笔记说明

由于把题目和笔记放在一起，实在是太大了，所以将两者分开来了

习题

第一章操作系统引论

本章习题

考研辅导书2021版本

操作系统最基本的两个特征

解析

操作系统最基本的特征是并发和共亨，两者互为存在条件。

单处理机系统可并行的是

解析

在单处理机系统〈不包含多核的情况）中，同一时刻只能有一个进程占用处理机，因此进程之间不能并行执行。通道是独立丁CPU的、控制输入/输出的设备，两者可以并行。显然，处理器与设备是可以并行的，难道CPU和显示屏不能并行工.作﹖设备与设备是可以并行的，难道显示屏与打印机不能并行工作?

系统调用

解析

系统调用是操作系统为应用程序使用内核功能所提供的接口。

系统调用2

用户接口的分类

解析

程序接口、图形接口与命令接口三者并没有从属关系。按命令控制方式的不同，命令接口分为联机用户接口和脱机用户接口。

用户接口的分类2

解析

广义指令就是系统调用命令，而命令解释器属于命令接脸口，shell是命令解析器，它也属于命令接口。系统中的缓存全部由操作系统管理，对用户是透明的，操作系统不提供管理系统缓存的系统调用。

多道程序设计的特点

解析

引入多道程序设计后，程序的执行就失去了封闭性和顺序性。程序执行因为共享资源及相互协同的原因产生了竞争，相互制约。考虑到竞争的公平性，程序的执行是断续的。顺序性是单道程序设计的基本特征。

提高单机利用率的关键

解析

脱机技术用于解决独占设备问题。歇拟技术与交换技术以多道程序设计技术为前提。多道程序设计技术由于同时在主存中运行多个程序，在一个程序等待时，可以去执行其他程序，因此提高了系统资源的利用率．

批处理系统的主要缺点

解析

批处理系统中，作业执行时用户无法干预其运行，只能通过事先编制作业控制说明书来间接千预，缺少交互能力，也因此才有了分时系统的出现。

批处理系统的特点

解析

批处理系统中，作业执行时用户无法干预其运行，只能通过事先编制作业控制说明书来间接干预，缺少交能力，也因此才发展出分时系统，Ⅰ错误。批处理系统按发展历程又分为单道批处理系统、多道批处理系统，Ⅱ正确。多道程序设计技术允许同时把多个程序放入内存，并允许它们交替在CPU中运行，它们共亨系统中的各种硬/软件资源，当一道程序因IO请求而暂停运行时，CPU便立即转去运行另一道程序，即多道批处理系统的IO设备可与CPU并行工作，这都是借助于中断技术实现的，III正确。

$\bigstar$ 多道程序系统的特点

解析

多道程序系统通过组织作业（编码或数据〉使CPU总有一个作业可执行，从而提高了CPU的利用率、系统吞吐量和I/O设备利用率，I、III、IV是优点。但系统要付出额外的开销来组织作业和切换作业，II错误。所以选D。

容易漏选第四个

实时系统应该采用的调度算法

解析

实时系统必须能足够及时地处理某些紧急的外部事件，因此普遍用高优先级，并用“可抢占”来确保实时处理。

容易选第四个

实时系统的的目标

解析

实时性和可靠性是实时操作系统最重要的两个目标，而安全可靠体现了可靠性，快速处理和及时响应体现了实时性。资源利用率不是实时操作系统的主要目标，即为了保证快速处理高优先级任务，允许“浪费”一些系统资源。

容易选第一个

分时系统出现的原因

解析

要求快速响应用户是导致分时系统出现的重要原因。

分时系统响应时间的决定因素

第三章进程管理

本章习题

考研辅导书2021版本

线程的描述

解析

线程是处理机调度的基本单位，当然可以独立执行程序，A对;线程没有自己独立的地址空间，它共享其所属进程的空间，B错;进程可以创建多个线程，C错;与进程之间线程的通信可以直接通过它们共享的存储空间，D错。

进程的状态可能性

解析

选项B错在优先级分静态和动态两种，动态优先级是根据运行情况而随时调整的。选项C错在系统发生死锁时有可能进程全部都处于阻塞态，或无进程任务，CPU空闲。选项D错在进程申请处理器得不到满足咐就处于就绪态，等待处理器的调度。

管理进程的方法

解析

在进程的整个生命周期中，系统总是通过其 PCB对进程进行控制。也就是说，系统是根据进程的PCB而非任何其他因素来感知到进程存在的，PCB是进程存在的唯一标志。同时PCB常驻内存。A和D选项的内容都包含在进程PCB中。

