操作系统基础概念与页面异常处理

"操作系统20151试题，包含选择题、简答题，涉及操作系统基础知识，如进程状态转换、并发进程、死锁预防、内存管理、磁盘调度、虚拟内存等概念。" **选择题解析：** 1. 进程状态转换中，不可能的是 D. 阻塞->运行。因为进程从阻塞状态变为运行状态，必须由外部事件（如等待的资源就绪）唤醒，而不是直接转换。 2. 并发进程中访问相同变量的程序段称为 A. 临界区，它是并发控制的关键区域。 3. 进程和程序的区别在于 D. 前者为动态的，后者为静态的。进程是程序的执行实例，具有生命周期。 4. 产生Belady异象的页面淘汰算法是 A. 先进先出（FIFO）。Belady异象是指在某些情况下，增加分配给进程的物理页数反而可能导致更多的页面替换。 5. 破坏“环路条件”的方法是 B. 资源有序分配法。这种方法防止了资源分配图中出现环路，从而避免死锁。 6. 动态重定位在 D. 执行过程 中进行，允许程序在内存中移动。 7. 位示图需要的字数为 B. 128。每个盘区需要1位表示，共10个柱面×20个磁道×16个盘区=3200个盘区，3200/16=200，但题目要求用字长16位的字，所以需要200/16=12.5，向上取整得128个字。 8. 缺页中断后，应让进程执行 B. 被中断的那一条 指令，恢复执行被打断的操作。 9. 实现虚拟内存的目的是 B. 逻辑上扩充主存，使得程序可以使用超过实际物理内存大小的地址空间。 10. 批处理系统为了提高吞吐率，应优先选择 B. 运算量大的作业 运行，以充分利用系统资源。 **简答题可能的答案框架：** 1. 文件系统中常见的目录结构包括：单级目录、两级目录、多级目录和哈希目录。单级目录简单但查找效率低；两级目录解决了查找问题，但不够灵活；多级目录更灵活，便于管理大量文件；哈希目录利用哈希函数快速定位，但需要解决哈希冲突。 2. 虚拟机制下的页面异常处理基本流程：发生缺页中断 -> 操作系统暂停进程 -> 决定是否替换 -> 选择替换页 -> 更新页表和内存 -> 重新执行缺页指令。 3. 进程与线程的比较：调度性，线程比进程更轻量级，调度更快；并发性，线程间切换代价小；资源拥有，线程共享进程资源，而进程拥有独立资源；系统开销，线程创建销毁开销小，但同步和通信复杂。 4. 磁盘调度策略包括：FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描）、C-SCAN（循环扫描）、LOOK（查找）等。FCFS简单但可能导致长IO请求等待；SSTF减少平均寻道时间，但可能导致饥饿；SCAN和C-SCAN保证每个磁道被服务，但可能引发颠簸现象。 5. 文件系统的分层组织结构通常包括：文件分配层、目录管理层、物理存储层。文件分配层处理文件的数据存储；目录管理层实现文件的命名和查找；物理存储层关注磁盘I/O操作。 **三、（10分）页式虚拟存储系统中的问题未给出，可能需要补充完整题目后再解答。**