这个题目好象编译有错啊>??再线等

xiaochuaner 2004-12-23 10:44:11
ClassOne.java
1. package com.abc.pkg1;
2. public class ClassOne {
3. private char var = ‘a’;
4. char getVar() {return var;}
5. }
ClassTest.java
1. package com.abc.pkg2;
2. import com.abc.pkg1.ClassOne;
3. public class ClassTest extends ClassOne {
4. public static void main(String[]args) {
5. char a = new ClassOne().getVar();
6. char b = new ClassTest().getVar();
7. }
8. }

第六行因该有错啊???
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eureka0891 2004-12-24
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在ClassOne中,getVar是default的即package权限的,所以不能访问,
由于不在一个包中,子类只能访问父类中的public方法

new ClassTest().getVar();由于子类只继承其能够看到的父类中的方法,所以没有getVar方法
mubing1126 2004-12-24
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默认的访问控制词是不在同一包的类及类的方法和类成员是不能访问的
所以在com.abc.pkg2下的ClassTest类不能访问com.abc.pkg1类下的ClassOne下的getVar方法
tyxsoft 2004-12-23
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有趣的是,当父类和子类不在同一个包下的时候
在子类里面既不能访问父类的protected型东东,也不能访问default型的东东
不信大家可以去试!
minl 2004-12-23
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很明显啊,getvar()不是public型的。ClassTest不会继承。
tyxsoft 2004-12-23
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楼主试出来了吗,结果是什么样的呢
有几个错请问
tyxsoft 2004-12-23
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自己去试一下,试过了再说话好吗?
xiaochuaner 2004-12-23
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就第六行错
tyxsoft 2004-12-23
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不但第6行出错,第5行也会报错!
C++面试题 1.是不是一个父类写了一个virtual 函数,如果子类覆盖它的函数不加virtual ,也能实现多态? virtual修饰符会被隐形继承的。 private 也被集成,只事派生类没有访问权限而已 virtual可加可不加 子类的空间里有父类的所有变量(static除外) 同一个函数只存在一个实体(inline除外) 子类覆盖它的函数不加virtual ,也能实现多态。 在子类的空间里,有父类的私有变量。私有变量不能直接访问。 -------------------------------------------------------------------------- 2.输入一个字符串,将其逆序后输出。(使用C++,不建议用伪码) #include using namespace std; void main() { char a[50];memset(a,0,sizeof(a)); int i=0,j; char t; cin.getline(a,50,'\n'); for(i=0,j=strlen(a)-1;istr; str.replace; couta = a/9; =>a = 1; -------------------------------------------------------------------------- 5. const 符号常量; (1)const char *p (2)char const *p (3)char * const p 说明上面三种描述的区别; 如果const位于星号的左侧,则const就是用来修饰指针所指向的变量,即指针指向为常量; 如果const位于星号的右侧,const就是修饰指针本身,即指针本身是常量。 (1)const char *p 一个指向char类型的const对象指针,p不是常量,我们可以修改p的值,使其指向不同的char,但是不能改变它指向非char对象,如: const char *p; char c1='a'; char c2='b'; p=&c1;//ok p=&c2;//ok *p=c1;//error (2)char const *p (3)char * const p 这两个好象是一样的,此时*p可以修改,而p不能修改。 (4)const char * const p 这种是地址及指向对象都不能修改。 -------------------------------------------------------------------------- 6.下面是C语言中两种if语句判断方式。请问哪种写法更好?为什么? int n; if (n == 10) // 第一种判断方式 if (10 == n) // 第二种判断方式 如果少了个=号,编译时就会报错,减少了出错的可能行,可以检测出是否少了= -------------------------------------------------------------------------- 7.下面的代码有什么问题? void DoSomeThing(...) { char* p; ... p = malloc(1024); // 分配1K的空间 if (NULL == p) return; ... p = realloc(p, 2048); // 空间不够,重新分配到2K if (NULL == p) return; ... } A: p = malloc(1024); 应该写成: p = (char *) malloc(1024); 没有释放p的空间,造成内存泄漏。 -------------------------------------------------------------------------- 8.下面的代码有什么问题?并请给出正确的写法。 void DoSomeThing(char* p) { char str[16]; int n; assert(NULL != p); sscanf(p, "%s%d", str, n); if (0 == strcmp(str, "something")) { ... } } A: sscanf(p, "%s%d", str, n); 这句该写成: sscanf(p, "%s%d", str, &n); -------------------------------------------------------------------------- 9.下面代码有什么错误? Void test1() { char string[10]; char *str1="0123456789"; strcpy(string, str1); } 数组越界 -------------------------------------------------------------------------- 10.下面代码有什么问题? Void test2() { char string[10], str1[10]; for(i=0; i<10;i++) { str1[i] ='a'; } strcpy(string, str1); } 数组越界 -------------------------------------------------------------------------- 11.下面代码有什么问题? Void test3(char* str1) { char string[10]; if(strlen(str1)<=10) { strcpy(string, str1); } } ==数组越界 ==strcpy拷贝的结束标志是查找字符串中的\0 因此如果字符串中没有遇到\0的话 会一直复制,直到遇到\0,上面的123都因此产生越界的情况 建议使用 strncpy 和 memcpy -------------------------------------------------------------------------- 12.