操作系统简答题与大题精选.docx

操作系统简答题与大题精选.docx

《操作系统简答题与大题精选.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统简答题与大题精选.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

操作系统简答题与大题精选

一、填空题

（1）操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，能对各类作业进行调度，以及是方便用户的程序的集合。

（2）系统吞吐量是指系统在单位时间内所完成的总工作量；作业的周转时间是指从作业进入系统开始，直至其完成并退出系统为止所经历的时间。

（3）进程又称为任务，是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是一个活动实体。

（4）处理机在多道程序环境下，处理机的分配和运行都是以进程为基本单位。

（6）进程被创建后，最初处于初始状态，经过进程调度程序选中后，进入等待状态状态。

（7）在固定分区存储管理中，可以采用静态重定位的方式把作业装入所分配到的分区中去。

（8）在页式存储管理中，程序的逻辑地址空间被划分成若干大小相等的页，主存的绝对地址空间被划分成与页大小相同的块。

（9）段式存储管理是将作业分成多个有独立的逻辑意义的段，而主存的分配同可变分区管理。

（10）逻辑文件可以有两种形式，一种是流式文件，另一种是记录式文件。

（11）常用的文件在磁盘上的组织方式有：

顺序结构，链接结构和索引结构三种。

（12）用户每要求写一个逻辑记录时，操作系统就把这些记录信息存放在主存储器的缓冲区 内，然后再一次写到磁盘上。

（13）二级目录结构是为每个用户设置一张目录表，称用户文件目录，再用一张总的目录来登记各个用户的文件目录表存放地址，这张总的目录表称主文件目录。

（14）从使用的角度来分析外围设备的特性，可以把外围设备分成两类，一类是独占设备，另一类是共享设备。

（15）我们把主存储器与外围设备之间的信息传送操作叫做输入/输出操作。

（16）通道是由中央处理器执行启动I/O指令后启动的。

（17）对成批进入输入井的作业，根据系统运行并行的道数和一定的规则，以转入井中选取若干作业让它们进入主存，使它们有机会去获得处理器运行，这项工作称作业调度。

（18）操作系统中的作业管理主要实现作业调度和作业控制功能。

（19）一个高级语言编写的用户作业，在计算机上运行的时候一般要分成3个作业步，第一是编译，第二是进行连接，第三是运行后产生作业执行结果。

（20）进程的互斥是指当有若干个进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程去使用，其他要使用该资源的进程必须等待，直到占用资源者释放了该资源。

（21）进程的同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒。

（22）目前常用的高级通信方式有信箱通信、消息缓冲通信和管道通信。

（23）利用P、V操作管理相关临界区时，必须成对出现，在进入临界区之前要调用P操作，在完成临界区操作后要调用V操作。

（24）在多线程操作系统中，线程与进程的根本区别在于进程作为资源分配单位，而线程是调度和执行单位。

（25）产生死锁的原因可以归结为两点：

竞争资源和进程推进顺序不当。

（26）当发现有进程死锁时，便应立即把它们从死锁状态中解脱出来，常采用的两种方法是剥夺资源和撤消进程。

1.进程特征：

结构特征，动态性，并发性，独立性，异步性。

2.同步机制遵循的准则：

空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待

2、简答题

1.何谓脱机I/O和联机I/O?

a.脱机输入输出方式（Off-LineI/O）是为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间，这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一段落，CPU需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是脱机输出技术.

b.若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.

2.OS具有哪几大特征?

它的最基本特征是什么?

a.并发（Concurrence）,共享（Sharing）,虚拟（Virtual）,异步性（Asynchronism）.

b.其中最基本特征是并发和共享.

3.试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.

a.分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者.

b.实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.

c.实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.

4.OS的作用可表现为哪几个方面?

a.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b.OS作为计算机系统资源的管理者；c.OS作为扩充机器.

5.设备管理有哪些主要功能?

其主要任务是什么?

a.主要功能:

缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等.

b.主要任务:

完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设备；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备.

6.在操作系统中为什么要引入进程概念?

它会产生什么样的影响?

为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念.影响:

使程序的并发执行得以实行.

6.试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?

a.动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.

b.并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征.引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的.

c.独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行.

7.试说明PCB的作用?

为什么说PCB是进程存在的唯一标志?

a.PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构.PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息.因而它的作用是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基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程.b.在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志.

8.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.

a.处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.

b.当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞

状态.

9.在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么?

a.操作系统发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat（）；

b.申请空白PCB；

c.为新进程分配资源；

d.初始化进程控制块；

e.将新进程插入就绪队列.

