问答题_secids问答题

2020-02-28 其他范文下载本文

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1．设有三个进程A，B，C,进程A和进程B各需要运行3毫秒的处理器时间，而进程C却要24毫秒的处理器时间，分别考虑当三个进程到达顺序为A，B，C时及C，B，A时，用先来先服务进行调度时各自的平均等待时间。

答：当三个进程到达顺序为A，B，C时，按照先来先服务的顺序，进程A先占用处理器，进程B需等待3毫秒后才能去占用处理器，进程C在等待6毫秒的时间后可以占用处理器。于是，它们的平均等待时间为（0＋3＋6）／3=3毫秒。如果进程是按 C,B,A的次序排入队列，则进程C先占用处理器运行24毫秒后才能让进程B占用，即进程B需等待24毫秒，而进程A在等了27毫秒后才可占用处理器，现在这三个进程的平均等待时间为（27＋24＋0）/3=17毫秒。可见当运行时间长的进程先就绪的话，先来先服务算法使系统效率受到影响。2．什么是“抢占式优先级调度”和“非抢占式优先级调度”？

答：采用“非抢占式”调度时，一旦有某个高优先数的进程占用了处理器，就一直让它运行下去直到该进程由于自身的原因主动让出处理器或进程执行结束而让出处理器。此时，进程调度才重新再按优先数选择另一个占用处理器的进程。采用“可抢占式”的调度，这种方式是严格保证任何时刻，总是让具有最高优先数的进程在处理器上运行。也就是说，当某一进程在处理器上运行时，一旦有另一个更高优先数的进程就绪，进程调度就要剥夺正在处理器上运行的进程使用处理器的权力，抢回分配给它的处理器，而把处理器让具有更高优先数的进程使用。这种抢占式的优先数调度算法在实时系统中很有用。例如，在实际系统中可把处理紧急情况的报警进程赋予最高优先数，一旦有紧急事件发生时，触发报警进程就绪，进程调度就让这个报警进程抢占处理器进行紧急处理和发出警告信号。3．时间片轮转调度算法中，时间片值的选取对系统有什么影响？

答：时间片取值的大小关系到计算机系统的效率和用户的满意度，所以，时间片的值应根据进程要求系统给出应答的时间和进入系统的进程数来决定。如果要求系统快速应答则时间片小一些，这样使轮转一遍的总时间减少而可对进程尽快应答。如果进程数少，则时间片可以大一些，这样可减少进程调度的次数，提高系统效率。对每个进程可规定相同的时间片，但有的系统对不同的进程规定不同的时间片，例如，对很少使用外围设备而需要运算时间长的进程，给一个大一些的时间片，以达到减少调度次数，加快进程执行速度的目的。但应注意到，时间片值过大时该算法退化为先来先服务；时间片值过小时，加重系统开销。4．引起“进程切换”的时机有哪些？

答：我们把处理机从一个进程转到另一个进程称为“进程切换”。引起“进程切换”的时机有以下几种情况：（1）一个进程从运行状态变为等待状态。（2）一个进程从运行状态变为就绪状态。（3）一个进程从等待状态变为就绪状态。（4）一个进程运行完成而撤离系统。

5．中断分为哪几种类型，给出各自的含义。答：（1）硬件故障中断。它是由于机器故障造成的，例如，电源故障、主存出错等。（2）程序中断。这是由于程序执行到某条机器指令时可能出现的各种问题而引起的中断，例如，发现定点操作数溢出、除数为“0”、地址越界、使用非法指令码、目态下的用户使用了特权指令等。（3）外部中断。这是由各种外部事件引起的中断，例如，按压了控制板上的一个中断键、设置的定时时钟的时间周期到。（4）输入输出中断。输入输出控制系统发现外围设备完成了输入输出操作或在执行输入输出操作时通道或外围设备产生错误而引起的中断。（5）访管中断。它是正在运行的进程为了请求调用操作系统的某个功能而执行一条“访管指令”所引起的中断。例如，用户要求分配一台外围设备、要求分配一些主存区域。要求启动外围设备读一批数据等。

