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1、Windows操作系统复习题大题1. 简述中断处理过程 答：当中断发生的时，一旦CPU响应中断，系统就开始进行中断处理。中断处理过程如下：一、保护被中断进程现场。为了在中断处理结束后能使进程正确地返回到中断点，系统必须保存当前处理机的状态字和程序计数器等的值。 二、分析中断原因，转去执行相应的中断处理程序。在多个中断请求同时发生时，处理优先级最高的中断源发出的中断请求。 三、恢复被中断进程的现场CPU继续执行原来的被中断的进程。 2、处理机为什么要区分管态和目态两种操作方式？在什么情况下进行两种方式的转换？ 答：区分管态和目态两种操作方式的目的是为了保护操作系统程序。目态到管态的转换发生中断产
2、生时，而管态到目态的转换则发生在中断返回到用户程序时。 3、 叙述系统调用的概念和操作系统提供系统调用的原因。 答：系统调用也称程序接口，是程序级的接口，即用户程序可以利用系统调用提供的一族系统调用命令去调用操作系统内核中的一个或是一组过程来完成自己所需要的功能。系统调用可以看成是操作系统内核和应用程序之间进行交互的接口，操作系统向用户程序提供系统调用的原因是为了对系统进行“保护”。当用户程序需要系统服务，也就是要调用系统内核中的某些程序时，只能从规定的 位置进入内核，这样才能保证系统的安全。 4、 什么叫做重定位？有哪几种重定位技术？有何区别？ 答：重定位是把程序中的相对地址转换为绝对地址。
3、程序进行重定位的技术分为两种：静态重定位技术和动态重定位技术。区别：静态重定位技术是用户作业在装入内存时由装入程序实现从逻辑地址到物理地址的转换。而动态重定位技术是程序在执行过程中，CPU在访问程序和数据之前才实现地址转换，整个过程需要借助硬件地址转换机构来实现。 5、 为什么要引入进程的概念？进程的基本特点是什么？它与程序有何联系和区别。 答：进程的概念是操作系统中最基本的概念。为了描述系统内部出现的情况，系统内部各作业的活动规律而引进的一个新的概念，由于处在这样一个多道程序系统所带来的更为复杂的环境中，程序具有了并发，制约，动态的特征，使得原来的程序概念已难以刻画和反映系统中的情况了。进程
4、的基本特点是：结构性，动态性，独立性，并发性。进程和程序的联系是：进程是程序的一次执行过程，没有程序就没有进程。 进程和程序的区别如下： 一、 进程是程序的执行，所以进程属于动态的概念，而程序是一组指令的有序集合，是静态的概念。 二、 进程是程序的执行，它是有生命过程的，由创建到死亡。进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的。 三、 进程是程序的执行，因此进程的组成包括程序和数据。 四、 进程是竞争计算机系统资源的基本单位。 五、 一个进程能与其他进程并发的活动 六、 一个程序可能对应多个进程，一个进程可以包含多个程序。程序和进程无一一对应关系。 七、 进程的几个特点，程序都不具备。 6、 父进
5、程创立子进程与主程序调用子程序有何不同？ 答：父进程创立子进程后，父进程与子进程可同时执行；主程序调用子程序后，主程序暂停在调用点，子程序开始执行，直到子程序执行完毕后返回，主程序才开始执行。 7、 什么是多线程？多线程与多任务有什么区别？ 答：多线程指的是在一个程序中可以定义多个线程并同时运行他们，每个线程可以执行不同的任务。 多线程和多任务的区别：多任务是针对操作系统而言的，代表着操作系统可以同时执行的程序的个数，多线程是针对一个程序而言的，代表着一个程序内部可以同时执行的线程个数，而每个线程可以完成不同的任务。 8、 从调度性，并发性，拥有资源，系统开销方面对进程和线程进行比较。 答：调
6、度性：在传统的操作系统中，拥有资源和独立调度的基本单位都是进程；而在引入线程的操作系统中，线程是独立调度的基本单位，进程是资源拥有的基本单位。在同一个进程中，线程的切换不会引起进程的切换。在不同进程中，进行线程切换将会引起进程切换。 并发性：在引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且同一进程内的多个线程之间也可以并发的执行。 拥有资源：不论是传统的操作还是设有线程的操作系统，进程都是拥有资源的基本单位；而线程不拥有系统资源，但线程可以访问其所属进程的资源。 系统开销：由于创建进程或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，操作系统所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。在进行进程切