下面代码有什么问题? #define MAX_SRM 256 DSN get_SRM_no() { static int SRM_no; //是不是这里没赋初值? int I; for(I=0;I=MAX_SRM) return (NULL_SRM); else return SRM_no; } 系统会初始化static int变量为0,但该值会一直保存,所谓的不可重入... -------------------------------------------------------------------------- 13.写出运行结果: {// test1 char str[] = "world"; cout << sizeof(str) << ": "; char *p = str; cout << sizeof(p) << ": "; char i = 10; cout << sizeof(i) << ": "; void *pp = malloc(10); cout << sizeof(p) << endl; } 6:4:1:4 -------------------------------------------------------------------------- 14.写出运行结果: {// test2 union V { struct X { unsigned char s1:2; unsigned char s2:3; unsigned char s3:3; } x; unsigned char c; } v; v.c = 100; printf("%d", v.x.s3); } 3 -------------------------------------------------------------------------- 15.用C++写个程序,如何判断一个操作系统是16位还是32位的?不能用sizeof()函数 A1: 16位的系统下, int i = 65536; cout << i; // 输出0; int i = 65535; cout << i; // 输出-1; 32位的系统下, int i = 65536; cout << i; // 输出65536; int i = 65535; cout <65536 ) { cout<<"32 bit"< 01100010 'b' & 0xf -->>00000010 所以输出Ascii码为2的特殊字符 char t:4;就是4bit的字符变量,同样 unsigned short i:8;就是8bit的无符号短整形变量 -------------------------------------------------------------------------- 19.int i=10, j=10, k=3; k*=i+j; k最后的值是? 60 -------------------------------------------------------------------------- 20.进程间通信的方式有? 进程间通信的方式有 共享内存, 管道 ,Socket ,消息队列 , DDE等 -------------------------------------------------------------------------- 21. struct A { char t:4; char k:4; unsigned short i:8; unsigned long m; } sizeof(A)=?(不考虑边界对齐) 7 struct CELL // Declare CELL bit field { unsigned character : 8; // 00000000 ???????? unsigned foreground : 3; // 00000??? 00000000 unsigned intensity : 1; // 0000?000 00000000 unsigned background : 3; // 0???0000 00000000 unsigned blink : 1; // ?0000000 00000000 } screen[25][80]; // Array of bit fields 二、位结构 位结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构 比按位运算符更加方便。 位结构定义的一般形式为: struct位结构名{ 数据类型 变量名: 整型常数; 数据类型 变量名: 整型常数; } 位结构变量; 其中: 数据类型必须是int(unsigned或signed)。 整型常数必须是非负的整 数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。 变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。 例如: 下面定义了一个位结构。 struct{ unsigned incon: 8; /*incon占用低字节的0~7共8位*/ unsigned txcolor: 4;/*txcolor占用高字节的0~3位共4位*/ unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor占用高字节的4~6位共3位*/ unsigned blink: 1; /*blink占用高字节的第7位*/ }ch; 位结构成员的访问与结构成员的访问相同。 例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成: ch.bgcolor 注意: 1. 位结构中的成员可以定义为unsigned, 也可定义为signed, 但当成员长 度为1时, 会被认为是unsigned类型。因为单个位不可能具有符号。 2. 位结构中的成员不能使用数组和指针, 但位结构变量可以是数组和指针, 如果是指针, 其成员访问方式同结构指针。 3. 位结构总长度(位数), 是各个位成员定义的位数之和, 可以超过两个字 节。 4. 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。 例如: struct info{ char name[8]; int age; struct addr address; float pay; unsigned state: 1; unsigned pay: 1; }workers; 上例的结构定义了关于一个工人的信息。其中有两个位结构成员, 每个位结 构成员只有一位, 因此只占一个字节但保存了两个信息, 该字节中第一位表示工 人的状态, 第二位表示工资是否已发放。由此可见使用位结构可以节省存贮空间。 -------------------------------------------------------------------------- 22.下面的函数实现在一个固定的数上加上一个数,有什么错误,改正 int add_n(int n) { static int i=100; i+=n; return i; } 答: 因为static使得i的值会保留上次的值。 去掉static就可了 -------------------------------------------------------------------------- 23.下面的代码有什么问题? class A { public: A() { p=this; } ~A() { if(p!=NULL) { delete p; p=NULL; } } A* p; }; 答: 会引起无限递归 -------------------------------------------------------------------------- 24. union a { int a_int1; double a_double; int a_int2; }; typedef struct { a a1; char y; } b; class c { double c_double; b b1; a a2; }; 输出cout<编译器。例如Microsoft C/C++7.0中,near类指针字节数为2,far、huge类指针字节数为4。一般Unix的指针字节数为4。    4、当操作数具有数组类型时,其结果是数组的总字节数。    5、联合类型操作数的sizeof是其最大字节成员的字节数。结构类型操作数的sizeof是这种类型对象的总字节数,包括任何垫补在内。    让我们看如下结构:    struct {char b; double x;} a;    在某些机器上sizeof(a)=12,而一般sizeof(char)+ sizeof(double)=9。    这是因为编译器在考虑对齐问题时,在结构中插入空位以控制各成员对象的地址对齐。如double类型的结构成员x要放在被4整除的地址。    6、如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参,sizeof给出其指针的大小。  四、sizeof与其他操作符的关系    sizeof的优先级为2级,比/、%等3级运算符优先级高。它可以与其他操作符一起组成表达式。如i*sizeof(int);其中i为int类型变量。  