第一章
1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力
是什么？
答：相对于集中式系统，分布式系统的优点：1）从经济上，微处理机提供了比大型主机更好的性能价格比；2）从速度上，分布式系统总的计算能力比单个大型主机更强；3）从分布上，具有固定的分布性，一些应用涉及到空间上分散的机器；4）从可靠性上，具有极强的可靠性，如果一个极强崩溃，整个系统还可以继续运行；5）从前景上，分布式操作系统的计算能力可以逐渐有所增加。
分布式系统的缺点：1）软件问题，目前分布式操作系统开发的软件太少；2）通信网络问题，一旦一个系统依赖网络，那么网络的信息丢失或饱和将会抵消我们通过建立分布式系统所获得的大部分优势；3）安全问题，数据的易于共享也容易造成对保密数据的访问。
推动分布式系统发展的主要动力：尽管分布式系统存在一些潜在的不足，但是从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是大量个人计算机的存在和人们共同工作于信息共享的需要，这种信息共享必须是以一种方便的形式进行。而不受地理或人员，数据以及机器的物理分布的影响
2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？
答：共享存储器的计算机系统叫多处理机系统，不共享存储器的计算机系统为多计算机系统。它们之间的本质区别是在多处理机系统中，所有CPU共享统一的虚拟地址空间，在多计算机系统中，每个计算机有它自己的存储器。
多处理机系统分为基于总线的和基于交换的。基于总线的多处理机系统包含多个连接到一条公共总线的CPU以及一个存储器模块。基于交换的多处理机系统是把存储器划分为若干个模块，通过纵横式交换器将这些存储器模块连接到CPU上。
多计算机系统分为基于总线的和基于交换的系统。在基于总线的多计算机系统中，每个CPU都与他自身的存储器直接相连，处理器通过快速以太网这样的共享多重访问网络彼此相连。在基于交换的多计算机系统中，处理器之间消息通过互联网进行路由，而不是想基于总线的系统中那样通过广播来发送。
3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？
必须有一个单一的、全局的进程间通信机制。进程管理必须处处相同。文件系统相同。使用相同的系统调用接口。
4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。
答：对于分布式系统而言，透明性是指它呈现给用户或应用程序时，就好像是一个单独是计算机系统。
具体说来，就是隐藏了多个计算机的处理过程，资源的物理分布。
具体类型：
5.在分布式操作系统中，为什么采用微内核技术，通常微内核提供哪些服务
答：采用微内核技术的原因：1）高度模块化，每一个服务都有一个定义好的接口，每个用户都可以访问任何服务，服务与位置独立；2）高度灵活性，具有添加、删除和修改服务的功能；3）用户定制，用户可以自定义服务。
微内核提供的服务有：1）进程间通信机制；2）某些内存管理功能；3）少量的底层进程管理和调度；4）低层输入/输出服务。
第二章
6.客户-服务器模式的主要思想及优点。
答：其主要思想是构造一种操作系统，它由一组协同进程组成，这组进程称为服务进程，为客户机提供服务的进程称为客户。客户和服务器都运行在相同的微内核中，都以进程方式运行。一台机器可以运行多个客户、多个服务器或者两者的结合，客户-服务器模式常常以简单的请求/应答协议为基础，客户向服务器发送一个请求，请求一些服务，服务器完成后返回所要的数据或者给出一个错误代码，指出工作未完成。
优点：1）简单，客户发出一个请求得到一个应答，在使用之前无需建立连接也不需要释放连接；2）有效性，协议栈比较短因而更有效。
7.客户为了发送消息给服务器，它必须知道服务器的地址。试给出服务器进程编址的几种方法，并说明
如何定位进程。
答：方法一。机器号加进程号，内核使用机器号将消息正确地发送到适当的机器上，用进程号决定将消息发送给哪一个进程。
方法二。进程选择随机地址，通过广播方式定位进程，进程在大范围的地址空间中随机指定自己的标识号。在支持广播式的LAN中，发送者广播一个特殊的定位包，其中包含目的进程地址，所有的内核查看地址是不是他们的，如果是则返回消息给出网络地址，然后发送内核缓存地址。
方法三。客户机运行时，使用ASCII码访问服务。客户机运行时，向名字服务器发送请求信息，名字服务器将ASCII服务器名映射成服务器地址，客户机收到给地址后，可以访问服务器。
8.说明在C/S模式下解决消息可靠传输的三种方法?
答：1、重新定义非可靠的send语义。系统无法保证消息发送成功，完成可靠地通信依赖于用户。
2、要求接收机器的内核给发送机器的内核发送一个确认消息。只有收到这个确认消息后发送内核释放
用户进程。确认消息从一个内核传送到另一个内核，无论是客户还是服务器都看不到确认消息。
3、客户在发送消息后阻塞，服务器内核不发送确认消息而是将应答作为确认消息。因此客户进程一直
阻塞到应答消息到来为止，如果时间太长，发送内核会重新发送请求以防止消息丢失。
9.说明RPC的主要思想及RPC调用的主要步骤。（远程过程调用函数sum(4,7)为例说明）
答：主要思想是允许程序去调用位于其他机器上的过程。当位于机器A的一个进程调用机器B上的某个过程时，机器A上的过程被挂起，被调用的过程在机器B上执行。调用者讲消息放在参数表中传送给被调用者，结果作为过程的返回值返回给调用者。消息的传送与I/O操作对于编程人员是不可见的。
主要步骤如下：1）客户过程以普通方式调用相应的客户存根；2）客户存根建立消息并激活内核陷阱；
3）内核将消息发送到远程内核；4）远程内核将消息发送到服务器存根；5）服务器存根取出消息中的参数后调用服务器过程；6）服务器完成工作后将结果返回至服务器存根；7）服务器存根将它们打包并激活内核陷阱；8）远程内核将消息发送会客户内核；9）客户内核将消息提交给客户存根；10）客户存根从消息中取出结果返回给客户。
10.在RPC调用时，如果服务器或客户机崩溃了，各有哪些解决方法。
答：如果是服务器崩溃了，用户无法区分服务器是在执行前还是执行后崩溃，解决方案如下：1）至少一次语义，指等待服务器重新启动，然后重发请求。这种方法要求不断重试直至客户收到应答消息。它保证RPC至少执行一次。2）之多一次语义，指立即放弃并报告失效。它确保RPC至多执行一次，但也可能根本没有执行；3）不作保证；4）精确一次语义；
如果是客户机崩溃了，存在孤儿问题（客户已发送请求，在应答到来之前崩溃了，此时已经激活服务器中的过程并获得结果，但是没有客户在等待结果）解决方案如下：1）根除，在客户存根发送RPC消息前先做日志（用来恢复崩溃），系统重新启动后，检查日志，发现孤儿存在并将其杀死；2）再生，把时间分成有序的纪元，当客户端重启时，向所有机器广播一个消息通知一个新纪元的到来，并结束所有的远程计算；3）温和再生，服务器接收到新纪元广播时，检查自己是否有远程计算，只有那些找不到所有者的远程计算终止。4）过期，每个RPC都分配一个标准时间T来完成任务，如果超时没有完成则显示分配一个数额。
第三章
11.实现分布式系统同步的复杂性表现在哪几个方面？说明先发生关系，并说明在LAMPORT算法中怎样
给事件分配时间。
答：分布式算法有如下性质：1）相关信息分散在多台机器上；2）进程决策仅依赖于本地信息；3）系统中单点故障应避免；4）没有公用时钟和其他精确的全局时间资源存在。前三点说明在一处收集所有信息并对他们进程处理是不可接受的，左后一点说明在分布式系统获得时间上的一致并不是容易的。
