2023-04
- 从调用程序和被调用程序的运行状态的角度,说明系统调用与一般函数调用的区别。
对于一般的函数调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同的状态:管态或目态。
对于系统调用，调用程序运行在目态，被调用程序运行在系统态(或管态)。
- 进程调度的主要功能是什么?轮转调度算法的基本思想是什么?
进程调度的主要功能有:
记录系统中所有进程的执行状况;
根据一定的调度算法，从就绪队列中选出一个进程，准备把处理器分给它;
把处理器分配给该进程;
轮转调度算法的基本思想是:将处理器的处理时间划分为大小相等的时间片，就绪队列中的进程轮流运行一个时间片。
- 请列出2种解决死锁的常见方法。
预防死锁;避免死锁;检测与解除死锁;忽略死锁。
- 某虚拟页式存储管理系统的页大小为8KB,页表项大小为4字节,地址空间为64
位。
(1)页号长度是多少位?
(2)每页可以存放多少页表项?
(1)8KB=2¹³
64-13=51,需要51位页号
(2)8KB/4=2KB,一页可以放2¹¹个页表项(或2048个页表项)
- 设备分配有静态分配和动态分配两种方式,请分别简述这两种分配方式的特点
静态分配方式是在用户作业开始执行前，由系统一次分配该作业所需的全部设备、控制器(和通道)。一旦分配以后，这些设备、控制器(和通道)就一直为该作业占用，直到该作业被撤销。静态分配方式比较安全，不会出现死锁，但设备利用率低。
动态分配方式是在进程执行过程中根据需要提出申请，由系统按照分配策略进行分配,一且用完后，便立即释放。动态分配方式有利于提高设备的利用率，但也带来了死锁的风险。
2022-10
- 请画图说明系统内核、系统调用、库函数、应用程序之间的关系。
【评分说明】3个方框每个1分，方框间的关系1分，共4分。
- 根据进程的行为可以将进程分为计算密集型进程和I/O密集型进程,请解释这两个概念。随着CPU变得越来越快,更多的进程倾向于哪一种类型?可以采取什么应对策略?
计算密集型进程：花费大部分时间在计算上。 I/O 密集型进程：花费大部分时间等待 I/O。
倾向于 I/O 密集型。 策略：如果需要运行 I/O 密集型进程，应该让它尽快得到机会，以便发出磁盘请求并保持磁盘始终忙碌；而且可以多运行一些这类进程以保持处理器的充分利用
- 解决死锁的方法可以分为哪两个类型?
（1） 一类是不让死锁发生。
（2） 另一类是检测死锁是否发生，再加以解决。
- 假设某分页系统采用单级页表,并且所需要的页表总在内存中。若访问内存的时间
为100ns,访问快表的时间为10ns,查快表的命中率为90%。请间:
(1)不使用快表时,虚拟地址转换为绝对地址并且进行存取的访问时间是多少?请
给出计算步骤。
(2)使用快表时,虚拟地址转换为绝对地址并且进行存取的平均访问时间是多少?
请给出计算步骤。
（1）不使用快表时，时间为100+100 = 200ns。 （2） 使用快表时：（10+100） *90/100 +（100+100）*10/100 = 119ns。
- 为什么要在设备管理中引入缓冲技术?根据系统设置的缓冲区个数,可以把缓冲技术分为哪几种?
为了匹配处理器与 I/O 设备之间的处理速度，减少外部中断的次数和处理器进行中断处 理所花费的时间，并且解决 DMA 或通道方式中可能出现的瓶颈问题， 通常都需要在设备管理中引入用来暂存数据的缓冲技术。
根据系统设置的缓冲区个数， 可以把缓冲技术分为单缓冲、双缓冲、多缓冲以及缓冲池四种
2022-04
- 什么是中断屏蔽?采用什么方式来屏蔽?被屏蔽的中断信号保存在哪里?