五、sizeof的主要用途    1、sizeof操作符的一个主要用途是与存储分配和I/O系统那样的例程进行通信。例如:    void *malloc(size_t size),    size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream)。    2、sizeof的另一个的主要用途是计算数组中元素的个数。例如:    void * memset(void * s,int c,sizeof(s))。  六、建议    由于操作数的字节数在实现时可能出现变化,建议在涉及到操作数字节大小时用sizeof来代替常量计算。 ============================================================= 本文主要包括二个部分,第一部分重点介绍在VC中,怎么样采用sizeof来求结构的大小,以及容易出现的问题,并给出解决问题的方法,第二部分总结出VC中sizeof的主要用法。 1、 sizeof应用在结构上的情况 请看下面的结构: struct MyStruct { double dda1; char dda; int type }; 对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢?sizeof(MyStruct)为多少呢?也许你会这样求: sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13 但是当在VC中测试上面结构的大小时,你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗? 其实,这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度,VC对一些变量的起始地址做了"对齐"处理。在默认情况下,VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。 类型 对齐方式(变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量) Char 偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数 int 偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数 float 偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数 double 偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数 Short 偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数 各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间,同时按照上面的对齐方式调整位置,空缺的字节VC会自动填充。同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边界数(即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数)的倍数,所以在为最后一个成员变量申请空间后,还会根据需要自动填充空缺的字节。 下面用前面的例子来说明VC到底怎么样来存放结构的。 struct MyStruct { double dda1; char dda; int type }; 为上面的结构分配空间的时候,VC根据成员变量出现的顺序和对齐方式,先为第一个成员dda1分配空间,其起始地址跟结构的起始地址相同(刚好偏移量0刚好为sizeof(double)的倍数),该成员变量占用sizeof(double)=8个字节;接下来为第二个成员dda分配空间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为8,是sizeof(char)的倍数,所以把dda存放在偏移量为8的地方满足对齐方式,该成员变量占用sizeof(char)=1个字节;接下来为第三个成员type分配空间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为9,不是sizeof(int)=4的倍数,为了满足对齐方式对偏移量的约束问题,VC自动填充3个字节(这三个字节没有放什么东西),这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移量为12,刚好是sizeof(int)=4的倍数,所以把type存放在偏移量为12的地方,该成员变量占用sizeof(int)=4个字节;这时整个结构的成员变量已经都分配了空间,总的占用的空间大小为:8+1+3+4=16,刚好为结构的字节边界数(即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof(double)=8)的倍数,所以没有空缺的字节需要填充。所以整个结构的大小为:sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16,其中有3个字节是VC自动填充的,没有放任何有意义的东西。 下面再举个例子,交换一下上面的MyStruct的成员变量的位置,使它变成下面的情况: struct MyStruct { char dda; double dda1; int type }; 这个结构占用的空间为多大呢?在VC6.0环境下,可以得到sizeof(MyStruc)为24。结合上面提到的分配空间的一些原则,分析下VC怎么样为上面的结构分配空间的。(简单说明) struct MyStruct { char dda;//偏移量为0,满足对齐方式,dda占用1个字节; double dda1;//下一个可用的地址的偏移量为1,不是sizeof(double)=8 //的倍数,需要补足7个字节才能使偏移量变为8(满足对齐 //方式),因此VC自动填充7个字节,dda1存放在偏移量为8 //的地址上,它占用8个字节。 int type;//下一个可用的地址的偏移量为16,是sizeof(int)=4的倍 //数,满足int的对齐方式,所以不需要VC自动填充,type存 //放在偏移量为16的地址上,它占用4个字节。 };//所有成员变量都分配了空间,空间总的大小为1+7+8+4=20,不是结构 //的节边界数(即结构中占用最大空间的类型所占用的字节数sizeof //(double)=8)的倍数,所以需要填充4个字节,以满足结构的大小为 //sizeof(double)=8的倍数。 所以该结构总的大小为:sizeof(MyStruc)为1+7+8+4+4=24。其中总的有7+4=11个字节是VC自动填充的,没有放任何有意义的东西。 VC对结构的存储的特殊处理确实提高CPU存储变量的速度,但是有时候也带来了一些麻烦,我们也屏蔽掉变量默认的对齐方式,自己可以设定变量的对齐方式。 VC中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况:第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数,那么偏移量必须满足默认的对齐方式,第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数,那么偏移量为n的倍数,不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条件,分下面两种情况:如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数,那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数; 否则必须为n的倍数。下面举例说明其用法。 #pragma pack(push) //保存对齐状态 #pragma pack(4)//设定为4字节对齐 struct test { char m1; double m4; int m3; }; #pragma pack(pop)//恢复对齐状态 以上结构的大小为16,下面分析其存储情况,首先为m1分配空间,其偏移量为0,满足我们自己设定的对齐方式(4字节对齐),m1占用1个字节。接着开始为m4分配空间,这时其偏移量为1,需要补足3个字节,这样使偏移量满足为n=4的倍数(因为sizeof(double)大于n),m4占用8个字节。接着为m3分配空间,这时其偏移量为12,满足为4的倍数,m3占用4个字节。这时已经为所有成员变量分配了空间,共分配了16个字节,满足为n的倍数。如果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(16),那么我们可以得到结构的大小为24。(请读者自己分析) 2、 sizeof用法总结 在VC中,sizeof有着许多的用法,而且很容易引起一些错误。下面根据sizeof后面的参数对sizeof的用法做个总结。 A. 参数为数据类型或者为一般变量。例如sizeof(int),sizeof(long)等等。这种情况要注意的是不同系统系统或者不同编译器得到的结果可能是不同的。