1、簡述作業系統的定義。
作業系統是計算機系統的一種系統軟體，它統一管理計算機系統的資源和控制程式的執行。
2、在多道程式設計技術的系統中，作業系統怎樣才會占領中央處理器？
只有當中斷裝置發現有事件發生時，它才會中斷當前占用中央處理器的程式執行，讓作業系統的處理服務程式占用中央處理器并執行之。
3、簡述“洗掉檔案”操作的系統處理程序。
用戶用本操作向系統提出洗掉一個檔案的要求，系統執行時把指定檔案的名字從目錄和索引表中除去，并識訓它所占用的存盤區域，但洗掉一個檔案前應先關閉該檔案。
4、對相關臨界區的管理有哪些要求？
為了使并發行程能正確地執行，對若干行程共享某一變數（資源）的相關臨界區應滿足以下三個要求：
① 一次最我讓一個行程在臨界區中執行，當有行程在臨界區中時，其他想進入臨界區執行的行程必須等待；
② 任何一個進入臨界區執行的行程必須在有限的時間內退出臨界區，即任何一個行程都不應該無限逗留在自己的臨界區中；
③ 不能強迫一個行程無限地等待進入它的臨界區，即有行程退出臨界區時應讓下一個等待進入臨界區的行程進入它的臨界區。
5、簡述解決死鎖問題的三種方法。
① 死鎖的防止。系統按預定的策略為行程分配資源，這些分配策略能使死鎖的四個必要條件之一不成立，從而使系統不產生死鎖。
② 死鎖的避免。系統動態地測驗資源分配情況，僅當能確保系統安全時才給行程分配資源。
③ 死鎖的檢測。對資源的申請和分配不加限制，只要有剩余的資源就呆把資源分配給申請者，作業系統要定時判斷系統是否出現了死鎖，當有死鎖發生時設法解除死鎖。
6、從作業系統提供的服務出發，作業系統可分哪幾類？
批處理作業系統、分時作業系統、實時作業系統、網路作業系統、分布式作業系統。
7、簡述計算機系統的中斷機制及其作用。
中斷機制包括硬體的中斷裝置和作業系統的中斷處理服務程式。
中斷裝置由一些特定的暫存器和控制線路組成，中央處理器和外圍設備等識別到的事件保存在特定的暫存器中，中央處理器每執行完一條指令，均由中斷裝置判別是否有事件發生。
若無事件發生，CPU繼續執行；若有事件發生，則中斷裝置中斷原占有CPU的程式的執行，讓作業系統的處理事件服務程式占用CPU，對出現的事件進行處理，事件處理完后，再讓原來的程式繼續占用CPU執行。
8、選擇行程調度演算法的準則是什么？
由于各種調度演算法都有自己的特性，因此，很難評價哪種演算法是最好的。一般說來，選擇演算法時可以考慮如下一些原則：
① 處理器利用率；
② 吞吐量；
③ 等待時間；
④ 回應時間。
在選擇調度演算法前，應考慮好采用的準則，當確定準則后，通過對各種演算法的評估，從中選擇出最合適的演算法。
9、獨占設備采用哪種分配方式？
獨占設備通常采用靜態分配方式。
即在一個作業執行前，將作業要使用的這類設備分配給作業，在作業執行期間均歸該作業占用，直到作業執行結束才歸還。
10、產生死鎖的原因是什么？
① 系統資源不足；
② 行程推進順序不合適。
在早期的系統中，由于系統規模較小，結構簡單，以及資源分配大多采用靜態分配法，使得作業系統死鎖問題的嚴重性未能充分暴露出來。但今天由于多道程式系統，以至于資料系統的出現，系統中的共享性和并行性的增加，軟體系統變得日益龐大和復雜等原因，使得系統出現死鎖現象的可能性大大增加。
11、何謂批處理作業系統？
用戶準備好要執行的程式、資料和控制作業執行的說明書，由操作員輸入到計算機系統中等待處理。作業系統選擇作業并按作業說明書的要求自動控制作業的執行。采用這種批量化處理作業的作業系統稱為批處理作業系統。
12、對特權指令的使用有什么限制？
只允許作業系統使用特權指令，用戶程式不能使用特權指令。
13、影響缺頁中斷率有哪幾個主要因素？
影響缺頁中斷率的因素有四個：
① 分配給作業的主存塊數多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。
② 頁面大，缺頁中斷率低；頁面小缺頁中斷率高。
③ 程式編制方法。以陣列運算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。
④ 頁面調度演算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳演算法。