在整个中断系统中,可以允许或者禁止中断系统对某些类别中断的响应(1分)
在程序状态字PSW中设计有中断屏蔽位,主机是否允许响应或禁止某些中断,则由PSW中的中断屏蔽位决定。(2分)
被屏蔽的中断信号,通常保存在中断寄存器中。(1分)
- 抢占式调度和非抢占式调度有何区别?
抢占式调度就是当就绪队列中一旦有优先级高于当前运行进进程优先级的进程存在时,便立即进行调度,转让处理器(2分)
非抢占式调度则是一旦把处理器分配给一个进程,它就一直占用处理器,直到进程运行结束或者因为1/0阻塞等原因,才会自愿让出处理器。
- 银行家算法
33.(1)系统是安全的,因为存在一个安全序列(P0.P3.P4.PIP2)
(2分)
安全序列包括(P0,P1,P3,P2,P4)
(P0.P3,PI P4.P2) (P0,P3、P
(P0, P1, P3. P4. P2) – (1
4.P1P2),回答任意一个即可。
0.P3,P1,P2,P4)
当进程P2提出资源请求(1.2.2.2)后,系统进入不安全状态,因此不能将资源分配给它。(2分)
- 虚拟页式系统中页表的主要作用是什么?通常页表项会包含哪些信息(至少写出4项)?
页表中的每个表项指出了程序逻辑地址中的页号与所占有的物理页面号之间的对应关系,系统要通过查页表来完成从逻辑地址到相应物理地址的变换,即地址转换。(2分)
通常页表项会包含物理页面号、有效位(或驻留位、存在位)、访问位、修改位和保护位等信息。(2分)
- 为什么要引入缓冲技术?常用的缓冲技术有哪些?
引入缓冲技术的目的:匹配CPU与I/O设备、I/O设备之间的处理速度;(1分) 减少外部中断的次数及处理器进行中断处理所花费时间。(1分) 常用的缓冲技术:单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池。
2021-10
- 什么是系统调用?操作系统为什么要提供系统调用?
所谓系统调用,就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。这是一种特殊的过程调用,通常由特殊的机器指令实现。(2分)
系统调用对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口,编程人员利用系统调用,动态请求和释放系统资源,调用系统中已有的系统功能来完成与计算机硬件部分相关的工作以及控制程星序的执行速度等。(2分)
- 什么是抢占式进程调度?先来先服务算法属于抢占式进程调度吗?为什么?
抢占式进程调度:就绪队列中一旦有优先级高于当前运行进程优先级的进程存在时,便立即进行调度,转让处理器。(2分)
先来先服务调度算法不属于抢占式调度。(1分)
因为使用该算法,进程按照它们请求处理器的顺序使用处理器,进程执行时,不不会中断该进程。(1分)
- 死锁
当死锁发生时,参与死锁的进程至少有多少个?占有资源的进程至少不有多少个?这
些进程是否都在等待资源?
33.2个(2分);2个(1分);是(1分)。
- 页面置换算法计算
在一个虚拟页式存储管理系统中,采用最近最少使用(LRU)页面置换算法。假如
一个程序在执行时依次访问的页为1,2,3,2,4,3,6,2,3,4,5,6。当分配
给该程序的内存空间分别是3个页面和4个页面时,访问过程中发4生的缺页次数分
别为多少次?(假定开始时,内存为空)
34.9(2分);7(2分)。
- SPOOLing系统由哪三部分组成?其主要优点是什么?
35.SPOOLing系统由输入程序模块、输出程序模块、作业调度程序三部分:组成。(2分)
SPOOLing提高了设备利用率,缩短了用户程序执行时间。(2分)
2021-04
- 什么是中断?中断和异常的区别是什么?