例如int类型在16位系统中占2个字节,在32位系统中占4个字节。 B. 参数为数组或指针。下面举例说明. int a[50]; //sizeof(a)=4*50=200; 求数组所占的空间大小 int *a=new int[50];// sizeof(a)=4; a为一个指针,sizeof(a)是求指针 //的大小,在32位系统中,当然是占4个字节。 C. 参数为结构或类。Sizeof应用在类和结构的处理情况是相同的。但有两点需要注意,第一、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生影响,因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址无关。 第二、没有成员变量的结构或类的大小为1,因为必须保证结构或类的每一 个实例在内存中都有唯一的地址。 下面举例说明, Class Test{int a;static double c};//sizeof(Test)=4. Test *s;//sizeof(s)=4,s为一个指针。 Class test1{ };//sizeof(test1)=1; D. 参数为其他。下面举例说明。 int func(char s[5]); { coutprint(); pc->print(); print(a); print(b); print(c); } A: A::print() B::print() C::print() A::print() B::print() C::print() A::print() A::print() A::print() -------------------------------------------------------------------------- 31. 试编写函数判断计算机的字节存储顺序是开序(little endian)还是降序(bigendian) 答: bool IsBigendian() { unsigned short usData = 0x1122; unsigned char *pucData = (unsigned char*)&usData; return (*pucData == 0x22); } -------------------------------------------------------------------------- 32.简述Critical Section和Mutex的不同点 答: 对几种同步对象的总结 1.Critical Section A.速度快 B.不能用于不同进程 C.不能进行资源统计(每次只可以有一个线程对共享资源进行存取) 2.Mutex A.速度慢 B.可用于不同进程 C.不能进行资源统计 3.Semaphore A.速度慢 B.可用于不同进程 C.可进行资源统计(可以让一个或超过一个线程对共享资源进行存取) 4.Event A.速度慢 B.可用于不同进程 C.可进行资源统计 -------------------------------------------------------------------------- 33.一个数据库中有两个表: 一张表为Customer,含字段ID,Name; 一张表为Order,含字段ID,CustomerID(连向Customer中ID的外键),Revenue; 写出求每个Customer的Revenue总和的SQL语句。 建表 create table customer ( ID int primary key,Name char(10) ) go create table [order] ( ID int primary key,CustomerID int foreign key references customer(id) , Revenue float ) go --查询 select Customer.ID, sum( isnull([Order].Revenue,0) ) from customer full join [order] on( [order].customerid=customer.id ) group by customer.id -------------------------------------------------------------------------- 34.请指出下列程序中的错误并且修改 void GetMemory(char *p){ p=(char *)malloc(100); } void Test(void){ char *str=NULL; GetMemory=(str); strcpy(str,"hello world"); printf(str); } A:错误--参数的值改变后,不会传回 GetMemory并不能传递动态内存,Test函数中的 str一直都是 NULL。 strcpy(str, "hello world");将使程序崩溃。 修改如下: char *GetMemory(){ char *p=(char *)malloc(100); return p; } void Test(void){ char *str=NULL; str=GetMemory(){ strcpy(str,"hello world"); printf(str); } 方法二:void GetMemory2(char **p)变为二级指针. void GetMemory2(char **p, int num) { *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); } -------------------------------------------------------------------------- 35.程序改错 class mml { private: static unsigned int x; public: mml(){ x++; } mml(static unsigned int &) {x++;} ~mml{x--;} pulic: virtual mon() {} = 0; static unsigned int mmc(){return x;} ...... }; class nnl:public mml { private: static unsigned int y; public: nnl(){ x++; } nnl(static unsigned int &) {x++;} ~nnl{x--;} public: virtual mon() {}; static unsigned int nnc(){return y;} ...... }; 代码片断: mml* pp = new nnl; .......... delete pp; A: 基类的析构函数应该为虚函数 virtual ~mml{x--;} -------------------------------------------------------------------------- 36.101个硬币100真、1假,真假区别在于重量。请用无砝码天平称两次给出真币重还是假币重的结论。 答: 101个先取出2堆, 33,33 第一次称,如果不相等,说明有一堆重或轻 那么把重的那堆拿下来,再放另外35个中的33 如果相等,说明假的重,如果不相等,新放上去的还是重的话,说明假的轻(不可能新放上去的轻) 第一次称,如果相等的话,这66个肯定都是真的,从这66个中取出35个来,与剩下的没称过的35个比 下面就不用说了 方法二: 第3题也可以拿A(50),B(50)比一下,一样的话拿剩下的一个和真的比一下。 如果不一样,就拿其中的一堆。比如A(50)再分成两堆25比一下,一样的话就在 B(50)中,不一样就在A(50)中,结合第一次的结果就知道了。 -------------------------------------------------------------------------- 37.static变量和static 函数各有什么特点? 答: static变量:在程序运行期内一直有效,如果定义在函数外,则在编译单元内可见,如果在函数内,在在定义的block内可见; static函数:在编译单元内可见; -------------------------------------------------------------------------- 38.用C 写一个输入的整数,倒着输出整数的函数,要求用递归方法 ; 答: void fun( int a ) { printf( "%d", a%10 ); a /= 10; if( a <=0 )return; fun( a ); } -------------------------------------------------------------------------- 39.写出程序结果: void Func(char str[100]) { printf("%d\n", sizeof(str)); } 答: 4 分析: 指针长度 -------------------------------------------------------------------------- 40.int id[sizeof(unsigned long)]; 这个对吗?为什么?? 