LAMPORT算法的解决方案是直接使用先发生关系，每条消息都携带发送者的时钟以指出其发送的时间，当消息到达时，接受者的时钟比消息发送者时钟小，就立即将自己的时钟调到比发送者的时间大1或更多的值，我们给出一种测量时间的方法，使得对每一事件a，在所有进程中都认可给它一个时间值C(a)，在给事件分配时间时要遵循一下规则：1）在同一进程中a发生在b之前则C(a) 12.说明RICART和AGRAW ALE分布式互斥算法；假定A和B是相互独立的两个临界区，进程0要进 入A，进程1要进入B，R-A分布式互斥算法会导致死锁吗？说明理由。 答：RICART和AGRAWALE算法要求系统中所有事件都是全序的，也就是说，对任何事件组消息，哪个先发必须无歧义，算法如下：当一个进程想进入临界区时，他要建立一个包括他要进入的临界区的名字、处理机号、当前时间的消息，然后将消息发送给所有其他进程，也包括发送给自身，当一个进程接收另一个进程消息时，它取决于接受方的状态以及临界区的名字有三种情况：1）接受者不在临界区，也不想进入临界区，他就向发送者发送OK消息；2）接受者已经在临界区，它不必回答，而是负责对请求队列排队；3）接收者要进入临界区，但是还没有进入，它要负责将发来的消息和它发送给其他进程的时间戳对比，取小的那个。如果来的消息时间戳小，接收者发送OK消息，否则接收者负责排列请求队列而不发送任何消息。 在发送完允许进入临界区的请求后，进程将不再做任何事，仅等待所有的允许消息，一旦得到允许，它就进入临界区。它从临界区退出时，向队列中所有进程发送OK 消息，并将它从队列中删除。 该算法可能导致死锁，例如：A 和B 是相互独立的两个临界区，进程0要进入A ，进程1要进入B ，而此时进程0在B 中，进程1在A 中就会进入死锁。 13. 举例说明用私有工作空间实现事务处理时的基本思想。 答：在进程开始一个事务时给它分配一个包含了所有需要访问的文件的私有工作空间，在事务提交或终止前，所有的读写操作都在私有空间而不是真正的文件系统中进行，存在的问题是所有内容都拷贝到私有空间，代价难以承受。 优化方法是：1）私有空间中只包含一个指向父辈工作区的指针，当事务处于最顶层时，它的工作区是真正的文件系统。2）使用索引节点，索引是一个与判断文件所在的磁盘块位置有关的数据库，给方法不将全部文件考入私有空间，而只是拷贝索引。 14. 说明在分布式系统中实现原子性提交的两阶段提交协议的基本思想及其优点。 答：两阶段提交协议的基本思想是有一个进程作为协调者，通常是执行事务的进程。 在准备提交阶段，协调者向日志中写入Prepare ，然后向所有服务器发送准备提交消息，服务器接收到消息后，检查自己是否准备提交，如果是就向日志中写入Ready ，然后向协调者发送准备好消息。 在提交阶段，协调者接收所有响应后决定提交还是撤销，如果所有服务器都准备提交，则提交事务；否则撤销事务。无论如何协调者都会写入日志，并发送决定消息，服务器接到消息后也将结果写入日志，并发送结束消息，完成整个过程 15. 举例说明为什么使用集中式的死锁检测算法会产生假死锁，并给出一种解决办法。 答：集中式的死锁检测算法每台机器的资源图中只包含它自己的进程和资源，协调者节点保存整个系统（所有资源图的集合）的资源图。当机器资源图发生变化时相应的消息发送给协调者以提供更新，当协调者检测到环路时，它终止一个进程以解决死锁。 如上图圆表示进程，方框表示资源，开始时如同a ，b ，c 所示，过来一段时间，B 释放R 并请求T ，这是一个合法的操作，机器0向协调者发送一条消息申明它释放资源R ，机器1向协调者发送一条消息声明进程B 正在等待它的资源T ，不幸的是机器1的消息先到达协调者，导致生成资源图如图d 所示。协调者得出错误的结论——死锁存在，这种情况称为假死锁。 解决办法是：使用Lamport 算法以提供全局统一的时间，对协调者收到的消息按照时间戳排序 16. 说明wait-die 和wound-wait 分布式死锁预防方法。事务时间戳为50的进程申请事务时间戳为100的 进程占用的资源。按以上两种策略，结果会如何?。 答：（时间戳越小的进程越是年老）wait-die死锁预防算法：当较老的进程请求年轻进程所占有的资源时，老进程只能等待；如果年轻进程请求老进程占有的资源时，年轻进程会被终止。 Wound-wait死锁预防算法：当老进程请求年轻进程所拥有的资源时，老进程抢占年轻进程的资源，年轻进程被终止；当年轻进程请求老进程所拥有的资源时，年轻进程等待。 第四章 17.叙述实现线程包的方法及其优缺点。 答：1在用户空间实现线程：是将线程包完全放到用户空间中去，内核对此一无所知。 优点：在不支持线程的操作系统中实现；线程切换比使用内核陷阱快一个数量级；允许每个进程有自己定制的调度算法。 缺点：阻塞调用怎样实现？系统调用改为非阻塞，SELECT。 如何实现调度？旋转锁，始终信号中断。 2在内核中实现线程：当一个线程想去创建一个新线程或撤销已存在的线程时，它发出一个内核调用，由它完成创建和回收工作。内核中每个进程都有一张包含线程信息（线程的寄存器、状态、优先权等）的表。 优点：容易实现调度。 缺点：系统开销大。 3调度者行为：内核分配一定数量的虚拟处理机给每个进程，并且让（用户空间）运行期系统将线程分配给处理机。 优点：效率，很好地解决了控制权由阻塞线程传递给非阻塞线程。 缺点：可能产生死锁，与分层系统的内在结构违背。 18.说明发送者发起的分布式启发算法和接收者发起的分布式启发算法及各自的主要缺点。 答：发送者发起的分布式启发算法：当创建进程时，创建进程的机器将对一个随机选取的机器发生询问，询问它的负载是否低于某个阈值，如果是，将发送进程否则将选择另一台机子发送询问。如果在N次询问内还没有找到合适的机器，算法停止新进程将在创建它的机器上运行。该算法的缺点是：在负载十分严重的情况下，所有机器都会不停的毫无意义的向其他机器发送询问，想找到一台愿意接受更多工作的机器，在这种情况下，几乎没有进程会被减轻负载，但却会引起相当可观的额外开销。 接收者发起的分布式启发算法：当一个进程结束时，系统将检查自己是否有足够的工作可做，如果没有，将随机向一台机器申请工作，如果那台机器没有要给予的工作，系统将继续询问第二，第三台机器，如果询问N台机器都没有申请到工作，系统将暂停申请开始处理系统队列中一个等待进程，当这个进程结束后，开始下一轮的申请；如果系统无事可做，则将进入空闲状态，一定时间后从新开始申请。给算法的缺点是：系统在无事可做时会造成相当大的询问负载。 19.举例说明Lamport等人提出的算法是如何解决Byzantine将军问题的。 答：Lamport等人设计了一种递归算法可在特定条件下解决这一问题。例如：N = 4（有四个将军），M = 1（其中有一个叛徒），对这样的参数，参数运行四步。 第一步，每个将军发送可靠的消息给其他所有的将军，声明自己真实的军队人数，忠诚的将军声明的是真值，叛徒则可能对其他每个将军都撒一个不同的谎。如图a； 第二步，把第一步声明的结果组成向量形式，如图b； 第三步，每个将军把图b中各自的向量传递给其他每一个将军，这里叛徒再一次撒谎，使用了12个新 值。A —J 。如图c ； 第四步，每个将军检查所有新接收向量的每一个元素，若某个值占多数则把该值放入结果向量中， 20. 简述三模冗余的基本思想，并举例说明三模冗余能否处理Byzabtine 故障。 答：三模冗余是使用物理冗余来提供容错的技术，是使用主动复制方法的容错。在电子电路中有设备A 、 B 、 C ，然后每个设备复制三次，结果就是每级电路都设置了三个表决器，每个表决器有三个输入和一个输出，若两个或者三个输入相同，输出则等于输入，若三个输入各不相同，输出就是不定值，这种设计就是TMR 。 若处理机是Byzabtine 类型的，出错的处理机仍然工作并发出错误的随机的应答，那么至少需要2k+1个处理机才能达到k 级容错。最坏情况下k 个失效的处理机偶然（甚至有意）地产生相同的应答，然而剩下的k+1个未出错的处理机也将产生相同的应答，因此客户机可以根据大多数的应答得到正确结果。 三模冗余在每组中有一个部件出现Byzabtine 故障时可以处理，而一组中有两个甚至三个同时出现Byzabtine 故障则不能处理。 21. 举例说明采用图论确定性算法进行处理机分配的实现方法。 答：整个系统可以表示为一张带权图，每个节点表示一个进程，每条边表示两个进程之间的通信量。从数学角度看，整个问题就变成了如何根据特定的限制将图划分成k （k 为系统中cpu 数量）个不相连的子图（如每个子图的总cpu 和内存需求在一定限制内）。对于每种满足限制的解决方案，子图内部的边意味着机器内部的通信，可以忽略。从一个子图连向另一个子图的边表示网络通信。该算法的目标就是在满足限制下，找到一种划分方式使网络通信量最小。下图表示了图的两种划分: 方案A:通信量=(3＋2＋4＋4)＋(2＋8＋5＋2)＝30 方案B:通信量=(3＋2＋4＋4)＋(3＋5＋5＋2)＝28 第五章 35、使用上载/下载模式的文件服务器系统与使用远程访问模式的文件系统之间有什么区别？ 答：文件服务分为两种类型：上载/下载模式和远程访问模式。 上载/下载模式。只提供两种主要的操作（读文件和写文件），读操作将整个文件从文件服务器传输到请求客户端，写操作则刚好相反，文件系统运行在客户端。优点是系统概念简单，应用程序取得需要的文件，并在本地使用它。当程序结束时，将所有修改的文件或新创建的文件写回去，不需要管理复杂的文件服务接口，文件传输效率高。缺点是客户端需要足够的存储空间，当需要部分文件是需要传输整个文件。 远程访问模式。提供了大量的操作，如打开、关闭文件，读写部分文件等等。文件系统在服务器端运行。 优点是客户不需要大量存储空间，当需要部分文件是不需要传输整个文件。 22.分布式系统中处理共享文件的四种方法（文件共享的四种语义）。 答：1）UNIX语义。系统使所有的操作都有一个绝对时间顺序，READ操作读取最近一个WRITE操作后的内容，要求对一个文件系统的任何操作对所有进程都是及时可见的。 2）会话语义。对于打开文件的修改最初只对修改文件的进程是可见的，当文件关闭后，对文件的修改对其他进程才是可见的。 