操作系统原理复习题答案

一、名词解释

1．中断

中断是现代计算机系统中基本设施之一,它起着通讯联络作用,协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是实现多道程序的必要条件。

2．进程控制块（Process Control Block）

PCB是系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。

系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。

进程与PCB是一一对应的。

3．虚时钟

虚时钟是分配给每个进程记录CPU时间的。

虚时钟存放于PCB中，属于现场一部分，进程运行时，将虚时钟放入内存开避的专门单元，离开CPU放入 PCB中。

4．段式存储管理

①用户程序的划分

按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的。

②内存空间的划分

内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，这些区域被称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定。

③内存分配

以段为单位分配内存，每一个程序段在内存中占据连续空间（内存随机分割，需要多少分配多少），但各段之间可以不连续存放。

④管理

每一个程序设一个段表，它记录了段号，段的首（地）址和长度之间的关系。

空闲块管理，记录了空闲区起始地址和长度。

内存的分配算法有，首先适配；最佳适配；最坏适配。

5. 文件控制块（FCB）

文件控制块是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了为管理文件所需的所有有关信息。

文件控制块是文件存在的标志。

6. 系统调用

用户程序中对操作系统的功能调用称为系统调用（system call）

7．特殊文件(special file)

字符设备文件：和输入输出有关，用于模仿串行I/O设备，例如终端，打印机，网络等块设备文件：模仿磁盘

8．虚设备

在一类设备上模拟另一类设备，常用共享设备模拟独占设备，用高速设备模拟低速设备，被模拟的设备称为虚设备。

（将慢速的独占设备改造成多个用户可共享的设备，提高设备的利用率）

9. 页式存储管理

用户程序划分, 把用户程序按逻辑页划分成大小相等的部分，称为页。从0开始编制页号，页内地址是相对于0编址。

用户程序的划分是由系统自动完成的，对用户是透明的。一般，一页的大小为2的整数次幂，因此，地址的高位部分为页号，低位部分为页内地址。

按页的大小划分为大小相等的区域，称为内存块（又叫物理页面）。

内存分配, 以页为单位进行分配，并按作业的页数多少来分配。逻辑上相邻的页，物理上不一定相邻。

10. 作业步

一般情况下，一个作业可划分成若干个部分，每个部分称为一个作业步。在作业运行期间，各作业步之间存在着相互联系，往往上一个作业步的结果作为下一个作业步的输入。

11. 流式文件

构成文件的基本单位是字符，是有逻辑意义的、无结构的一串字符的集合。

12. 通道（I/O处理机）

通道是独立于CPU的专门负责数据输入/输出传输工作的处理机，对外部设备实现统一管理，代替CPU对输入/输出操作进行控制，从而使输入，输出操作可与CPU并行操作。

13. 多道程序设计

是指允许多个程序同时进入内存并运行,（引入目的是为了提高系统效率。

在多道程序环境下，要考虑资源的分配问题。对CPU只能通过调度来解决竞争问题，而对于其它资源通过申请—分配—使用—回收的办法进行管理，当且仅当占有CPU的时候才可以申请，否则要排队等候。

14．死锁

一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无

法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程。

15．当前目录（工作目录）

为了提高文件检索速度，文件系统向用户提供了一个当前正在使用的目录，称为当前目录。查找一个文件可从当前目录开始，使用部分路径名；当前目录可根据需要任意改变。当前目录一般存放在内存。

16．快表/相联（联想）存储器

介于内存与寄存器之间的存储机制，它又叫快表

作业调度：

根据一定的原则，从输入井的后备作业队列中选择适当的作业，为它分配内存等资源，并将其调入内存投入运行。

又称高级调度，远程调度

原语：primitive or atomic action

是由若干多机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序，具有不可分割性。

即原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断。

实现：开关中断

中断屏蔽

中断发生时,CPU输出不予响应的状态,常用于必须连续运行的程序,防止任务被中断干扰.或执行处理某一类中断,防止其它中断干扰.

在PSW中设置一个中断屏蔽位,通过设置中断屏蔽指令完成开中断与管中断来进行中断屏蔽

地址映射

为了保证CPU执行指令时可正确访问存储单元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射

文件目录：把所有的FCB组织在一起，就构成了文件目录，即文件控制块的有序集合。

死锁避免

定义：在系统运行过程中，对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，若分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配。

作业控制块（Job Control Block-JCB）：

作业存在的唯一标志，是系统为管理作业所设置的一个数据结构，存放了管理和控制作业所必需的信息。

作业说明书内容有两部分：作业情况的描述，如用户名，作业名，用户帐号，使用语言，作业步骤，控制方式，优先级，专用文件，时间限制，有关注释等等。

另一部分是作业需要的资源，如参数设置，系统配置，空间需求，输入输出设备要求，数量，估计运行时间等。

CPU状态：

在PSW中专门设置一位,它是根据运行程序使用指令权限而设置.

管态(特态)：能执行指令全集(包括特权，非特权指令),具有改变CPU状态的能力,操作系统在管态下运行.

目态(普态)：只能执行非特权指令,用户程序在目态下运行.(如果在目态下用户执行了特态指令,则产生中断,由操作系统得到控制权,而特权指令被停止.)

（这两种状态时可转换的）

虚存：把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，这就是虚存

磁盘调度

当多个访盘请求在等待时，采用一定的策略，对这些请求的服务顺序调整安排，旨在降低平均磁盘服务时间，达到公平、高效。

进程调度

进程调度的任务是控制协调进程对CPU的竞争即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程。

死锁预防

定义：在系统设计时确定资源分配算法，保证不发生死锁。具体的做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。

临界区（互斥区）：critical section

一个程序片段的集合，这些程序片段分散在不同的进程中，对某个共享的数据结构（共享资源）进行操作。

在进程中涉及到临界资源的程序段叫临界区。

交换技术

当内存空间紧张时，系统将内存中某些进程暂时移到外存，把外存中某些进程换进内存，占据前者所占用的区域，这种技术是进程在内存与外存之间的动态调度。多用于分时系统中。