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操作系统简答题1、计算机系统由哪些部分组成?答：计算机系统是按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。计算机系统由硬件系统和软件系统组成。软硬件系统的组成部分就是计算机系统的资源，当不同的用户使用计算机时都要占用系统资源并且有不同的控制需求。2、什么是计算机的操作系统?答：操作系统是计算机的一种系统软件，由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。操作系统既是一种资源管理程序，又是一种其他程序执行的控制程序，其目的是提供一个供其它程序执行的良好环境。3、操作系统管理计算机系统的哪些资源?答：操作系统管理的计算机系统资源包括两大类：硬件资源和软件资源。计算机系统的硬件资源主要包括CPU、主存储器、辅助存储器(磁带、磁盘等)以及各种输入输出设备(键盘、显示器、打印机等)；软件资源包括各种程序和数据4、操作系统怎样为用户提供良好的运行环境?4、操作系统怎样为用户提供良好的运行环境?答：操作系统是一种系统程序，其目的是提供一个供其他程序执行的良好环境。首先操作系统要使得计算机系统使用方便：操作系统为用户提供方便的使用接口，用户按需要输入命令或从提供的"菜单"中选择命令，操作系统按命令去控制程序的执行；用户也可以请求操作系统的功能模块为其服务，而不必了解硬件的特性。其次操作系统要使得计算机系统能高效地工作：操作系统扩充硬件的功能，而硬件的功能发挥的更好；操作系统使拥护合理共享资源，防止各用户间的干扰；操作系统以文件形式管理软件资源，保证信息的安全和快速存取。5、操作系统怎样提高系统的效率?答：为提高系统的效率：操作系统扩充硬件的功能，使硬件的功能发挥得更好；操作系统使用户合理共享资源，防止各用户间的相互干扰；操作系统以文件形式管理软件资源，保证信息安全和快速存取。6、批处理操作系统怎样实现计算机操作的自动化?答：用户把准备好的一批作业信息，包括程序、数据、作业控制说明书通过相应的输入设备传送到大容量的磁盘上等待处理。操作系统中的作业调度程序按照某种原则从磁盘上选择若干作业装入主存储器，主存储器中的这些作业可以占用中央处理机运行。当某个作业执行结束时，启动打印机，输出计算结果。然后又可以从磁盘上选择作业装入主存储器，让其运行。这样，在作业控制说明书的控制下，无需认为干预，批处理操作系统实现了计算机操作的自动化。7、分时操作系统的主要特点是什么?答：分时操作系统支持多道程序同时执行，实现了人机交互对话，主要有以下特点：同时性 允许多个终端用户同时使用一个计算机系统；独立性 用户在各自的终端上请求系统服务，彼此独立，互不干扰；及时性 分时系统对用户的请求能在较短的时间内给出应答，使用户觉得系统即时响应了对他的请求而感到满意。交互性 采用了人-机对话的工作，用户在终端上可以直接输入、调试和运行自己的程序，能及时修改程序中的错误且直接获得结果。8、什么是“前台”作业?什么是“后台”作业?为什么对“前台”作业要及时响应?答：批处理操作系统实现自动控制无需人为干预，分时操作系统实现了人机交互对话，这两种操作系统各具有各自的优点。为了充分发挥批处理系统和分时系统的优点，一个计算机系统上配置的操作系统往往具有批处理能力，有提供分时交互的能力。这样，用户可以先在分时系统的控制下，以交互式输入、调试和修改自己的程序；然后，可以把调试好的程序转交给批处理系统自动控制其执行而产生结果。这些由分时系统控制的作业称为"前台"作业，而那些由批处理系统控制的作业称为"后台"作业。在这样的系统中，对前台作业应该及时响应，使用户满意；对后台作业可以按一定的原则进行组合，以提高系统的效率。9、实时操作系统的主要特征是什么?答：能使计算机系统接受到外部信号后及时进行处理，并且在严格的规定时间内处理结束，再给出反馈信号的操作系统统称"实时操作系统"，简称"实时系统"。其特征是：(1)及时响应，快速处理 实时系统的时间要求是强制性严格规定的，仅当在规定的时间内返回一个正确的结果时，才能认为系统的功能是正确的。(2)高可靠性和安全性 不强求系统资源的利用率。10、网络操作系统和分布式操作系统都是配置在计算机网络上的操作系统，它们之间有什么本质上的不同?