3）不可修改语义。不允许打开文件进行写操作，只提供CREATE和READ两种操作。只能进程讲的的共享和复制。 4）事务语义。使用原子事务，即所有的操作要么全做，要么全不做。 23.说明无状态服务器和有状态服务器，并说明二者的区别。 状态服务器 如果是状态化请求，那么服务端一般需要保存请求的相关信息，每个请求可以默认地使用以前的请求信息。状态服务器具有以下特点： - 保存客户请求的数据（状态） - 服务端容易对客户状态进行管理 - 服务端并不要求每次客户请求都携带额外的状态数据 无状态服务器 无状态服务器处理的客户信息必须全部来自于请求所携带的信息以及其他服务器自身所保存的、并且可以被所有请求所使用的公共信息。 无状态服务器具有以下特点： - 并不保存客户请求的数据（状态） - 客户在请求时需要携带额外的状态数据 - 无状态服务器更加健壮，重启服务器不会丢失状态信息，这使得维护和扩容更加简单 24. 说明保持客户高速缓存一致性的四种算法。 答：1）直接写，当缓存中的文件被更新后，新的值在缓存在保存，而且同时发送到服务器，而当另外的进程访问文件时，读到的是最新值，但是存在一个问题，其他进程在更新之前读到的文件内容可能是过期的，那么在每次用到文件时需要从服务器中读取文件版本进行比较，查看是否过期，但是每次都要在服务器和客户端之间通信，这样就体现不出缓存的作用了。 2）延迟写，操作不立即发送给服务器，而是延迟一段时间，也就减少了网络消息，当进程读取文件时，依赖于时间。具体读到的是那次操作的结果不确定，语义模糊。 3）关闭写，操作只有在文件关闭后才写回服务器，配合session 语义。 4）集中控制，就是在文件服务器上保存了进程对文件的操作方式等信息，类似于锁机制的管理，避免写操作的文件被其他进程操作，但是当修改的操作结束时，会将操作结束消息通知服务器，操作的结果也就立即会送到服务器 25. 说明分布式系统提供文件复制服务的原因以及实现复制的三种方法。 答：分布式系统通常保持文件的多个拷贝，每个拷贝放在一台单独的文件服务器上，提供这种服务主要有一些几种原因：1）数据不丢失，通过对每个文件的独立备份来增加系统的可靠性；2）当一个文件服务器出现问题时，仍然允许进行文件访问；3）负载均衡，将工作量分配到多个服务器上。 三种复制方法一次如上图所示： 1）显示复制，如图a 所示，是为编程人员控制整个进程所用，当进程产生一个文件时，可以在其他服务器上生产另外的拷贝，如果目录服务允许一个文件有多个拷贝，所有拷贝的网络地址都可以和这个文件名联系起来。 2）懒惰拷贝，如图b 所示，只要在某个服务器上建立每个文件的一个拷贝服务器自己在其他的服务器上也可以自动生成副本。 3）用组复制文件，如图c 所示，所有的写系统调用同时传送到所有的服务器，于是，其他的拷贝在源 文件产生时就产生了。 26.说明更新复制文件的两种主要算法：主拷贝算法、Gifford算法。 答：主拷贝算法，使用时，指定一个服务器为主服务器，其他所有服务器为从服务器，当要更新一个复制文件时，我们就将该改变发送至主服务器上，在本地完成修改，然后向各从服务器发出命令，命令他们也完成修改。这样可以在任何一个（主或者从）服务器上进行读操作。这种方法简单，但是有个问题，当主服务器停机时，所有的更细将不能进行。 Gifford算法，基本思想是在读写一个复制文件之前要求先申请并获得多个服务器的允许。例如，读一个已经有N个副本的复制文件，客户需要获得一个读法定数，它是任何Nr个或更多个服务器的任一集合，同样的，修改一个文件需要一个至少Nw个服务器的写法定数。Nr和Nw的值必修满足约束条件Nr+Nw>N，只有在适当数目的服务器同意参与时，文件才能进行读写操作。 第六章 27.说明在Dash交换式多处理机系统中，如何读写一个存储器中的字。 CPU如何读取一个存储器中的字。CPU首先检查自己的缓存。若缓存中无此字，则在本地簇内发出请求，询问本地簇的其他cPu缓存中是否有此字。若有，该数据块从该缓存传送到发出申请的CPU缓存中。若数据块的状态是CLEAN,拷贝此数据块。若块的状态是DIRTY，其目录将此块标记为CLEAN，使之共享无论如何，只妥命中缓存就能满足指令，但不影响任何目录的位图。 如果数据块不在任何簇的缓存中，CPU将发一请求信包给该块的宿主所在簇，这可以由存储器地址的高4位来确定。宿主所在簇可能就是请求者所在的簇。在这种情况下消息并未被实际发送。宿主所在簇的目录管理硬件检查它的表以确定块的状态。若为UNCACHED或CLEAN，硬件从全局存储器中取出块，将其发送到请求簇，该簇更新其日录，表明该块已在缓冲区中(如果还没有这样标记)。 如所需块的状态为DIRTY,目录硬件查找拥有该块的簇的标志，该簇响应请求。拥有DIRTY块的簇将数据块发给请求簇，并因为数据块己共享，将其状态改为CLEAN;它还要给宿主所在簇发回一个拷贝以更新存储器，这时块的状态被置为CLEAN。若块被置为一个新状态，因为目录跟踪状态的变化，其目录也将随之改变。 写操作与此不同。在写以前，执行写操作的CPU必须确定它拥有系统中该缓存块的唯一拷贝。若该CPU 的缓存中己有此数据块.且状态为DIRTY，可以立即写;若缓存中有数据，但状态为CLEAN，必须发送信包给宿主所在簇，记录所有其他拷贝并将之置无效 28.说明基于总线的多处理机系统中的write-through和write once协议。 答：通写缓存一致性协议是一种特别简单的，通用的协议。当CPU从存储器中首次读取某个字时，该字通过总线取出并存储在提出请求的CPU缓存中，当再次需要这个字时，CPU不再提出访问存储器的请求，而是直接从缓存中获取，这样减少了总线流量，通写缓存一致性协议概括如下： 表中的第一列列出了可能发生的四种基本事件，第二列说明缓存如何响应CPU的操作，第三列说明缓存发现（通过监听）其他CPU的读写操作如何反应。例如，当监听者发现其他CPU写入的字在其缓存 中（从监听者角度看是命中）时，监听者必须采取措施，即从本缓存中删除这个字。通写协议易于理解和使用。缺点是所有的读写操作必须通过纵向，因此允许挂在单一总线上的CPU数量仍然很少，不能满足大型多处理机的需求。 write-once协议：该协议管理缓存块，每个块处于一下三种状态之一：1）无效，本缓存块没有有效数据； 2）干净，存储器被更新，该块可能在别的缓存中；3）脏，存储器错误，该数据块不在其他缓存中。 基本思想是允许正被多个CPU读取的字出现在它们所有的缓存中，而仅被一个CPU经常写的字只保存在他的缓存中，为减少总线流量，不必每次都写回存储器。 29.简述分布式共享存储器的三种模型：严格一致性、顺序一致性、因果一致性、并举例说明。 答：1.严格一致性（strict consistency） 对于数据项x的任何读操作将返回最近一次对x进行写操作的结果所对应的值。 严格一致性是限制性最强的模型，但是在分布式系统中实现这种模型代价太大，所以在实际系统中运用有限。 2.顺序一致性 任何执行结果都是相同的，就好像所有进程对数据存储的读、写操作是按某种序列顺序执行的，并且每个进程的操作按照程序所制定的顺序出现在这个序列中。 也就是说，任何读、写操作的交叉都是可接受的，但是所有进程都看到相同的操作交叉。顺序一致性由Lamport（1979）在解决多处理器系统的共享存储器时首次提出的。 3.因果一致性 所有进程必须以相同的顺序看到具有潜在因果关系的写操作。不同机器上的进程可以以不同的顺序看到并发的写操作（Hutto和Ahamad 1990）。 假设P1和P2是有因果关系的两个进程，例如P2的写操作信赖于P1的写操作，那么P1和P2对x的修改顺序，在P3和P4看来一定是一样的。但如果P1和P2没有关系，那么P1和P2对x的修改顺序，在P3和P4看来可以是不一样的。 1、分时系统必须为用户提供( 操作控制命令) 以实现( 交互(或联机) )控制方式。 2、Spooling系统中，作业执行时，从磁盘上的 ( 输入井) 中读取信息，并把作业的执行结 果暂时存放在磁盘上的( 输出井)中。 3、中断分类后，中断是指（源自CUP以外事件的中断，通常与当前程序(进程)运行无关），异常 是指（源自CUP内部事件的中断，通常与当前程序(进程)运行有关）。 4、所谓脱机用户接口是指（作业控制语言）。 5、用户程序必须通过程序级接口方能获得操作系统的服务，程序级接口主要是由一组（系统调 用）组成。 6、操作系统的主要功能是（存储器管理）、（处理机管理）、（设备管理）、（文件管理）、 （作业管理）。 7、用户是通过（命令接口）或者程序接口向计算机发出请求的。 8、用户与操作系统的接口有（通讯语言）和（系统调用）。 9、交互式系统和多道程序系统相结合可构成（分时）系统。 10、SPOOLing是指（并发的外部设备联机操作），操作系统用它来实现（虚拟设备）的功 能。 11、分时系统追求的目标是（及时响应）. 12、用户进程从目态(常态)转换为管态(特态)的唯一途径是（中断）. 