7、换时，涉及到整个当前进程CPU环境的保存及新调度到进程CPU环境的设置；而线程切换时，只须保存和设置少量寄存器内容，因此开销很小。另外，由于同一进程内的多个线程共享进程的地址空间，因此，这些线程之间的同步与通信非常容易实现，甚至无须操作系统的干预。 9、 简述进程和线程的区别 一、 进程是程序的一次执行过程，在引入了线程的操作系统中，通常一个进程都拥有若干个线程，至少也有一个线程。 二、线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。 三、进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大的提高了程序的运行效率。 四、线程在执行的过程中与进程是有区别的。每个独立的进程有一个程序
8、的入口，顺序执行知道出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。 五、从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用来实现进程的调度和管理以及资源的分配。这就是进程和线程的重要区别。 六、线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点运行中必不可少的资源，但是它可与同属于一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。 七、一个线程可以创建和撤销另外一个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。 1
9、0、简述进程同步、互斥的区别和联系。 答：并发进程的执行会产生相互制约的关系：一种是进程之间竞争使用临界资源，只能让他们琢个使用，这种现象叫做互斥，是一种竞争的关系；另一种是进程之间协同完成任务，在关键点上等待另一个进程发来的信息，以便协同一致，是一种协作关系。 11、进程之间存在哪几种制约关系？各是什么原因引起的？ 答：进程之间存在两种制约关系，同步和互斥。 同步是由于并发进程之间需要协调完成同一个任务时引起的一种关系，为一个进程等待另一个进程向他直接发送消息或数据时的一种制约关系。 互斥是由于并发进程之间竞争系统的临界资源引起的，为一个进程等待另一个进程已经有的必须互斥使用的资源时的一种制
10、约关系。 12、什么是死锁，产生死锁的原因是什么？ 答：所谓死锁是指多个进程因竞争系统资源或相互通信而处于永久阻塞状态，若无外力作用，这些进程都无法向前推进。 产生死锁的原因是：一是由多进程共享的资源不足而引起竞争资源；二是进程推进过程中，推进顺序非法。 13、产生死锁的必要条件是什么？解决死锁问题常采用哪几种措施? 答：一、互斥条件，指一段时间内某资源仅为一个进程所占有。二、不剥夺条件。指进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，而只能由该进程自己释放。 三、部分分配条件，指进程每次申请它所需要的一部分资源，在等待分配新资源的同时，进程继续占有已经分配的资源。 四、环路等待条
11、件，指存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得资源的同时被链中下一个进程所请求。 死锁预防。通过破坏死锁产生的必要条件中的后三条之一来预防死锁的发生。 死锁的避免。在资源动态的分配过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态。从而避免死锁。 死锁的检测和解除。通过系统的检测机构及时的检测出死锁的发生，然后采用某种措施解除死锁。 14、在某个时刻，系统中既没有运行态进程又没有就绪态进程，是否可能？若可能，在什么情况下会产生？ 答：有可能，例如在系统死锁的状态下，进程处于占有等待资源的状态，应当既不属于运行态也不属于就绪态；或者进程处于阻塞态，这些既不属于运行态，也不属于就绪态。 15、为什
12、么要引入动态重定位？ 答：作业在运行过程中经常要在内存中移动位置，引入动态重定位的目的就是为了满足程序的这种需要，动态重定位的实现需要一定的硬件支持，重定位的过程是由硬件地址变换机构在程序执行每条指令时自动完成的。 16、动态分区和固定分区分配方式相比，是否解决了碎片的问题? 答：动态分区和固定分区分配方式相比，内存空间的利用率要高些。但是总会存在一些分散较小的空闲分区，即外部碎片，它们存在已经分配分区之间，不能充分利用。可以采用拼接技术加以解决。 17、什么是虚拟存储器，其特点是什么？为什么从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存存储空间？ 答：虚拟存储器是由操作系统提供的一个假象的特大存储器，是
13、操作系统采用内外村的交换技术在逻辑上提供对物理内存的扩充。 采用虚拟存储器技术时，操作系统根据程序的执行的情况，随机对每个程序进行换入，换出，用户却没有察觉，得到一个比真实内存空间大得多的地址空间，所以从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存存储空间。 18、覆盖技术和虚拟技术有何本质不同？ 答：覆盖技术中，覆盖段由用户设计，用户对内存的划分要参与操作；虚拟存储技术是由系统提供空间给用户使用，用户并不需要了解内存的情况，物理空间的划分和管理均由系统来完成。 19、简述缺页中断与一般中断的主要区别. 答：缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU
