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仿真模拟题
● 摘要
一、综合题
1． 对系统安全性的威胁有哪几种类型？
【答案】对系统安全性的威胁主要包括:假冒用户身份、数据截取、拒绝服务、修改信息、伪造信息、否认操作、中断传输、通信量分析。
（1）假冒（Masquerading ）用户身份。这种类型也称为身份攻击，指用户身份被非法窃取，亦即攻击者伪装成一个合法用户，利用安全体制所允许的操作去破坏系统安全。在网络环境下，假冒者又可分为发方假冒和收方假冒两种；
（2）数据截取（Data Interception ）。未经核准的人可能通过非正当途径截取网络中的文件和数据，由此造成网络信息的泄漏。截取方式可以是直接从电话线上窃听，也可以是利用计算机和相应的软件来截取信息；
（3）拒绝服务（Denial of Server）。这是指未经主管部门的许可，而拒绝接受一些核准用户对网络资源进行访问。
（4）修改（Modification ）信息。未经核准的用户不仅可能从系统中截取信息，而且还可能修改数据包中的信息；
（5）伪造（Fabrication ）信息。未经核准的人可将一些经过精心编造的虚假信息送入计算机，或者在某些文件中增加一些虚假的记录，这同样会威胁到系统中数据的完整性；
（6）否认（Repudiation ）操作。这种类型又称为抵赖，是指某人不承认自己曾经做过的事情；
（7）中断（Intormptkm ）传输。这是指系统中因某资源被破坏而造成信息传输的中断，这将威胁到系统的可用性；
（8）通信量分析（Traffic Analysis）。攻击者通过窃听手段窃取在线路中传输的信息，再考察数据包中的协议控制信息，可以了解到通信者的身份、地址；通过研宄数据包的长度和通信频度，攻击者可以了解到所交换数据的性质。
2． 如何利用自旋锁来实现对总线的互斥访问？它与信号量的主要差别是什么？
【答案】（1）实现对总线互斥访问的方法
利用自旋锁实现对总线互斥访问的方法是:在总线上设置一个自旋锁，该锁最多只能被一个内核进程持有。当一个内核进程需要使用总线，对某个存储单元进行读写访问时，先请求自旋锁，以获得对总线的使用权。如果该锁被占用，那么这个进程就会一直进行“旋转”，循环测试锁的状态，直到自旋锁重新可用。如果锁未被占用，请求该锁的内核进程便能立刻得到它，并且继续执行，直到完成对指定存储单元的读写操作后，释放该锁。可见，自旋锁可以在任何时刻防止多个
内核进程同时进入临界区，因此可有效地避免多处理机上并发运行的内核进程对总线资源的竞争。
（2）自旋锁与信号量的主要差别
自旋锁与信号量的主要差别在于:自旋锁可避免调用进程阻塞。由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短，调用进程用“旋转”来取代进程切换。而我们知道进程切换需要花费一定开销，并且会使高速缓存失效，直接影响系统的性能，因此将自旋锁应用于对总线资源的竞争，其效率远高于信号量机制，且在多处理器环境中非常方便。
3． 集中式同步算法具有哪些特征和缺点？
【答案】集中式同步算法具有两个特征:①对于多个进程需要同时访问共享资源或进行通信时，仅由中心控制结点做出判定，选择一个进程执行；②判定所需要的全部信息都集中在中心控制结点。
集中式同步算法的缺点在于:①可靠性差，由于中心控制结点的故障，会对系统造成灾难性的影响，对此，有的系统允许中心控制结点进行浮动，即当其出现故障时，系统立即选择一个新的结点作为中心控制结点:②易形成瓶颈。大量的资源共享和进程通信都是通过中心控制结点进行管理的，很容易使中心控制结点成为整个系统的瓶颈，严重影响到系统的响应速度和吞吐量。
4． 在操作系统中为什么要引入进程的概念? 它会产生什么样的影响？
【答案】（1）引入进程的原因
在多道程序环境下，程序的执行属于并发执行，此时它们将失去其封闭性，并具有间断性及不可再现性的特征。这决定了通常的程序是不能参与并发执行的，因为程序执行的结果是不可再现的。这样，程序的运行也就失去了意义。为使程序能并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了“进程”的概念。
（2）引入进程的影响
传统0S 中的进程定义为:“进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位”，进程的引入使程序的并发执行得以实现。
5． 试说明引入多处理机系统的原因有哪些。
【答案】（1）CPU 的时钟频率问题
在早期，人们首先是采用提高CPU 时钟频率的方法提高计算速度。目前的这种依靠提高CPU 时钟频率来提高计算机运算速度（系统性能）的方法，已经接近了极限。
（2）増加系统吞吐量
随着系统中处理机数目的增加，系统的处理能力也相应增强，显然，这可使系统在单位时间内完成更多的工作，即增加系统吞吐量。
（3）节省投资
在达到相同处理能力的情况下，与n 台独立的计算机相比，采用具有n 个处理机的系统，可以更节省费用。这是因为，此时的n 个处理机可以做在同一个机箱中，使用同一个电源和共享一部分资源，如外设、内存等。
（4）提高系统可靠性
在MPS 中，通常都具有系统重构的功能，即当其中任何一个处理机发生故障时，系统可以进行重构，然后继续运行。
6． 为什么程序并发执行会产生间断性特征？
【答案】程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的程序之间，形成了相互制约的关系，从而产生间断性特征。简而言之，相互制约将导致并发程序具有“执行-暂停-执行”这种间断性的活动规律。
7． 为什么说传统的几种调度算法都不能算是公平调度算法？
【答案】传统的几种调度算法所保证的只是优先运行，如优先级算法是优先级最高的作业优先运行，但并不保证作业占用了多少处理机时间。另外也未考虑到调度的公平性。
8． 彩色电视的制式有哪几种? 我国采用的是哪一种？
【答案】（1）NTSC 制式，采用此制式的主要国家有美国、加拿大等，该制式有525条扫描线，每秒钟30帧。
（2）PAL 制式，采用此制式的主要国家有德国、英国、中国等，该制式有625条扫描线，每秒钟25帧。
（3）SECAM 制式，采用此制式的主要国家有法国及东欧、中东各国，该制式有625条扫描线，每秒钟25帧。
我国采用PAL 制式。
9． 试举例说明具有域切换权的访问控制矩阵。
【答案】在访问矩阵中増加几个对象，分别把它们作为访问矩阵中的几个域，
当且仅当
时，才允许进程从域i 切换到域j 。例如，在图7-3中，由于域01和02对应的项
目中有一个S 即Switch ，故而允许在域中，也有Switch , 这表示在到域
中的进程切换到域中，在域和对象所对应的项返回域中运行的进程可以切换到域中，但不允许该进程再从域
图 具有域切换权的访问控制矩阵