13、实时系统应具有两个基本特征: 及时性和（可靠性）. 14、实时系统应具有两个基本特征：（及时性）和可靠性. 15、用户程序通过（访管指令(或系统调用) ）向操作系统提出各种资源要求和服务请求. 16、SPOOLing（同时的外部设备联机操作）技术是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息 的一种典型的（虚拟设备）技术. 17、计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机（软硬件资源）的系统软件。 18、面对一般用户，通过（操作命令）方式控制操作系统；面对编程人员，通过（系统调 用）控制。 19、一个完整的计算机系统是由（硬件）和（软件）两大部分组成的。 20、操作系统是（控制和管理）计算机系统内部（各种硬件和软件资源）、有效地组织 多道程序运行的（系统软件（或程序集合）），是用户和计算机的（接口）。 21、操作系统的主要功能有：（存储器管理）、（处理机管理）、（设备管理）、 （文件管理）和（作业管理）。 22、操作系统是裸机之上的第（一）层软件，与硬件关系尤为密切。 23、操作系统是整个系统的控制管理中心，它既管理（硬件），又管理（软件）。 24、操作系统的基本特征是（并发）、（共享）和（异步(不确定性) ）。 25、根据操作系统的功能、使用环境、配置规模等，操作系统一般可分为如下六种类型：（多 道批处理系统）、（分时系统）、（实时系统）、个人机系统、（网络操作系统）和（分布式操作系统）。 26、现代操作系统通常为用户提供三种使用界面，即（命令界面）、（图形界面）和（系 操作系统复习题： 1.现代OS具有并发性和共享性，是由（D）的引入而导致的。 A.单道程序 B.磁盘 C.对象 D.多道程序 2.系统的主要功能有（c）。 A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理 B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统 C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统 D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统 3.操作系统是对（C）进行管理的软件。 A.硬件 B.软件 C.计算机资源 D.应用程序 4. Windows 98 是（C ）操作系统。 A.多用户分时 B.批处理系统 C.单用户多任务 D.单用户单任务 5. 一个进程释放了一台打印机，他可能会改变（A）的状态。 A另一个等待打印机的进程 B 输入、输出进程 C 自身进程 D 所有等待打印机的进程 6.在进程转换时，下列（D）转换是不可能发生的 A、运行态变为就绪态 B、运行态变为阻塞态 C、就绪态变为运行态 D、阻塞态变为运行态 7.分页式存储管理中，地址转换工作是由（A ）完成的。 A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序 8.对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（ B ）。 A、字符 B、数据项 C、记录 D、文件 9.一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（ C ）状态。 A、运行 B、等待 C、就绪 D、收容 10.临界区是指并发进程中访问共享变量的（ D ）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序 11.产生系统死锁的原因可能是由于（ C ）。 A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备 12.地址重定位的结果是得到（C ） A．源程序B．编译程序C．目标程序D．执行程序 13.运行时间最短的作业被优先调度，这种企业调度算法是（C ）A．优先级调度B．响应比高者优先C．短作业优先D．先来先服务 14.在请求调页中可采用多种置换算法，其中LRU是 B 置换算法。 A：最佳B：最近最久未C：最近未用D：最少使用 15.树型目录结构的第一级称为目录树的（B. ）。 A.分支节点 B.根节点 C.叶节点 D.终节点 16. 一个进程被唤醒意味着（B）。 A优先级变大 B 该进程可以重新竞争CPU C PCB移动到就绪队列之首 D 进程变为运行状态 第一章操作系统的基本概念 一.填空题 1. 1．计算机系统是由硬件系统和____系统两部分组成。 2. 2．操作系统是计算机系统的一种系统软件，它以尽量合理、有效的方式组织和管理计算机的________，并控制程序的运行，使整个计算机系统能高效地运行。 3. 3.从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为处理机、_______ 、输入／输出设备和文件资源。 4. 5．按内存中同时运行程序的数目可以将批处理系统分为两类：单道批处理系统和____。 5. 6．操作系统的主要性能参数有____和利用率等。前者指的是单位时间内系统处理的作业量。后者指的是在一个给定时间内，系统的一个指定成分被使用的时间比例。 6. 4．并发和______是操作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。 7. 7. __________系统不允许用户随时干预自己程序的运行。 8. 8．实时系统通常采用﹎﹎﹎方法来提高可靠性。 9. 9.UNIX操作系统是著名的﹎﹎﹎系统。 10. 10.DOS系统是﹎﹎﹎操作系统。 11. 11. ﹎﹎﹎系统一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力； 12. 12. ﹎﹎﹎系统是操作系统的另一种类型，要求对外部输入的信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内作出快速响应，其响应时间要求特别高。 13. 13.允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为分时OS，它通常采用﹎﹎ 策略为用户服务； 14. 14.允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS，称为批处理OS，衡量这种系统 性能的一个主要指标是系统的﹎﹎﹎。 15. 15.在﹎﹎﹎的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。设计这种系统时，应首先考虑系统的实时性和可靠性。 解答: 1. 答：软件 2. 答：资源 3. 【答案】存储器 【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。硬件资源有处理机、内／外存储器及输入／输出设备。而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。从资源管理的观点，操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设备管理和信息文件管理的功能。对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。 4. 答：多道批处理系统 5. 答：吞吐率 6. 答：共享 7. 答：批处理 8. 【答案】双工体制 【解析】在实时系统中，为了追求高可靠性，最一般的方法是采用硬件的冗余技术。所谓双工体制，就是采用性能完全一样的两套设备并让它们同步工作。 9. 答案：分时系统 10. 答案：单用户（或单用户、单任务） 11. 答案：分时系统 12. 答案：实时系统 第一章操作系统引论 1.操作系统定义：操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。 2.操作系统的基本类型：批处理系统，分时系统，实时系统 3.脱机技术：主机与IO设备脱离的技术 4.多道程序技术：在内存中同时有多个程序并存的技术 5.操作系统的基本特性：并发性，共享性，异步性，虚拟技术 6.操作系统的五大功能：处理机管理功能，存储器管理功能，设备管理功能，文件管理功能，用户交流界面（人机接口） 第二章进程管理 1.进程的概念：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 2.状态转换图 3.进程控制块PCB，在进程的整个生命周期中，系统总是通过PCB对进程进行控制，因此PCB是进程存在的唯一标志。 4.