答: 对 这个 sizeof是编译时运算符,编译时就确定了 可以看成和机器有关的常量。 本文主要包括二个部分,第一部分重点介绍在VC中,怎么样采用sizeof来求结构的大小,以及容易出现的问题,并给出解决问题的方法,第二部分总结出VC中sizeof的主要用法。 1、 sizeof应用在结构上的情况 请看下面的结构: struct MyStruct { double dda1; char dda; int type }; 对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢?sizeof(MyStruct)为多少呢?也许你会这样求: sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13 但是当在VC中测试上面结构的大小时,你会发现sizeof(MyStruct)为16。你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗? 其实,这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度,VC对一些变量的起始地址做了"对齐"处理。在默认情况下,VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。 类型 对齐方式(变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量) Char 偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数 int 偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数 float 偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数 double 偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数 Short 偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数 本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/ljzcome/archive/2006/01/09/574158.aspx
对考试很有帮助的.......... 《计算机操作系统》期末复习指导 第一章 计算机操作系统概述 1、操作系统的概念 操作系统(Operating System,OS),是一种软件,属于系统软件; 1、科普的观点 操作系统是计算机系统的管理和控制中心,它依照设计者制定的各种调度策略组织和管理计算机系统资源,使之能高效地运行。 2、功能的观点 操作系统是一个计算机资源管理系统,它负责计算机系统的全部资源的分配、控制、调度和回收。 3、用户的观点 操作系统是计算机与用户之间的接口,用户通过这种接口使用计算机。 4、软件的观点 操作系统是程序和数据结构的集合。 5、管理的观点 操作系统是计算机硬件和软件资源的合理而协调的管理者。 6、 操作系统是一个大型的程序系统,它负责计算机的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制并协调并发活动,实现信息的存取和保护。它提供用户接口,使用户获得良好的工作环境。操作系统使整个计算机系统实现了高效率和高度自动化。 2、操作系统的生成和五大类型 生成:产生最适合自己工作环境的OS内核(kernel)。既方便用户,又使系统开销尽量小;生成的配置过程如UNIX中newconfig命令;DOS中config.sys文件;维护由系统管理员负责。 操作系统的五大类型是批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。 多道程序设计:即在系统内(内存)同时存放并运行几道相互独立的程序。 多道程序设计的基础:是将运行过程进一步细化成几个小的步骤,从而实现宏观上的并行。但从微观上看,内存中的多道程序轮流地或分时地占用处理机,交替执行。 多道程序系统 ≠ 多重处理系统 ≠ 多用户 ≠ 多终端 多道是指内存中驻留多个程序或一个程序的多个程序段,因此,多用户系统一定是采用多道技术。而多道系统不一定是多用户系统。多重处理系统一般指多CPU系统。当然,一个CPU的系统采用分时技术可以为多用户服务。多用户的关键技术是在用户之间要有保密保安措施。终端指用户使用的硬件设备,即使一个终端也可为多用户使用,例如,银行的自动取款机(ATM)。 •分时与实时 分时技术:把CPU的时间分成很短的时间片(例如,几十至几百毫秒)工作。随着时间片的时间减少,对换时间所占的比例随之增大。随着用户数目的不断增加,这种矛盾会越来越突出。 实时是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理,并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。交互作用能力较差。 3、操作系统的五大功能 •作业管理:包括任务管理、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等; •文件管理:又称为信息管理; •存储管理:实质是对存储“空间”的管理,主要指对内存的管理; •设备管理:实质是对硬件设备的管理,其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收; •进程管理:又称处理机管理,实质上是对处理机执行“时间”的管理,即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。 4、表征操作系统的属性 主要有:响应比,并发性,信息的共享、保密与保护,可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性,安全可靠性,可测试性等。 第二章 用户与操作系统的接口 1、基本概念 作业(Job)是让计算机完成一件事或任务,可大可小,可多可少。 作业步(Job steps) :作业顺序执行的工作单元。 作业流(Job Stream) :作业步的控制流程。 作业类别:终端交互作业、批处理作业。 2、用户界面 三代用户界面: •第一代用户界面:操作命令和系统调用在一维空间(命令行界面); •第二代用户界面:图形界面在二维空间(图形界面); •第三代用户界面:虚拟现实在三维空间(虚拟现实的界面元素)。 3、传统的人机接口 •操作命令 联机(键盘操作命令)、脱机(作业控制语言) 用户组合自编(Shell语言):DOS Shell;UNIX ;BShell、CShell等 •系统调用(System Call) 4、作业输入输出方式 •输入输出方式:脱机、直接耦合(交互联机) •SPOOLing:联机外围同时操作,假脱机(排队转储,设备虚拟技术) 5、作业调度 •作业调度的功能: (1)采用JCB(作业控制块)表格,记录各作业状况; (2)按选定的算法,从后备作业队列中选出一部分(多道)或一个作业投入运行; (3)为被选中的作业做好运行前的准备工作。例如建立相应的执行进程和分配系统资源; (4)作业运行结束的善后处理工作。 •作业调度算法: (1)先来先服务(FCFS) 作业平均周转时间=∑(作业完成时刻i-作业提交时刻i)/n个作业 (2)最短作业优先:在作业内容参差很不均衡时有合理性 (3)“响应比”最高的优先 “响应(系数)比”:作业响应时间(等待和运行)/作业运行时间 (4)定时轮转法(按时间片):适合作业不定的情况 (5)优先数法:急事先办的原则 第三章进程及处理机管理 1、为什么要引入“进程” (1)进程调度属于低级处理机管理,即确定系统中哪个进程将获得CPU;而作业调度属于高级处理机管理,即确定系统中哪些作业将获得CPU。 (2)进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 (3)引入进程的意义是描述多道程序设计系统中程序的动态执行过程。 2、进程的定义及特征 (1)程序和进程的区别 (2)进程的五个基本特征:动态性、并发性、独立性、制约性、结构性 3、进程调度 (1)进程的三个基本状态及转换 三个基本状态是等待、执行和就绪,在一定的条件下,进程的状态将发生转换。 (2)进程调度算法 主要有先来先服务(FCFS)、时间片轮转法、多级反馈轮转法、优先数法。 (3)进程控制块(PCB)是进程存在的唯一标志,它描述了进程的动态性。 4、进程通信 (1)进程的同步与互斥 一般来说同步反映了进程之间的协作性质,往往指有几个进程共同完成一个任务时在时间次序上的某种限制,进程相互之间各自的存在及作用,通过交换信息完成通信。如接力比赛中一组队员使用接力棒等。 进程互斥体现了进程之间对资源的竞争关系,这时进程相互之间不一定清楚其它进程情况,往往指多个任务多个进程间的通讯制约,因而使用更广泛。如打篮球时双方挣抢篮板球等。 (2)临界区 并发进程中与共享资源有关的程序段定义为临界区。进入临界区的准则是:①一次只准一个进程进入临界区;②本进程结束负责通知下一进程;③进程调度,不能阻塞。 (3)原语 原语是不可中断的过程。 •加锁/开锁(LOCK/UNLOCK)原语 优点是实现互斥简单;缺点是效率很低。 •信号量(Semaphore)及PV操作 PV操作能够实现对临界区的管理要求。它由P操作原语和V操作原语组成,对信号量进行操作,具体定义如下: P(S):①将信号量S的值减1,即S=S-1; ②如果S 0,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。 V(S):①将信号量S的值加1,即S=S+1; ②如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。 信号量的数据结构为一个值和一个指针,指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意信号量的值仅能由PV操作来改变。 一般来说,信号量S 0时,S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S的值加1;若S 0,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一个等待状态的进程,使之运行下去。 •消息缓冲通信原语 高级通信原语,用于一组信息发送(Send)与读取(Read)。 5、死锁 (1)死锁的概念 死锁是两个或两个以上的进程中的每一个,都在等待其中另一个进程释放资源而被封锁,它们都无法向前推进,称这种现象为死锁现象。 产生死锁的原因是共享资源有限,多个进程对共享资源的竞争,而且操作不当。 (2)产生死锁的四个必要条件是资源互斥使用、保持和等待、非剥夺性、循环等待。 (3)解决死锁的方法 一般有死锁的预防,即破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或多个,使系统绝不会进入死锁状态;死锁的避免,即在资源动态分配的过程中使用某种办法防止系统进人死锁状态;和允许系统产生死锁,然后使用检测算法及时地发现并解除它。 安全状态、安全系列、银行家算法等 第四章 存储管理 1、存储管理使用的基本概念 •逻辑地址与物理地址 在具有地址变换机构的计算机中,允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地址有所不同。前者叫逻辑(相对)地址,后者叫物理(绝对)地址。 •重定位:将逻辑地址转换为物理地址。 •虚拟存储管理 虚存是由操作系统调度,采用内外存的交换技术,各道程序在必需使用时调入内存,不用的调出内存,这样好象内存容量不受限制。 虚存的特点: (1)虚存容量不是无限的,极端情况受内存和外存可利用的总容量限制; (2)虚存容量还受计算机总线地址结构限制; (3)速度和容量的“时空”矛盾,虛存量的“扩大”是以牺牲CPU工作时间以及内外存交换时间为代价的。 •存储管理的目的及功能 目的是方便用户,提高内存资源的利用率,实现内存共享。 功能主要有内存的分配和管理、内存的扩充技术、内存保护技术 2、分区分配存储管理 分为固定分区、可变分区、可重定位分区、多重分区。 内存“扩充”技术: •交换:由操作系统做,用户不知道。 •覆盖:由用户控制,操作系统提供覆盖机制。 内存保护技术: ---保护系统工作区和用户作业区,特别是如何防止系统区被破坏。方法有存储保护键、界限寄存器 3、请求页式存储管理 (1)页式存储管理实现原理 基于程序在运行时不需要一开始都装入内存(局部性原理),更不应该把最近较长一段时间内不用的程序装入内存。 (2)页表的作用是将逻辑页号转换为物理块号。 (3)页面淘汰算法 先进先出算法(FIFO)、循环检测法、最近最少使用页面先淘汰(LRU)、最不经常使用的页面先淘汰(LFU)、最近没有使用页面先淘汰(NUR)、最优淘汰算法(OPT)等。 (4)页式存储管理的优、缺点 优点: •虛存量大,适合多道程序运行,用户不必担心内存不够的调度操作; •内存利用率高,不常用的页面尽量不留在内存; •不要求作业连续存放,有效地解决了“碎片”问题。与分区式相比,不需移动作业;与多重分区比,无零星碎片产生。 缺点: •要处理页面中断、缺页中断处理等,系统开销较大; •有可能产生“抖动”; •地址变换机构复杂,为提高速度采用硬件实现,增加了机器成本。 4、段式、段页式存储管理 段式、页式存储管理的对比。 段页式存储管理特点: •每一段分若干页,再按页式管理,页间不要求连续; •用分段方法分配管理作业,用分页方法分配管理内存; •兼有段式和页式管理的优点,系统复杂和开销增大,一般在大型机器上才使用。 第五章文件管理 1、文件管理任务与功能 任务:把存储、检索、共享和保护文件的手段,提供给操作系统本身和用户,以达到方便用户和提高资源利用率的目的。 功能: ---分配与管理外存 ---提供合适的存储方法 ---文件共享、保护,解决命名冲突 文件组织结构:文件、文件元素、文件系统 •文件系统 = 文件管理程序(文件和目录的集合)+ 它所管理的全部文件; •文件系统是用户与外存的接口; •为用户提供统一方法(以数据记录的逻辑单位),访问存储在物理介质上的信息。 2、文件分类 (1)按文件性质与用途分:系统文件、库文件、用户文件 (2)按操作保护分:只读文件、可读可写文件、可执行文件 (3)按使用情况分:临时文件、永久文件、档案文件 (4)按用户观点分:普通文件、目录文件、特殊文件 (5)按存取的物理结构分:顺序(连续)文件、链接文件、索引文件 (6)按文件的逻辑存储结构分:有结构文件、无结构文件 (7)按文件中的数据形式分:源文件、目标文件 3、文件的逻辑结构和物理结构 •文件的逻辑结构 ---从用户观点看 ---按文件名及记录号存取文件,是一维、连续的字符序列,方便存储、检索或加工 ---文件由若干个逻辑记录组成,并加以命名或编号 •文件的物理结构 又称文件的存储结构,是指文件在外存上的存储组织形式,是与存储介质的存储性能有关; 空闲空间的管理方法主要有:空闲表法、空闲(自由)链表法、成组链接法 4、文件目录 (1)文件目录分类:一级文件目录、二级文件目录、多级文件目录 (2)文件目录的管理 •目录做成文件,文件系统便于内部统一管理,目录文件在使用时调入内存; •在操作系统中,大量采用“表格”管理。 5、文件存取控制 •解决文件保护、保密和共享 •常用的文件存取控制方法有:存取控制矩阵、用户权限表、使用口令、使用密码 6、文件系统的数据结构和表示 UNIX或Linux操作系统中文件系统的主要特点 (1)操作系统文件的目录组织是一个树形结构,从根结点到叶子称为文件的全路径名,文件可以由其全路径名唯一确定; (2)文件本身是无结构的字符流; (3)把外部设备的特殊文件和普通文件以及目录文件都统一在文件这一概念上,对于一般文件的访问、共享和保护方式也可以适用于外部设备。 第六章 输入输出设备管理 1、设备管理的任务和功能 •设备管理的任务 (1)按用户需求提出的要求接入外部设备,系统按一定算法分配和管理控制,而用户不必关心设备的实际地址和控制指令; (2)尽量提高输入输出设备的利用率,例如发挥主机与外设以及外设与外设之间的真正并行工作能力。 •设备管理的功能 (1)分配设备 (2)控制和实现真正的输入输出操作 (3)对输入输出缓冲区进行管理 (4)在一些较大系统中实现虚拟设备技术 2、外部设备分类 (1)按系统和用户分:系统设备、用户设备 (2)按输入输出传送方式分(UNIX或Linux操作系统):字符型设备、块设备 (3)按资源特点分:独享设备、共享设备、虚拟设备 (4)按设备硬件物理特性分:顺序存取设备、直接存取设备 (5)按设备使用分:物理设备、逻辑设备、伪设备 •设备I/O方式:询问、通道、中断 •I/O设备分配算法:先来先服务(FCFS)、按优先级进行分配 3、设备管理技术 (1)I/O设置缓存理由 •解决信息的到达率和离去率不一致的矛盾; •缓存起中转站的作用; •使得一次输入的信息能多次使用; •在通道或控制器内设置局部寄存器作为缓冲存储器,可暂存I/O信息,以减少中断CPU的次数。这种情形可进一步推广,使得一次读入的信息可多次重复使用。 (2)虚拟设备的技术(SPOOLing) SPOOLing,即外围设备联机并行操作,它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术,通常也叫做“假脱机技术”。是一种预输入、缓输出和转储的管理技术. SPOOLing系统的特点: •提高了I/O速度; •将独享设备改造为共享设备(典型例子是打印机的“共享”); •实现了虚拟设备功能。 4、设备处理程序编制内容 •设备驱动程序的功能 (1)将接收到的抽象要求转换为具体要求; (2)检查用户I/O请求的合法性,了解I/O设备的状态,传递有I/O关参数,设置设备的工作方式; (3)发出I/O命令,启动分配到的I/O设备,完成指定的I/O 操作; (4)及时响应由控制器或通道发来的中断请求,并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理; (5)对于设置有通道的计算机系统,驱动程序还应能够根据用户的 I/O请求,自动地构成通道程序。 •设备驱动程序的特点 (1)驱动程序主要是在请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信程序。 (2)驱动程序与I/O设备的特性紧密相关。 (3)驱动程序与I/O控制方式紧密相关。 (4)由于驱动程序与硬件紧密相关,因而其中的一部分程序用汇编语言书写,目前有很多驱动程序,其基本部分已经固化,放在ROM中。 •设备处理方式 (1)将抽象要求转换为具体要求 (2)检查I/O请求的合法性 (3)读出和检查设备的状态 (4)传送必要的参数 (5)方式的设置和I/O设备启动 难点分析 •如何理解操作系统在计算机系统中的地位? 操作系统是软件,而且是系统软件。它在计算机系统中的作用,大致可以从两方面体会:对内,操作系统管理计算机系统的各种资源,扩充硬件的功能;对外,操作系统提供良好的人机界面,方便用户使用计算机。它在整个计算机系统中具有承上启下的地位。 •系统调用与一般过程调用的区别。 系统调用在本质上是一种过程调用,但它是一种特殊的过程调用,它与一般过程调用的主要区别如下: (1)运行状态不同。一般的过程调用,其调用和被调用过程都是用户程序,它们都运行在同一系统状态下;而系统调用的调用过程是用户程序,它运行在用户态,其被调用过程是系统过程,运行在系统态。 (2)进入方式不同。一般过程调用可以直接通过过程调用语句将控制转移到被调用过程;而执行系统调用时,由于调用和被调用过程处于不同系统状态,必须通过访管中断进入。 (3)代码层次不同。一般过程调用中的被调用程序是用户级程序,而系统调用是操作系统中的代码程序,是系统级程序。 •下表给出作业l、2、3的提交时间和运行时间。采用先来先服务调度算法和短作业优先调度算法,试问平均周转时间各为多少?(时间单位:小时,以十进制进行计算。) 解:采用先来先服务调度策略,则调度顺序为l、2、3。  平均周转时间T=(8+11.6+12)/3=10.53 采用短作业优先调度策略,则调度顺序为l、3、2。  平均周转时间T=(8+8+12.6)/3=9.53 •试述文件管理系统设置打开文件、关闭文件命令的原因。 解:操作系统需要处理大量用户文件,而访问一个文件需要查询目录,有时甚至需要多次查询目录。由于文件目录与文件一起存放在辅存上,当存取文件时,必须先到辅存中读取文件目录信息,从中获得文件的存放地址,然后再去存取文件。这样一来,文件信息的存取将花费很多时间。如果将整个文件目录放入主存,虽然可以提高存取速度,但这需要占用大量主存空间,显然这也是不可取的。 实际上,在一段时间内使用的文件数总是有限的,因此只要将目录中当前要使用的那些文件的目录表目复制到内存中就可以了。这样既不占用太多的主存空间,又可显著提高查询文件目录的速度。为此,大多数操作系统中设置了两个文件操作:打开文件和关闭文件。 打开文件操作完成的功能是将文件的有关目录信息复制到主存活动文件表中,以建立用户和这个文件的联系。关闭文件操作的功能是用户宣布这个文件当前不再使用,系统将其在主存中的相应目录信息删去,因而也就切断了用户同这个文件的联系。 •有一个文件系统如图(a)所示,图中的框表示目录,圈表示普通文件。根目录常驻内存,目录文件组织成链接文件,不设文件控制块,普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件名及其磁盘地址(各占2个字节,共4个字节)。若下级文件是目录文件,指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件,指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后4个字节供拉链使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有512字节,与普通文件的一页等长。 普通文件的文件控制块组织结构如图(b)所示,其中每个磁盘地址占2个字节,前10个地址直接指示该文件前10页的地址。第11个地址指示一级索引表地址,一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件页地址;第12个地址指示二级索引表地址,二级索引表中每个地址指示一个一级索引表地址;第13个地址指示三级索引表地址,三级索引表中每个地址指示一个二级索引表地址。问: (1)一个普通文件最多可有多少个文件页? (2)若要读文件J中的某一页,最多启动磁盘多少次? (3)若要读文件W中的某一页,最少启动磁盘多少次? 答:(1)由题目中所给条件可知,磁盘块大小为512字节,每个磁盘地址占2个字节。因此,一个一级索引表可容纳256个磁盘地址。同样地,一个二级索引表可容纳256个一级索引表地址,一个三级索引表可容纳256个二级索引表地址。这样,一个普通文件最多可有页数为:10+256+256×256+256×256×256=16843018 (2)从图(a)中可以看出,目录文件A和目录文件D中的目录项都只有两个,因此这两个目录文件都不需要拉链。若要读文件J中的某一项,首先从内存的根目录中找到目录文件A的磁盘地址,将其读入内存(第1次访问磁盘)。然后再从目录A中找出目录文件D的磁盘地址,并将其读入内存(第2次访问磁盘)。从目录D中找出文件J的文件控制块地址,将文件J的文件控制块读入内存(第3次访问磁盘)。在最坏情况下,要访问页的磁盘地址需通过三级索引才能找到,这时要三次访问磁盘才能将三级索引表读入内存(第4、5、6次访问磁盘)。最后读入文件J中的相应页(第7次访问磁盘)。 由此可知,若要读文件J中的某一页,最多启动磁盘7次。 (3)从图(a)中可以看出,目录文件C和目录文件U中,目录项数目较多,若目录项数超过127(512/4-l=127),则目录文件的读入可能需要多次磁盘读(因目录文件组织成链接文件)。在最好情况下,所找的目录项都在目录文件的第一个磁盘块中。若要读文件W中的某一页,首先从内存的根目录中找到目录文件C的磁盘地址,将其读入内存(第1次访问磁盘)。在最好情况下,能从目录C的第一个磁盘块中找出目录文件互的磁盘地址,并将其读入内存(第2次访问磁盘)。从目录I中找出目录文件P的的磁盘地址,将其读入内存(第3次访问磁盘)。从目录P中找到目录文件U的磁盘地址,将其读入内存(第4次访问磁盘)。在最好情况下,能从目录U的第一个磁盘块中找出文件W的文件控制块地址,将文件W的文件控制块读入内存(第5次访问磁盘)。在最好情况下,要访问的页在前10页中,这时可直接得到该页的磁盘地址。最后读入文件W中的相应页(第6次访问磁盘)。 由此可知,若要读文件W中的某一页,最少启动磁盘6次。 •采用可变分区管理存储空间时,若主存中按地址顺序依次有五个空闲区,大小分别为15K、28K、10K、226K、110K。现有五个作业J1到J5,它们所需的主存空间依次是10K、15K、102K、26K、180K。问如果采用首次适应分配算法,能否把这五个作业按J1到J5的次序全部装入主存。使用哪种分配算法装入这五个作业,可使主存的利用率最高? 解:按首次适应分配算法,不能把这五个作业全部依次装入主存。这时J1、J2装入第1、2个空闲区,J3、J4装入第4、5个空闲区,J5有180K,无法装入仅有的10K空闲区。 能使主存利用率最高的是采用最佳适应分配算法。这时,这五个空闲块分别装入作业J2、J4、J1、J5、J3。 •某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面,每页为1KB,内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下: 请计算逻辑地址0A5C(H)所对应的绝对地址。 解:页式存储管理的逻辑地址分为两部分:页号和页内地址。由已知条件“用户编程空间共32个页面”,可知页号部分占5位;由“每页为1KB”,1K=210,可知内页地址占10位。由“内存为16KB”,可知有16块,块号为4位。 逻辑地址0A5C(H)所对应的二进制表示形式是:000 1010 0101 1100 ,根据上面的分析,下划线部分为页内地址,编码 “000 10” 为页号,表示该逻辑地址对应的页号为2。查页表,得到物理块号是4(十进制),即物理块地址为:01 00 ,拼接块内地址10 0101 1100,得01 0010 0101 1100,即125C(H)。 •某采用页式存储管理的系统,接收了一个共7页的作业,作业执行时依次访问的页为:1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7。当内存块数量为4时,请分别用先进先出(FIFO)调度算法和最近最少使用(LRU)调度算法,计算作业执行过程中会产生多少次缺页中断?写出依次产生缺页中断后应淘汰的页。(所有内存开始时都是空的,凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断。要求写出计算过程) 解:(1)采用先进先出(FIFO)调度算法,页面调度过程如下: 所以,共产生10次缺页中断,依次淘汰的页是1、2、3、4、5、6。 (2)采用最近最少使用(LRU)调度算法,页面调度过程如下: 因此,共产生8次缺页中断,依次淘汰的页是3、4、5、6。 •试述分页式存储管理系统和分段式存储管理系统的主要区别。 解:分页和分段有许多相似之处,比如两者都不要求作业连续存放。但在概念上两者完全不同,主要表现在以下几个方式: (1)页是信息的物理单位,分页是为了实现非连续分配,以便解决内存碎片问题,或者说分页是由于系统管理的需要。段是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息,分段的目的是为了更好地实现共享,满足用户的需要。 (2)页的大小固定,由系统确定,将逻辑地址划分为页号和页内地址是由机器硬件实现的。