软件学院 操作系统原理

什么是进程？进程和程序有何区别与联系？进程是程序的一次执行过程。进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念，进程具有并行特征，而程序没有；进程是竞争计算机资源的基本单位；不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据集不同。造成死锁的根本原因和死锁产生的必要条件是什么？造成死锁的根本原因是系统提供的资源个数少于并发进程所要求的该类资源数。死锁产生的条件有四条：互斥条件、不剥夺条件、部分分配条件和环路条件。处理机调度分为哪四级？分时系统中有作业调度的概念吗？处理机调度分为：作业调度、交换调度、进程调度和线程调度四级。分时系统中没有作业调度的概念。设备管理的目标和功能是什么？设备管理的目标是分配输入/输出设备以便进行数据传输操作；控制输入/输出设备和CPU之间交换数据；为用户提供一个友好的透明接口等。设备管理的功能是：提供和进程管理的接口；进行设备分配；实现设备和设备、设备和CPU之间的并行操作；进行缓冲区管理。文件的存取涉及哪几个问题？除存取控制矩阵方式外，还有哪几种文件存取控制方式？文件的存取涉及文件的共享、保护和保密三个问题。除存取控制方式外，还有存取控制表、口令、密码术等文件存取控制方式。试比较存储管理中分区管理、页式管理、段式管理、段页式管理的优缺点。1.分区管理优点：实现简单。缺点：存在碎片问题，不利于程序和数据共享。2.页式管理优点：解决了碎片问题，动态页式管理提供了虚存实现方式，增加了用户可用内存空间。缺点：增加了硬件开销，若算法选择不当，可能产生抖动现象。3.段式管理优点：提供了虚存实现方式，段长可动态增长，便于信息段共享。缺点：存在碎片问题，需要更多硬件支撑。4.段页式管理优点：具有段式管理和页式管理二者的优点，便于信息段共享和内存保护，克服了碎片问题，提高了内存利用率。缺点：进一步增加了硬件开销和管理复杂度；若不使用快速联想寄存器，将会使执行速度下降。设备分配中用到的数据结构是SDT、DCT、COCT和CHCT。根据这些数据结构叙述设备分配过程。用于设备分配的数据结构是系统设备表SDT、设备控制表DCT、控制器控制表COCT和通道控制表CHCT，可采用什么先申请先分配策略或优先级高先分配策略。当有多个进程对某一设备提出I/O请求时，或是在统一设备上进行多次I/O操作时，系统按提出I/O请求的先后顺序，将进程发出的I/O请求命令排成队列，在系统设备表SDT中找到被请求设备控制表DCT，并将队首指向该DCT，查DCT若设备空闲，则系统从该设备的请求队列的队首取下一个I/O请求信息，将设备分配给发出这个请求消息的进程。搜索DCT找到COCT指针，查COCT若控制器空闲，则分配给改进程。搜索COCT找到CHCT指针，查CHCT若通道空闲，则分配通道给该进程。操作系统有哪几个主要功能？处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统（信息管理）和作业接口等五个基本功能。一个作业从提交到运行结束通常经历哪几个阶段？提交、收容、执行和完成四个阶段。常用的文件物理结构有哪几种？为什么串联文件不适宜随机读取？常用的文件物理结构：连续文件、串联文件、索引文件串联文件结构用非连续物理块链接成一个串联队列来存放文件信息，搜索时只能按照队列中的串联指针顺序搜索，因此，串联文件结构不适宜随机读取。设备管理中外围设备和内存之间常用的数据传输控制方式有哪几种？程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式、通道方式在存储管理中分段和分页有何区别？1.分段是逻辑划分，每个分段逻辑意义完整，而分页是物理划分，每个分页逻辑意义不完整。2.分段的划分需要程序员的参与，而分页的划分是操作系统完成的，对用户是透明的。3.分段的地址是二维的，而分页的地址是一维的。4.分段大小可变，甚至可动态扩充，而分页的大小是固定不变的。常用的文件存取方法有哪几种？哪一种比较适合DBMS？顺序存取法、随机存取法、按键存取法按键存取法比较适合DBMS程序并发执行时若不满足Bernstein条件会出现什么结果？程序执行结果会不可避免地失去封闭性和可再现性。段页式管理的主要缺点是什么？又有什么改进方法？主要缺点是对内存中指令或数据进行一次存取的话，至少需要访问三次以上的内存，地址转换速度太慢。改进方法是：采用联想寄存器的方式提高CPU的访问内存速度。常用的文件物理结构有哪几种？试比较它们的优劣。连续文件：实现简单，支持直接存取，不便于文件的动态增加、删除。串联文件：便于文件的动态增加、删除，但不支持直接存取。索引文件：采用索引表，便于文件的动态增加、删除，可支持直接存取。简述数据传输控制下中断控制方式与DMA方式的主要区别？1.中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发中断请求CPU进行中断处理，而DMA方式则是在所要求传送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理。2.中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的，而DMA方式是在DMA控制器的控制下经过CPU控制完成的。什么是临界区？多个并发进程互斥执行的条件是什么？不允许多个并发进程交叉执行的一段程序称为临界区。并发进程互斥执行的条件：不能假设并发进程的相对执行速度某个进程不在临界区时，它不能阻止其它进程进入临界区多个并发进程申请进入临界区时，只有一个进程能进入临界区申请进入临界区的进程应在有限时间内得以进入临界区什么是缓冲？引入缓冲的目的是什么？缓冲是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。分为硬缓冲和软缓冲两种。软缓冲区是指在I/O操作期间用来临时存放I/O数据的一块存储区域。引入缓冲的目的是：缓和CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾；减少中断CPU的次数。常用的进程调度算法有哪几种？将FCFS和SJF综合平衡的作业调度算法是什么？先来先服务调度算法、时间片轮转调度算法、最高优先权优先调度算法、多级反馈轮转调度算法。将FCFS和SJF综合平衡的作业调度算法是最高响应比调度算法。什么是抖动？如何减少系统的抖动现象？抖动：刚被调出内存的页又要马上被调回内存，调回内存不久又要马上被调出内存，使整个系统的页面调度非常频繁的现象。可采取：扩大工作集、选择不同的淘汰（或置换）算法。