操作系统操作系统复习考试重点.doc

操作系统复习考试重点1.什么是操作系统？计算机系统中配置操作系统的主要目标是什么？答(p1)：操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。配置操作系统的主要目标可归结为：(1) 方便用户使用(2) 扩大机器功能(3) 管理系统资源(4) 提高系统效率(5) 构筑开放环境。2.试叙述系统调用的实现原理。答（p28）系统调用的实现有以下几点：编写系统调用处理程序 设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参数的个数 陷入处理机制，需开辟现场保护，以保存发生系统调用时的处理器现场。3.试叙述系统调用与过程调用的主要区别。答（p29）调用形式不同 被调用代码的位置不同 提供方式不同 调用的实现不同11.试述API，库函数与系统调用之间的关系。答：在程序设计语言中，往往提供与各种系统调用对应的库函数，一个库函数就是一种API，它介于应用程序和操作系统之间，应用于程序通过对应库函数来使用系统调用。4.试比较批处理操作系统与分时操作系统之间的不同点。答：（1），目标不同（2）适应作业的性质不同（3）作业的控制方式不同5.试比较实时操作系统与分时操作系统的不同点答：（1）及时性 实时操作系统要求比较短。（2）可靠性 实时操作系统可靠性比分时更加严格（3）多路性 分时：多个用户。实时：对多路的现场信息进行采集，对多个对象执行机构进行控制6，什么是操作系统的内核。答：内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程，并执行的基本功能和基本操作的一组程序模块。第二章7，什么是PSW？其主要作用是什么？答：PSW是程序状态字，作用是用来区分不同处理器状态，控制指令的执行顺序，并保留和执行与运行程序有关的各种信息，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。8，.什么是进程？计算机操作系统中为什么引入进程？（教材113教材114页）进程的定义：进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。引入进程的原因：一是刻画系统的动态性，发挥系统的并发性，提高资源利用率。二是解决共享性，正确描述程序的执行状态。9，何谓进程控制块PCB？它包含哪些基本信息。答：PCB是进程存在的唯一标识，是操作系统用来记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构，是进程状态特征的一种汇集，也是操作系统掌握进程的唯一资料，结构和管理进程的主要依据10. 什么是进程的上下文？简述其主要内容。（教材120页）操作系统中把进程物理实体和支持进程运行的环境合称为进程上下文（1）用户级上下文:由用户进程的程序块、用户数据块（含共享数据块）和用户堆栈组成的进程地址空间。（2）系统级上下文。包括进程控制块、内存管理信息、进程环境块，以及系统堆栈等组成的进程地址空间。（3）寄存器上下文。由程序状态字寄存器、各类控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用户栈指针等组成。11，什么是模式切换？它与进程切换之间的差别。模式切换：当发生中断或系统调用时，暂停正在运行的进程把处理器状态从用户态切换到核心态，执行操作系统服务程序。区别：（1）：进程切换是进程之间的切换，因此，需要对进程上下文信息进行全部切换，模式只是在进程的用户态和核心态之间的切换，因此主要进行寄存器上下文之间的切换。（2）:进程切换与进程状态密切相关，模式切换不一定改变进程状态。（3）：模式切换开销小，速度快。11，试述多线程环境中进程和线程的定义？答：（1）：进程：进程是操作系统中进行除处理器以外的资源分配和保护的基本单位，他有一个独立的虚拟地址空间，用来容纳进程映像。并以进程为单位对各程资源实施保护。（2）线程：线程是进程中能够并发执行的实体，是进程的组成部分，也是处理器调度和分派的基本单位。允许进程包含多个可并发执行的线程，这些线程共享进程所获得的主存空间和资源，可以完成每一项任务而协同工作。12：处理器的调度层次。（1）：高级调度：用于决定把外存中处于后备队列中的作业调入内存并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列中，准备执行。（2）：低级调度：这又称为进程调度。它决定就绪队列中哪些进程将获得处理机，然后分派程序执行处理机分配给该进程操作。（3）：中级调度：主要目的是为了提高内存的利用率和系统的吞吐量。使暂时不能运行的进程不在占用宝贵的内存，而将他们调到外存上去等待。当内存又空间时，又在外存上的具有运行条件的就绪进程重新调入内存。13：试作业，进程，线程和程序之间的关系。（1）：作业与进程之间的关系：作业是任务实体，进程是完成任务执行实体，没有作业任务，进程就无事可做；没有进程，作业任务无法完成。作业的概念更多的用于批处理操作系统中。