答：分布式操作系统与网络操作系统本质的不同之处在于，分布式操作系统的网络中的多台计算机没有主次之分；分布式操作系统能使系统中若干台计算机相互协作完成一个共同的任务。把一个计算问题分成若干个可并行执行的子运算，让每个子计算在系统中的各计算机上并行执行，充分利用各计算机的优势。这样，一个程序就分布在几台计算机并行执行，相互协作得到结果。11、从资源管理的角度来看，操作系统的基本功能可分成哪些部分?答：从资源管理的角度来看，操作系统的基本功能可分为五大部分（1）处理器管理 为用户地分处理器时间，尽可能地使处理器处于忙状态，提高处理器的工作效率。（2）存储管理 实现对主存储器的管理，为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。（3）文件管理 面向用户实现按文件名存取文件，管理用户信息的存储、检索、共享和保护，合理地分配和使用文件的存储空间。（4）设备管理 负责管理各种外围设备，包括设备的分配、启动以及SPOOL的实现技术。（5）作业管理 实现作业调度和控制作业的执行。作业调度从等待处理的作业中选择可以装入主存储器的作业，对已经装入主存储器的作业按用户的意图控制其执行。12、计算机系统既有操作系统程序，又有用户程序，在什么情况下操作系统程序才能占用中央处理器？答：一个计算机系统，尤其是采用多道程序设计的计算机系统，不仅有操作系统和其他的系统软件，而且还有若干应用程序。这些程序只有占用中央处理执行时才能履行自己职责。而中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用。计算机开启时，自动执行引导程序。引导程序首先进行系统初始化的工作，然后把操作系统中的核心装入主存储器。此后操作系统便等待用户请求（事件）的发生，当有某个事件出现，硬件便能识别并能发生一个中断，从而通知操作系统，由它的服务程序去处理，处理结束后，又等待下一个事件发生。中断是计算机系统结构一个重要的组成部分。中断装置由一些特定的寄存器的控制线路组成，CPU每执行完一条指令，中断装置都要判断是否有事件发生。如果没有事件发生，CPU继续执行；若有事件发生，中断装置中断原先占用CPU的程序的执行，让操作系统的处理事件服务程序占用CPU对事件进行处理，处理完后，再让被中断的程序继续占用CPU执行下去。13、阐述硬件的中断装置的作用。答：中断是计算机系统结构一个重要的组成部分。在中断机制中的硬件部分(中断装置)的作用就是在CPU每执行完一条指令后，判别是否有事件发生，如果没有事件发生，CPU继续执行；若有事件发生，中断装置中断原先占用CPU的程序的执行，把被中断程序的断点保存起来，让操作系统的处理服务程序占用CPU对事件进行处理，处理完后，再让被中断的程序继续占用CPU执行下去。所以中断装置的作用总的来说就是使操作系统可以控制各个程序的执行，为用户种服务。14、操作系怎样让多个程序同时执行?答：一个计算机系统，尤其是采用多道程序设计的计算机系统，不仅有操作系统和其他的系统软件，而且还有若干应用程序。这些程序只有占用中央处理执行时才能履行自己职责。而中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用中断装置在判别到有某个事件发生时，就会触发一个中断让操作系统去占用处理器。操作系统对事件处理结束后，又主动让出处理器，并根据对事件处理情况从那些具备占用处理器条件的程序中选择一个，让它占用处理器，直到系统再一次发生事件而被中断。操作系统总是按照预定的策略去选择可占用处理器的程序，系统中若干程序可以交替地占用处理器，形成多个程序同时执行的状态。15、为什么要把“启动I/O”等指令定义为特权指令?答：一个程序可以在其它程序等待外围设备传送信息时占用处理器执行，在执行中如果它也使用启动指令去启动一台正在工作的外围设备，那么就会造成冲突。为保护输入输出的完整性，把“启动I/O”等的一类可能影响系统安全的指令定义为特权指令。特权指令只允许操作系统使用，用户程序不能使用特权指令。用户程序若要启动I/O，必须请求操作系统代为启动，这种方式不但可以保证安全地使用外围设备，正确地传送信息，而且可减少用户为启动设备而必须了解外围设备特性以及启动等工作，大大方便了用户16、怎样限制用户程序中使用特权指令?