2017年沈阳工业大学信息科学与工程学院837计算机操作系统考研强化模拟题
● 摘要
一、综合题
1． 与设备的无关的软件中，包括了哪些公有操作的软件？
【答案】与设备无关的软件是I/O系统的最高层软件，在它下面的是设备驱动程序，其间的界限，因操作系统和设备的不同而有所差异，总的来说，在与设备无关的软件中，包括了执行所有设备公有操作的软件，具体有如下几项
（1）设备驱动程序的统一接口；
（2）缓冲管理；
（3）差错控制；
（4）对独立设备的分配与回收；
（5）独立于设备的逻辑数据块。
2． 在链接式文件中常用哪种链接方式? 为什么？
【答案】（1）链接方式的分类
链接方式可分为隐式链接和显式链接两种方式。链接文件中常用的链接方式是显式链接。 ①在采用隐式链接分配方式时，在文件目录的每个目录项中，都需含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。隐式链接分配方式的主要问题在于:它只适合于顺序访问，它对随机访问是极其低效的。
②显式链接是指把用于链接文件各物理块的指针，显式地存放在内存的一张链接表中。该表在整个磁盘仅设置一张，表的序号是物理盘块号，从0开始，直至N-l ，N 为总块数。在每个表项中存放链接指针，即下一个盘块号。在该表中，凡是属于某一文件的第一个盘块号，或者说是每
一条链的链首指针所对应的盘块号，均作为文件地址被填入相应文件的FCB 的物理地址字段中。
（2）在链接式文件中常用显式链接的原因
由于查找记录的过程是在内存中进行的，因而显式链接不仅显著的提高了检索速度，而且大大减少了访问磁
3． 试说明用户级线程的实现方法。
【答案】用户级线程是在用户空间实现的。所有的用户级线程都具有相同的结构，它们都运行在一个中间系统的上面。当前有两种方式实现的中间系统，即运行时系统和内核控制线程。
（1）运行时系统
运行时系统实质上是用于管理和控制线程的函数（过程）的集合。其中包括用于创建和撤销线程的函数、线程同步和通信的函数以及实现线程调度的函数等。正因为有这些函数，才能使用户级线程与内核无关。运行时系统中所有函数都驻留在用户空间，并作为用户级线程与内核之间
的接口；
（2）内核控制线程
内核控制线程又称为轻型进程LWP ，每一个进程都可拥有多个LWP ，同用户级线程一样，每个LWP 都有自己的数据结构，其中包括线程标识符、优先级、状态，另外还有栈和局部存储区等。它们也可以共享进程所拥有的资源。可通过系统调用来获得内核提供的服务。这样当一个用户级线程运行时，只要将它连接到一个LWP 上，此时它便具有了内核支持线程的所有属性。
4． 为什么说依靠提高CPU 时钟频率提高计算机运算速度的方法已接近了极限？
【答案】因为CPU 所运算的指令或数据及其结果都是以电子信号的方式，通过传输介质送入或送出。因此，在一个时钟周期内，应至少保证信号在传输介质中能完成一个往返的传输。换言
CPU 的时钟频率将受限于信号在介质上的传输时间。之，电子信号在真空中的传输速度是30cm/ns，而在铜线或光纤中的传输速度大约是20cm/m。这意味着，对于1GHz 的计算机，信号的路径长度不能超过对于100GHz 的计算机，则不能超过2mm ; 对于的计算机，则传输介质的长度必须在以下。显然，这对缩小元器件体积的要求越来越高。
5． 何谓二进制指数补偿算法？它所存在的主要问题是什么？
【答案】二进制指数补偿算法的基本思想是:为每一个CPU 对锁进行测试的TSL 指令设置一个指令延迟执行时间，使该指令的下次执行是在该延迟执行时间设定的时间后进行，其延迟时间是按照一个TSL 指令执行周期的二进制指数方式増加。例如当一个CPU 发出TSL 指令对锁进行第一次测试，发现锁不空闲时，便推迟第二次测试指令的执行时间，等到
如果第二次测试仍未成功，则将第三次测试指令的执行时间推迟到
如果第次测试仍未成功，则将第n 次的测试推迟到
大值；当锁释放时，可能首先由延迟时间最小的CPU 获得该锁。
主要问题:锁被释放时，可能由于各CPU 的测试指令的延迟时间未到，没有一个CPU 会及时地对锁进行测试，即不能及时地发现锁的空闲，造成浪费。
6． 试归纳出在操作系统中引起进程调度可能有的原因有哪些？
【答案】引起进程调度的原因与操作系统的类型有关，大体可归结为以下几种：
（1）正在执行的进程运行完毕；
（2）正在执行的进程提出I/O请求；
（3）正在执行的进程执行某种原语操作（如P 操作）导致进程阻塞；
（4）在分时系统中时间片用完。
以上都是CPU 为不可剥夺方式下引起进程调度的原因。在CPU 是可剥夺方式时，还有下面的原因：
（5）就绪队列中的某个进程的优先级变得高于当前运行进程的优先级时。
个指令执行周期后，个指令执行周期后，……，个指令执行周期后，直到一个设定的最
7． 试全面比较连续分配和离散分配方式。
【答案】（1）连续分配方式
指为一个用户程序分配一个连续的地址空间，包括单一连续和分区两种分配方式。单一连续方式将内存分为系统区和用户区，它最简单，只用于单用户单任务操作系统；分区方式分固定分区和动态分区两种。连续分配方式会形成许多碎片，虽然可以通过紧凑方式将许多碎片拼接成可用的大块空间，但须为之付出很大开销。
（2）离散分配方式
离散分配方式分为分页、分段和段页式存储管理。分页式存储管理旨在提高内存利用率，分段式存储管理旨在满足用户（程序员）的需要，段页式存储管理则将两者结合起来，具有分段系统便于实现、可共享、易于保护和动态链接等优点，又能像分页系统那样很好地解决外部碎片及可离散地为各段分配内存等问题，是比较有效的存储管理方式。
8． 一个完全分布式同步算法应具有哪些特征？
【答案】一个完全分布式同步算法具有以下特征:
（1）所有结点具有相同的信息；
（2）所有结点仅基于本地信息做出判断；
（3）为了做出最后的判定，所有的结点担负相同的职责；
（4）为了做出最后的判定，所有的结点要付出同样的工作量；
（5）通常一个结点发生故障，不会导致整个系统的崩溃。事实上，完全分布式算法的应用很少，大多数同步算法都无法同时满足上述五点要求。
9． 如何提高对变长记录顺序文件的检索速度？
【答案】（1）为变长记录文件建立一张索引表，对主文件中的每个记录，在索引表中设有一个相应的表项，用于记录该记录的长度L 及指向该记录的指针（指向该记录在逻辑地址空间的首址）。由于索引表是按记录键排序的，因此，索引表本身是一个定长记录的顺序文件，从而也就可以方便地实现直接存取。
（2）当顺序文件较大时，为了进一步提高检索效率，可以为顺序文件建立多级索引，即为索引文件再建立一张索引表，从而形成两级索引表。
10．目前广泛采用的目录结构形式是哪种？它有什么优点？
【答案】（1）目前广泛采用的目录结构形式
目前大多数操作系统都采用了多级目录结构。对于大型文件系统，通常采用三级或三级以上的多级目录结构，以提高对目录的检索速度和文件系统的性能。
（2）多级目录结构的优点
①查询速度快、同时层次结构更加清晰、能够更加有效地进行文件的管理和保护。
②在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名。