14、磁盤移臂調度的目的是什么？常用移臂調度演算法有哪些？
磁盤移臂調度的目的是盡可能地減少輸入輸出操作中的尋找時間。
常用的移臂調度演算法有：
① 先來先服務演算法
② 最短尋找時間優先演算法
③ 電梯調度演算法
④ 單向掃描演算法。
15、常用的作業調度演算法有哪些？
① 先來先服務演算法
② 計算時間短的作業優先演算法
③ 回應比最高者優先演算法
④ 優先數調度演算法
⑤ 均衡調度演算法
16、計算機系統的資源包括哪些？
計算機系統的資源包括兩大類：硬體資源和軟體資源。
硬體資源主要有中央處理器、主存盤器、輔助存盤器和各種輸入輸出設備。
軟體資源有編譯程式、編輯程式等各種程式以及有關資料。
17、CPU在管態和目態下作業有何不同？
當中央處理器處于管態時，可以執行包括特權指令在內的一切面器指令，而在目態下作業時不允許執行特權指令。
18、何為頁表和快表？它們各起什么作用？
頁表指出邏輯地址中的頁號與所占主存塊號的對應關系。
作用：頁式存盤管理在用動態重定位方式裝入作業時，要利用頁表做地址轉換作業。
快表就是存放在高速緩沖存盤器的部分頁表。它起頁表相同的作用。
由于采用頁表做地址轉換，讀寫記憶體資料時CPU要訪問兩次主存。有了快表，有時只要訪問一次高速緩沖存盤器，一次主存，這樣可加速查找并提高指令執行速度。
19、作業在系統中有哪幾種狀態？
一個作業進入系統到運行結束，一般要經歷進入、后備、運行和完成四個階段，相應地，作業亦有進入、后備、運行和完成四種狀態。
① 進入狀態：作業的資訊從輸入設備上預輸入到輸入井，此時稱為作業處于進入狀態。
② 后備狀態：當作業的全部資訊都已輸入，且由作業系統將其存放在輸入井中，此時稱作業處于后備狀態。系統將所有處于后備狀態的作業組成后備作業佇列，等待作業調度程式的調度。
③ 運行狀態：一個后備作業被作業調度程式選中，分配了必要的資源，調入記憶體運行，稱作業處于運行狀態。
④ 完成狀態：當作業正常運行完畢或因發生錯誤非正常終止時，作業進入這完成狀態。
20、用fork創建新行程，它要做哪些作業？
由fork創建新行程的主要作業有：
① 在行程表proc[ ]中為子行程找一個空閑的表項，用來存放子行程的proc結構；
② 為子行程分配一個唯一的標識號；
③ 把父行程中的欄位復制到子行程的proc中，并把p – pid置為分配到的行程標識號，把p-pid置為父行程的標識號，把p-stat置為創建狀態；
④ 按父行程中p-size所示的長度為子行程申請分配記憶體。若有足夠的記憶體，則把父行程的user結構、堆疊和用戶資料區全部復制到子行程的空間中；若無足夠的記憶體，則在磁盤對換區中分配存盤空間，然后復制到對換區中，置于行程狀態為就緒狀態。
21、為什么說批處理多道系統能極大地提高計算機系統的作業效率？
① 多道作業并行作業，減少了處理器的空閑時間。
② 作業調度可以合理選擇裝入主存盤器中的作業，充分利用計算機系統的資源。
③ 作業執行程序中不再訪問低速設備，而直接訪問高速的磁盤設備，縮短執行時間。
④ 作業成批輸入，減少了從操作到作業的交接時間。
22、作業系統為用戶提供哪些介面？
作業系統為用戶提供兩種型別的使用介面：
一是操作員級的，它為用戶提供控制作業執行的途徑；
二是程式員級的，它為用戶程式提供服務功能。
23、什么是執行緒？多執行緒技術具有哪些優越性？
執行緒是行程中可獨立執行的子任務，一個行程可以有一個或多個執行緒，每個執行緒都有一個惟一的識別符號。執行緒與行程有許多相似之處，往往把執行緒又稱為“輕型行程”，執行緒與行程的根本區別是把行程作為資源分配單位，而執行緒是調度和執行單位。
多執行緒技術具有多個方面的優越性：
① 創建速度快、系統開銷小：創建執行緒不需要另行分配資源；
② 通信簡潔、資訊傳送速度快：執行緒間的通信在統一地址空間行程，不需要額外的通信機制；
③ 并行性高：執行緒能獨立執行，能充分利用和發揮處理器與外圍設備并行作業的能力。
24、UNIX系統中的優先權和優先數有什么關系？如何確定行程的優先權和優先數？
UNIX中每個行程都有一個優先數，就緒行程能否占用處理器的優先權取決于行程的優先數，優先數越小則優先權越高。