14、现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是：在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达，若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理。 20、什么是请求分页管理方式？能满足用户那些需要？ 答：把用户逻辑地址空间和内存都分成同样大小的页面和物理块，利用页表建立起逻辑页面和物理块之间的联系，通过地址变换将逻辑地址换成物理地址。分页系统的逻辑地址分为页号和页内偏移量。页表包括页号和块号数据项，它们一一对应。根据逻辑空间的页号，查找页表对应项找到对应的块号，块
15、号乘以块长，加上偏移量就形成存储空间的物理地址。每个作业的逻辑地址空间是连续的，重定位到内存空间后就不一定连续了。 请求分页管理方式是在作业运行时不需要把作业分成的所有页面都装入内存，而在作业运行时动态的装入所需要的页面，所以请求分页存储管理在动态地址转换过程中需要确定某一页面是否已经调入主存，若调入主存，则可直接将逻辑地址转换为物理地址，如果该页面未调入主存，则产生缺页中断，以装入所需的页面。 该管理方式能满足用户扩大内存的需求，请求分页管理提供了内存与外存统一管理的虚存实现方式：内存利用率高；不要求作业连续存放，有效解决“碎片问题”。 21、文件系统中为什么要有目录管理？ 答：为了实现“按
16、名存取”，必须建立文件名与外存空间中的物理地址的对应关系，体现这种对应关系的数据结构称为文件目录。把若干文件目录组织在一起，以文件的形式保存在外存上，以备后用，这就形成了目录文件。 22、文件目录的作用是什么？文件目录项通常包含那些内容？ 答：文件目录是文件名与文件所在文件存储器位置的一张映射表。文件系统依据它来实现用户的按名存取文件。文件目录由若干目录项组成，每个目录项记录一个文件的管理和控制信息，包括文件名、文件类型、文件在文件存储器中的位置、文件的存储控制信息、文件的创建、访问和修改信息等。 23、简述多级目录结构的特点。 答：多级目录结构是二级目录结构的推广，其中最低一级的物理块中装有
17、文件数据块外，其他每一级目录中存放的都是下一级目录或文件的说明信息，由此形成层次关系，最高层为根目录，最低层为文件。 一、层次清楚。由于分支结构，不同性质，不同用户的文件可以构成不同的子树，便于管理和保护。 二、解决了文件重名问题。 三、查找速度快。由于多级目录的查找每次只查找目录的一个子集，因此较单级目录，二级目录速度更快。 24、什么是逻辑文件？什么是物理文件？ 答：逻辑文件的结构是用户所观察到的文件的组织形式，是用户可直接处理的数据内容，它独立于物理特性，又称为组织文件。逻辑文件是用户观点，研究用户“思维”中的抽象文件，为用户提供一种逻辑结构清晰、使用简便的逻辑文件形式，用户按照这种形式
18、去存储、检索和加工有关文件信息。 物理文件是有实际存储结构的文件，是在外存上实际存储的文件，与外存介质的存储性能有关。物理文件是实现观点，操作系统按物理结构形式去和外部设备打交道。 25、简述文件外存分配中的连续分配、链接分配和索引分配各自有什么主要优缺点。 答：对于连续分配方式，其优点是容易顺序访问，顺序访问速度快。其缺点是要求有连续的存储空间，会产生碎片，降低磁盘空间利用率；需要事先知道文件的长度，不利于文件的增长扩充。 对于链接分配方式，其优点是不要求连续的存储空间，能较好地利用磁盘空间；无须要先知道文件的长度，有利于文件的增长扩充。其缺点是只适合顺序访问，不适合随机访问；链接指针要占用
19、一定的存储空间，不仅降低了存储效率，其可靠性也差。 对于索引分配方式，其优点是既支持顺序访问，也支持随机访问，查找效率高；便于文件的删除。其缺点是当文件较大时，索引表也较大，会占用不少存储空间。 26、若文件被误删，说明在什么情况下可以恢复，恢复的原理是什么？ 答：若文件被误删，只要其路径名还在，且存放该文件的盘空间没有分作他用，该文件就可以恢复。这是因为删除文件的操作只是将该文件的盘空间收回并置相应目录项中文件位置信息无效。因此，只要相应空间未被写入新的内容，则可以通过使相应目录中的文件位置重新有效的方法恢复该文件。 27、设某文件为链接文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块的
20、大小相等，均为512字节，并依次存放在50，121，75，80，63号磁盘块上。若要存取文件的第1569逻辑字节处的信息，问要访问哪个磁盘块？ 答：因为 1569=512*3+33，所以要访问的逻辑记录号为3，对应的物理块号为80.故访问80号磁盘块号。 28、I/O控制方式有哪几种方式实现？各有何优缺点？ 答：I/O控制方式有4种，即程序I/O方式，中断控制方式、DMA控制方式和通道控制方式。他们各自的优缺点叙述如下。 程序I/O方式。优点是控制简单，也不需要很多硬件支持。但CPU和外设之间只能串行工作，但CPU和外设之间只能串行工作，且CPU的大部分时间处于循环测试状态，这使得CPU的利用
