操作系统导论问答题答案

1．什么是设备的独立性？它有什么好处？参考答案：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称。（3分）要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的。（2分）2．解释死锁的含义，操作系统从哪几方面解决死锁的问题。参考答案：死锁是指在一组进程中的各个进程均占有不会释放的资源，但因互相申请被其他进程所站用不会释放的资源而处于的一种永久等待状态。死锁产生有四个必要的条件：互斥条件，不可剥夺条件，部分分配，循环等待，这四个条件不是充分条件，即使这四个条件同时存在，系统也不一定发生死锁，但系统一但发生死锁，这四个条件一定是满足的。解决死锁问题：预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁。3.进程的基本状态有哪些？这些状态之间是如何转换的？参考答案：运行进程必须具有以下三种基本状态，包括就绪(Ready)状态、执行（Running）状态、阻塞(Blocked)状态。(1)就绪→执行处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态转变成执行状态。(2)执行→就绪处于执行状态的进程在其执行过程中，因分配给它的一个时间片已用完而不得不让出处理机，于是进程从执行状态转变成就绪状态。(3)执行→阻塞正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时，便从执行状态变成阻塞状态。(4)阻塞→就绪处于阻塞状态的进程，若其等待的事件已经发生，于是进程由阻塞状态转变为就绪状态。4．什么是快表？它在地址转换中起什么作用？答：快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。1.画出具有快表的分页系统的地址变换图。答：2.简述避免死锁的银行家算法中的安全检测算法的思想。答：设置两个向量：Free:是一个纵向量,表示系统空闲的各类资源数Finish：是一个纵向量，表示进程能否得到全部资源使之运行完成执行安全算法开始时：Free=Available，Finish[i]:=false（i=1,2,…,n）（1）从进程集中找一个能满足下述条件的进程Pi①Finish[i]=false(未定)②Need[i]=Free(资源够分)（2）当Pi获得资源后，认为它完成，回收资源:Free=Free+Allocation[i]；Finish[i]=true；Gotostep（1）；若Finish[1…n]=true，则系统是安全的，可以实施分配，否则系统不安全，撤销分配。3.简述引入虚存的原因。答：基本存储管理方法都是基于一个基本要求：执行指令必须在物理内存中。满足这一要求的方法是将作业的所有程序和数据都装入内存后才能运行。这样就限制了作业的大小不能超出主存的可用空间，否则，这个作业是无法运行的。而且即使有些大作业比主存小，但由于多道程序设计环境下内存被多个进程同时使用，所以大作业还是很难得到足够的内存空间。引入虚存就可以解决小主存能够运行大作业。一个作业在运行之前，没有必要把全部作业装入内存，而仅将那些当前要运行的那部分页面或段，先装入内存便可启动运行，其余部分暂时留在磁盘上,程序在运行时如果用到时再装入。这样，便可使一个大的用户程序在较小的内存空间中运行，也可使内存中同时装入更多的进程并发执行。4.什么是文件目录？文件目录中包含哪些信息？常用的目录结构形式有哪几种？答：文件目录是文件系统的关键数据结构，用来组织文件以及对文件进行检索。文件目录中包含若干个目录项，在文件目录表中的每个目录项是一个文件控制块。一个文件控制块包含以下住处文件的标识信息、文件的结构信息、文件存取控制信息、文件的管理信息。常用的目录结构形式有三种：单级的文件目录、二级目录、多级树型目录结构。1、请用信号量实现下图所示的前趋关系。答：Vara,b,c,d,e,f:semaphore:=0,0,0,0,0,0;BeginParbeginBeginS1;signal(a);sigan(b);signal(c);end;2分Beginwait(a);S2;signal(d);end;2分Beginwait(c);S3;signal(e);end;2分Beginwait(d);S4;signal(f);end;2分Beginwait(b);wait(e);wait(f);S5;end;2分parendendS1S2S3S4S53.在单处理机环境下，进程间有哪几种通信方式？是如何实现的？答：在单处理机环境下，进程间有3种通信方式，分别是：①作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。②进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用CPU。③交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换到外存交换区中。④线程调度：是进程在执行过程中，创建线程来调度处理机。4、进程间同步和互斥的含义各是什么？答：一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享公有资源（而导致它们必须以一个不允许交叉执行的单位执行的现象称为互斥。即不允许两个以上共享临界资源的并发进程同时进入临界区的现象称为互斥。进程同步——异步环境下的一组并发进程因直接制约而相互发送消息导致的个进程相互合作、相互等待，使得各个进程按一定的速度执行的现象称为进程间的同步