6．给出中断响应的系统流程。

答：每一个程序都要有一个程序状态字（PSW）来刻画本程序的执行状态，在单处理器的计算机系统中整个系统设置一个用来存放当前运行进程的PSW的寄存器，该寄存器称为“程序状态字寄存器”。为了说明中断响应过程，我们区分三种PSW：（1）存放在程序状态字寄存器中的PSW是当前正占用处理器的进程的PSW，称“当前PSW”。（2）出现中断事件后，要由操作系统的中断处理程序占用处理器，让中断处理程序处理出现的中断事件。我们把中断处理程序的PSW称“新PSW”，新PSW中存放着中断处理程序的入口地址。（3）中断处理程序在占用处理器前，必须把被中断进程的PSW保护好，以便该进程在适当的时候能使被中断时的情况继续执行。把保护好的被中断进程的PSW称“旧PSW”。当中断装置发现中断事件后，首先把出现的中断事件存放到程序状态字寄存器中的中断码位置，然后把程序状态字寄存器中的“当前PSW”作为“旧PSW”存放到预先约定好的主存固定单元中保护起来，再把已经确定好的操作系统处理程序的“新PSW”送到程序状态字寄存器，成为“当前PSW”，这一过程称“交换PSW”。中断装置通过交换PSW使被中断进程让出处理器，且使处理器按照中断处理程序的“新PSW”控制执行。于是，中断处理程序就占用了处理器，它先从保存好的旧PSW中取出中断码，分析发生的具体事件，从而可完成对中断事件的处理。一个进程占有处理器运行时，可以由于各种不同的事件发生而被中断。对各类不同的事件操作系统的处理是不同的，一般来说，对每一类事件都要有该类事件的处理程序，每一类处理程序都有一个“新PSW”。中断装置发现中断事件后应按中断事件类让相应的中断处理程序占有处理器，为此，可预先约定一些主存固定单元用来分别存放各类中断处理程序的“新PSW”和由于各种不同原因被中断的进程的“旧 PSW”，发生哪类中断事件就交换哪一类的新、旧PSW。具体处理过程如下：中断装置发现中断事件后把中断事件存入程序状态字寄存器中当前PSW的中断码位置；把当前PSW保存起来，根据发生的事件类找出事件对应的旧PSW位置（假设发生的是外部中断事件），把当前PSW保存到该位置上；把该类事件处理程序的新PSW送入程序状态字寄存器，处理器就按这个新PSW控制处理该事件的中断处理程序执行。

7．给出不同中断事件的中断处理程序的处理。答：各类中断事件的处理原则大致如下：

（1）硬件故障中断事件的处理排除这类故障必须进行人工干预，因此处理这类事件只能是输出一些故障信息。例如，当主存储器的奇偶校验或海明校验装置发现主存储器读写错误时，产生故障中断事件，中断处理程序要把访问该主存单元的进程状态改成“等待干预”，向操作员报告出错主存单元的地址和错误性质。待操作员排除故障后重新启动进程，使“等待干预”状态的进程变成“就绪”状态。

（2）程序中断事件的处理程序中断事件往往与程序的具体编制有关，不同的用户对出现的事件可以有不同的处理要求，所以，中断处理程序可把出现的事件转交给用户自行处理。如果用户对发生的事件没有提出处理办法，那么操作系统就把发生事件的进程名、程序断点、事件性质等报告给操作员。（3）外部中断事件的处理用户可以用控制板上的中断键请求调用操作系统的某个特定功能。所以，当按压了一个中断键产生一个外部中断事件时，处理该事件的程序根据中断键的编号把处理转交给一个特定的例行程序。时钟是操作系统进行调度工作的重要工具，在UNIX系统中，硬件按电源频率每隔20毫秒产生一次中断请求。处理程序累计时钟中断次数用来调整日历时钟时间。只要在开机时置好开机时刻的年、月、日、时、分、秒，以后根据时钟中断的次数可计算出当前的时间。也可把时钟作为定时闹钟，先确定一个定时时间，只要把当前的日历时钟时间与定时的时间相加就得到唤醒时间，处理程序每隔一段时间（例如1秒钟）把日历时钟时间与唤醒时间比较，当日历时钟时间>=唤醒时间，就表示定时的时间到了，起到闹钟的作用。

