操作系统考试要点及答案
5页1、1.7 试述多道程序设计技术的基本思想。为什么采用多道程序设计技术可以提高资源利用率?答:多道程序设计技术的基本思想是,在主存同时保持多道程序,主机以交替的方式同时处理多道程序。从宏观上看,主机内同时保持和处理若干道已开始运行但尚未结束的程序。从微观上看,某一时刻处理机只运行某道程序。可以提高资源利用率的原因:由于任何一道作业的运行总是交替地串行使用 CPU、外设等资源,即使用一段时间的 CPU,然后使用一段时间的 I/O 设备,由于采用多道程序设计技术,加之对多道程序实施合理的运行调度,则可以实现 CPU 和 I/O 设备的高度并行,可以大大提高 CPU 与外设的利用率。1-10、引入 SPOILing 技术可以在那些方面提高效率能够消除脱机输入输出带来的人工干预麻烦,又保持脱机输入输出系统中作业高速出入主存的特点。主机与通道之间借助中断机制互相通信。2.1 什么是中断?什么是异常?它们有何区别? 答:中断是指来自 CPU 执行指令以外的事件发生后,处理机暂停正在运行的程序,转去执行处理该事件的程序的过程。异常是指源自 CPU 执行指令内部的事件发生后,处理机暂停正在执行的程序,转去
2、处理该事件的过程。区别:广义的中断包括中断和异常,统一称为中断。狭义的中断和异常的区别在于是否与正在执行的指令有关,中断可以屏蔽,而异常不可屏蔽。 2.2 什么是多级中断?为什么要把中断分级?试述多级中断的处理原则。答:中断分级是根据中断的轻重缓急来排序,把紧迫程度大致相当的中断源归并在同一级,而把紧迫程度差别较大的中断源放在不同的级别。一般来说,高速设备的中断优先级高,慢速设备的中断优先级低。这就是多级中断。这所以引入多级中断是因为:为使系统能及时的响应和处理所发生的紧迫中断,同时又不至于发生中断信号丢失,计算机发展早起在设计中断系统硬件时根据各种中断的轻重在线路上作出安排,从而使中断响应能有一个优先次序。多级中断的处理原则:当多级中断同时发生时,CPU 按照由高到低的顺序响应。高级中断可以打断低级中断处理程序的运行,转而执行高级中断处理程序。当同级中断同时到时,则按位响应2.7 中断/异常处理为什么要保存现场和恢复现场?现场应包括哪几方面的内容?答:因为中断处理是一项短暂性的工作,逻辑上处理完后还要回到被中断的程序,从其恢复点继续运行。为了能实现正确的返回,并继续运行下去,在中断处
3、理前后必须保存和恢复被中断的程序现场。现场应包括:PC 寄存器的内容,通用寄存器以及一些与程序运行相关的特殊寄存器中的内容。 3-3:什么是挂起状态?什么是等待状态?二者的区别。在现代操作系统中,为了利用系统有限的资源更好地为进程服务,设立了挂起状态。操作系统为了节省主存,将处于等待状态的进程交换出主存,释放出主存空间。这时的进程便处在挂起状态。等待状态:一个进程正在等待某一事件而暂停运行。指进程因等待某种事件的发生而暂时不能运行的状态(即使 CPU 空闲,该进程也不可运行)他们的主要区别是是否占用主存空间3.4 为什么进程状态会发生变化?何时变化?(P54)答:进程在它的生存周期中,由于系统中各进程并发运行及相互制约的结果,使得它的状态不断发生变化。状态变化的时机:空创建:当一个新进程被产生来执行一个程序时。创建就绪:当进程被创建完成,初始化后,一切就绪准备运行时。就绪运行:当处于就绪状态的进程被进程调度程序选中后。运行结束:当进程指示它已经完成或者因错流产时。运行就绪:处于运行状态的进程在其运行过程中,分给它的处理机时间片用完而让出处理机;或者在可剥夺的操作系统中,当有更高优先级的
4、进程就绪时。运行阻塞:当进程请求某样东西且必须等待时。阻塞就绪:当进程要等待事件到来时3-6:进程切换的主要工作是什么?进程切换是指出立即从一个进程的运行转到另一个进程上运行。 保存处理器的上下文,包括程序计数器和其它寄存器 用新状态和其它相关信息更新正在运行进程的 PCB 把原来的进程移至合适的队列-就绪、阻塞 选择另一个要执行的进程 更新被选中进程的 PCB 从被选中进程中重装入 CPU 上下文3.7 详细说明几个引起进程调度的原因。 (P62)答:1、进程主动放弃处理机时:正在执行的进程执行完毕。操作系统在处理进程结束系统调用后应请求重新调度。正在执行的进程发出 I/O 请求,当操作系统代其启动外设 I/O 后,在 I/O 请求没有完成前要将进程变成阻塞状态,应该请求重新调度。正在执行的进程要等待其它进程或系统发出的事件时。如等待另一个进程通讯数据,这时操作系统应将现运行进程挂到等待队列,并且请求重新调度。正在执行的进程得不到所要的系统资源,如要求进入临界区,但没有得到锁时,这时等锁的进程应自动放弃处理机或者阻塞到等锁队列上,并且请求重新调度。2、为了支持可剥夺的进程调度方式,在
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