21、率大大降低；CPU在一段时间内只能和一台外设交换数据信息，从而不能实现设备之间的并行工作；由于程序直接控制方式依靠测试设备状态来控制数据传送，因此无法发现和处理因设备或其他硬件所产生的错误，所以，程序直接控制方式只适用于那些CPU执行速度较慢且外设较少的系统。 中断控制方式。优点是能实现CPU与设备，设备与设备的并行操作，CPU的利用率较程序直接控制方式大大提高。但I/0控制器的数据缓冲寄存器通常较小，且数据缓冲寄存器装满数据后将会发出中断，因此一次数据传送过程中中断次数较多，耗去了大量CPU时间；如果系统中配置的外设数据较多，且都以中断方式进行控制，则耗去大量CPU时间或因CPU来不及处理而
22、造成数据丢失。 DMA控制方式。与中断控制方式相比，DMA控制方式的优点是在一批数据传送完成后中断CPU，从而大大减少了CPU进行中断处理次数，并且DMA控制方式下的数据传送是在DMA控制器控制下完成的，在数据传输过程中无须CPU干预。但DMA方式仍有一定的局限，如对外设的管理和某些操作仍由CPU控制，且多个DMA控制器的使用也不经济。 通道控制方式。通道是一个专管输入、输出工作的处理机。在通道控制方式下，CPU只需发出I/O指令，通道就能完成相应的I/O操作，并在I/O操作结束时向CPU发出中断信号。由此可见，CPU仅在I/O操作开始和结束时花极短的时间处理与I/O操作有关的事宜，其余时间都
23、与通道并行工作，此外一个通道还能控制多台设备。但是，通道价格较高，从经济的角度出发不宜过多使用。 29、DMA控制方式和中断控制方式的主要区别是什么？ 一、中断控制方式在每个数据传送完成后中断CPU，而DMA控制方式则是在所要求传送的一批数据全部传送结束时中断CPU。 二、中断控制方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成，而DMA控制方式则是在DMA控制器的控制下完成。不过，在DMA控制方式中，数据传送的反向、存放数据的内存始址及传送数据的长度等仍然由CPU控制。 30、DMA控制方式与通道控制方式有什么不同? 答：在DMA控制方式中，在DMA控制器控制下设备和主存之间可以成批地进行数据交
24、换而不用CPU干预，这样既减轻了CPU的负担，也大大提高了I/O数据传送的速度。通道控制方式与DMA控制方式类似，也是一种以内存为中心实现设备与内存直接交换数据的控制方式。在通道控制方式中，CPU只需发出启动指令，指出通道相应的操作和I/O设备，该指令就可以启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道程序执行。与DMA控制方式相比，通道控制方式所需的CPU干预更少，并且一个通道可以控制多台设备，从而进一步减轻了CPU的负担。 31、什么是逻辑设备？什么是物理设备？如何实现从逻辑设备到物理舍不得转换？ 答：用户程序中使用的设备是逻辑设备，计算机系统中实际配置的设备是物理设备。在操作系统中，通常设置了
25、反映逻辑设备和物理设备对应关系的数据结构，其中存放了逻辑设备名、物理设备名及设备驱动程序入口地址等信息，通过该数据结构即可实现逻辑设备到物理设备的转换。 32、为什么要在设备管理中引入缓冲技术？ 答：缓冲技术是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输的常用手段。在操作系统的设备管理总，引入缓冲技术的主要原因可归结为以下几点。 一、 缓和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾。一般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行输入或输出。以打印机输出为例，如果没有缓冲，则程序在输出时，必然由于打印机的速度跟不上而使CPU停下来等待；然而在计算阶段，打印机又无事可做。如果设置一个缓冲区，程序可以
26、将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行；而打印机则可以从缓冲区中取出数据慢慢打印。 二、 减少中断CPU的次数。例如，假设设备只用一位二进制数接收从系统外传来的数据，则设备每接收到一位二进制数就要中断CPU一次，如果数据通信率为9.6kb/s,则中断CPU的频率也为9.6khz,即每100us就要中断CPU一次。若设置一个具有8位缓冲寄存器，则可使CPU被中断的次数降低为前者的1/8. 三、 提高CPU和I/O设备之间的并行性。由于在CPU和设备之间引入了缓冲区，CPU可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息，相应地设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取信息。在CPU工作的同时，设备也能进行输入输出操作，这样，CPU和I/O设备并行工作。