原语是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程。它与一般过程的区别在于：它们是“原子操作”。所谓原子操作，是指一个操作中的所有动作要么全做，要么全不做。 5.进程同步的主要任务是对多个相关进程在执行持续上进行协调，已使并发执行的诸进程之间能有效的共享资源和互相合作，从而使程序执行具有可再现性。 6.临界资源、临界区、信号的概念、同步、互斥问题的解决方法 临界资源：Critical Resouce 诸进程间应采取互斥方式，实现对这种资源的共享，如打印机，磁带机等。 临界区：人们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（critical section） 信号： 同步合作直接 互斥竞争间接 7.进程通信的三种类型：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统 8.线程的概念和两种类型： 线程：被称为轻型进程或进程元，通常一个进程拥有若干个线程。 两种类型：用户级线程和内核支持线程 第三章处理机调度与死锁 1.调度三个层次：高级调度，中级调度，低级调度 2.调度算法： FCFS先来先服务 SPF段作业优先调度 RR时间片轮转法 3.死锁的概念，在多个进程在运行过程中因为争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵局状态时，若无外力作用，他们都将无法再向前推进。 4.死锁的原因和条件 原因：资源不足（根本原因），进程推进顺序非法 必要条件：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件，环路等待条件。 5.死锁解决的三种方案：摒弃“请求和保持”条件、摒弃“不剥夺”条件、摒弃“环路等待” 计算机操作系统试题库与答案 一、选择题 1、热启动 DOS的方法是____C____键。 A、依次按下 CTRL+ALT+INS B、依次按下 CTRL+ALT+ESC C、同时按下 CTRL+ALT+DEL D、同时按下 CTRL+ALT+ESC 2、DOS 规定，主文件名由 1到_______个字符组成。 A、4 B、6 C、8 D、12 3、下列一个 DOS 的主文件名中，____C____是合法的。 A、&A.DBF B、@Z2 材 C、FILEL.WPS D、*.EZE1 4、DOS 中规定文件名是由____B____两部分组成的。 A、文件名+基本名 B、主文件名+ .扩展名 C、主文件名+扩展名 D、后缀+名称 5、MS-DOS 包括内部命令和外部命令, 外部命令以____A____存放在磁 A、文件方式 B、数据方式 C、系统方式 D、记录方式 6、当用户需使用某一文件时，在命令行中应指出文件的_____C____。 A、关键字 B、内容 C、盘符\路径\文件名 D、属性 7、DOS 的内部命令是在____D____时装入到内存的。 A、安装 B、执行用户程序 C、启动 D、执行系统程序 8、DOS 文件标识符一般格式为____D____。 A、[<路径>] <文件名> B、[<盘符>] <文件名> C、[<盘符>] <文件名> [<扩展名>] D、[<盘符>][<路径>]<文件名>[<.扩展名>] 9、DOS 命令中的"*"号可代替___A___个字符。 A、任意 B、1 C、3 D、8 10、设当前工作盘是 C 盘，存盘命令中没有指明盘符，则信息将存放于____B__。 A、内存 B、C 盘 C、A 盘 D、D 盘 11、在 DOS系统下，要编辑现有磁盘文件，则必须将文件读至____D____。 A、运算器 B、寄存器 C、控制器 D、内存储器 12、DOS 的含义是：____C___ A、数据库管理系统 B、实时操作系统 C、磁盘操作系统 D、汉字操作系统 13、可以对一张作了写保护的软盘进行操作的 DOS 命令是：___C____ A、DEL B、RD C、DIR D、REN 14、下列文件中，不是 DOS 可执行文件的是：____A___ A、TODAY.BAS B、TODAY.BAT C、https://www.doczj.com/doc/a613114255.html, D、WPS.EXE 15、在 DOS命令中可用的通配符是：___B____ A、*和/ B、*和? C、?和/ D、\和. 16、表示当前工作目录的父目录的符号是：_______ A、. B、..\.. C、\ D、.. 17、要分屏显示 C 盘当前目录下的文件目录的全部信息，正确的命令是：____C___ A、TYPE C: /P B、DIR C:\ /P C、DIR C: /P D、LIST C:/P 18、删除指定子目录的 DOS 命令是：___A__ A、RD B、ERASE C、DEL D、RM 操作系统试题及答案 一、选择题 1、操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（）。 A．程序库 B．数据 C．文件 D．资源 2、在操作系统中，（）是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。 A．程序 B．进程 C．作业 D．用户 3、在操作系统中，并发性是指若干个事件（）发生。 A，在同一时刻 B。一定在不同时刻 C．某一时间间隔内 D。依次在不同时间间隔内 4、产生死锁的基本原因是（）和进程推进顺序非法。 A．资源分配不当B．系统资源不足C．作业调度不当D．进程调度不当 5、文件系统采用多级目录结构的目的是（） A．系统开销B．节省存储空间C．解决命名冲突D．缩短传送时间 6、位示图方法可用于（） A．盘空间的管理 B．盘的驱动调度 C．文件目录的查找 D．页式虚拟存储管理中的页面调度 7、下列算法中用于磁盘移臂调度的是( ) A．时间片轮转法 B． LRU算法 C．最短寻找时间优先算法 D．优先级高者优先算法 8、存放在磁盘上的文件，（）。 A．即可随机访问，又可顺序访问 B。只能随机访问 C．只能顺序访问 D。只能读/写不能访问 9、一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，其响应比是（）A．2 B．1 C．3 D．0.5 10、进程和程序的本质区别是（）。 A．内存和外存 B。动态和静态特征 C。共享和独占使用计算机资源D。顺序和非顺序执行机器指令 11、对于硬盘上存放的信息，物理上读写的最小单位是一个（）。 A．二进位 B。字节 C。物理块 D。逻辑记录 12、多道程序设计是指（） A．在实时系统中并发运行多个程序 B．在分布系统中同一时刻运行多个程序 C．在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D．在一台处理机上并发运行多个程序 13、进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是（） A．被选中占有处理机 B．等待某一事件 C．等待的事件已发生 D．时间片用完 14、由于系统无法预先知道一个作业未来访问页面的情况，所以（）在实际上是无法实现的。 A．先进先出淘汰算法 B。最近最少使用淘汰算法 C．最优淘汰算法 D。最不常用页面淘汰算法 15、文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是（）。 第一章引论 1、操作系统定义（P1） 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。 是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序的集合。 2、操作系统的作用（P2） 1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 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 3、推动操作系统发展的主要动力（P4） 1.不断提高计算机资源的利用率 2.方便用户 3.器件的不断更新迭代 4.计算机体系结构的不断发展4、多道批处理系统的特征及优缺点（P8） 特征：多道性、无序性、调度性 优点： 1. 资源利用率高 2. 系统吞吐量大 缺点： 1. 平均周转时间长 2. 无交互能力（单道、多道都是） 5、分时系统和实时系统特征的比较（P12） 1. 多路性（实时系统的多路性主要表现在系统周期性地对多路信息的采集、以及对多个对象或多个执行机制进行控制。分时系统中的多路性则和用户有关，时多时少。） 2. 独立性 3. 及时性:（实时系统对及时 性的要求更严格,实时控制系统以控制对象要求的开始截止时间或完成截止时间来确定。） 4. 交互性:实时系统的交互性仅限于访问某些专用服务程序。 