10.试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销几个方面，对进程和线程进行比较.

a.在引入线程的OS中，把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；

b.在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性；

c.进程始终是拥有资源的一个独立单位，线程自己不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；

d.在创建，撤消和切换进程方面，进程的开销远远大于线程的开销.

11.在撤消一个进程时，需完成的主要工作是什么?

a.OS调用进程终止原语；

b.根据被终止进程的标志符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态；

c.若被终止进程正处于执行状态，应立即中止该进程的执行，并设置调度标志为真；

d.若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程予以终止；e.将该进程所拥有的全部资源，或者归还

给其父进程，或者归还给系统；

f.将被终止进程（它的PCB）从所在队列（或链表）中移出，等待其它程序来搜集信息.

12.试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么?

a.请求系统服务；b.启动某种操作；c.新数据尚未到达；d.无新工作可做.

13.为什么进程在进入临界区之前，应先执行"进入区"代码，在退出临界区后又执行"退出区"代码?

为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为"进入区"代码；在退出临界区后，必须执行"退出区"代码，用于恢复未被访问标志.

14.同步机构应遵循哪些基本准则?

为什么?

a.空闲让进.b.忙则等待.c.有限等待.d.让权等待.

14..什么是挂起？

为什么引入挂起？

具有挂起状态的进程状态及转换原因

答：

　挂起进程在操作系统中可以定义为暂时被淘汰出内存的进程，机器的资源是有限的，在资源不足的情况下，操作系统对在内存中的程序进行合理的安排，其中有的进程被暂时调离出内存，当条件允许的时候，会被操作系统再次调回内存，重新进入等待被执行的状态即就绪态，系统在超过一定的时间没有任何动作

15.进程的什么是用户级线程和内核级线程?

并对它们进行比较.

a.内核级线程是依赖于内核的，它存在于用户进程和系统进程中，它们的创建，撤消和切换都由内核实现；

---用户级线程仅存在于用户级中，它们的创建，撤消和切换不利用系统调用来实现，因而与内核无关，

内核并不知道用户级线程的存在.

b.内核级线程的调度和切换与进程十分相似，调度方式采用抢占式和非抢占式，调度算法采用时间轮转法和优先权算法等，当由线程调度选中一个线程后，再将处理器分配给它；而用户级线程通常发生在一个应用程序的诸线程之间，无需终端进入OS内核，切换规则也较简单，因而，用户级线程的切换速度较快.

---用户级线程调用系统调用和调度另一个进程执行时，内核把它们看作是整个进程的行为，内核级线程调用是以线程为单位，内核把系统调用看作是该线程的行为.

---对于用户级线程调用，进程的执行速度随着所含线程数目的增加而降低，对于内核级线程则相反.

15.高级调度与低级调度的主要任务是什么?

为什么要引入中级调度?

a.作业调度又称宏观调度或高级调度，其主要任务是按一定的原则对外存上处于后备状态的作业进行选择，给选中的作业分配内存，输入输出设备等必要的资源，并建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利.

b.进程调度又称微观调度或低级调度，其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程，将处理机分配给它.

c.为了提高内存利用率和系统吞吐量，引入了中级调度.

16.何谓死锁?

产生死锁的原因和必要条件是什么?

a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进;b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；

c.必要条件是:

互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件.

17.请详细说明可通过哪些途径预防死锁?

a.摈弃"请求和保持"条件,就是如果系统有足够的资源，便一次性地把进程所需的所有资源分配给它；

b.摈弃"不剥夺"条件，就是已经保持了资源的进程，当它提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持的所有资源，待以后需要时再重新申请；

c.摈弃"环路等待"条件，就是将所有资源按类型排序标号，所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出.

18.何为动态和静态优先级，确定静态优先级的依据是什么？

1静态优先级是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变，一般的优先权是利用某一范围内的一个整数来便是的。

动态优先级是指在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。

依据：

a.进程类型。

通常，系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。

b.进程对资源的需求。

如进程的估计执行时间及内存需要量的多少，对这些要求的进程应赋予较高的优先权。

C.用户要求。

这是由用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。

19.在动态分区分配方式中，应如何将各空闲分区链接成空闲分区链?

应在每个分区的起始地址部分，设置一些用于控制分区分配的信息，以及用于链接各分区的前向指针；在分区尾部则设置一后向指针，通过前，后向指针将所有的分区链接成一个双向链.

20.在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换?