容易选D

就绪队列中进程的数量

解析

不可能出现这样﹒种情况。总处理器系统的10个进程都处于就绪态，但9个处于就绪态、I个正在运行是可能存在的。还要想到，可能{0个进程都处于阻塞态。

进程状态改变的数量

解析

由于打印机独占资源，当一个进程释放打印机后，另一个等待打印机的进程就可能从阻塞态转到就绪态。
当然，也存在一个进程执行完毕后巾运行态转为结束态时释放打印机的情况，但这并不是由于释放打印机引起的，相反是因为运行完成才释放了打印机。

容易选D

$\bigtriangledown$ 就绪态的特点

进程执行的特点

解析

A和B都说得太绝对，进程之间有可能具有相关性,也有可能是相互独立的。C错在.“同时”

多对一线程方式的特点

解析

注意多是指用户级线程

线程与进程

解析

进程是一个独立的运行单位，也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，它包括PCB、程序和数据以及执行栈区，仅仅说进程是在多程序环境下的完整程序是不合适的，因为程序是静态的，它以文件形式存放于计算机硬盘内，而进程是动态的。

选择新进程的时机

解析

这道题实际上问的是，哪种情况下不从运行态转换成共他状态

$\bigtriangledown$ 数据结构存放的位置

解析

C语言编写的程序在使用内存时一般分为三个段,它们一般是i正文段(即代码和赋值数据段)、数据堆段和数据栈段。二进制代码和常量存放在正文段，动态分配的存储区在数据堆段，临时使用的变量在数据栈段。由此，我们可以确定全局赋值变量在正文段赋值数括段，木赋值的局部变量和实参传递在栈段，动态内存分配在堆段，常量在正文段，进程的优先级只能在. PCB 内。

PCB中的内容

解析

进程实体主要是代码、数据和 PCB。因此，要清楚了解PCB内所含的数据结构内容主要有四大类:进程标志信息、进程控制信息、进程资源信息、CPU现场信息。出上述可知，全局变量与PCB无关，它只与用户代码有关。

就绪队列对CPU的影响

解析

由进程的状态图（见图2.1）可以看出，进程的就绪数日越多，争夺CPU的进程就越多，但只要就绪队列不为空，CPU就总是可以调度进程运行，保持繁忙。这与就绪进程的数日没有关系，除非就绪队列为空，此时CPU进入等待态，导致CPU的效率下降。

$\bigstar$ IO设备与进程

解析

由于是单处理器，在某·时刻只有-一个进程能获得处理器资源，所以是某一时间段内并发运行。此外，也正是因为CPU和IO设备的并行运行，才使各进程能并发执行。

在第五章的时候也出现过类似的题？找出来

$\bigtriangledown$ 进程控制使用

解析

对进程的管理和控制功能是通过执行各种原语来实现的，如创建原语等。

进程与线程

解析

在引入线程后，进程依然是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位，同一进程中的各个线程共享进程的地址空间。在用户级线程中，有关线程管理的所有工.作都由应用程序完成，无须内核的干预，内核意识不到线程的存在。

管道的描述

解析

管道实际上是一种固定大小的缓冲区，管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户、单独构成的一种文件系统，并且只存在于内存中。它类似于通信中半双工倍道的进程通信机制，一个管道可以实现双向的数据传输，而同一时刻只能最多有一个方向的传输，不能两个方向同时进行。管道的容量大小通常为内存上的一页，它的大小并不受磁盘容量大小的限制。当管道满时，进程在写管道会被阻塞，而当管道空时，进程在读管道会被阻塞，因此选C。

D怎么说？

进程唤醒有关的事件

解析

当被阻塞进程等待的某资源（不包括处理机）可用时，进程将会被唤醒。IO 结束后，等待该EO结束而被阻塞的有关进程会被唤醒，Ⅰ正确;某进程退出临界区后，之前因需要进入该临界区而被阻塞的有关进程会被唤醒，II正确;当前进程的时间片用完后进入就绪队列等待重新调度，优先级最高的进程获得处理机资源从就绪态变成执行态，Ⅲ错误。

线程的描述

解析

应用程序没有进行线程管理的代码，只有一个到内核级线程的编程接口，内核为进程及其内部的每个线程维护上下文信息，调度也是在内核中由操作系统完成的，A正确。在多线程模型中，用户级线程和内核级线程的连接方式分为多对一、一对一、多对多，“操作系统为每个用户线程建立一个线程控制块”属于一对-一模型，B错误。用户级线程的切换可以在用户空间完成，内核级线程的切换需要操作系统帮助进行调度，因此用户级线程的切换效率更高，C止确。用户级线程的管理工作可以只在用户空间中进行，因此可以在不支持内核级线程的操作系统上实现，D正确。