5. 可靠性:实时系统对可靠性的要求更高,否则经济损失及后果无法预料。 6、操作系统的基本特征（P14） （并发、共享、虚拟和异步其中并发特征是操作系统最重要的特征是其他特征的前提） 1.并发性 2. 共享性（互斥共享方式、同时访问方式） 3. 虚拟性（时分复用技术（虚拟处理机技术、虚拟设备技术）、空分复用技术（虚拟磁盘技术、虚拟存储器技术）） 4. 异步性（进程的异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进的） 7、操作系统的主要功能（P18） 1. 处理机管理功能（进程控制（1、进程互斥方式：进程或者线程在对临界资源进行访问时，应采取互斥方式；2、进程同步方式：相互合作去完成共同任务的诸进程货线程）、进程通信、调度（作业调度、进程调度）） 2. 存储器管理功能（内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充） 3. 设备管理功能（缓冲管理、设备分配、设备处理） 4. 文件管理功能（文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护） 5. 用户接口（命令接口（联机用户接口、脱机用户接口）、程序接口、图形接口） 2.用户程序中的输入、输出操作实际上是由（ B ）完成。 A、程序设计语言 B、操作系统 C、编译系统 D、标准库程序 3.进程调度的对象和任务分别是（ C ）。 A、作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B、进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C、进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 4.支持程序浮动的地址转换机制是（ A、动态重定位 ） A、动态重定位 B、段式地址转换 C、页式地址转换 D、静态重定位 5.在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按（ C ）进行排列。 A、地址从大到小 B、地址从小到大 C、尺寸从小到大 D、尺寸从大到小 6.设计批处理多道系统时，首先要考虑的是（ 系统效率和吞吐 量 ）。 A、灵活性和可适应性 B、系统效率和吞吐量 C、交互性和响应时间 D、实时性和可靠性 7.当进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为（ B ）状态。 A、等待 B、就绪 C、运行 D、完成 8.文件的保密是指防止文件被（ C ）。 A、篡改 B、破坏 C、窃取 D、删除 9.若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由（ D ）临界区构成。 A、2个 B、3个 C、4个 D、5个 10.按逻辑结构划分，文件主要有两类：（记录式文件 ）和流 式文件。 A、记录式文件 B、网状文件 C、索引文件 D、流式文 12.文件系统的主要目的是（ A ）。 A、实现对文件的按名存取 B、实现虚拟存贮器 C、提高外围设备的输入输出速度 D、用于存贮系统文档 四、程序与算法（共10分） 设有一缓冲池P，P中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出。若讲程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用记录型信号量写出两个进程的同步算法，要求写出信号量的初值。 解： semaphore mutex=1； semaphore empty=20； semaphore full=0； int in，out = 0； item p [20]； void Producer（）{ while（ture）{ producer an item in nextp； wait（empty）； wait（mutex）； p[in] ：= nextp； in ：= （in+1） mod 20； signal（mutex）； signal（full）； } } void Consumer（）{ 1、什么是操作系统？它有什么基本特征？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。 操作系统的基本特征是：并发、共享和异步性。 2、操作系统的含义及其功能是什么？ 1）、含义：OS是一组系统软件，它是软硬件资源的控制中心，它以尽量合理有效的方法组织多个用户共享计算机的各种资源。 2）功能：管理计算机的软硬件资源（包括：处理机管理，作业管理，存储管理，设备管理，文件管理）、提高资源的利用率、方便用户。 3、叙述操作系统的含义及其功能，并从资源管理角度简述操作系统通常由哪几部分功能模 块构成，以及各模块的主要任务。 答： 1)、OS是一个系统软件，是控制和管理计算机系统硬件和软件资源，有效、合理地组 织计算机工作流程以及方便用户使用计算机系统的程序集合。 2）功能：管理计算机的软硬件资源、提高资源的利用率、方便用户。 3）组成模块： （1）、处理机管理（或进程管理）：对CPU的管理、调度和控制。 （2）、存储管理：管理主存的分配、使用和释放。 （3）、设备管理：管理设备的分配、使用、回收以及I/O控制。 （4）、文件管理：管理外存上文件的组织、存取、共享和保护等。 （5）、作业管理：对作业的管理及调度。(或用户接口，使用户方便的使用计算机) 4、什么是中断向量？什么是多级中断？中断处理的过程一般有哪几步？ （1）、中断向量：存放中断处理程序入口地址的内存单元称为中断向量。 （2）、多级中断：为了便于对同时产生的多个中断按优先次序来处理，所以在设计硬件时，对各种中断规定了高低不同的响应级别。优先权相同的放在一级。 （3）、中断处理步骤：响应中断，保存现场；分析中断原因，进入中断处理程序；处理中断；恢复现场，退出中断。 5、什么是多道程序设计技术 多道程序设计技术就是在系统（内存）中同时存放并运行多道相互独立的程序（作业），主机以交替的方式同时处理多道程序。它是一种宏观上并行，微观上串行的运行方式。 6、分时系统和实时系统有什么不同？ 答：分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。 操作系统期末考试（A） 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，只有一个是正确的，将其号码写在题干的括号中。每小题2分，共20分） 1、文件系统的主要组成部分是（） A、文件控制块及文件 B、I/O文件及块设备文件 C、系统文件及用户文件 D、文件及管理文件的软件 2、实现进程互斥可采用的方法（） A、中断 B、查询 C、开锁和关锁 D、按键处理 3、某页式管理系统中，地址寄存器的低9位表示页内地址，则页面大小为（） A、1024字节 B、512字节 C、1024K D、512K 4、串联文件适合于（）存取 A、直接 B、顺序 C、索引 D、随机 5、进程的同步与互斥是由于程序的（）引起的 A、顺序执行 B、长短不同 C、信号量 D、并发执行 6、信号量的值（） A、总是为正 B、总是为负 C、总是为0 D、可以为负整数 7、多道程序的实质是（） A、程序的顺序执行 B、程序的并发执行 C、多个处理机同时执行 D、用户程序和系统程序交叉执行 8、虚拟存储器最基本的特征是（） A、从逻辑上扩充内存容量 B、提高内存利用率 C、驻留性 D、固定性 9、飞机定票系统是一个（） A、实时系统 B、批处理系统 C、通用系统 D、分时系统 10、操作系统中，被调度和分派资源的基本单位，并可独立执行的实体是（） A、线程 B、程序 C、进程 D、指令 二、名词解释（每小题3分，共15分） 1.死锁: 2.原子操作: 3.临界区: 4.虚拟存储器: 5.文件系统: 三、判断改错题（判断正误，并改正错误，每小题2分，共20分） 1、通道是通过通道程序来对I/O设备进行控制的。（） 2、请求页式管理系统中，既可以减少外零头，又可以减少内零头。（） 3、操作系统中系统调用越多，系统功能就越强，用户使用越复杂。（） 4、一个进程可以挂起自已，也可以激活自已。（） 5、虚拟存储器的最大容量是由磁盘空间决定的。（） 6、单级文件目录可以解决文件的重名问题。（） 7、进程调度只有一种方式：剥夺方式。（） 8、程序的顺度执行具有顺序性，封闭性和不可再现性。（） 9、并行是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，而并发性是指两个或多个事件在 同一时刻发生。（） 10、进程控制一般都由操作系统内核来实现。