所谓中断,是指处理器对系统中或系统外发生的异步事件的响应(2分)
区别:中断是由外部事件引发的,异常则是由正在执行的指令引发的。
- 简述进程最短剩余时间优先调度算法的基本思路以及实现方法
最短剩余时间优先算法是最短进程优先算法的抢占式版本本,进程调度时总是选择其剩余运行时间最短的那个进程运行。(2分)
每当一个新进程到达时,把新进程的预计运行时间与当前进程的剩余运行时间做比较,如果新进程的预计运行时间比较长,则当前进程继续运行,不否则换新进程运行。(2分)
- 银行家算法
33.(1)有四类资源A、B、C和D。
(1分)
(2)是安全状态,因为存在一个安全序列(如Pl、P3、P5、P2、P4)。(3分)
- 简述可变分区中紧缩技术的主要作用以及实现方法。
34.紧缩技术可以集中分散的小空闲区(小碎片),提高内存的利用率(2分)
紧缩技术是通过移动内存中的程序,把所有程序占用区集中在内存的一端,从而所有空闲碎片在内存的另一端合并成一个连续的大空闲区。(2分)
- I/O设备的中断控制方式与DMA控制方式的区别是什么?
区别1:中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发中断要求CPU进行中断处理的,而DMA方式则是等所要求传输的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理。(2分)
区别2:中断方式的数据传送是由CPU控制完成的,而DMIA方式则是在DMA控制器的控制下完成的。(2分)
2019-10
- 中断系统由哪两大部分组成?请介绍计算机系统中比较典型的中断有哪些?
31.(1)硬件中断装置和软件中断处理程序(2分)
(2)VO中断、时钟中断、硬件故障中断、程序性中断、系统服务请求(或自息思性中断)
(2分,答对4个即得满分)
- 进程调度
什么是进程调度?在设计调度算法时通常使用吞吐量、周转时间和处理器利用率作
为衡量指标,请解释吞吐量和周转时间的含义?
进程调度:即处理器调度,是指根据一定的调度算法,系统从就绪队列中选择一个进程,把处理器分配给它。(2分)
吞吐量;系统每小时完成的进程数量。(1分)
周转时间:指从一个批处理进程提交时刻开始直到该进程完成时刻为止的统计平均时
间。(1分)
- 资源安全
某系统中有10台打印机,有三个进程P1、P2、P3分别需要8台、7台和4台。若
PI、P2、P3已申请到4台、2台和2台。试问:(1)系统目前还有几台可申请的打
印机?各进程还需要几个打印机?(2)目前系统是否处于安全状态?为什么?
33.(1)因为目前系统还有2台可申请的打印机。(1分)
进程P1、P2、P3分别还需要4台、5台和2台打印机。(1分)
系统处于安全状态。(1分)
根据目前的各进程资源分配状况,可以先分配2台打印机给进程P3达到它最大需
求,然后P3释放其原来占有的打印机,系统就有会4台打印机,然后分配结进程
P1达到它最大需求,这时系统有8台打印机,可满足进程P2的最大需求所以目
前系统处于安全状态。(1分)
- 虚拟存储技术的基本思想和目的是什么?
基本思想是在硬件支持下对内存和外存统一实施管理,利用大容量的外下存来扩充内存,产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间。(2分)
利用虚拟存储技术的目的是有效地支持多道程序系统的实现和大型程序运行的需要,从而增强系统的处理能力。
(2分)
- 什么是设备独立性?实现设备独立性的好处是什么?
(1)设备独立性就是应用程序独立于具体使用的物理设备。(2分)
(2)可带来好处:提高设备管理软件的设计效率,当1/0设备更新时,不需要重新编写全部软件。(2分)
2019-04
- 中断和异常
中断和异常的区别是什么?请指出”时间片到时”、”算术溢”出”、”掉电”和”虚拟
存储中的缺页”分别属于中断和异常中的哪一种?
