2017年中国科学技术大学软件学院834软件工程基础[专业硕士]之计算机操作系统考研冲刺密押题
● 摘要
一、综合题
1． 何谓磁盘高速缓存? 在设计磁盘高速缓存时需要考虑哪些问题？
【答案】（1）磁盘高速缓存的定义
磁盘高速缓存是指在内存中为磁盘盘块设置的一个缓冲区，在缓冲区中保存了某些盘块的副本。当出现一个访问磁盘的请求时，由核心先去查看磁盘高速缓冲器，看所请求的盘块内容是否已在磁盘高速缓存中，如果在，便可从磁盘高速缓存中去获取，这样就省去了启动磁盘操作，而且可使本次访问速度提高几个数量级；如果不在，才需要启动磁盘将所需要的盘块内容读入，并把所需盘块内容送给磁盘高速缓存，以便以后又需要访问该盘块的数据时，便可直接从高速缓存中提取。
（2）在设计磁盘高速缓存时需要考虑的问题
①如何将磁盘高速缓存中的数据传送给请求进程；
②采用什么样的置换策略；
③已修改的盘块数据在何时被写回磁盘。
2． 在请求分页系统中，产生“抖动”的原因是什么？
【答案】发生“抖动”的根本原因是，同时在系统中运行的进程太多，由此分配给每一个进程的物理块太少，不能满足进程正常运行的基本要求，致使每个进程在运行时，频繁地出现缺页，必须请求系统将所缺之页调入内存。这会使得在系统中排队等待页面调进/调出的进程数目增加。显然，对磁盘的有效访问时间也随之急剧增加，造成每个进程的大部分时间都用于页面的换进，换出，而几乎不能再去做任何有效的工作，从而导致发生处理机的利用率急剧下降并趋于0的情况。我们称此时的进程是处于“抖动”状态。
3． 实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？
【答案】（1）实现分时系统的关键问题
为实现分时系统，必须解决的关键问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。
（2）解决方案
①及时接收问题
针对及时接收问题，解决办法是在系统中配置一个多路卡，多路卡的作用是使主机能同时接收不同用户从终端上输入的数据。此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（或数据）。
②及时处理问题
针对及时处理问题，各个用户的作业应该直接进入内存，并且规定每个作业只运行一个很短的时间片，然后暂停该作业的运行，并立即调度下一个作业运行。
4． 某系统的进程状态变迁图如所示（设系统的进程调度方式为可剥夺式）。
（1）说明一个进程发生变迁2、3、5的原因。
（2）当发生一个变迁时可能引起另一个变迁的发生，这两个变迁称为因果变迁。下述变迁是否会发生，如果有可能的话，在什么情况下发生？
（3）根据此状态变迁图说明该系统的调度策略、调度效果。
图 进程状态变迁图
【答案】（1）发生进程状态变迀2的原因是一个更高优先级的进程到达，发生进程状态变迀3的原因是进程等待I/O设备，发生进程状态变迁5的原因是高优先级的进程抢占CPU 。
（2）a 有可能发生，当某个进程因I/O而阻塞，从运行态转换到阻塞态时，恰好有一个进程状态转换为高优先级就绪，就会发生转换
中没有进程在运行。 b 不可能发生。系统中总会有一个进程在运行。在转换
列为空。
d 不可能发生。转换4发生时，系统中有一个高优先级的进程就绪，所以不可能调度一个低优先级的进程运行。
e 可能发生。一个因I/O设备阻塞的进程转换成高优先级就绪后，立刻被调度执行。
（3）从题目可以看出，该系统采用的不可剥夺优先级调度算法。这是一种按时间片轮转调度和优先调度相结合的调度策略。分两个就绪队列，首先从高优先就绪队列选择进程（时间片100ms ），当高优先级就绪队列为空时，则从低优先级就绪队列选择进程去运行。
调度效果是：
c 可能发生。低优先级的进程时间片用完，调度另一个低优先级进程，此时高优先级就绪队
优先照顾了I/O量大的进程，这样的进程处于高优先就绪队列中，当CPU 空闲时，首先从该队列选择进程去运行，所以I/O量大的进程被调度的机会多。
5． 什么是任务流时间和调度流时间？请举例说明之。
【答案】（1）任务流时间
把完成任务所需要的时间定义为任务流时间，例如，如图所示，图中有三台处理机P1〜P3和五个任务T1〜T5, 调度从时间0开始，共运行了7个时间单位，在处理机P1上运行任务T1和T2, 分别需要5个和1.5个时间单位；在处理机P2上运行任务T2和T1, 分别用了5个和2个时间单位；在处理机P3上运行任务T3、T4和T5, 每一个都需要2个时间单位。因此，完成任务T1共需要5+2=7个时间单位，而完成任务T2共需要5+15=6.5个时间单位。
图 任务流和调度流示意图
（2）调度流时间
在多处理机系统中，任务可以被分配到多个处理机上去运行。一个调度流时间是系统中所有处理机上的任务流时间的总和。在如图所示的例子中，在三台处理机上，调度流时间:T1流+T2流+T3流+T4流+T5流=7+6.5+2+2+2=19.5（个时间单位）。
6． 在微内核0S 中，为什么要采用客户/服务器模式？
【答案】由于客户/服务器模式具有数据的分布处理和存储；便于集中管理；灵活性和可扩充性；易于改编应用软件等优点。故在单机微内核操作系统中几乎无一例外地都采用客户/服务器模式，将操作系统中最基本的部分放入内核中，而把操作系统的绝大部分功能都放在微内核外面的一组服务器（进程）中实现。
7． 0S 有哪几大特征? 其最基本的特征是什么？
【答案】不同操作系统具备各自不同的特征，如批处理系统有着高的资源利用率和系统吞吐量；分时系统能获得及时响应；实时系统具有实时特征。同时，它们也具有并发、共享、虚拟和异步这四种共同的基本特征。
（1）并发性 并发性
（2）共争性 共享
（3）虚拟性
“虚拟”是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程（线程）共同使用，相应地，把这种资源的共同使用称为资源共享，或称为资源复用。