（） 《操作系统》重点知识总结 请注意：考试范围是前6章所有讲授过内容，下面所谓重点只想起到复习引领作用。 第一章引论 1、操作系统定义操作系统是一组控制和管理计算机软件和硬件合理进行作业调度方便 用户管理的程序的集合 2、操作系统的目标有效性、方便性、可扩充性、开放性、 3、推动操作系统发展的主要动力不断提高计算机资源的利用率、方便用户、器件的不 断更新和换代、计算机体系结构的不断发展 4、多道批处理系统的特征及优缺点用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队 列，称为后备队列。然后作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使他们共享cpu和系统内存。优点：资源利用率高、系统吞吐量打缺点：平均周转时间长、无交互能力 5、操作系统的基本特征并发性（最重要的特征）、共享性、虚拟性、异步性 6、操作系统的主要功能设别管理功能、文件管理功能、存储器管理功能、处理机管理 功能 7、O S的用户接口包括什么？用户接口、程序接口（由一组系统调用组成） 第二章进程管理 1、程序顺序执行时的特征顺序性、封闭性、可再现性 2、程序并发执行的特征间断性、失去封闭性、不可再现性 3、进程及其特征进程是资源调度和分配的基本单位，是能够独立运行的活动实体。 由一组机器指令、数据、堆栈等组成。特征：结构特征、动态性、并发性、独 立性、异步性 4、进程的基本状态及其转换p38 5、引入挂起状态的原因终端用户请求、父进程请求、负荷调节需要、操作系统 的需要 6、具有挂起状态的进程状态及其转换p39 7、进程控制块及其作用进程数据块是一种数据结构，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：使在一个多道程序环境下不能独立运 行的程序成为一个能够独立运行的基本单位，能够与其他进程并发执行 8、进程之间的两种制约关系直接相互制约关系、间接相互制约关系 9、临界资源是指每次只能被一个进程访问的资源 10、临界区是指每次进程中访问临界资源的那段代码 11、同步机构应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待 12、利用信号量实现前驱关系p55/ppt 13、经典同步算法p58/ppt 14、进程通信的类型共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统 15、线程的定义是一种比进程更小，能够独立运行的基本单位用来提高系统内 第三章处理机调度与死锁 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种（A ）。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、作业调度又称为[1A]，它决定将哪些在外存储器上的处于[2D]状态的作业调入主机内存。 系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。然后控制权就交给了[3B]，由[3]将它们变为一个或一组[4C]，并[5A]。 供选择的答案： [1]：A、高级调度B、低级调度C、中级调度 D、进程调度 [2]：A、就绪B、阻塞C、提交D、后备 [3]：A、存储管理模块B、处理机管理模块C、文件管理模块D、设备管理模块 [4]：A、指令B、子程序C、进程D、程序段 [5]：A、把它们挂到就绪队列上B、为它们分配处理机 C、把它们挂到后备队列上 D、为它们分配设备 3、处于后备状态的作业存放在（A ）中。 A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中，JCB是指（A ）。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（C）。 A.源程序 B.作业说明书 C.作业控制块 D.目的程序 6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（A）调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 7、在批处理系统中，周转时间是（B ）。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 8、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（B）。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 9、操作系统中，（A）负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理 第一章 1.软件部分大致分为：系统软件和应用软 件两类，系统软件是用来管理计算机本 身及应用软；应用软件用来完成用户所 要求的时间任务。 2.多道批处理系统的特征： 1）多道性2）无序性3）调度性 3.多道批处理系统的优缺点： 1资源利用率高2系统吞吐量大 缺点： 1平均周转时间长2无交互能力 4.分时系统的特性： 1多路性2独立性3及时性4交互性 5.操作系统的特征： 1并发2共享3虚拟4异步性 6.操作系统的功能： 1用户接口2处理机管理3存储管理 4设备管理5文件管理 第二章 1.系统调用概述：系统调用是应用程序请 求操作系统内核完成某功能时的一种过 程调用，但它是一种特殊的过程调用， 与一般过程的调用有如下的方面的明显 差别 1).运行在不同的系统状态。 在一般的过程调用中，调用程 序和被调用程序都运行在相 同的状态：核心态或用户态。 系统调用与一般调用的最大 区别就在于：调用程序（用户 程序）运行在用户态，而被调 用程序运行在核心态。 2)通过软中断进入。第三章 1.程序顺序执行时具有3个基本特征： 1顺序性2封闭性3可再现性 2.程序并发执行时具有3个特征: 1间断性2失去封闭性3不可再现性 3.进程的定义： 1进程是程序的一次执行 2进程是可以和别的计算并发执行的计 算 3进程可定义为一个数据结构以及能在 其上执行的一个程序 4进程是一个程序及其数据在处理机上 顺序执行时所发生的活动 5进程是一个程序在数据集上运行的过 程，它是系统进行资源分配和调度的一 个独立单位 国内对进程的定义：进程是程序的 运行过程，是系统进行资源分配和调 度的一个独立单位。 4.进程的特征： 1动态性2并发性3独立性 4异步性5结构特征 5.什么是进程控制块？ 进程控制块（PCB）作为进程实体的一个重要组成部分，包含了进程的所有描 述信息和管理控制信息，是系统对进程 实施管理的唯一依据和系统能够感知到 进程存在的唯一标识。进程控制块与进 程之间存在一一对应关系。 进程控制块的数据结构通常是一个记录，包含的主要内容由以下4部分组成： 1进程描述信息2进程调度信息 3进程上下文4进程控制信息 6.进程的基本状态 1就绪状态2执行状态3阻塞状态 7.进程基本状态的转换 府东街小学题型题目Win7、硬件、白板城域网 单项选择题 1、对win7(Windows 7旗舰版)支持的功能最多。D A.家庭普通版 B.家庭高级版 C.专业版 D.旗舰版 2、在安装Windows 7的最低配置中，内存的基本要求是（B ）GB及以上。 A.512M以上 B.1G以上 C.2G以上 D.4G以上 3、Windows 7有四个默认库，分别是视频、图片、（C ）和音乐。 A.程序 B.软件 C.文档 D.数据库 4、Windows 7是由（B ）公司开发，具有革命性变化的操作系统。 B. Microsoft D.金山 5、要安装Windows 7，系统磁盘分区必须为（NTFS ）格式。 32 C 6、在Windows操作系统中， ( A )是复制命令的快捷键。 A. “Ctrl+C B Ctrl+A C. Ctrl+Z D. Ctrl+X 8、在Windows7操作系统中，( D)是剪切命令的快捷键。 A. “Ctrl+C B Ctrl+A C. Ctrl+Z D. Ctrl+X 9、在Windows7操作系统中，( D)是粘贴命令的快捷键。 A. “Ctrl+C B Ctrl+A C. Ctrl+Z D. Ctrl+V 10、在windows7 操作系统中，对文件的彻底删除的快捷键是（ C） A. “Ctrl+C B Ctrl+A C. shirt+delete D. Ctrl+X 11、在windows7操作系统中、如果锁定任务栏不能对（ C ）进行更改。 A.开始菜单 B.工具栏 C.不能拖动任务栏调整位置 D.桌面背景 12、在win7中，启动任务管理器的快捷键为（ D ） A. “Ctrl+C B Ctrl+A C. shirt+delete D. Ctrl+alt+delete 第一部分引言 一、选择题 1、下列选择中,哪些不就是操作系统关心的主要问题。