UNIX以動態方式確定優先權，如核心的行程優先權高于進入用戶態的行程；降低用完一個時間片的行程的優先權；對進入睡眠的行程，其等待事件越急優先數越高；降低使用處理器時間較長的行程的優先權。
UNIX中確定行程優先數的方法有兩種：設定方法和計算方法。前者對要進入睡眠狀態的行程設定優先數，若等待的事件急迫，則設定較小的優先數；后者用戶行程正在或即將轉入用戶狀態運行時確定優先數。
25、主存空間資訊保護有哪些措施？
保存主存空間中的資訊一般采用以下措施：
① 程式執行時訪問屬于自己主存區域的資訊，允許它既可讀，又可寫；
② 對共享區域中的資訊只可讀，不可修改；
③ 對非共享區域或非自己的主存區域中的資訊既不可讀，也不可寫。
26、共享設備允許多個作業同時使用，這里的“同時使用”的含義是什么？
“同時使用”的含義是多個作業可以交替地啟動共享設備，在某一時刻仍只有一個作業占有。
27、簡述“打開檔案”操作的系統處理程序。
用戶要使用一個已經存放在存盤介質上的檔案前，必須先提出“打開檔案”要求。這時用戶也必須向系統提供引數：用戶名、檔案名、存取方式、存盤設備型別、口令等。系統在接到用戶的“打開檔案”要求后，找出該用戶的檔案目錄，當檔案目錄不在主存盤器中時還必須把它讀到主存盤器中；然后檢索檔案目錄，指出與用戶要求相符合的目錄項，取出檔案存放的物理地址。
對索引檔案還必須把該檔案的索引表存放在主存盤器中，以便后繼的讀寫操作能快速進行。
28、什么是“前臺”作業、“后臺”作業？為什么對“前臺”作業要及時回應？
批處理作業系統實作自動控制無需人為干預，分時作業系統實作了人機互動對話，這兩種作業系統具有各自的優點。為了充分發揮批處理系統和分時系統的優點，在一個計算機系統上配置的作業系統往往既具有批處理能力，又有提供分時互動的能力。這樣，用戶可以先在分時系統的控制下，以互動式輸入、除錯和修改自己的程式；然后，可以把除錯好的程式轉交給批處理系統自動控制其執行而產生結果。這些由分時系統控制的作業稱為“前臺”作業，而那些由批處理系統控制的作業稱為“后臺”作業。
在這樣的系統中，對前臺作業應該及時回應，使用戶滿意；對后臺作業可以按一定的原則進行組合，以提高系統的效率。
29、存盤型設備和輸入輸出型設備的輸入輸出操作的資訊傳輸單位有何不同？
存盤型設備輸入輸出操作的資訊傳輸單位是“塊”，而輸入輸出型設備輸入輸出操作的資訊傳輸單位是“字符”。
30、簡述信號量S的物理含義。
S＞0時，S表示可使用的資源數；或表示可使用資源的行程數；
S＝0時，表示無資源可供使用；或表示不允許行程再進入臨界區；
S＜0時，－S表示等待使用資源的行程個數；或表示等待進入臨界區的行程個數；
當S＞0時，呼叫P（S）的行程不會等待；呼叫V（S）后使可用資源數加1或使可用資源的行程數加1；
當S＜0時，呼叫P（S）的行程必須等待；呼叫V（S）后將釋放一個等待使用資源者或釋放一個等待進入臨界區者。
31、簡述“關閉檔案”操作的系統處理程序。
執行“關閉”操作時先要檢查讀到主存中的檔案目錄或索引表是否被修改過，若被修改過，則應把修改過的檔案目錄或索引表重新保存好。
用戶提出“關閉”要求時，必須說明關閉哪個檔案。
32、什么是計算機系統？它由哪幾部分組成？
計算機系統是按用戶的要求接收和存盤資訊，自動進行資料處理并輸出結果資訊的系統。
計算機系統由硬體系統和軟體系統組成。硬體系統是計算機系統賴以作業的物體，軟體系統保證計算機系統按用戶指定的要求協調地作業。
33、計算機系統怎樣實作存盤保護？
一般硬體設定了基址暫存器和限長暫存器。
中央處理器在目態下執行系統中，對每個訪問主存的地址都進行核對，若能滿足：基址暫存器值≤訪問地址≤基址暫存器值＋限長寄存值，則允許訪問，否則不允許訪問。并且不允許用戶程式隨意修改這兩個暫存器的值。這就實作了存盤保護。
34、給出系統總體上的中斷處理程序。
CPU每執行完一條指令就去掃描中斷暫存器，檢查是否有中斷發生，若沒有中斷就繼續執行下條指令；若有中斷發生就轉去執行相應的中斷處理程式。中斷處理程序可粗略的分為以下四個程序：
① 保護當前正在運行程式的現場；
② 分析是何種中斷，以便轉去執行相應的中斷處理程式；