（2）：进程和线程之间的关系：程序打开运行时演变成进程，进程由线程组成，进程本身不能执行，他只是一个资源的集合体，拥有地址空间，模块内存，线程是真正的执行者，一个进程如果没有线程就没有存在意义（3）：程序与进程：程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义。是一个静态的概念，而进程是程序在处理上和上一次执行过程中，它是一个动态概念。14：解释并发性和并行性。并发性是指一组进程在时间上是重叠的，并行性指两个或两个以上的活动或事件在同一时刻发生，并行性使得多个程序同一时刻可以再不同的CPU上执行。15：试说明进程的互斥和同步两个概念之间的异同。进程的互斥是解决进程间竞争关系（间接制约关系）的手段。进程互斥是指若干个进程要使用同一资源时，任何时刻最多允许一个进程去使用，其它要使用该资源的进程必须等待，直到占有资源的进程释放该资源。进程的同步是解决进程间协作关系（直接制约关系）的手段。进程同步指两个以上进程基于某个条件来协调它们的活动。一个进程的执行依赖于另一个协作进程的消息或信号，当一个进程没有得到来自于另一个进程的消息或信号时则需等待，直到消息或信号到达才被唤醒。16：什么是临界区和临界资源？对临界区管理的基本原则是什么？临界区并发进程中与共享变量有关的程序段。临界资源共享变量代表的资源。临界区管理的基本原则：（1）一次至多一个进程能够在它的临界区内；（2）不能让一个进程无限地留在它的临界区内；（3）不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界区。特别，进入临界区的任一进程不能妨碍正等待进入的其它进程的进展；17：试比较管程与进程的不同点（教材237页）。（1）管程是由局部于自己的若干公共变量及其说明和所有访问这些公共变量的过程所组成的软件模块；进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。（2）管程可以作为程序设计语言的一个成分，采用管程作为同步机制便于用高级语言来书写程序，也便于程序正确性验证。有相对固定的代码编写模式；进程则可以采用中级语言（C语言）也可以采用高级语言实现，其代码编写模式相对自由。（3）管程提供了一种互斥机制，进程可以互斥地调用这些过程；进程可以并发地执行，进程的并发性能改进资源利用率提高系统效率。（4）管程把分散在各个进程中互斥地访问公共变量的那些临界区集中了起来，提供对他们的保护；进程既是系统中资源分配和保护的基本单位，也是系统调度的独立单位。（5）管程是一段管理临界区资源的代码，而进程则有生命周期。:18：什么是管道？如何通过管道机制实现进程间通信？（教材254页）管道（pipeline）是连接读写进程的一个特殊文件，允许进程按先进先出传送数据，也能使进程同步执行操作。发送进程视管道文件为输出文件，以字符流形式把大量数据送入管道；接收进程将管道文件视为输入文件，从管道中接收数据，所以，也叫管道通信。管道中的消息是无界的，它存于外存。此外，还需要一定的机制协调读写进程。19：叙述产生死锁的必要条件。（1）互斥条件（mutual exclusion）：进程应互斥使用资源，任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若另一个进程请求一个已被占用的资源时，它被置成等待状态，直到占用者释放资源。（2）占有和等待条件（mutual exclusion）：进程应互斥使用资源，任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若另一个进程请求一个已经被占用的资源时，它被置成等待状态，直到占用者释放资源。（3）不剥夺条件（no preemption）：任一进程不能从另一进程那里抢夺资源，即已被占用的资源，只能由占用进程自己来释放。（4）循环等待条件（circular wait）：存在一个循环等待链，其中，每一个进程分别等待它前一个进程所持有的资源，造成永远等待。20：何谓银行家算法？叙述其基本原理。答：银行家算法是资源分配时的保守算法，系统掌握资源动态申请和使用情况，每次资源申请时用某种分配算法测试安全性，以避免死锁发生。银行家算法进行计算时必须知道要管理的全部资源信息，包括多少种资源，每种资源的数量，当前有多少个进程，每个进程需要资源的最大数量，要求每个进程获取最大的资源后应该有限时间内释放所有所占的资源。每次资源分配时，新的状态要求必须时安全的，也就是能够找到一个安全序列使所有的进程能获取其申请的最大资源数量，这是此次分配是可行的，如果不能找到一个安全序列则拒绝此次分配。这就是银行家算法的基本原理。21：试述请求分页虚拟存储管理的实现原理。答：分页式虚拟存储系统是将作业信息的副本存放在磁盘中，当作业被调度投入运行时，不把作业的程序和数据全部装入主存，而仅装入立即使用的页面，在执行过程中访问到不在主存的页面时（比如产生缺页中断）再把它们动态装入 。采用扩充页表的内容，增加驻留标志位和页面辅存的地址等信息，实现页面是否在内存。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）