$\bigtriangledown$ 时间片轮转的目的

解析

奇妙的表达

有利于IO繁忙调度的算法

解析

先来先服务（FCFS）调度算法是一种最简单的调度算法，在作业调度中采用该算法时，每次调度从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。
FCFS 调度算法比较有利于长作业，而不利于短作业。所谓CPU繁忙型的作业，是指该类作业需要大量的CPU时间进行讣算，而很少请求IO操作。T/O繁忙型的作业是指CPU处理时，需频繁地请求IO操作。所以CPU繁忙型作业更接近于长作业。答案选择B选项。

调度方式的选择

解析

照顾短作业用户，选择短作业优先调度算法;照顾紧急作业用户，即选择优先级高的作业优先调度，采用基于优先级的剥夺调度算法;实现人机交互，要保证每个作业都能在·定时间内轮到，采用时间片轮转法;使各种作业用户满意，要处理多级反馈，所以选择多级反馈队列调度算法。

优先级的设置

解析

为了合理地设置进程优先级，应综合考虑进程的CPU时间和T/O时间。对于优先级调度算法，一般来说，I/O型作业的优先权高于计算型作业的优先权，这是由于IO操作需要及时完成，它没有办法长时间地保存所要输入/输出的数据，所以考虑到系统资源利用率，要选择IO繁忙型作业有更高的优先级。

$\bigtriangledown$ 相应比的计算

解析

绝对可抢占的算法

解析

时间片轮转算法是按固定的时间配额来运行的，时间一到，不管是否完成，当前的进程必须撤下，调度新的进程，因此它是由时间配额决定的、是绝对可抢占的。而优先级算法和短进程优先算法都可分为抢占式和不可抢占式。

$\bigstar$ SJF的计算题

解析

?所以我哪里算错了。?

多道批处理

解析

并发执行

解析

少加了一个2，冷静做题哥哥

$\bigtriangledown$ 对短作业不利的算法

解析

先来先服务调度算法中，若一个长进程（作业）先到达系统，则会使后面的许多短进程〈作业）等待很长的时间，因此对短进程（作业）不利。

$\bigstar$ 总结大礼包

解析

短进程优先调度算法具有最短的平均周转时间。平均周转时间=各进程周转时问之和/进程数。因为每个进程的执行时间都是固定的，所以变化的是等待时间，只有短进程优先算法能最小化等待时间。
下表总结了几种常见进程调度算法的特点，读者要在理解的基础上掌握。

杂

解析

Ⅰ选项正确，分时系统中，响应时间与时间片和用户数成正比。I选项正确。II选项错误，中断向量本身是用于存放中断服务例行程序的入口地址，因此中断向量地址就应是该入口地址的地址。IV选项错误，中断由硬件保护并完成，主要是为了保证系统运行可靠、正确。提高处理速度也是一个好处，但不是主要目的。综上分析，III、Ⅳ选项错误。

处理机调度

解析

选项A、B、D显然属于可以进行处理机调度的情况。对于选项C，当进程处于临界区时，说明进程正在古用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，就不会影响处理机的调度。比如，通常访问的临界资源可能是慢速的外设（如打印机)，若在进程访问打印机时，不能进行处理机调度，则系统的性能将非常差。

不产生饥饿

解析

响应比=(等待时间＋执行时间)/执行时间。高响应比优先算法在等待时间相同的情况下，作业执行时间越短，响应比越高，满足短任务优先。随着长作业等待时间的增加，响应比会变大，执行机会也会增大，因此不会发生饥饿现象。先来先服务和时间片轮转不符合短任务优先非抢占式短任务优先会产生饥饿现象。

优先级调度-考研真题

解析

由优先权可知，进程的执行顺序为$P_2 \rightarrow P_3 \rightarrow P_1$,
$p_3$的周转时间为$1＋15＋24= 40\mu s$;
$P_2$的周转时间为$18＋1＋24+1 +36 = 80\mu s$;
$P_1$的周转时间为$30+1+24+1+36+1+12= 105\mu s$
平均周转时间为(40+ 80+ 105)/3= 225/3= 75us，因此选D。

