四级数据库工程师 刷真题错题整理(一)操作系统原理选择

1.为了提高操作系统的"正确性"、"灵活性"、"易维护性"和"可扩充性",在进行现代操作系统结构设计时,即使在单处理机环境下,大多也采用基于客户/服务器模式(即 C / S 模式)的微内核结构,将操作系统划分为两大部分:微内核和多个服务器。设计操作系统时,操作系统的构造方法得从操作系统的结构说起,操作系统体系结构只如下三个类型:整体式结构、层次式结构和微内核结构。

2.批处理就是将作业按照它们的性质分组,然后再成组地提交给计算机系统,由计算机自动完成后再输出结果,从而减少作业建立和结束过程中的时间浪费。其缺点是无交互性,用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力,而且是批处理的,作业周转时间长,用户使用不方便。

3.在处理器的存储保护中,主要有两种权限状态,一种是核心态(管态),也被称为特权态;一种是用户态(目态)。核心态是操作系统内核所运行的模式,运行在该模式的代码,可以无限制地对系统存储、外部设备进行访问。屏蔽中断只能在内核态下进行,不然将导致问题。 (屏蔽中断属于特权指令,只能是在系统内核态下运行。)

4.为使系统能及时响应并处理发生的所有中断,系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程度,硬件将中断源分为若干个级别,称作中断优先级。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,计算机发展早期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。

5.操作系统的主要功能是为管理硬件资源和为应用程序开发人员提供良好的环境来使应用程序具有更好的兼容性,为了达到这个目的,内核提供一系列具备预定功能的多内核函数,通过一组称为系统调用的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核,调用相应的内核函数完成所需的处理,将处理结果返回给应用程序。

6.操作系统提供给用户用于应用程序编程的唯一接口是系统调用

7.进程控制块( PCB ),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﹣一对应的

8.运行中的进程可以具有以下三种基本状态。1)就绪状态( Ready ):进程已获得除处理器外的所需资源,等待分配处理器资源;只要分配了处理器进程就可执行。

2)运行状态( Running ):进程占用处理器资源;处于此状态的进程的数目小于等于处理器的数目。

3)阻塞状态( Blocked ):由于进程等待某种条件(如 I / O 操作或进程同步),在条件满足之前无法继续执行。

9.计算机程序设计中的 fork ()函数。返回值:若成功调用一次则返回两个值,子进程返回0,父进程返回子进程标记;否则,出错返回﹣1。假设程序正确运行并创建子进程成功,那么,子进程中 pid 得到返回值为0,父进程中 pid 得到返回值为子进程号,父进程执行一次输出,子进程执行一次输出。

10.pthread _ join ()函数,以阻塞的方式等待 thread 指定的线程结束。当函数返回时,被等待线程的资源被收回。如果进程已经结束,那么该函数会立即返回。并且 th read 指定的线程必须是 joinable 的。

11.引起进程调度的原因:

(1)正在执行的进程执行完毕。

(2)执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等状态。

(3)执行中进程调用了阻塞原语操作,并且因为资源不足而被阻塞;或调用了唤醒原语操作激活了等待资源的进程。

(4)在分时系统中时间片已经用完。

(5)就绪对列中的某个进程的优先级高于当前运行进程的优先级。

进程调度最主要的原因是:是否有 CPU 资源让出来,有 CPU 资源让出来不一定能发生调度,但没有 CPU 资源让出,则一定不会发生进程调度。

12.由于 mutex 的初值为1,说明同一时刻只允许一个进程进入临界区,又有 k 个进程在 mutex 的等待队列
中,所以当前需要访问临界区的进程有 k +1个,每个进程访问 mutex 时,都将 mutex 的值减1,所以此时 mutex 的值为﹣ k

13.虚拟页式存储管理:在进程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入一个或零个页面,之后根据进程运行的需要,动态装入其他页面;当内存空间已满,而又需要装入新的页面时,则根据某种算法置换出某个页面,以便装入新的页面。 虚拟页式是动态扩充内存容量。 虚拟页式存储技术是基本思想就是利用大容量的外存来扩充内存。使用交换技术才能动态扩充内存容量。

14.所谓 Belady 现象是指:在分页式虚拟存储器管理中,发生缺页时的置换算法采用 FIFO (先进先出)算法时,如果对﹣个进程未分配它所要求的全部页面,有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。

15.在请求分页存储管理中,可能出现这种情况,即对刚被替换出去的页,立即又要被访问。需要将它调入,因无空闲内存又要替换另一页,而后者又是即将被访问的页,于是造成了系统需花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换,致使系统的实际效率很低,严重导致系统瘫痪,这种现象称为抖动现象。也就意味着,不合理的页面置换算法将导致系统抖动

16.文件的存取方式依赖于文件的物理结构和存放文件的设备的物理特性。文件的存取方式依赖于存放文件的设备的物理特性,而存储介质的物理特性也决定了文件物理存储结构,所以文件存取方式由物理结构和存储介质两方面原因决定。如存储介质是磁带,则文件物理结构只能是连续存储结构,因而也只能是顺序存取方式。

17.目录管理实现了按名存取,即用户只需向系统提供所需的访问文件的名字,能够快速的定位到需要查找的文件在外存的存储位置;提高了目录的检索速度;实现了对文件的共享;允许文件重名。

18.文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上,它是一个索引值,指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时,内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中,一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。但是文件描述符这一概念往往只适用于 UNI X 、 Linux 这样的操作系统。

19.磁盘设备在工作时,以恒定的速率旋转,为了读和写,磁头必须能移动到所要求的磁道上,并等待所要求的扇区的开始位置旋转到磁头下,然后再开始读和写,故把对磁盘的访问时间分为三部分:寻道时间 Ts ,旋转延时时间 Tr 和传输时间 Tt 。其中寻道时间 Ts 最能影响磁盘读写的性能

20.为了实现设备的独立性,系统必须设置一张逻辑设备表,用于将应用程序中用的逻辑设备名映射为物理设备名。在该表每个表目中有三项:逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址。系统设备表 SDT ,在 SD T 中每个接入系统中的设备都有一个表目项。登录了设备的名称,标识设备控制表 DCT 的入口地址等相关信息。全面反映了系统中的外设资源的情况,逻辑设备与物理设备之间对应关系

21.缓冲技术是为了协调吞吐速度相差很大的设备之间数据传送的工作。在操作系统中,引入缓冲的主要原因,可归结为以下几点:

1.改善 CPU 与 I / O 设备间速度不匹配的矛盾;

2.可以减少对 CPU 的中断频率,放宽对中断响应时间的限制;

3.提高 CPU 和 I / O 设备之间的并行性,缓冲的引入可显著提高 CPU 和设备的并行操作程度,提高系统的吞吐量和设备的利用率。

22.集合中的每一个进程都在等待只能由本集合中的其他进程才能引发的事件,那么该组进程是死锁的。死锁产生的原因有:1.竞争资源引起进程死锁;2.进程推进顺序不当引起死锁。

23.安全状态是指如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列(P1...... Pn },则系统处于安全状态;如果不存在任何一个安全序列,则系统处于不安全状态。系统处于安全状态则不会发生死锁,不安全状态一定导致死锁,但不安全状态不一定是死锁状态。

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