而段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序,通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分。 (3)分页的作业地址空间是一维的。分段的地址空间是二维的。 •为什么说有了通道技术和中断技术才真正做到了CPU与外设的并行操作? 解:通道是负责外围设备与主存之间进行数据交换,能单独完成输入输出操作的处理机。有了通道,主存和外围设备之间的数据交换就不要CPU干预了,CPU可以做与输入输出无关的其他工作,从而使计算机系统获得了CPU与外围设备之间并行工作的能力。 I/O中断是通道和CPU协调工作的一种手段。如果没有中断技术,CPU就要不断去查询通道以及设备执行的情况,这样一来,CPU还是把大量的时间花在了查询上,不能很好地为其他进程服务。使用中断技术,CPU可以完全不管通道和设备的执行情况,因为无论操作正常结束或操作异常结束,通道都会发出中断,通知CPU来处理。 综上所述,通道技术和中断技术的出现,使得主存可以直接与外设交换数据,而CPU得以并行地工作,大大提高了CPU的使用效率。 •某分时系统的进程出现如图所示的状态变化。 试问:(1)你认为该系统采用的是何种进程调度算法? (2)把图中所示的六个状态变化的原因写出来。 解:(1)该分时系统采用的进程调度算法是时间片轮转法。 (2)①进程被选中,变成运行态;②时间片到,运行的进程排入就绪队列尾部;③运行的进程启动打印机,等待打印;④打印工作结束,等待的进程排入就绪队列尾部;⑤等待磁盘读文件工作;⑥磁盘传输信息结束,等待的进程排入就绪队列尾部。 •怎样理解操作系统的作业调度和进程调度的关系? 解:作业调度和进程调度都属于处理机调度。作业调度是处理机管理的高级形式,它的主要功能是审查系统是否能满足用户作业的资源要求以及按照一定的算法来选取作业。进程调度是处理机管理的低级形式,它的主要功能是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。 作业的状态及其转换 操作系统中作业的状态主要有:提交、后备、执行、完成,进程的状态主要有等待、就绪、执行。作业调度和进程调度的转换关系见下图。 •用PV操作实现进程间的同步与互斥应该注意什么? 解:用PV操作实现进程间的同步与互斥,应该注意以下四方面问题: (1)对每一个共享资源都要设立信号量。互斥时对一个共享资源设立一个信号量;同步时对一个共享资源可能要设立两个或多个信号量,要视由几个进程来使用该共享变量而定。 (2)互斥时信号量的初值一般为1;同步时至少有一个信号量的初值大于等于1。 (3)PV操作一定要成对调用。互斥时在临界区前后对同一信号量作PV操作;同步时则对不同的信号量作PV操作,PV操作的位置一定要正确。 (4)对互斥和同步混合问题,PV操作可能会嵌套,一般同步的PV操作在外,互斥的PV操作在内。 三、课程练习及参考解答 一、填空 1、设备I/O方式有如下三种:_________、__________和___________。 2、文件存取方式按存取次序通常分_________________、_______________,还有一类 ______________。 3、从用户观点看,UNIX系统将文件分三类:___________________、___________________和 _________________。 4、引起死锁的四个必要条件是 、________________、 和__________________。 5、进程的三个最基本状态是_____________、____________和_____________。 6、传统操作系统提供编程人员的接口称为________________。 7、三代人机界面的发展是指:______________、_________________和_______________。 8、常用的进程调度算法有_________________、_________________和___________________。 二、选择一个正确答案的序号填入括号中 1、计算机操作系统是一个( )。 A. 应用软件 B. 硬件的扩充 C. 用户软件 D.系统软件 2、操作系统程序结构的主要特点是( )。 A. 一个程序模块 B. 分层结构 C. 层次模块化结构 D. 子程序结构 3、面向用户的组织机构属于( )。 A. 虚拟结构 B. 逻辑结构 C. 实际结构 D. 物理结构 4、操作系统中应用最多的数据结构是( )。 A. 堆栈 B. 队列 C. 表格 D. 树 5、可重定位内存分区分配目的为( )。 A. 解决碎片问题 B. 便于多作业共享内存 C. 回收空白区方便 D. 摆脱用户干预 6、逻辑地址就是( )。 A. 用户地址 B. 相对地址 C. 物理地址 D.绝对地址 7、原语是( )。 A. 一条机器指令 B. 若干条机器指令组成 C. 一条特定指令 D. 中途能打断的指令 8、索引式(随机)文件组织的一个主要优点是( )。 A. 不需要链接指针 B. 用户存取方便 C.回收实现比较简单 D.能实现物理块的动态分配 9、几年前一位芬兰大学生在Internet上公开发布了以下一种免费操作系统核心( ),经过许多人的努力,该操作系统正不断完善,并被推广。 A. Windows NT B. Linux C. UNIX D. OS2 10.文件目录的主要作用是( )。 A. 按名存取 B.提高速度 C.节省空间 D.提高外存利用率 11、某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据,此时该进程的状态是( )。 A. 从就绪变为运行 B.从运行变为就绪 C. 从运行变为阻塞 D.从阻塞变为就绪 12、把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作( )。 A.编译 B.连接 C.运行 D.重定位 13、进程和程序的一个本质区别是( )。 A.前者分时使用CPU, 后者独占CPU B.前者存储在内存,后者存储在外存 C.前者在一个文件中,后者在多个文件中 D.前者为动态的,后者为静态的 三、是非题,正确的在括号内划√,错的划×。 ( )1、进程间的相互制约关系体现为进程的互斥和同步。 ( )2、只有一个终端的计算机无法安装多用户操作系统。 ( )3、UNIX的最大特点是分时多用户、多任务和倒树型文件结构。 ( )4、常用的缓冲技术有双缓冲,环形缓冲和缓冲池。 ( )5、实时操作系统的响应系数最小,设备利用率最差。 ( )6、死锁是指两个或多个进程都处于互相等待状态而无法继续工作。 ( )7、具有多道功能的操作系统一定是多用户操作系统。 ( )8、一般的分时操作系统无法做实时控制用。 ( )9、多用户操作系统在单一硬件终端硬件支持下仍然可以工作。 ( )10、常用的缓冲技术是解决慢速设备与快速CPU处理之间协调工作。 四、回答题 1、试以生产者——消费者问题说明进程同步问题的实质。 2、以一台打印机为例,简述SPOOLing 技术的优点。 3、简述请求页式存储管理的优缺点。 4、虚拟存储器的基本特征是什么?虚拟存储器的容量主要受到什么限制? 5、现代操作系统与传统操作系统相比,设计中采用了哪些先进技术? 练习参考解答 一、填空 1、询问、中断、通道 2、顺序存取、直接存取、按键索引 3、普通(用户)、目录、特殊 4、互斥使用、保持和等待、非剥夺性、循环等待 5、准备(就绪)、执行、等待 6、系统调用 7、一维命令行、二维图形界面、三维虚拟现实 8、先来先服务、优先数法、轮转法 二、选择题 1、D 2、C 3、B 4、C 5、A 6、B 7、B 8、D 9、B 10、A 11、C 12、D 13、D 三、是非题 有错误的是第2、5、7题,其余均是正确的。 四、回答题 1、答:一个生产者,一个消费者和一个产品之间关系是典型的进程同步问题。设信号量S为仓库内产品,P-V操作配对进行缺一不可。生产者进程将产品放入仓库后通知消费者可用;消费者进程在得知仓库有产品时取走,然后告诉生产者可继续生产。 2、答:以一台打印机为例, SPOOLing 技术的主要优点是在多用户情况下,每一个用户使用打印机就好像自己拥有一台打印机。不会产生打印机“忙”而等待。 3、答:优点: (1)虛存量大,适合多道程序运行,用户不必担心内存不够的调度操作。动态页式管理提供了内存与外存统一管理的虚存实现方式。 (2)内存利用率高,不常用的页面尽量不留在内存。 (3)不要求作业连续存放,有效地解决了“碎片”问题。与分区式比,不需移动作业;与多重分区比,无零星碎片产生。UNIX操作系统较早采用。 缺点: (1)要处理页面中断、缺页中断处理等,系统开销较大。 (2)有可能产生“抖动”。 (3)地址变换机构复杂,为提高速度采用硬件实现,增加了机器成本。 4、答:虚存是由操作系统调度,采用内外存的交换技术,各道程序在必需使用时调入内存,不用的调出内存,这祥好像内存容量不受限制。但要注意: (1)虚存容量不是无限的,极端情况受内存、外存的可使用的总容量限制; (2)虚存容量还受计算机总线长度的地址结构限制; (3)速度和容量的“时空”矛盾,虛存量的“扩大”是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。 5、答:现代操作系统是指网络操作系统和分布式操作系统,采用了网络地址方案、网络协议、路由技术和微内核等先进技术。

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