注意加上切换开销！

二级反馈队列

解析

第四章内存管理

本章习题

考研辅导书2021版本

考研辅导书

逻辑地址的产生

答案

链接

解析

编泽后的程序需要经过链接才能装载，而链接后形成的目标程序中的地址也就是逻辑地址。以C语言为例:C程序经过预处理→编译→汇编→链接产生了可执行文件，其中链接的前一步是产生可重定位的二进制目标文件。C语言采用源文件独立编译的方法,如程序main.c, file1.c, file2.c,file1.h, file2.h在链接的前一步生成了main.o , file1.o, file2.o,这些目标模块的逻辑地址都从0开始,但只是相对于该模块的逻辑地址。链接器将这三个文件、libc和其库文件链接成一个可执行文件。链接阶段主要完成重定位，形成整个程序的完整逻辑地址空间。读者区分逻辑地址结构和表项结

例如，file1.o的逻辑地址为0~1023，main.o 的逻辑地址为0~1023，假设链接时将file1.o链接在main.o之后，则链接之后file1.o对应的逻辑地址应为1024~2047，整个过程如下图所示。

要注意审题，若题目是“完成该变换过程的阶段是”则可以选D。

$\bigtriangledown$注意:区分编译后形成的逻辑地址和链接后形成的最终逻辑地址。

交换技术

答案

B:I/O操作

解析

进程正在进行I/O操作时不能换出主存，否则其IO数据区将被新换入的进程占用，导致错误。不过可以在操作系统中开辟IO缓冲区，将数据从外设输入或将数据输出到外设的IO活动在系统缓冲区中进行，这时系统缓冲区与外设I/O时，进程交换不受限制.

覆盖技术

答案

A.节省主存空间

解析

覆盖和交换的提出就是为了解决主存空间不足的问题，但不是在物理上扩充主存，只是将暂时不用的部分换出主存，以节省空间，从而在逻辑上扩充主存。
$\blacktriangleright$？覆盖技术学校的课本有讲吗

把程序划分为若干个功能独立的程序段，这些程序段不会同时被CPU执行，且让他们共享同一个主存区。当前没有被CPU执行的程序段放在外存，需要执行时，从外存调入主存。参考资料

最佳适配算法

答案

B.9MB

解析

分区合并

答案

D．有上邻空闲区也有下邻空闲区

解析

将上邻空闲区、下邻空闲区和回收区合并为一个空闲区，因此空闲区数反而减少了一个。面仅有.上邻空闲区或下邻空闲区时，空闲区数并不减少。

动态重定向

答案

D、执行过程

解析

静态装入是指在编程阶段就把物理地址计算好。
可重定位是指在装入时把逻辑地址转换成物理地址，但装入后不能改变
动态重定位是指在执行时再决定装入的地址并装入，装入后有可能会换出，所以同一个模块在内存中的物理地址是可能改变的。
- 动态重定位是指在作业运行过程中执行到一条访存指令时，再把逻辑地址转换为主存中的物理地址，实际中是通过硬件地址转换机制实现的。

外部碎片和内部碎片

答案

B.分段式存储管理

解析

分页式存储管理有内部碎片，分段式存储管理有外部碎片，固定分区存储管理方式有内部碎片，段页式存储管理方式有内部碎片。

内存保护

答案

B、内存保护

解析

多进程的执行遒过内存保护文现互不干扰，如页式管理中有页地址越界保护，段式管理中有段地址越界保护。

物理地址空间的大小

答案

c.不能确定

解析

页表和段表同样存储在内存中，系统提供给用户的物理地址空间为总空问大小减去页表或段表的长度。由于页表和段表的长度不能确定，所以捉供给用户的物理地址空间大小也不能确定。

页表的起始地址

答案

D.寄存器

解析

页表的功能由一组专门的存储器实现，其始址放在页表基址寄存器（PTBR)中。这样才能满足在地址变换时能够较快地完成逻辑地址和物理地址之间的转换。

注意存放在pcb中的是段表

分段的时机

答案

B.用户编程

解析

分段是指在用户编程时，将程序按照逻辑划分为几个逻辑段。

可重入程序

答案

D.减少对换数量

解析

可重入程序主要是通过共享来使用同―块存储空问的，或通过动态链接的方式将所需的程序段映射到相关进程中去，其最大的优点是减少了对程序段的调入/调出，因此减少了对换数量。

动态分区的创建时间

答案

A、在作业装入时

解析

动态分区时，在系统启动后，除操作系统占据-部分内存外，其余所有内存空间是一个大空闲区，称为自由空间。若作业申请内存，则从空闲区中划出一个与作业需求量相适应的分区分配给该作业，将作业创建为进程，在作业运行完毕后，再收回释放的分区。