答：为了保证正确的操作，应该限制用户程序使用特权指令，为此，中央处理器设置了两种工作方式：管态和目态。在管态下，中央处理器可执行包含特权指令在内的一切指令；在目态下，中央处理器不准执行特权指令。操作系统在管态下工作，用户程序在目态下工作。如果中央处理器在目态下取到了特权指令，中央处理器就拒绝执行该指令，并产生“非法操作”事件经中断装置和操作系统通知用户修。17、操作系统与硬件如何配合来实现存储保护的?答：主存储器往往同时装入了操作系统程序和若干用户程序，为了保证正确操作，必须对主存储器区域进行存储保护。存储保护随着主存储器管理方式的不同，实现保护的方法也有所不同，一般是操作系统与硬件配合来实现存储保护。在连续分配的存储系统中，硬件中设置了两个寄存器来限定用户程序执行时可以访问的空间范围。这两个寄存器是基址寄存器和限长寄存器，用来限定用户程序执行时可以访问的主存空间范围。程序执行时，系统对每一个访问内存的地址进行核对："基址寄存器值访问地址基址寄，存器值+限长寄存器值"成立，则允许访问；否则，不允许访问。这样就保护了该区域以外的存储信息不受到破坏，一旦程序执行中出错也不会涉及其他程序。18、为什么要研究操作系统的结构?答：操作系统是一种程序量大且接口复杂的系统软件。设计一个操作系统要投入大量的人力和花费较长的时间。因而，如何保证操作系统能正确，高效地工作至关重要。由于程序的结构是影响程序质量的内在因素，因此，有必要对操作系统的结构进行研究。19、应从哪些方面考虑操作系统的结构设计?答：操作系统的结构设计应追求以下目标：正确性：一个结构良好的操作系统不仅能保证正确性而且易于验证其正确性； 高效性：核心程序是影响计算机系统效率的的关键所在应遵循少而精的原则，使处理既有效又灵活。 可维护性：操作系统要容易维护 可移植性：在结构设计时，尽量减少与硬件直接有关的程序量并将其独立封装20、操作系统采用层次结构有什么优点?答：各种设计方法总的目标都要保证操作系统工作的可靠性。层次结构法的最大特点是把整体问题局部化，采用层次结构不仅结构清晰，而且便于调试，有利于功能的增加，删减和修改。层次结构的主要优点是有利于系统的设计和调试，正确性容易得到保证，也提高了可维护性和可移植性。21、用户怎样使用操作系统提供的接口?用户是通过操作系统来使用计算机系统的，操作系统为用户提供两种类型的使用接口：操作员接口：用户可以用作业控制语言写出控制作业执行步骤的"作业说明书"，也可以从键盘上输入操作控制命令或从"命令菜单"中选择命令指出作业的执行步骤。程序员接口：操作系统提供了许多不同功能的子程序-系统功能调用，用户可以在程序中调用这些子程序。22、操作系统为什么要提供"系统调用"？答：在用户编写的源程序一级，用户使用程序设计语言描述算题任务的逻辑要求，有一些要求的实现只有通过操作系统的功能程序才能完成。操作系统编制了许多不同功能的子程序，用户程序在执行中可以调用这些子程序。由操作系统提供的这些子程序称为"系统功能调用"程序，简称"系统调用"。系统调用是操作系统提供给用户程序的服务接口。第三章23、什么是多道程序设计？答：让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种设计技术称“多道程序设计”，这种计算机系统称“多道程序设计系统” 或简称“多道系统”。24、多道程序设计怎样提高系统效率？答：多道程序设计利用了系统与外围设备的并行工作能力，从而提高工作效率。具体表现为：提高了处理器的利用率；充分利用外围设备资源：计算机系统配置多种外围设备，采用多道程序设计并行工作时，可以将使用不同设备的程序搭配在一起同时装入主存储器，使得系统中各外围设备经常处于忙碌状态，系统资源被充分利用；发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力；从总体上说，采用多道程序设计技术后，可以有效地提高系统中资源的利用率，增加单位时间内的算题量，从而提高了吞吐率。25、多道程序设计一定能提高系统效率吗？答：多道程序设计对算题量和算题时间的影响。 采用多道程序设计能改变系统资源的使用情况，提高系统效率。但是应注意以下两个问题：可能延长程序的执行时间； 并行工作道数与系统效率不成正比。