中断是由外部事件引发的,异常是由正在执行的指令引发的。(2分)
中断:时间片到时、掉电(1分)
异常:算术溢出、虚拟存储中的缺页(1分)
- 什么是轮转调度算法?请分析时间片长短对算法性能的影响。
(1)轮转调度算法是指将处理器的处理时间划分成一个个时间片,就绪鼠到中的进程轮流运行一个时间片。当时间片结束时,让出处理器,进入就绪队列,等待下一次调度。(2分)
(2)时间片太短,进程切换频繁,加重系统开销(或降低了处理器效率):(1分)
时间片太长,引起对短的交互请求的响应时间变长。(1分)
- 请简述死锁预防与死锁避免这两种死锁解决方法的含义。
死锁预防是系统预先确定资源分配策略,这些策略至少能破坏死锁四个必要条件中的一个,进程按规定申请资源,系统按预先规定的策略进行分配,从而防止死锁的发生。(2分)
死锁避免是当进程提出资源申请时,系统先测试资源分配后系统的安全状态,仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程,使系统一直处于安全状态之中,从而避免死锁。
(2分)
- 请阐述实现虚拟存储器需要哪些硬件支持。
34.系统有容量足够大的外存。(1分)
系统有一定容量的内存。(1分)
硬件提供实现虚-实地址映射的机制。(2分)
- 请回答通道有哪三种类型?简述三类通道的优缺点。
通道的三种类型是:选择通道,数组多路通道,字节多路通道。(1分)
选择通道的优点是以数据块为单位进行传输,传输效率高。缺点是通道道利用率低。(1分)
数组多路通道的优点是以数据块为单位进行传输,传输率高,具有多路并行操作的能力,通道利用率高。缺点是控制复杂。(1分)
字节多路通道的优点是具有多路并行操作能力。缺点是以字节为单位传输,传输效率低。(1分)
2018-10
- 中断
什么是中断?如果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?
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分)
如果同一中断级中的多个设备接口中同时都有中断请求时,可以采用固定优先数(1分)或者轮转法。(1分)
- 进程控制相关
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销原语的操作过程。
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分)
撤销原语: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”,释放该进程所占用的全部资源,并消去该进程的PCB:(2分)
- 什么是资源有序分配法?请筒述此方法能够预防死锁的原因。
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分)
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。(2分)
- 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:(1分)
当要执行的指令不在内存时,系统自动完成将它们从外存调入内存的工作(1分)
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。(2分)
- 磁带 (不重要的)
2018-04
- 什么是程序性中断?程序性中断都必须由掉作系统来完成吗?举例说明。
程序性中断是指程序指令出错、指令越权或者指令寻址越界面引发的系统保护。(2分)
不一定。程序性中断也可以由程序自己完成,如系统调试中断和算术请设等。(2分)
- 在七状态进程模型中,什么是阻塞状态?什么是阻塞挂起伏态?两个状态之间如转换?
进程阻塞:进程在内存并等待某事件的出现。(1分)
阻塞挂起:进程在外存并等待某事件的出现。(1分)
当没有进程处于就绪状态或就绪状态进程要求更多内存资源时,会把进程从阻塞状态转为阻塞挂起状态;(1分)
当一个进程释放足够内存时,系统会把一个高优先级阻塞挂起进程激活,变成祖塞状态(1分)
- 什么是死锁?产生死锁的两个主要原因是什么?
死锁是指一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程所占有组永远不会释放的资源的现象。(2分)
产生死锁的原因主要有两个:
一是竞争资源,系统资源分配不当,进程间对资源的相互争夺面造成局;(1分)
二是多道程序运行时,进程推进顺序不合理。(1分)
- 简述虚拟页式存储管理的优缺点。
主要优点:由于其不要求进程的程序段和数据在内存中连续存放从而有效地解决了碎片问题。既提高了内存的利用率,又有利于组织多道程序执行。(2分)
主要缺点:由于不同代码的长度不同,但页面大小固定,导致每个程序最后一页内总有一部分空间得不到利用,从而存在页面浪费问题。(2分)
- 磁带（不重要）