外存兑换区的主要目标

答案

D.提高换入、换出速度

解析

操作系统在内存管理中为了提高内存的利用率，引入了覆盖和交换技术，即在较小的内存空间中采用重复使用的方法来节省存储空间，但它付出的代价是需耍消耗更多的处理器时间，因此实际上是种以时伺换空间的技术。为此，从节省处理器时问来讲，换入、换出速度越快，付出的时间代价就越小，反之就越大，大到一定程度时，覆盖和交换技术就没有意义。

最佳适应算法

答案

B.3,500K, 80KB

解析

回收始址为60K、大小为140KB的分区时，它与表中第‘个分区和第四个分区合并，成为始址为20K、大小为380KB的分区，剩余3个空闲分区。在回收内存后，算法会对空闲分区链按分区大小由小到大进行排序，表中的第二个分区排第一，所以选择B。

注意要排序

选择页面大小

答案

解析

页面大，用于管理页面的页表就少，但是页内碎片会比较大;页面小，用丁管理页面的页表就大，但是页内碎片小。通过适当的计算可以获得较佳的页面大小和较小的系统开销。

主存储器的单位

答案

B.以字节或字为单位

解析

这里是指主存的访问，不是主存的分配。对主存的访问是以字节或字为单位的。例如，在页式管理中，不仅要知道块号，而且要知道页内偏移。

段式分配访问内存

答案

C.2

解析

在段式分配巾，取一次数据时先从内存查找段表，再拼成物理地址后访问内存，共需要2次内存访问。

段页式分配访问内存的次数

答案

B.3

解析

在段页式分配中，取—次数据时先从内存查找段表，再访问内存查找相应的页表，最后拼成理地址,后访问内有，共需要3次内存访问、

段页式的思想

答案

B．用分段方法来分配和管理用户地址空间，用分页方法来管理物理存储空间

解析

段页式存储管理兼有页式管理和段式管理的优点，采用分段方法来分配和管理用户地址空间，采用分页方法来管理物理存储空间。但它的开销要比段式和页式管理的开销大。

页式存储的表述

答案

C.仅Ⅰ

解析

Ⅰ正确:关闭TLB后，每当访问一条指令或存取―个操作数时都要先访问页表（内存中)，得到物理地址后，再访问一次内存进行相应操作。ⅠⅠ错误:记住，凡是分区固定的都会产生内部碎片，而无外部碎片。Ⅲ错误:页式存储管理对于用户是透明的。Ⅳ错误:静态重定位是在程序运行之前由装配程序完成的，必须分配其要求的全部连续内存空间。而页式存储管理方案是将程序离散地分成若干页(块)，从而可以将程序装入不连续的内存空间，显然静态重定位不能满足其要求。

$\bigstar$ 二级分页存储管理

答案

A.081H,101H

解析

很容易就选成了C，注意要高位补0

最容易产生内存碎片

答案

c.最佳适应算法

解析

最佳适应算法总是匹配与当前大小要求最接近的空闲分区，但是大多数情况下空闲分区的大小不可能完全和当前要求的大小相等，几乎每次分配内存都会产生很小的难以利用的内存块，所以最佳适应算法最容易产生最多的内存碎片，C正确。

$\bigstar$ 答案未知

答案

解析

$\bigtriangledown$ 中断次数

答案

B.减少

解析

在请求分页存储器中，由于页面尺寸增大，存放程序需要的页帧数就会减少，因此缺页中断的次数也会减少。

$\bigtriangledown$ 缺页时的操作

答案

解析

用户进程访问内存时缺页，会发生缺页中断。发生缺页中断时，系统执行的操作可能是置换页面或分配内存。系统内没有越界错误，不会进行越界出错处理。

容易选D

最少的缺页次数

答案

C.$n$

解析

无论采用什么页面置换算法，每种页面第一次访问时不可能在内存中，必然发生缺页，所以缺页次数大于等于n。

$\bigtriangledown$ 虚拟存储器的最大容量

抖动的原因

答案

D.页面置换算法不合理

解析

内存抖动是指频繁地引起主存页面淘汰后又立即调入，调入后又很快淘汰的现象。这是由页面置换算法不合理引起的一种现象，是页面置换算法应当尽量避免的。

容易选A

$\bigstar$ 地址空间的计算

解析

页面大小为4KB，因此页内偏移为12位。系统采用48位.虚拟地址，因此虚页号48-12=36位。采用多级页表时，最高级页表项不能超出一页大小;每页能容纳的页表项数为4KB/8B=512=2，36/9=4，因此应采用4级页表，最高级页表项正好占据·页空间，所以本题选择C。