首先，必须配置一段表寄存器，在其中存放段表始址和段长TL.进行地址变换时，先利用段号S，与段长TL进行比较，若S=TL,表示段号太大，访问越界，产生越界中断信号）于是利用段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段表中的位置，从中求出该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再用块号b和页内地址构成物理地址.

21.操作系统的作用

操作系统的作用：

作为用户和计算机硬件之间的接口，作为计算机系统资源的管理者，作为扩充机器。

操作系统属于系统软件，是扩展硬件功能、提供软件运行环境的一类重要的系统软件。

22.什么是操作系统？

操作系统：

是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的首次扩展，是计算机系统中的一个系统软件，它是一组程序模块的集合。

这组程序模块控制和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户使用计算机提供方便。

23.什么是进程，进程的执行状态？

进程：

是指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程，是系统进行资源分配和运行调度的独立单位。

进程的执行状态：

也称运行态，进程已获得CPU,正在CPU上执行它的程序。

24.什么是进程控制？

进程控制是系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤销进程以及完成进程各状态间的转换，从而达到多进程高效率并发执行及资源共享的目的。

25.什么是进程互斥同步？

进程互斥：

不允许两个及以上进程同时对临界资源操作为互斥。

进程的互斥关系源于资源共享。

某进程未获得合作进程发来消息（同步条件）之前，先要等待（同步点），等消息到达后方可继续执行，这种通过在执行时序上的某种限制而达到彼此间的相互合作的制约关系为同步，同步源于进程间的合作。

进程同步：

进程的同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒。

名词解释：

临界资源：

在同一时刻，只能有一个进程对其访问的资源。

临界区：

在每个进程中，访问临界资源的一段代码。

进程：

一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。

线程：

减少程序在并发执行时所付出的时间和空间开销。

PCB：

记录用于描述进程情况及控制进程运行的全部信息。

29.进程与线程的区别

（1）  地址空间和其他资源（如打开文件）：

进程间相互独立，同一进程的各线程间共享－－某进程内的线程在其他进程不可见

（2）  通信：

进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信－－需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性

（3）   调度和切换：

线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。

30.简述进程的几种状态和引起状态转换的典型原因，以及相关的操作原语。

进程的基本状态有：

新、就绪，阻塞，执行、挂起和终止六种。

新到就绪：

交换，创建原语

就绪到执行：

进程调度

执行到阻塞：

I/O请求，阻塞原语

阻塞到就绪：

I/O完成，唤醒原语

执行到就绪：

时间片完

阻塞到挂起：

挂起原语

挂起到就绪：

唤醒原语

执行到终止：

进程执行完毕。

31.在生产者—消费者问题中，能否将生产者进程的wait（empty）和wait（mutex）语句互换，为什么？

不能。

因为这样可能导致系统死锁。

当系统中没有空缓冲时，生产者进程的wait（mutex）操作获取了缓冲队列的控制权，而wait（empty）导致生产者进程阻塞，这时消费者进程也无法执行。

32.作业调度和进程调度的区别。

作业调度是宏观调度，他所选择的作业只是具有获得处理机的资格，但尚未占有处理机，不能立即在其上实际运行。

进程调度是微观调度，动态的把处理机实际的分配给所选则的进程，使之真正活动起来。

另外进程调度相当频繁，而作业调度执行的次数一般很少。

33.为实现请求分页存储管理，请求分页系统中的每个页表项应含有哪些内容?

并说明每个数据项的作用。

答：

页号：

状态位：

指出该页是否已调入内存；物理块号：

若页在内存，指出该页在内存的物理块号；外存地址：

若页在外存，指出该页在外存上的地址，供调入该页时使用访问字段：

用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法选择换出页面时参考；修改位：

表示该页在调入内存后是否被修改过。

若为1表明修改过，淘汰时必须写回辅存，否则不需写回.

34..简述处理机三级调度分别完成什么工作？

b.列举引起进程调度的时机c.分析下述问题应由哪一级调度程序负责。

在可获得处理机时，应将它分成哪个就绪进程；在繁重的负载下，应将哪个进程暂时挂起

A高级调度：

即作业调度，用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为他们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。

低级调度：

即进程调度，它决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。

中级调度：

实际上就是储存器管理中的对换功能B1.正在执行进程执行完毕或因发生某事件而不能在继续执行2.执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行3.在进程通信或同步进程中执行了某种原语操作C.进程调度，中级调度。

