的是哪个？ 磁盘的访问时间分为以下三部分：1.寻道时间；2.旋转延迟时间；3，传输时间。花费时间最长的是寻道时间和旋转延迟时间 简述提高磁盘I/O速度的方法。 （1）提前读（2）延迟写（3）优化物理块的分布（4）虚拟盘（5）磁盘高速缓存。 简述通过延迟写来提高磁盘I/O速度的原理。 延迟写是在支持请求分页的虚拟存储管理中，对修改过的换出页，在把页标记为换出页时并不马上把页的内容写入磁盘，而是暂时保留在内存中，直到这些页所在的页框要被使用，导致页的内容将被覆盖前的“最后”时刻才启动磁盘操作，把修改过的一个或若干页写入磁盘，这种延迟写的策略减少了写磁盘的次数。
（3）高速设备。如磁带机、磁盘机、光盘机。 什么是设备控制器？ 1）设备控制器是CPU与I/O设备之间的接口，接收I/O的命令并控制设备完成I/O工作；
2）设备控制器是一个可编址设备，连接多个设备时可有多个设备地址。控制器可以直接做在主板上，也可以做成插卡插在主板上。现在有些设备的控制器嵌入在设备中，如激光打印机的控制器。 说明设备控制器的结构和功能。 设备控制器的功能如下：1.接收和识别命令；2.数据交换；3.设备状态的了解和报告；4.地址识别；5.数据缓冲；6.差错控制。
设备控制器的逻辑构成主要包括以下3部分：1.设备控制器与处理机的接口；2.设备控制器与设备的接口；3.I/O逻辑。 简述采用轮询方式的缺点。 使用轮询控制方式使CPU经常处于由于输入/输出而造成的循环测试状态，造成CPU的极大浪费，影响整个系统的吞吐量。 DMA控制器中有哪几类寄存器？ 命令/状态寄存器CR、内存地址寄存器MAR、数据寄存器DR和数据计数器DC 简述缓冲池中的三种缓冲队列。 1，空缓冲队列emq：是由空缓冲区链接而成的队列；2.输入队列inq：是由装满输入数据的缓冲区链接成的队列；3.输出队列outq：是由装满输出数据的缓冲区链接成的队列。 在缓冲池的组成中，包含哪几种类型的缓冲区？ 公共缓冲池既可用于输入，又可用于输出，其中至少包含三种类型的缓冲区，分别是：空缓冲区、装满输入数据的缓冲区和装满输出数据的缓冲区。
简述缓冲区有哪几种工作方式？（简答题）收容输入、提取输入、收容输出和提取输出。 设备分配程序进行设备分配的步骤。 （1）分配设备（2）分配控制器（3）分配通道 简述系统的设备分配程序进行设备分配的分配设备的过程. 根据用户请求的设备的物理名，查找系统设备表，从中找出该设备的设备控制表，检查设备控制表中的设备状态字。若设备忙，则将进程阻塞在该设备的阻塞队列中；若设备空闲，则根据设备分配算法将设备分配给进程。 请简述SPOOL ing系统的优点。 （1）提高了I/O速度；（2）将独占设备改造为共享设备；（3）实现了虚拟设备功能。 简述用户程序及操作系统中设备管理软件的组织层次。 在用户程序及操作系统中设备管理软件的构成和关系中，将设备管理软件组织成4个层次：1.用户层软件；2.与设备无关的软件层；3.设备驱动程序；4.中断处理程序（底层）。 简述设备管理软件的功能。 （1）实现I/O设备的独立性（2）错误处理（3）异步传输（4）缓冲管理（5）设备的分配和释放（6）实现I/O控制方式 当用户进程请求I/0服务，请简述该I/0中断的处理过程。 用户进程在发出I/O请求后，由于等待I/O的完成而被阻塞。CPU转去执行其他任务，当I/0任务完成，控制器向CPU发中断请求信号，CPU转去执行中断处理程序，由中断处理程序唤醒被阻塞的设备用户进程。 8设备无关I/O软件的主要功能有哪些？ 1，设备命名：将设备名映射到相应的驱动程序；2.设备保护：为设备设置合理的访问权限；3，提供独立于设备的块大小；4.为块设备和字符设备提供必要的缓冲技术；5.块设备的存储分配；6.分配和释放独立设备；7.错误处理。 磁盘的访问时间由哪几部分组成？其中花费时间最长的是哪个？ 磁盘的访问时间分为以下三部分：1.寻道时间；2.旋转延迟时间；3，传输时间。花费时间最长的是寻道时间和旋转延迟时间 简述提高磁盘I/O速度的方法。 （1）提前读（2）延迟写（3）优化物理块的分布（4）虚拟盘（5）磁盘高速缓存。 简述通过延迟写来提高磁盘I/O速度的原理。 延迟写是在支持请求分页的虚拟存储管理中，对修改过的换出页，在把页标记为换出页时并不马上把页的内容写入磁盘，而是暂时保留在内存中，直到这些页所在的页框要被使用，导致页的内容将被覆盖前的“最后”时刻才启动磁盘操作，把修改过的一个或若干页写入磁盘，这种延迟写的策略减少了写磁盘的次数。
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