$\bigtriangledown$ 提高性能

解析

用于交换空间的磁盘利用率已达97.7%，其他设备的利用率为5%，CPU的利用率为20%说明在任务作业不多的情况下交换操作非常频繁，因此判断物理内存严重短缺。

$\bigtriangledown$ 提高cpu资源利用率

解析

Ⅰi正确:增大内存的容量。增大内存可使每个程序得到更多的页面，能减少缺页率，进而减少换入/换出过程，可提高CPU的利用率。Ⅱ错误:增大磁盘交换区的容量。因为系统实际已处于频繁的换入/换出过程中，不是因为磁盘交换区容量不够，因此增人磁盘交换区的容量无用。II止.确:减少多道程序的度数。可以提高CPU的利用率，因为从给定的条件知道磁盘交换区的利用率为99.7%，说明系统现在已经处于频繁的换入/换出过程中，可减少主存中的程序。Ⅳ错误:增加多道程序的度数。系统处于频繁的换入/换出过程中，再增加主存中的用户进程数，只能导致系统的换入/换出更频繁，使性能更差。V错误:使用更快速的磁盘交换区。因为系统现在处于频繁的换入/换出过程中，即使采用更快的磁盘交换区，其换入/换出频率也不会改变，因此没用。VI错误:使用更快速的CPU。系统处于频繁的换入/换出过程中，CPU处于空闲状态，利用率不高，提高CPU的速度无济于事。综上分析:I、II可以改进CPU的利用率。

$\bigstar$ Clock算法

解析

请求分页的组合

解析

对各进程进行固定分配时页面数不变，不可能出现全局置换。而A、B、D是现代操作系统中常见的3种策略。

他这里的全局应该就是整个内存

工作集

解析

在任-时刻t，都存在…个集合，它包含所有最近k次(该题窗口大小为6)内存访问所访问过的页面。这个集合w{k, t)就是工作集。题中最近6次访问的页面分别为6,0,3,2,3,2，去除重复的页面，形成的工作集为{6,0,3,2}。

LRU计算题

解析

放松心情做题，标记清楚

第五章设备管理

本章习题

考研辅导书2021

$\blacktriangleright$ 设备的属性

解析

可寻址是块设备的基本特征，A选项不正确;共享设备是指一段时间内允许多个进程同时访问的设备，因此C选项正确分配共亨设备是不会引起进程死锁的，D选项不正确。

？打印机是字符设备，不可寻址，他也是共享设备啊

设备控制器的组成

解析

中断寄存器位于计算机主机;不存在IO地址寄存器;编程空间一般是由体系结构和操作系统共同决定的。控制寄存器和状态寄存器分别用于接收上层发来的命令并存放设备状态信号，是设备控制器与上:层的接口;至于控制命令，每种设备对应的设备控制器都对应一组相应的控制命令，CPU通过控制命令控制设备控制器。

设备映射表的作用

解析

设备映射表中记录了逻辑设备所对应的物理设备，体现了两者的对应关系。对设备映射表来说，不能实现具体的功能及管理物理设备。

$\bigtriangledown$ DMA

解析

DMA是一种不经过CPU而直接从主存存取数据的数据交换模式，它在TO设备和主存之间建立了一条直接数据通路，如磁盘。当然，这条数据通路只是逻辑上的，实际并末直接建立一条物理线路，而通常是通过总线进行的。

$\bigtriangledown$ 通道的功能

解析

容易选C

通过硬件机制实现的

解析

通道是一种特殊的处理器，所以属于硬件技术。SPOOLing、缓冲池、内存覆盖都是在内存的基础上通过软件实现的。

DMA控制器的组成

解析

命令/状态寄存器控制DMA的工作模式并给CPU反映它当前的状态,地址寄存器存放DMA作业时的源地址和目标地址，数据寄存器存放要DMA转移的数据，只有堆栈指针寄存器不需要在.DMA控制器中存放。

链接中速或低速设备

解析

字节多路通道，它通常含有许多非分配型子通道，其数量可达儿「到儿百个，每个通道连接一台I/O设备，并控制该设备的IO操作。这些子通道按时间片轮转方式共享主通道。各个通道循环使用主通道，各个通道每次完成其】/O设备的个字节的交换，然后让出主通道的使用权。