从表面上看，增加并行工作道数就可提高系统效率，但实际上并行工作道数与系统效率是不成正比，因为并行的道数要根据系统配置的资源和用户对资源的要求而定：(1)主存储器的大小限制了可同时装入的程序数量；(2)外围设备的数量也是一个制约条件；(3)多个程序同时要求使用同一资源的情况也会经常发生。总之，多道程序设计能提高系统资源的使用效率，增加单位时间的算题量；但是对每个计算问题来说，从算题开始到全部完成所需要的时间可能延长，另外在确定并行工作道数时应综合系统的资源配置和用户对资源的要求。26、操作系统中为什么要引入“进程”？答：程序是具有特定功能的一组指令或语句的集合，它指出了处理器执行操作的步骤。在多道程序设计的系统中，可能有多个程序同时运行，而同一个程序也可能多次并行执行，仅用程序的概念不能正确反映出程序执行时的活动规律和状态变化，为了从变化的角度动态研究程序的执行，就需要引入“进程”的概念。进程是指一个程序在一个数据集合上的一次执行(三个“一”)。程序是静止的，进程是动态的(执行)，进程包括程序和程序处理的对象，进程能够得到程序处理的结果。27、可再入程序有什么特性？答：可再入程序是指一个能够被多个用户同时调用的程序。(可以再次调入)。它的特性有两点：(1) 可再入程序必须是纯代码，在执行时自身不改变；(2) 一个可再入程序要求调用者提供工作区，以保证程序以同样方式为各用户服务。28、进程有哪些基本状态？它们的变化关系是怎样的？答:通常，根据进程执行过程中不同时刻的状态，可归纳为三种基本状态： ·等待态：等待某个事件的完成；·就绪态：等待系统分配处理器以便运行；·运行态：占有处理器正在运行。进程在执行中状态会不断地改变，每个进程在任何时刻总是处于上述三种基本状态的某一种基本状态.运行态等待态 往往是由于等待外设，等待主存等资源分配或等待人工干预而引起的。等待态就绪态 则是等待的条件已满足，只需分配到处理器后就能运行。运行态就绪态 不是由于自身原因，而是由外界原因使运行状态的进程让出处理器，这时候就变成就绪态。例如时间片用完，或有更高优先级的进程来抢占处理器等。就绪态运行态 系统按某种策略选中就绪队列中的一个进程占用处理器，此时就变成了运行态。29、阐述进程控制块的作用？答：进程控制块(Process Control Block,简称PCB)，是操作系统为进程分配的用于标志进程，记录各进程执行情况的。进程控制块是进程存在的标志，它记录了进程从创建到消亡动态变化的状况，进程队列实际也是进程控制块的链接。操作系统利用进程控制块对进程进行控制和管理。进程控制块的作用有：(1)记录进程的有关信息，以便操作系统的进程调度程序对进程进行调度。这些信息包括标志信息、说明信息、现场信息和管理信息等； (2)标志进程的存在，进程控制块是进程存在的唯一标志30、进程能否访问自己的进程控制块内容？答：进程控制块是系统为程序建立的用于标志进程，记录各进程执行情况的。进程本身不能访问或者修改自己的进程控制块的内容，但父进程可以访问或修改其子孙进程的进程控制块内容，以便对它的子孙进程进行必要的管理和控制。31、处理器为什么要区分“目态”和“管态”两种操作模式？答：硬件提供的指令系统中有一部分不允许用户程序直接使用，这些不允许用户程序使用的指令称特权指令，特权指令只允许操作系统进行调度、控制或启动外围设备的程序使用。为了避免错误地使用特权指令，处理器分为两种操作模式：目态-只能执行特权指令以外的指令、管态-可执行指令系统中的一切指令。 若程序处于"目态"操作模式，一旦出现特权指令，处理器就能识别出程序非法使用指令，形成程序性中断事件，终止程序的执行。在计算机系统中往往把用户程序置于目态下运行，已保证计算机系统的安全可靠。32、中断装置发现中断事件后应做哪些事？答：中断装置发现了中断事件后，由操作系统的中断处理程序对中断事件进行处理，中断处理程序的主要工作有：保护被中断进程的现场信息 把中断时的通用寄存器，控制寄存器内容及旧PSW保存到被中断进程的进程控制块中。分析中断原因 根据旧PSW的中断码可知发生该中断的具体原因。处理发生的中断事件 一般只做一些简单处理，在多数情况下把具体的处理交给其他程序模块去做。33、说明中断屏蔽的作用？答：中断优先级只是规定了中断装置响应同时出现的中断的次序，当中断装置响应了某个中断后中断处理程序在进行处理时，中断装置也可能去响应另一个中断事件。因此会出现优先级低的中断事件的处理打断优先级高的中断事件的处理，使得中断事件的处理顺序与响应顺序不一致，而且会形成多重嵌套处理，使多现场保护、程序返回等工作变的复杂。