《计算机操作系统》简答题复习

第一章 操作系统概述

**1.**简述操作系统的目标

方便性、有效性、可扩充性、开放性

**2.**简述操作系统的作用

（1）作为用户与计算机硬件系统的接口

（2）计算机系统资源管理员

（3）实现对计算机资源的抽象

**3.**推动操作系统发展的主要动力有哪些？

（1）提高计算机资源利用率

（2）方便用户

（3）器具的更新迭代

（4）计算机体系结构的不断发展

（5）新的应用需求

**4.**什么是单道批处理系统？什么是多道批处理系统？试比较单道批处理系统和多道批系统的优缺点。

单道批处理系统：内存中仅有一道程序

多道批处理系统：内存中可以同时有多道程序

单道批处理系统的优点：缓解了一定程度的人机速度矛盾，资源利用率和系统吞吐量有所提高

单道批处理系统的缺点：不能充分的利用系统资源，现很少使用

多道批处理系统的优点：资源利用率高、系统吞吐量大

多道批处理系统的缺点：平均周转时间长，无交互能力

**5.**操作系统的基本特征有哪些？请解释每个特征

并发：宏观上在一段时间内能同时运行多个程序

共享：系统中的资源可以被多个并发进程共同使用

虚拟：把一个物理实体转换为多个逻辑实体

异步：指进程不是一次性执行完毕，而是走走停停，以不可知的速度向前推进

**6.**简述操作系统的主要功能

进程管理、内存管理、文件管理、设备管理

第二章 进程的描述与控制

**7.**什么是前趋图？什么是资源分配图？

前驱图：有向无循环图，描述进程之间执行的先后顺序

资源分配图：用圆圈代表一个进程，用方框代表一类资源，请求边是从进程指向资源，分配边是从资源指向进程

**8.****什么是程序顺序执行？什么是程序并发执行？程序顺序执行时的特征有哪些？程序并发执行时的特征有哪些？ **

程序顺序执行：按照顺序进行执行

特征：顺序性、封闭性、可再现性

程序并发执行：宏观上在一段时间内能同时执行多个程序

特征：间断性、失去封闭性、不可再现性

**9.**什么是进程？什么是线程？什么是管程？什么是进程实体？进程的特征有哪些？

进程：一个具有一定独立功能的程序在一个数据集上的一次动态执行的过程，是资源分配的基本单位

进程实体：由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成

进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性

线程：程序执行中一个单一的顺序控制流程，是独立调度的基本单位

管程：一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据

**10.**进程有哪5个基本状态？

创建、就绪、执行、堵塞、终止

**11,**进程控制块的作用是什么？进程控制块中包含哪些信息？

进程控制块（PCB）的作用：使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据）成为一个能独立运行的单位，一个能与其他进程并发执行的进程

进程控制块包含的信息：进程标识符、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息

**12,**简述程序和进程的异同

（1）程序是静态的，进程是动态的

（2）程序是没有进程控制块的，进程是有进程控制块的

（3）程序常保存在外存，进程常位于内存

**13,**什么是进程控制？什么是进程同步？什么是进程通信？

进程控制：实现进程状态的转换

进程同步：管理进程的执行顺序，实现进程并发执行

进程通信：进程之间的信息交换

**14.**进程同步应遵循哪些准则？请逐一解释每个准则。

（1）间接相互制约关系

（2）直接相互制约关系

**15.**什么是P操作？什么是V操作？

（1）P操作表示申请一个资源

wait(S){
    while(S<=0)；
    S--；
}

（2）V操作表示释放一个资源

signal(S){
    S++；
}

**16.**线程和进程之间的关系是什么？为什么要在有进程的操作系统中引入线程？试比较线程和进程之间的异同。

关系：包含关系，线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻量级进程。

为什么要引入线程：由于进程是资源的拥有者，所以在创建、撤销、切换操作中需要较大的时空开销，限制了并发程度的进一步提高。为减少进程切换的开销，把进程作为资源分配单位和调度单位这两个属性分开处理，即进程还是作为资源分配的基本单位，但是不作为调度的基本单位，把调度执行与切换的责任交给“线程”。这样做的好处不但可以提高系统的并发度，还能适应新的对称多处理机环境的运行，充分发挥其性能。