设备的编号

解析

计算机系统为每台设备确定一个编号以使区分和识别设备，这个确定的编号称为设备的绝对号。

通道的组成

解析

三者的控制关系是层层递进的,只有C选项正确。

注意通道和cpu是可以并行的

完成系统调用参数翻译工作的角色

解析

系统调用命令是操作系统提供给用户程序的通用按口，不会因为具体设备的不同而i改变。而设备驱动程序负责执行操作系统发出的IO命令，它因设备不同而不同。

磁盘I/O的处理流程

解析

输入/输出软件一般从上到下分为4个层次:用户层、与设备儿关的软件层、设备驱动程序及中断处理程序。与设备无关的软件层也就是系统调用的处理程序。
当用户使用设备时，酋先在用户程疗中发起一次系统调用，操作系统的内核接到该调鼎请求后，请求调用处理程序进行处理，再转到相应的设备驱动程序，当设备准备好或所需数据到达后设备硬件发出中断，将数据按上述调用顺序逆向回传到用户程序中。

中断驱动的中断时间占比

解析

这台打印机每分钟打印 50×80x6 = 24000个字符，即每秒打印400个字符。每个字符打印中断需要占用CPU时间50us，所以每秒用于中断的系统开销为400×50us = 20ms。若使用中断驱动I/O，则CPU剩余的980ms 可用于其他处理，中断的开销占CPU的2%。因此，使用中断驱动I/O方式运行这台打印机是有意义的。

属于共享设备的是

解析

共享设备是指在一个时间间隔内可被多个进程同时访问的设备，只有磁盘满足。打印机在一个时间间隔内被多个进程访问时打印出来的文档就会乱:磁带机旋转到所需的读写位置需要较长时间，若一个时间间隔内被多个进程访问，磁带机就只能一直旋转，没时间读写。

并发进程使用的缓冲技术

解析

缓冲池所在的位置

解析

容易选外存

$\bigstar$ 单缓冲的计算

解析

$\bigstar$ 双缓冲的计算

解析

缓冲的有效性

解析

缓冲区主要解决输入/输出速度比 CPU处理的速度慢而造成数据积压的矛盾。所以当I/O花费的时间比 CPU处理时间短很多时，缓冲区没有必要设置。

单缓冲，双缓冲离散任务计算

解析

技巧：算上加下，算下加上

缓冲区管理着重考虑的问题

解析

在缓冲机制中，无论是单缓冲、多缓冲还是缓冲池，由于缓冲区是一种临界资源，所以在使用缓冲区时都有一个申请和释放（即互斥）的问题需要考虑。

缓冲技术的

解析

总结：是设备就用缓冲准没错

spooling技术的主要目的

解析

SPOOLing 技术是操作系统中采用的一种将独占设备改造为共享设备的技术。通过这种技术处理后的设备通常称为虚拟设备。

容易选A

外围计算机的数量

解析

SPOOLing技术需要使用磁盘空间（输入井和输出井）和内存空间（输入/输出缓冲区)，不需要外围计算机的支持。

注意：什么是外围设备

spooling系统的组成

解析

SPOOLing系统主要包含三部分，即输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区以及输入进程和输出进程。这三部分由预输入程序、井管理程序和缓输出程序管理，以保证系统正常运行。

spooling相关

解析

因为SPOOLing技术是一种典型的虚拟设备技术，它通过将独占设备虚拟成共享设备，使得多个进程共享一个独占设备，从而加快作业的执行速度，提高独占设备的利用率。既然是将独占设备虚拟成共享设备，所以必须先有独占设备才行。

有点迷

假脱机技术

解析

打印机是独享设备，利用SPOOLing 技术可将打印机改造为可供多个用户共享的虚拟设备。

独占设备和共享设备的区别

解析

独占设备采用静态分配方式，而共享设备采用动态分配方式。

第六章文件系统

本章习题

考研辅导书2021版本

打开文件的主要工作

解析

打开文件操作是将该文件的FCB存入内存的活跃文件日录表，而不是将文件内容复制到主存，找到指定文件日录是打开文件之前的操作。

？？？

文件的逻辑结构分类

解析

逻辑文件有两种:无结构文件〈流式文件〉和有结构式文件。连续文件和链接文件都属于文件的物理结构,而系统文件是按文件用途分类的。

逻辑结构存在的目的

索引结构

解析

索引文件由逻辑文件和索引表组成，对索引文件存取时，必须先查找索引表。索引项只包含每条记录的长度和在逻辑文件中的起始位置。因为每条记录都要有一个索引项,因此提高了存储代价。

顺序文件的查找次数

解析

$t = \dfrac{100}{x} \times \dfrac{1}{2} + x\times \dfrac{1}{2}$,双对勾函数取极值$x=\sqrt{100}$

read系统调用的过程

解析

容易多选D

目录文件存放的信息

解析

目录文件是FCB的集合，一个目录中既可能有子目录，又可能有数据文件，因此目录文件中存放的是子目录和数据文件的信息。

FAT文件目录项的组成

解析

文件目录项即FCB，通常由文件基本信息、存取控制信息和使用信息组成。基本信息包括文件物理位置。文件目录项显然不包括FCB的物理位置信息。

Unix的文件系统

解析

UNIX采用树形目录结构，文件信息存放在索引结点中。超级块是用来描述文件系统的。

$\bigstar$ 符号链接与硬链接

解析

????