中断屏蔽技术就是为了解决上述问题而提出的，在一个中断处理没有结束之前不响应其他中断事件，或者只响应比当前级别高的中断事件。于是，当中断装置检查到有中断事件后，便去查看PSW中中断屏蔽标志，如果没有屏蔽就响应该中断；否则，暂时不响应该中断，待屏蔽标志消除后再响应 。34、为什么不能屏蔽自愿中断事件？答：自愿中断事件是正在运行程序所期待中的事件，它是正在运行程序为请求调用操作系统的某个功能服务而执行一条“访管指令”所引起的中断。当处理器执行到访管指令时就产生一个中断，因而进程自愿中断的断点是确定的。自愿中断不同于强迫性中断，强迫中断不是当前进程所期待的，而是由于外部请求或意外而被迫打断当前进程的。自愿中断是用户程序访问系统功能的手段，在进程中是确定的，因而不能屏蔽。35 、哪些中断事件一定会引起进程状态的变化？哪些中断事件可能引起进程状态变化？有不引起进程状态变化的中断事件吗？答：一定会引起进程状态变化的中断事件：硬件故障中断、输入输出中断、自愿中断； 可能会引起变化的中断事件：外部性中断事件、程序性中断事件。进程在执行中状态会不断地改变，每个进程在任何时刻总是处于三种基本状态之一：等待态、就绪态、运行态。中断事件是否引起进程状态的变化，还要看该中断事件的中断优先级和进程PSW的中断屏蔽位。晓津认为：硬件故障中断和自愿中断是一定会引起进程状态变化的，而其他中断则可能引起进程状态变化.36、在一个单处理器的多道程序设计系统中，现有两道作业同时执行，其中以运算为主，另一道以输入输出为主，你将怎样赋予作业进程占有处理器的优先数？解释为什么？答：赋于输入输出作业以较高的优先权。确定作业的优先数一般从任务的紧迫性和系统效率等方面考虑。交互式作业进程的优先数大于批处理作业进程的优先数。37、当进程调度选中一个进程后，怎样才能让它占用处理器？答：当进程调度选中一个进程后，把选中进程的进程控制块中有关的现场信息，如通用寄存器、控制寄存器和程序状态字寄存器的答：在分级调度算法中，对不同就绪队列中的进程，可规定使用不同长度的时间片，一般来说，第一级就绪队列的时间片短一些，以的各级就绪队列的时间片逐级延长，最后一级就绪队列的时间片最长，这样运行时间短的里程只需经过前面几级队列就能得到结果，且它们被优先调度，有利于提高系统的吞吐率。而对运行时间长的进程在进入了低级就绪队列后可得到较长的时间片，以减少调度次数来保证系统效率。对经常使用外围设备的进程来说，每次等待外围设备传输结束后总是排入第一级就绪队列，它们会被优先调度，有利于处理器与外围设务以及外围设备之间的并行工作，从而提高资源的使用效率。第四章39、解释下列术语：逻辑地址、绝对地址、重定位、程序浮动、存储保护答：逻辑地址：用户程序中使用的从“0”地址开始的连续地址。绝对地址：主存储器以字节为单位编址单位，每个字节都有一个地址与其对应，这些主存储器的地址编号就是绝对地址。重定位：为了保证作业的正确执行，必须根据分配给作业的主存区域对作业中指令和数据的存放进行重定位，这种把逻辑地址转换成绝对地址的工作称为“重定位”或“地址转换”。重定位的方式有“静态重定位”和“动态重定位”两种。程序浮动：若作业执行时，被改变了存放区域仍能正确执行，则称程序是可浮动的。采用动态重定位的系统支持“程序浮动”存储保护：存储管理中为了防止各作业相互干扰和保护各区域内的信息不被破坏而采取的对各作业的存储区域进行保护的措施。40、比较各种存储管理方式的特征（包括主存空间的分配方式、是否要有硬件的地址转换机构作支撑、适合单道或多道系统等）、重定位方式、地址转换的实现（操作系统和硬件怎样配合）、存储保护的实现（操作系统和硬件各自做些什么工作)。单分区管理：除操作系统占用的一部分存储空间外，其余的用户区域作为一个连续的分区分配给用户使用，不需要硬件转换机构，适用于单道系统 静态方式 界限寄存器值+逻辑地址绝对地址 主存最大地址绝对地址界限地址 固定分区的管理：分区数目、大小固定，设置上、下限寄存器，不需要硬件转换机构，适用于多道系统 静态方式 逻辑地址+下限地址绝对地址。 下限地址绝对地址上限地址 可变分区的管理：可变分区管理方式不是把作业装入到已经划分好的分区中，而是在作业要求装入主存储器时，根据作业需要的主存量和当时的主存情况决定是否可以装入该作业。分区数目大小不定，设置基址、限长寄存器，适用于多道程序系统，需要硬件地址转换机构 动态重定位逻辑地址+基址寄存器的值绝对地址。 