线程和进程之间的异同：

（1）拥有资源：进程是资源分配的基本单位，但是线程不拥有资源，线程可以访问隶属进程的资源。

（2）调度：线程是独立调度的基本单位，在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换，从一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时，会引起进程切换。

（3）系统开销：进程之间切换会有较大的开销，而线程之间切换的开销小。

（4）通信方面：线程间可以通过直接读写同一进程中的数据进行通信，但是进程通信需要借助 IPC。

**17.**线程包含哪些状态？

就绪、执行、堵塞

第三章 处理机调度与死锁

**18.**什么是高级调度？什么是中级调度？什么是低级调度？

高级调度：按照某种规则，从后备队列中选择合适的作业将其调入内存，并为其创建进程

中级调度：按照某种规则，从挂起队列中选择合适的进程将其数据调回内存

低级调度：按照某种规则，从就绪队列中选择一个进程为其分配处理机

**19,**什么是作业周转时间？什么是作业平均周转时间？作业周转时间包含哪几部分？什么是作业带权周转时间？什么是作业平均带权周转时间？

作业周转时间：作业完成时间-作业提交时间

作业平均周转时间：各作业周转时间之和/作业数

作业周转时间包含：作业在外存后配队列上等待调度的时间、进程在就绪队列上等待进程调度的时间、进程在CPU上执行的时间、进程等待I/O操作完成的时间

作业带权周转时间：作业周转时间/作业实际运行时间

作业平均带权周转时间：各作业带权周转时间之和/作业数

**20.**什么是作业控制块？作业控制块包含哪些内容？作业运行时有哪些状态？

作业控制块（JCB）：作业在系统中存在的标志

作业控制块包含：作业标识、用户标识、用户账号、作业类型

作业运行时的状态：后备状态、运行状态、完成状态

**21.**进程调度的任务是什么？

（1）保存处理机的现场信息

（2）按某种算法选取进程

（3）把处理器分配给进程

**22.**什么是死锁？死锁产生的原因有哪些？死锁产生的必要条件有哪些？

死锁：多个进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将永远无法继续执行

死锁产生的原因：（1）竞争不可抢占性的资源（2）竞争可消耗资源

（3）进程推进顺序不当

死锁产生的必要条件：互斥条件、请求和保持条件、不可抢占条件、循环等待条件

第四章 存储器管理

**23.**什么是程序的装入？程序的装入方式有哪些？

程序的装入：由装入程序将装入模块装入内存运行

程序的装入方式：绝对装入方式、可重定向装入方式（静态重定位）、动态运行时的装入方式（动态重定位）

**24.**什么是程序的链接？程序的链接方式有哪些？

程序的链接：由链接程序将编译后形成的一组目标模块，以及所需库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块

程序的链接方式：静态链接方式、装入时动态链接、运行时动态链接

**25.**什么是作业的连续内存分配？什么是作业的离散内存分配？什么是虚拟存储器？常见的连续内存分配方式有哪些？常见的离散内存分配方式有哪些？常见的虚拟存储器方式有哪些？

连续内存分配：为用户进程分配的必须是一个连续的内存空间

离散内存分配：为用户进程分配的可以是一些分散的内存空间

虚拟存储器：从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统

常见的连续内存分配方式：单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配、动态可重定向分区分配

常见的离散内存分配方式：分页存储管理方式、分段存储管理方式、段页式存储管理方式

常见的虚拟存储器方式：请求分页存储管理、请求分段存储管理、请求段页式存储管理

**26.**什么是固定分区分配？什么是动态分区分配？

固定分区分配：把内存分为大小相等或不等的固定分区，在每个分区中只装入一道程序

动态分区分配：根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间

**27.**什么是伙伴系统？

无论已分配分区或空闲分区，其大小均为2的K次幂

**28.**什么是紧凑？紧凑能解决什么问题？紧凑的优缺点是什么？

紧凑:通过移动内存中作业的位置，把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法

紧凑能解决外部碎片问题

**29.**什么是对换？对换的类型有哪些？

对换：把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据换出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据换入内存

