2024年3月11日发(作者：)

1．OS的作用可表现在哪几个方面？ （1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 并发性、共享性、虚拟性和异步性

（2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象

2．何谓脱机I/O和联机I/O？ 脱机I/O是指事先将装有用户程序和数据的纸带或

卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序

输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围 机控制完成，是在脱离主机的情况下

进行的。 而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进

行的。

3．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？

关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命

令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可

以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个

终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用

户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时

间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。

1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 前趋图(Precedence Graph)是一个有

向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic

Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。

2．在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响?

答：为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描

述，在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。

3．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？

PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个

在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能

与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。

4.试说明引起迚程创建的主要事件。

引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。

5.试说明引起迚程被撤销的主要事件。

引起进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指

令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障）、外界干预（操

作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止）。

6．在创建一个迚程时所要完成的主要工作是什么？

（1）OS发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()； （2）申请空

白PCB； （3）为新进程分配资源； （4）初始化进程控制块； （5）将新进程插

入就绪队列.

7.试说明引起迚程阻塞戒被唤醒的主要事件是什么？

a. 请求系统服务；b. 启动某种操作；c. 新数据尚未到达；d. 无新工作可做.

8.进程在运行时存在哪两种形式的制约？

（1）间接相互制约关系（2）直接相互制约关系。

9. 同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？

空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待原因：为实现进程互斥进入自己的临界

区。

10. 试从物理概念上说明记录型信号量wait 和signal。

答：wait(S)：当>0 时，表示目前系统中这类资源还有可用的。执行一次

wait操作，意味着进程请求一个单位的该类资源，使系统中可供分配的该类资源减

四个基本特征；最基本的特征是并发性。

5．是什么原因使操作系统具有异步性特征？

操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向 前

推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的

不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的。

6．在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式？ C/S模式具有独特的优点：

⑴数据的分布处理和存储。⑵便于集中管理。⑶灵活性和 可扩充性。⑷易于改编

应用软件。

7．试描述什么是微内核OS。 1）足够小的内核 2）基于客户/服务器模式

3）应用机制与策略分离原理 4）采用面向对象技术。

少一个，因此描述为:=-1；当<0时，表示该类资源已分配

完毕，进程应调用block原语自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表S.L中。

signal(S)：执行一次signal操作，意味着释放一个单位的可用资源，使系统中可

供分配的该类资源数增加一个，故执行:=+1 操作。若加1 后

≤0，则表示在该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，因此应调

用wakeup 原语，将S.L链表中的第一个等待进程唤醒。

11．在生产者消费者问题中，如果缺少了signal(full)戒signal(empty),对执行

结果有何影答：如果缺少signal(full)，那么表明从第一个生产者进程开始就没有

改变信号量full 值，即使缓冲池产品已满，但full 值还是0，这样消费者进程

执行wait(full)时认为缓冲池是空而取不到产品，消费者进程一直处于等待状态。

如果缺少signal(empty)，在生产者进程向n个缓冲区投满产品后消费者进程才开

始从中取产品，这时empty=0，full=n，那么每当消费者进程取走一个产品empty 值

并不改变，直到缓冲池取空了，empty 值也是0，即使目前缓冲池有n 个空缓冲

区，生产者进程要想 再往缓冲池中投放产品也会因为申请不到空缓冲区被阻塞。

12.我们在为某一临界资源设置一把锁W，当W=1时表示关锁，当W=0时表示锁已

打开。 试写出开锁和关锁的原诧，并利用他们实现互斥。

整型信号量：lock(W): while W=1 do no-op

W:=1; unlock(W): W:=0; 记录型信号量：lock(W): W:=W+1;

if(W>1) then block(W, L) unlock(W): W:=W-1;

if(W>0) then wakeup(W, L)