$\bigstar$ 符号链接与硬链接2

解析

硬链接指通过索引结点进行连接。一个文件在物理存储器上有一个索引结点号。存在多个文件名指向同一个索引结点的情况，I正确。两个进程各自维护自己的文件描述符，IⅢ正确，l错误。所以选择B。

文件保护

文件访问的限制方式

解析

对于这道题，只要能区分用户的访问权限和用户优先级，就能得到正确的答案。用户访问权限是指用户有没有权限访问该文件，而用户优先级是指在多个用户同时请求该文件时应该先满足谁。比如，图书馆的用户排队借一本书，某用户可能有更高的优先级，即他排在队伍的前面，但有可能轮到他时被告知他没有借阅那本书的权限。

文件的属性包括保存在FCB中对文件访问的控制信息。

访问控制的实现方式

解析

相对于加密保护机制，访问控制机制的安全性较差。因为访问控制的级别和保护力度较小,因此它的灵活性札对较高。若访问控制不由系统实现，则系统本身的安全性就无法保证.。加密机制若由系统实现，则加密方法将无法扩展。

安全管理的级别

解析

系统级安全管理包括注册和登录。另外，通过“进入系统时”这个关键词也可推测出正确答案。

提高文件的访问速度

解析

文件的最大长度

解析

不适合直接存取的分配方式是

解析

直接存取即随机存取，采用连续分配和索引分配的文件都适合于直接存取方式，只有采用链接分配的文件不具有随机存取特性。

CD-ROM的播放

解析

为了实现快速随机播放，要保证最短的查询时间，即不能选取链表和索引结构，因此连续结构最优。

目录项分离的好处

解析

将文件描述信息从日录项中分离，即应用了索引结点的方法，磁盘的盘块中可以存放更多的目录项，查找文件时可以人大减少其IO信息量。

文件长度相关的因素

目录检索技术

解析

选项A中的方法不利于对文件顺序检索，也不利于文件枚举，一般采用线性检索法;选项B中，为了加快文件查找速度，可以改立当前日录，丁是文件路径可从当前目火进行查找;选项D卢，在顺序检索法查找完成后，得到的是文件的逻辑地址。

$\bigstar$ 位示图

解析

链接分配方式

解析

注意还需写回

文件系统需要创建的东西

解析

打开文件表仅存放已打开文件信息的表，将指名文件的属性从外存复制到内存，再使用该文什时点接返回索引，A错误。位图和空闲盘块链表是磁盘管理方法，B、D错误。只有索引表中记录每个文件所存放的盘块地址，C正确。

$\bigstar$ 位示图2.0

解析

细心一点点，看清楚数字（草稿里的）

共享设备的特点

解析

磁盘是可共享设备（分时共享)，是指某段时间内可以有多个用户进行访问。但某一时刻只能有一个作业可以访问。

影响磁盘读取速度最大的因素

解析

磁盘调度中，对读/写时间影响最大的是寻找时间，寻找过程为机械运动，时间较长，影响较大。

影响旋转延迟的因素

解析

磁盘调度算法是为了减少寻找时间。扇区数据的处理时间主要影响传输时间。选项B、C均与旋转延迟有关，文件的物理结构与磁盘空间的分配方式相对应，包括连续分配、链接分配和索引分配。连续分配的磁盘中，文件的物理地址连续;而链接分配方式的磁盘中，文件的物理地址不连续，因此与旋转延迟都有关。

磁盘的平均访问时间

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格式化磁盘的工作

解析

近几年卷子

school

2018-2019-1 OS A.pdf

做题总结
- - [x] CFS调度器需要看
- 文件系统，设备管理的选择题要看
- 注意点
  - 计算题有可能算错，43理所当然的认为是40
9.以下关于Linux的CFS 调度器的说法，正确的是（)
A. CFS调度器的基本思想是系统尽可能让所有就绪进程平均分配CPU的运行时间
B.CFS 调度器在选择下一个运行进程时，总是选择权重最大的进程参与运行
c．在CFS调度器中，nice值为0的进程，其虚拟运行时间等于其实际运行时间
D.为提高调度时的效率，CFS 调度器将其就绪队列设置为双向链表