（4）输入/输出中断事件的处理 I/O中断通常包括：I/O正常结束和I/O错误，不同的情况系统采用不同的处理方法，详见第五章的介绍。

（5）访管中断事件的处理这类中断事件表示正在运行的进程要调用操作系统的功能，中断处理程序可设置一张“系统调用程序入口表”，中断处理程序按系统调用类型号查这张入口表，找到相应的系统调用程序的入口地址，把处理转交给实现调用功能的程序执行。综上所述，在多数情况下，中断处理程序只需作一些保护现场。分析事件性质等原则性的处理，具体的处理可由适当的例行程序来完成。因此，中断处理程序可以创建一些处理事件的进程，具体的处理就由这些进程来实现。

8．给出系统总体上的中断处理过程。

答：CPU每执行完一条指令就去扫描中断寄存器，检查是否有中断发生，若没有中断就继续执行下条指令；若有中断发生就转去执行相应的中断处理程序。中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：（1）保护当前正在运行程序的现场。（2）分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序。（3）执行相应的中断处理程序。（4）恢复被中断程序的现场。9．进程控制块（PCB）中应该包括哪些内容，其作用是什么？

答：进程控制块是用以记录进程有关信息的一块主存，其中登记着诸如：进程标识、进程状态、优先级、中断现场保护区、所占资源等信息。它是由系统为每个进程分别建立的，并且在进程结束其生命期时由系统将相应的PCB撤消，PCB是进程存在的标识。10．进程在系统中有哪几种基本状态，状态如何发生变化？

答：通常一个进程至少有三种不同的状态：运行状态、就绪状态、等待状态。（1）运行状态（Running）：当一个进程正在处理机上运行时，称其处于运行状态。（2）就绪状态（Ready）：当一个进程具备了运行条件，一旦获得处理机即可运行，称此进程处于就绪状态。（3）等待状态（Blocked）：当一个进程由于等待某事件的发生（如I/O完成）而不能运行时，称此进程处于等待状态。当一个进程被建立时，通常处于就绪状态，三种状态的转换过程可以由下图描述。

1．什么是中断？

CPU对系统中或系统外发生的异步事件的响应。2．试述分区管理方案的优缺点。

优点：算法较简单，实现较容易，内存开销较少，存储保护措施简单。缺点：内存使用不充分，存在较严重的碎片问题。

34．进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？可抢占式会引起系统的开销更大。（2分）

可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间（和空间）开销增大。（2分）（注：不写空间开销也可。）

35．一个含五个逻辑记录的文件，系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上，每个记录占用一个磁盘块，现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录，简述它的操作过程。从文件目录中找到该文件，按址读出第一个记录；（1分）取出第一个记录块中指针，存放到新记录的指针位置；（1分）把新记录占用的物理块号填入第一个记录的指针位置；（1分）启动磁盘把第一个记录和新记录写到指字的磁盘块上。（1分）

36．在spool系统中设计了一张“缓输出表”，请问哪些程序执行时要访问缓输出表，简单说明之。

井管理写程序把作业执行结果文件登记在缓输出表中；（2分）缓输出程序从缓输出表中查找结果文件并打印输出。（2分）37．试比较进程调度与作业调度的不同点。

（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机。（2分）

（或）作业调度是高级调度，它位于操作系统的作业管理层次。进程调度是低级调度，它位于操作系统分层结构的最内层。

（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。（2分）

38．试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。

资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后，该进程才开始执行。（2分）这样，进程在执行过程中不再申请资源，从而破坏了死锁的四个必要条件之一“占有并等待条件”，从而防止死锁的发生。（2分）

一、33.简述操作系统提供的服务功能。处理用户命令；读/写文件分配/回收资源处理硬件/软件出现的错误；及其它控制功能

34.简述中断装置的主要职能。中断装置的职能主要有三点： 1)检查是否有中断事件发生。

2)若有中断发生，保护好被中断进程的断点及现场信息，以便进程在适当时候能恢复驼行。3)启动操作系统的中断处理程序。

35.实现虚拟设备的硬件条件是什么?操作系统应设计哪些功能程序? 硬件条件是：配置大容量的磁盘，要有中断装置和通道

操作系统应设计好“预输入”程序，“井管理”程序，“缓输出”程序。