(浙大2003) (1)管理计算机裸机;(2)设计提供用户与计算机硬件系统间的界面; (3)管理计算机系统资源;(4)高级程序设计语言的编译器。 2、从用户角度瞧,操作系统就是()。 A、计算机资源的管理者; B、计算机工作流程的组织者; C、用户与计算机之间的接口; D、由按层次结构组成的软件模块的集合。 3、引入多道程序技术的前提条件之一就是系统具有()(西电00) (1)多个cpu;(2)多个终端;(3)中断功能;(4)分时功能 4、操作系统就是一种。 A、系统软件 B、系统硬件 C、应用软件 D、支援软件 5、操作系统允许一台主机上同时连接多台终端,多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A、实时 B、分时 C、分布式 D、单用户 6、如果操作系统具有很强的交互性,可同时供多个用户使用,但时间响应不太及时,则属于分时操作系统类型;如果操作系统可靠,时间响应及时但仅有简单的交互能力则属于实时操作系统类型。 二、判断题 1、所谓多道程序设计,即指每一时刻有若干个进程在执行。( 错)(南京大学00) 2、采用多道程序设计的系统中,系统的程序道数越多,系统效率越高。( 错)(西电01) 3、由于采用了分时技术,用户可以独占计算机的资源。( 错) 4、多道程序设计就是利用了CPU与通道的并行工作来提高系统利用率的。(错) 5、多道程序设计可以缩短系统中作业的执行时间。( 错) 6、在一个兼顾分时操作系统与批处理系统中,通常把终端作业称为前台作业,而把批处理型作业称为后台作业。( 错) 7、批处理系统不允许用户随时干预自己程序的运行。( 对) 8、Windows操作系统完全继承了分时系统的特点。( 对) 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 计算机操作系统经典题库及答案 一填空： 1．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是(命令方式)和(系统调用)和图形用户界面。 2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式有程序直接控制、(中断驱动方式)、(DMA方式)和通道控制方式。 3．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，(运行时间短)的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，(等待时间长)的作业得到优先调度。 4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：(封闭性)和可再现性。5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地址称为(逻辑地址)。 6．文件的逻辑结构分(流式文件)和记录式文件二种。 7．进程由程度、数据和(FCB)组成。 8．对信号量S的操作只能通过(原语)操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。 9．操作系统是运行在计算机(裸机)系统上的最基本的系统软件。 10．虚拟设备是指采用(SPOOLING)技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。 11．文件系统中，用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是(文件控制块)。12．段式管理中，以段为单位，每段分配一个(连续区)。由于各段长度(不同)，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求连续。 13．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现(设备独立性)。 14在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为(缺页)和(越界)等原因而产生中断。 16. 段的共享是通过（共享段）表实现的。 17．文件的物理结构分为顺序文件、（索引文件）和（索引顺序文件）。 18．所谓（设备控制器），是一块能控制一台或多台外围设备与CPU并行工作的 第一章 概述 1.操作系统的定义：是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软硬件资源的分配，调度工作，控制并协调并发活动，实现信息的存取及保护，它提供用户接口，使用户获得更好的工作环境，操作系统使整个计算机实现了高效率及高度自动化。操作系统属于应用软件。 2.操作系统的基本功能 （1）人-机交互界面：用户可直接使用键盘命令或Shell 命令语言，调用操作系统内部功能模块（系统调用） （2）资源管理：文件管理、存储管理、设备管理、处理器管理、作业管理 3.操作系统的分类 （1）单用户操作系统：一个用户独占计算机系统资源，系统所有软硬件资源全为一个用户服务，单独地执行该用户提交的一个任务； 优点：操作系统简单，易被人们掌握； 缺点：系统资源未能充分利用； （2）批处理操作系统：采用批量化处理作业技术的操作系统 a.单道批处理系统 b.多道批处理系统 二者区别： （3）实时操作系统：对随机发生的外部事件能做出及时的响应并对其进行处理 的操作系统 特点：a.较少有人为干预的监督和控制系统； b.软件依赖于应用的性质和实际使用的计算机类型； c.专用系统：许多实时系统是专用系统。 d.实时控制：实时系统用于控制实时过程，要求对外部事件的迅速响应， 具有较强的中断处理机构。 e.高可靠性：实时系统用于控制重要过程，要求高度可靠，具有较高冗余。如双机系统。 f.事件驱动和队列驱动：实时系统的工作方式：接受外部消息，分析消息，调用相应处理程序进行处理。 g.可与通用系统结合成通用实时系统：实时处理前台作业，批处理为后台作业。 应用：监督生产线，流水线生产的连续过程，监督病人的临界功能，监督和控制交通灯系统，监督和控制实验室的实验，监督军用飞机的状态等； （4）分时操作系统：多个用户分享使用同一台计算机，把计算机的系统资源进 单道 多道 内存使用 每次一个作业 每次多个作业（充分利用内存） 作业次序 顺序，先进先出 无确定次序 共同特征 用户与他的作业之间没有交互作用，不能直接控制其作业的运行； 作业成批处理；多道程序执行自动化，充分利用系统资源。 操作系统习题集 参考教材： 汤小丹等编著，计算机操作系统（第三版），西安电子科技大学出版社，2007年版； 何炎祥等编著，计算机操作系统，清华大学出版社，2005年版； 邹恒明著，计算机的心智操作系统之哲学原理，机械工业出版社，2009年4月。 第一章操作系统引论 1.1 选择题 1．下列哪一条是在操作系统设计中引入多道程序技术的好处？A A. 使并发执行成为可能 B. 简化操作系统的实现 C. 减少对内存容量的需求 D. 便于实施存储保护 2．Windows XP属于下列哪一类操作系统？B A. 单用户单任务 B. 单用户多任务 C. 多用户 D. 批处理 3．下列哪一条不是批处理系统的优点？D A. 吞吐量大 B. 资源利用率高 C. 系统开销小 D. 响应及时 4．能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应的操作系统是（ C ） A、分时系统 B、网络系统 C、实时系统 D、批处理系统 5．UNIX系统是一个____C______操作系统。 A、单用户 B、单用户多任务 C、多用户多任务 D、多用户单任务 6．在分时系统中，当用户数一定时，影响响应时间的主要因素是＿B＿。 A、时间片 B、调度算法 C、存储分配方式 D、作业的大小 7．Windows NT属于哪一类操作系统？B A、单用户单任务 B、单用户多任务 C、单道批处理 D、多用户 8．多道程序设计技术是指：多道程序可同时进入A ，在A 的位置B ，为使多道进程并发执行必须为每个用户作业创建进程，批处理系统由C 创建，而分时系统由D 创建。 选择答案： （1）内存（2）系统（3）固定（4）不定（5）进程调度（6）中级调度 （7）作业调度（8）输入进程（9）系统调用（10）命令解释进程 1.2 填空题 1．在手工操作阶段，操作员在进行装卸卡片或磁带等手工操作时，CPU处于空闲等待，我们称这种现象为人机矛盾。 2．多道批处理系统的特征为并发?、共享、虚拟和异步。 3．批量处理系统的缺点为周转时间长；缺乏人工干预（人机交互）。操作系统试题库填空题
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