③ 執行相應的中斷處理程式；
④ 恢復被中斷程式的現場。
35、死鎖發生的必要條件有哪些？
發生死鎖的必要條件有四點：互斥條件、不可搶占條件、部分分配條件和回圈等待條件。
① 互斥條件：系統中存在一個資源一次只能被一個行程所使用；
② 非搶占條件：系統中存在一個資源僅能被占有它的行程所釋放，而不能被別的行程強行搶占。
③ 占有并等待條件：系統中存在一個行程已占有了分給它的資源，但仍然等待其他資源。
④ 回圈等待條件：在系統中存在一個由若干行程形成的環形請求鏈，其中的每一個行程均占有若干種資源中的某一種，同時每個行程還要求（鏈上）下一個行程所占有的資源。
36、用戶程式中通常用什么方式指定要使用的設備？為什么？
用戶程式中通常用“設備類、相對號”請求要使用的設備，即不具體指定要哪一臺設備，而是提出要申請哪類設備多少臺。
這種方式使設備分配適應性好、靈活性強。
否則若用絕對號來指定設備，如果這臺設備已被占用或有故障時，該作業就無法裝入主存中。
37、行程調度中“可搶占”和“非搶占”兩種方式，哪一種系統的開銷更大？為什么？
可搶占式會引起系統的開銷更大。
可搶占式調度是嚴格保證任何時刻，讓具有最高優先數（權）的行程占有處理機運行，因此增加了處理機調度的時機，引起為退出處理機的行程保留現場，為占有處理機的行程恢復現場等時間（和空間）開銷增大。
38、一個含五個邏輯記錄的檔案，系統把它以鏈接結構的形式組織在磁盤上，每個記錄占用一個磁盤塊，現要求在第一記錄和第二記錄之間插入一個新記錄，簡述它的操作程序。
從檔案目錄中找到該檔案，按址讀出第一個記錄；
取出第一個記錄塊中指標，存放到新記錄的指標位置；
把新記錄占用的物理塊號填入第一個記錄的指標位置；
啟動磁盤把第一個記錄和新記錄寫到指字的磁盤塊上。
39、在SPOOL系統中設計了一張“緩輸出表”，請問哪些程式執行時要訪問緩輸出表，簡單說明之。
井管理寫程式把作業執行結果檔案登記在緩輸出表中；
緩輸出程式從緩輸出表中查找結果檔案并列印輸出。
40、試比較行程調度與作業調度的不同點。
① 作業調度是宏觀調度，它決定了哪一個作業能進入主存。行程調度是微觀調度，它決定各作業中的哪一個行程占有中央處理器。
② 作業調度是選符合條件的收容態作業裝入主存。行程調度是從就緒態行程中選一個占用處理器。
41、試說明資源的靜態分配策略能防止死鎖的原因。
資源靜態分配策略要求每個程序在開始執行前申請所需的全部資源，僅在系統為之分配了所需的全部資源后，該行程才開始執行。
這樣，行程在執行程序中不再申請資源，從而破壞了死鎖的四個必要條件之一“占有并等待條件”，從而防止死鎖的發生。
42、簡述作業系統提供的服務功能。
處理用戶命令；讀/寫檔案；分配/回收資源；
處理硬體/軟體出現的錯誤；及其他控制功能。
43、簡述中斷裝置的主要職能。
中斷裝置的職能主要有三點：
① 檢查是否有中斷事件發生；
② 若有中斷發生，保護好被中斷行程的斷點及現場資訊，以便行程在適當時候能恢復執行；
③ 啟動作業系統的中斷處理程式。
44、實作虛擬設備的硬體條件是什么？作業系統應設計哪些功能程式？
硬體條件是：配置大容量的磁盤，要有中斷裝置和通道。
作業系統應設計好“預輸入”程式，“井管理”程式，“緩輸出”程式。
45、一個具有分時兼批處理功能的作業系統應怎樣調度和管理作業？
① 優先接納終端作業，僅當終端作業數小于系統可以允許同時作業的作業數時，可以調度批處理作業；
② 允許終端作業的批處理作業混合同時執行；
③ 把終端作業的就緒行程排成一個就緒佇列，把批處理作業的就緒行程排入另外的就緒佇列中；
④ 有終端作業行程就緒時，優先讓其按“時間片輪轉”法先運行。沒有終端作業時再按確定演算法選批處理作業就緒行程運行。
46、簡述死鎖的防止與死鎖的避免的區別。
死鎖的防止是系統預先確定一些資源分配策略，行程按規定申請資源，系統按預先規定的策略進行分配從而防止死鎖的發生。
而死鎖的避免是當行程提出資源申請時系統測驗資源分配僅當能確保系統安全時才把資源分配給行程，使系統一直處于安全狀態之中，從而避免死鎖。
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