例子： Var W:semaphore:=0； begin repeat

lock(W); critical section unlock(W);

remainder section until false; end

13．画图说明管程由哪几部分组成：①管程的名称；②局部于管程内部的共享数据

结构说明；③对该数据结构进行操作的一组过程；④对局部于管程内部的共享数据

设臵初始值的语句；

14．当前有哪几种高级通信机制？ 共享存储器系统、消息传递系统以及管道通信

系统。

15. 试从调度性，并収性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程迚行比较。

（1）调度性。线程在OS中作为调度和分派的基本单位，进程只作为资源拥有的基

本单位。 （2）并发性。进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。

（3）拥有资源。进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不可少的

资源，本身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。 （4）系统开销。

操作系统在创建、撤消和切换进程时付出的开销显著大于线程。

16.何谓用户级线程和内核支持线程？

（1）用户级线程：仅存在于用户空间中的线程，无须内核支持。这种线程的创建、

实时系统的调度算法：最早截止时间优先即EDF、最低松弛度优先即LLF算法。

1．在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小？

时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。一般应考虑三个因素：系统对相应时

间的要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。

2. 按调度方式可将实时调度算法分为非抢占调度算法和抢占调度算法两种。

3. 何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？

撤销线程间的同步与通信等功能，都无需利用系统调用实现。用户级线程的切换通

常发生在一个应用进程的诸多线程之间，同样无需内核支持。

（2）内核支持线程：在内核支持下运行的线程。无论是用户进程中的线程，还是

系统线程中的线 程，其创建、撤销和切换等都是依靠内核，在内核空间中实现的。

在内核空间里还为每个内核支持线程设臵了线程控制块，内核根据该控制块感知某

线程的存在并实施控制。

b

.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；

c

.必要条件是: 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。

4．在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易于实现？哪种方法是资源利用率

最高？

解决/处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁、检测和解除死锁，其中预防死锁方

法最容易实现，但由于所施加的限制条件过于严格，会导致系统资源利用率和系统

吞吐量降低；而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和系统吞吐

量。

a

.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将

永远不能再向前推进；

第四章 存储器管理

1. 可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？

将程序装入内存可采用的方式有：绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装

入方式；绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式和动态运行时装入

方式适用于多道程序环境中。

2. 何为静态链接？何谓装入时动态链接和运行时动态链接？

a.静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链接成

一个完整的装配模块，以后不再拆开的链接方式。

成的。

9. 分区存储管理中常采用哪些分配策略？比较它们的优缺点。

分区存储管理中常采用的分配策略有：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适

应算法、最坏适应算法。

10. 在以进程为单位进行对换时，每次是否将整个进程换出？为什么？

在以进程为单位进行对换时，并非每次将整个进程换出。这是因为：

a.从结构上讲，进程是由程序段、数据段和进程控制块组成的，其中进程控制块总

有部分或全部常驻内存，不被换出。

b

.装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存

时，采用边装入边链接的一种链接方式，即在装入一个目标模块时，若发生一个外

部模块调用事件，将引起装入程序去找相应的外部目标模块，把它装入内存中，并

修改目标模块中的相对地址。

b

.程序段和数据段可能正被若干进程共享，此时它们也不能被换出。

11. 为实现分页存储管理，需要哪些硬件支持？

需要有页表机制、地址变换机构的硬件支持。

12. 虚拟存储器有哪些特征?其中最本质的特征是什么？

特征：离散性、多次性、对换性、虚拟性；

最本质的特征：离散性；最重要的特征：虚拟性。

13. 在请求分页系统中，通常采用哪种页面分配方式——物理块分配策略？

三种分配方式：固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换。

第五章 设备管理

c

.运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行链接，也就是，

在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由OS去找到该模块

并将之装入内存，把它链接到调用者模块上。

6. 为什么要引入动态重定位?如何实现?

a.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能

正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是

为了满足程序的这种需要。

b

.要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址变换机构的支

持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。

程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形

1. 什么是字节多路通道？什么是数组选择通道和数组多路通道？ 态，直至设备数据传输完毕释放该通道，故而通道利用率较低，主要用于连接多台

高速设备。

a

.字节多路通道含有许多非分配型子通道分别连接在低、中速I/O设备上，子通道

按时间片轮转方式共享主通道，按字节方式进行数据传送。当第一个子通道控制其

I/O设备完成一个字节的交换后，便立即腾出字节多路通道（主通道），让给第二个

子通道使用；当第二个子通道也交换完一个字节后，又依样把主通道让给第三个子

通道使用，以此类推。转轮一周后，重又返回由第一个子通道去使用主通道。

c

. 数组多路通道是将数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各子通道分时

并行操作的优点相结合而形成的一种新通道。其含有多个非分配型子通道分别连接

在高、中速I/O设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按数组方式进行数

据传送，因而既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。

2. 有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？

I/O控制方式：程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMAI/O控制方式、I/O通

b

.数组选择通道只含有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通道程序、控

制一台设备按数组方式进行数据传送。通道被某台设备占用后，便一直处于独占状