基址值绝对地址基址值+限长值 页式存储管理：主存储器分为大小相等的"块"，程序中的逻辑地址进行分页，页的大小与块的大小一致。用页表登记块页分配情况，需要硬件支持，适用于多道系统 动态重定位 逻辑地址的页号部分页表中对应页号的起始地址与逻辑地址的页段式虚拟存储管理：类似段式管理将作业信息保存在磁盘上部分装入主存，需要硬件支持，适用于多道系统 动态重定位 类似段式管理 类似段式管理41、在可变分区管理方式下，采用移动技术有什么特点？移动一道作业时操作系统要做哪些工作？答：采用移动技术的主要优点是： 1）可以使分散的空闲区集中起来，可以容纳新的作业，提高主存空间的利用率 2）方便作业执行过程中扩充主存空间，一道作业在执行中要求增加主存量时，只要移动邻近作业就可以增加它所点的分区长度。移动一道作业时操作系统要进行的处理：1）判断被移动的作业是否在与外围设备交换信息，如是则不能移动，否则可以移动。2）操作系统在移动作业信息时先移动作业信息的存储位置。3）修改主存分配表中和保存在进程控制块中的分区起始地址和长度信息。4）采取必要措施，尽量减少移动的作业数和信息量，提高系统效率。42、在可变分区管理方式下，常常采用移动技术，这是什么原因？有缺点吗？答：在可变分区管理中经过分区的分配与回收会产生许多小的空闲区，不能满足用户要求。采用移动技术可以将小的空闲区集中起来满足作业要求。还能为作业执行过程中动态扩充主存空间提供方便。但是移动技术也有缺点，一个是移动分区会增加系统开销。同时移动也是有条件的，不是任何作业都可以随时移动。43、解释页式存储管理中为什么要设置页表和快表？答：在页式存储管理中，主存被分成大小相等的若干块，同时程序逻辑地址也分成与块大小一致的若干页，这样就可以按页面为单位把作业的信息放入主存，并且可以不连续存放，为了在作业执行过程中准确地查表逻辑地址与绝对地址的的对应关系，就需要为每个作业建立一张页表，表示逻辑地址中的页号与主存中块号的对应关系。页表一般存放在主存中，当要按给定的逻辑地址访问主存时，要先访问页表，计算出绝对地址，这样两次访主存延长了指令执行周期，降低了执行速度，而设置一个高速缓冲寄存器将页表中的一部分存放进去，这部分页表就是快表，访问主存时二者同时进行，由于快表存放的是经常使用的页表内容，访问速度很快，这样可以大大加快查找速度和指令执行速度。44、什么叫虚拟存储器？怎样确定虚拟存储器的容量？答：虚拟存储器是为“扩大”主存容量而采用的一种设计技巧，它利用作业在只装入部分信息时就可以执行的特性和程序执行中表现出来的局部性特性，借助于大容量的辅助存储器实现小主存空间容纳大逻辑地址空间的作业。 虚拟存储器的容量由计算机的地址结构(地址总线位数)决定。如计算机的地址总线位数为32位，则最大的虚存容量为2 =4294967296B=4GB45、叙述页式虚拟存储器的基本原理。答：页式虚拟存储器是在页式存储的基础上实现虚拟存储器的，其工作原理是：首先把作业信息作为副本存放在磁盘上，作业执行时，把作业信息的部分页面装入主存，并在页表中对相应的页面是否装入主存作出标志。作业执行时若所访问的页面已经在主存中，则按页式存储管理方式进行地址转换，得到绝对地址，否则产生“缺页中断”由操作系统把当前所需的页面装入主存。若在装入页面时主存中无空闲块，则由操作系统根据某种“页面调度”算法选择适当的页面调出主存换入所需的页面。46、段式存储管理的地址转换过程总结段式存储管理的地址转换过程如下：1）从逻辑地址中取出段号和段内地址；2）根据段号，从段表中取出该段在主存中的始址和段长；3）比较段内地址和段长，如段内地址段长，则继续下一步，否则产生越界中段，程序中断（非法操作）；4）计算本段始址+段内地址,得到绝对地址。47、为什么要采用虚拟存储器管理，其工作原理和理论依据又是什么？答：在传统的存储器管理方式中，都必须为作业分配足够的主存空间，以装入作业的全部信息。当主存容量不能足够作业要求时，作业就无法装入主存运行，为了使逻辑地址空间大于实际主存空间的作业可以执行，许多系统采用了虚拟存储器管理方法。实现虚拟存储器要有大容量的辅助存储器做后盾，其工作原理是：把作业信息保留在磁盘等赋存上，当作业请求装入时，只将其中以部分先装入主存储器，作业执行中若要访问的信息不存在主存中，则要设法把这些信息装入主存。