35.动态分区式管理的常用内存分配算法有哪几种？

并比较他们各自的优缺点

1.首次适应算法，从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法目的在于减少查找时间。

为适应这种算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。

该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高地址空间保留大的空闲区。

缺点：

增加查找可用空闲分区开销；地址不断划分，只是留下很多难以利用的、很小的空闲分区2.循环首次适应算法，该算法是首次适应算法的变种。

在分配内存空间时，不再每次从表头（链首）开始查找，而是从上次找到空闲区的下一个空闲开始查找，直到找到第一个能满足要求的的空闲区为止，并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。

该算法能使内存中的空闲区分布得较均匀。

特点：

减少查找开销，空闲分布的更均匀，但会缺乏大的空闲分区3..最佳适应算法，它从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。

为适应此算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按从小到大进行排序，自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配。

该算法保留大的空闲区，但造成许多小的空闲区。

缺点：

划分后剩余的空闲区最小

36.分页和分段的主要区别：

分页是将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的部分，每一部分称作页面。

分断是一种逻辑信息的集合，即一个作业中相对独立的部分。

区别：

页是信息的物理单位，断是信息的逻辑单位；页的大小固定由系统决定，断的长度不固定由用户程序决定；分页地址空间是一维的，分断是二维的。

分断更容易实现共享，因为断是一组有一定意义的信息集合，且由于能实现分断的动态链接。

37.什么叫物理地址?

什么叫逻辑地址？

什么叫地址映射？

地址映射分那几类？

答：

物理地址是内存中各存储单元的编号，即存储单元的真实地址，他是可识别。

可寻址并实际存在的。

用户程序经过编译或汇编形成的目标代码，通常用相对地址形式，其首地址为零，其余指令中的地址都是相对首地址而定。

这个相对地址就称为逻辑地址。

为保证CPU执行程序指令时能正确访问储存单元，需要将用户程序中的逻辑地址转换成运行时可由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射或地址重定位。

地址映射分为两类：

A静态地址映射在程序执行之前进行重定位，在程序装入内存时一次性完成指令中的地址修改。

B动态地址映射装入主存的程序仍然保持原来的逻辑地址，由逻辑地址到物理地址的转换在程序真正执行时进行。

38..试叙段页式存储管理的基本思想。

答：

段页式存储管理的基本思想是：

1.用页式方法来分配和管理内存空间，即把内存划分为若干大小页面相等的页面；

2.用段式方法对用户程序按照其内在的逻辑关系划分成若干段；

3.再按照划分内存页面的大小，把每一段划分成若干大小相等的页面；

4.用户程序的逻辑地址由三部分组成：

短号，页号，页内地址；

5.内存是以页为底本单位分配给每个用户程序的，在逻辑上相邻的页面内存不一定相邻。

39.解决生产者消费者问题算法中，若将P（empty）和P（mutex）的次序互换，或者将P（full）和P（mutex）的次序互换，可能产生死锁，请问在什么情况下会产生死锁？

答：

解决生产者—消费者问题的算法中，若将P（empty）和p（mutex）的次序互换，在缓冲区慢的情况下（empty=0,full=0）,若生产者先提出申请，获得对缓冲区的访问权，但申请不到空缓冲块,在empty处阻塞，这个时候若再来消费者进程，申请不到对缓冲区的访问权，在mutex处阻塞，这时会产生死锁。

将p（full）和p（mutex）的次序互换，在缓冲区空的情况下（empty=n,full=0）,若消费者先提出申请，获得对缓冲区的访问权，但申请不到满缓冲块，在FULL处阻塞，这个时候若再来生产者进程申请不到对缓冲区的访问权，在MUTEX处阻塞，这时会产生死锁。

40.简述处理机三级调度分别完成什么工作？

答：

高级调度:

即作业调度，用于决定把外村上处于后备队列中的那些作业调入内存，并、为他们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程排在就需队列上，准备执行。

41.．什么是虚拟存储器？

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哪两个方面的限制？

答：

虚拟存储器是指仅吧作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统，具体的说，是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。

特征：

⑴离散分配。

即不必占用连续的内存空间。

⑵部分装入，即每个作业不是全部一次性的装入内存而是只装入一部分。

⑶多次对换，即所需的全部程序和数据要分成多次调入内存⑷虚拟扩充，即不是物理上而是逻辑上扩充了内存容量。

虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外村的容量的限制。

42.为实现请求分页存储管理，请求分页系统中的每个页表项应含有那些内容

答：

页号：

状态位：

指出该页是否已调入内存。

物理块号：

若页在内存，指出该页在内存的物理块号。

1.一个分页存储管理系统中，页面大小为4K，系统中的地址占24位，给定页面边表，计算逻辑地址（页号为3，业内地址为100）的物理地址

页号

块号