对换的类型：整体对换、页面（分段）对换

**30.**什么是页表？什么是页表寄存器？什么是快表（联想寄存器）？什么是段表？，什么是段表寄存器？什么是请求页表？什么是请求段表？页表、段表、请求页表、请求段表的结构是怎样的？什么是页面？什么是物理块？什么是逻辑段？什么是多级页表？试比较分页存储管理方式与分段存储管理方式的异同。

页表：实现从页号到物理块号的映射关系

页表寄存器：存放页表地址和页表长度

快表:一种特殊的高速缓存寄存器，用来存放当前访问的页表项

段表：实现从逻辑段到物理内存的映射关系

请求页表：在请求分页式管理中所需的主要数据结构

请求段表：在请求分段式管理中所需的主要数据结构

段表寄存器：存放段表始址和段表长度

多级页表：将外层页表再进行分页，将各分页离散的装入到内存物理块中。

页面：分页存储管理将进程的逻辑地址空间分成若干个页

物理块：分页存储管理把内存的物理地址空间分为若干个块

逻辑段：程序设计中的数据分段

分页与分段的异同：

同：两者都是采用离散分配方式，且都是通过地址映射机构实现地址变换。

异：（1）页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位。

（2）页的大小固定且由系统决定，段的长度却不固定且决定于用户编写的程序。

（3）分页的用户程序地址空间是一维的，分段的用户程序地址空间是二维的。

**31.**试画出分页存储管理方式的地址变换机构。

**32.**试画出分段存储管理方式的地址变换机构。

**33.**试画出段页式存储管理方式的地址变换机构。

第五章 虚拟存储器

**34.**什么是程序的局部性原理？虚拟存储器的特征有哪些？

程序的局部性原理：指程序在执行时呈现出局部性规律

虚拟存储器的特征：多次性、对换性、虚拟性

**35.**什么是抖动？什么是工作集？

抖动：在请求分页存储管理中，从主存中刚刚换出某一页面后，根据请求马上又换入该页，这种反复换出换入的现象

工作集：在某段时间间隔里，进程实际所要访问页面的集合

第六章 输入输出系统

36. I/0****系统的是基本功能有哪些？

（1）隐藏物理设备的细节

（2）与设备的无关系

（3）提高处理机和I/O设备的利用率

（4）对I/O设备进行控制

（5）确保对设备的正确共享

（6）错误处理

37. I/0****系统的层次结构是怎样的？

（1）用户层的I/O软件

（2）设备独立性软件

（3）设备驱动程序

（4）中断处理程序

**38.**设备控制器的基本功能。

（1）接受和识别命令

（2）数据交换

（3）标识和报告设备的状态

（4）地址识别

（5）数据缓冲区

（6）差错控制

**39.****什么是DMA?什么是I/0通道？ **

DMA：直接存储器访问

I/0通道：一种特殊的处理机

第七章 文件管理

**40.**什么是文件？什么是记录？什么是文件的“打开”和“关闭”操作？

文件：具有文件名的若干相关元素的集合

记录：一组相关数据项的集合，描述一个对象在某方面的属性

文件的“打开”操作：用户和指定文件之间建立起的一个连接（系统将指定文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表中的一个表目中，并将该表目的编号返回给用户）

文件的“关闭”操作：断开连接，OS将会把文件从打开文件表中的表目上删除掉

**41.**什么是文件目录？什么是文件控制块？

文件目录：一种数据结构，用来标识系统中的文件及其物理地址

文件控制块（FCB）：为文件设置的用于描述和控制文件的数据结构

第八章 磁盘存储器管理

**42.**常用的外存组织方式有哪些？

（1）连续组织方式

（2）链接组织方式

（3）索引组织方式

**43.**什么是内存碎片？什么是外存碎片？

内存碎片：分配给某进程的内存区域中，有些部分没有用上

外存碎片：指内存中的某些空闲分区由于太小难以利用