虚拟存储器管理方式可以保证作业的正确执行，这可由程序本身的特点来说明：（1）程序执行是有些程序彼此互斥的，即在程序的一次执行中，执行了这部分就不会去执行另一部分。（2）程序执行往往具有局部性，在一段时间里可能循环执行某些指令或多次访问某一个部分的数据。所以即使把作业有关的信息全部装入贮存器中，在实际的执行中又些信息也可能被使用，因此没有必要把作业的全部信息同时存放在主存器中。在部分信息的情况下，只要调度好完全可以保证作业的正确执行。48、.影响分页系统中的缺页中的段率的因素有哪些？答：缺页中段率是指：设作业执行中访问页面的总次数为A，其中有F次访问的页面尚未装入主存，即产生了F次缺页中断，影响缺页中断率的因素有：（1）分配给作业的主存块数。一般分配给作业的主存块数越多，缺页中断率越低；（2）页面的大小，页面的大小取决于主存块的大小，页面越大，装入的主存的作业信息越多，缺页中断率也就越低；（3）程序的编制方法，缺页中断率与程序的局部化程度有密切相关（4）页面调度法。页面调度算法对缺页中断率影响也很大，调度不好就会出现“抖动”49、存储器管理具有哪些功能？答：一个好的计算机系统不仅要有一个足够的容量，存取速度快的，稳定可靠的主存储器，而且要能合理有效的使用主存空间，主存储器的空间分成系统区和用户区两个部分，存储管理是对主存空间的用户区进行管理，其目的是尽可能的方便用户和提高主存空间的利用率，具体的说，存储管理功能如下：（1）主存空间的分配与回收。采用一定的策略分配适当的主存空间给要求运行的作业使用，当主存中的作业撤离或主动归还主存空间时，则收回它所占用的全部或部分的主存空间（2）实现地质转换。即将用户程序的逻辑地质转换为主存储器的绝对地质（3）主存空间的共享和保护。即允许多道程序通过某种途径共享某主存空间，同时为了避免各作业相互干扰和保护各区域内的信息不被破坏，必须实现存储保护。（4）主存空间的扩充。存储管理利用磁盘等辅助存储器作为主存储器的后盾，使大型程序在比较小的主存空间中顺利的运行起来。50、解释页式存储管理中为什么要设置页表和快表。答：页式存储管理首先把主存存储器分成大小相等的分块作为主存分配的物理单位，同时要求程序逻辑地址分为与块大小一致的页面，这样就可以把作业信息按页面存放到块中，进行存储分配时，根据作业大小确定他的页面数，在装入主存时给他分配相应的数目的主存块。这些主存块可以不相邻，为了在作业执行过程中准确的查找逻辑地址与绝对的地址相对应关系，系统为每个作业建立一个页表，指出逻辑地址中的页号与主存块中块号的对应关系。 页表一般存放在主存储器中，当要按给定的逻辑地址进行读写时，必须两次访问主存， 延长指定的执行周期，降低了执行速度。为了提高存取速度，系统设置一个小容量的高速缓冲存储器，利用高速缓冲存储器存放页表的一部分，这部分页表即“快表”利用快表可以一次访问主存完成读写，大大缩短地址转换时间，从而提高查找速度和指令执行速度。51、一般来说，程序具有什么样的特点？答：程序具有两个特点：（1）程序执行是有些部分是相互排斥的，即在程序的一次执行中，执行了这个部分就不会执行另个部分。（2）程序的执行往往具有局部性，在一段时间里可能循环执行某些指令或多次访问某些数据。所以，即时把作业有关的信息全部装入主存储器中，在实际执行时也不会同时使用这些信息，甚至有些信息在作业执行的整个过程中都不会被使用，可见，没有必要把作业的全部信息同时放在主存储器中。在装入部分的信息情况下，只要调度的好便完全可以保证作业的正确执行。52、常用的页面调度算法有哪些？试简述之答：(1)最佳调度算法（OPT）：这是一种理想的调度算法。当要装入一个新页必须调出一个旧页时，所调出的页应该是以后不再访问的页或距当前最长时间后在访问的页。OPT算法在实现时有难度。这是因为对运算中的程序无法精确判断以后要访问的页面。因而这个理想算法只是被用做衡量其他算法的标准。(2)先进先出调度算法（FIFO）这种调度算法总是要调出最先进入主存储器的那一页，FIFO算法简单，易实现。这种算法是基于最早进入主存储器的页不在被使用的可能性比最近调入主存储器的页不在被使用的可能性要打。当如果某一页要经常的被访问，而它在一定的时间以后就会变成最早进入主存储器的页，这时若把他调了，则可能立即又被调入。（3）最近最久未使用的调度算法（LRU）LRU是基于程序执行的局部性理论，即程序一旦被访问到某些位置的数据或指令时，可能在一段时间里经常会访问他们，这种实现发放必须对每一页的访问情况时时刻刻加以记录和更新，实现起来比较困难，而且开销也很大。（4）最近最不经常使用的调度算法（LFU）这种算法是基于在过去的一段时间里被访问次数多的页可能是经常需要用的页，所以应调出被访问次数少的页，LFU的关键是要选择一个合适的周期53、什么叫“抖动”？答：如果选用了一个不合适的调度算法就会出现这样的现象：刚被调出的页又立即要用，因而又要把它调入；而调入不久又被调出；调出不久又再次被调入，如次反复，使调度非常频繁，以至于使大部分时间都花费在来回调度上，这种现象称为“抖动”，又称颠簸。54、简述主存空间的分配和回收的含义与处理方法。答：主存中允许同时容纳各种软件和多个用户的计算问题（作业），但必须解决主存空间如何分配的问题。对不同的存储管理方式，采用的主存空间分配策略是不同的。究竟怎样分配，受多种因素的影响，尤其取决于硬件的设计，采用任何方式都要有硬件的支持。当主存中某个作业撤离或者主动归还主存空间时，就收回它占有的全部或者部分的主存空间。系统必须建立一张“主存空间分配表”，记录主存空间的分配情况。我们把尚未占用的空间称为空间闲区（或者称自由区）。当进行分配时，查找主存空间非陪表，分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给请求使用主存空间者，并在分配表中把该区的标志成“已分配”状态。若当时的空闲区不能满足申请要求，则让申请者处于等待主存资源状态，直到有足够主存空间时再分配给它，且其状态转换成就绪状态。当进程归还主存空间时，也要修改主存空间分配表，在分配表中把回收区域的标志置成“空闲”状态。55、简述主存空间的共享保护的含义与基本要求。答：在多道程序设计系统中，若干个作业被同时装入主存储器，它们共享了一个主存储器，在其中各自占用了某些主存区域。这些作业在执行时可能要调用同一个程序。例如，都要调用编译程序进行编译，把这个编译程序存放在某个主存区域中，各个作业要调用编译程序时就要访问这个主存区域。因此，这个主存区域就成了各作业的共享区域。为了防止各作业相互干扰和保护各区域内的信息不被破坏，必须实现存储保护。存储保护的工作由硬件和软件配合实现，操作系统把程序可访问的区域通知硬件，程序执行时由硬件检查是否允许访问。若允许，则执行，否则产生“地址越界”中断，由操作系统的中断处理程序进行处理。一般来说，对主存区域的保护可以采取如下措施：（1）程序执行时，若访问属于自己主存区域中的信息，则允许它既可读又可写。（2）对共享区域中的信息只可读，不可写。（3）程序执行时，不允许访问分配给其他程序的主存区域，既对非共享区域或者非自己的主存区域中的信息既不可读，也不可写。56、给出固定分区存储管理中对作业进行内存分配与回收的方法。答：当作业队列中有作业要装入分区，存储管理分配主存区域时，先查分区分配表，选择标志为“0”的分区。然后根据作业地址空间的长度与标志为“0”的分区 的长度比较，当分区长度能容纳该作业时，则根据采用的内存分配算法把作业装入相应的分区。若找到的分区不能容纳该作业，则重复上述过程继续顺序查找分区分配表，看是否有能满足该作业长度要求的目标为“0”的分区。如果找不到合适的分区，该作业暂时无法进入内存。当一个作业运行结束后，根据作业名查分区分配表，从占用标志位的记录可知该作业占用 的分区，把该分区的占用标志成“0”，表示该分区现在空闲了，可以用来装入新作业。57、UNIX采用怎样的页面调度算法？答：UNIX采用二次机会页面替换调度算法。它的实现要点如下：（1）把除了内核部分的所有物理页登陆在一张总页面表中。（2）设置一个时钟指针，时钟指针扫描总页面表。当时钟指针到达一个表项时，如果该物理页是空闲的或者正在与外设交换信息，则继续扫描下一个表项，否则找出占用该物理页的进程页表。（3）按物理页号从进程页表中找出对应的表项。若该页的有效位已经被设置成了0，则对该页所占的物理页设置上“空闲”标志。若该页的有效位为1，则把有效位改成0。（4）产生缺页中断后，可找一个有空闲标志的物理页，将该物理页中的信息调出到磁盘上，然后再来装入新页。（5）对有效位被设置成0的页，页中的信息仍保留在所占的物理页中，只要这个物理页没有空闲标志，那么就不会被用来装入新页。这样，一旦进程又要访问该页时，只要把有效位重新设置成1，使该页信息成为