《计算机操作系统》考试题库(名词解释+简答).pdf

名词解释操作系统:是配置在计算机硬件上的第一次软件，是对硬件系统的首次扩充。并行与并发：并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。并发性是指两个或多个事件在同一事件间隔内发生。程序的顺序执行：单道系统中，程序是顺序执行的，即程序在执行时，必须按照某种先后次序进行，仅当前一操作执行完后，才能执行其后续操作。因此在某一时刻，系统的各个部分中只有一部分在工作。程序的并发执行：在第一个程序输入后；对第一个程序计算；同时对第二个程序输入；从而使第一个程序的计算操作与第二个程序的输入操作并发执行。进程与线程：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动活动。线程是比进程更小的能独立运行基本单位。线程能比进程更好地提高程序的并发执行程度，充分发挥多处理机的优越性。管程：代表共享资源的数据结构以及由对该共享数据结构实施操作的一组过程所组成的资源管理程序共同构成了一个操作系统的资源管理模块，我们称之为管程。信号量：信号量也叫信号灯，一般是由两成员组成的数据结构，是一个确定的二元组。原语：就是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一定过程。临界资源与临界区：临界资源是系统中某些资源一次只能被一个进程使用。每个进程中访问临界资源的那段代码成为临界区。静态优先级与动态优先级：在创建进程的时候，且在进程的运行期间保持不变称为静态优先级。动态优先级是指在在创建进程之处，先赋予其一个优先级，然后其值随进程的推进或等待时间增加而改变，以便获得更好的调度性能。作业：用户在一次计算过程中或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称。作业控制块：为了管理个调度作业，在多道批处理系统中，为每个作业设置了一个作业控制块JCB，它是作业系统中存在的标志。其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。快表/页表/段表：块表：为了提高地址变换速度，可在地址变换机构中增设一个具有并行查寻能力的特殊高速缓冲寄存器，称为快表。页表：在分页系统中，允许将进程的各个页离散地存储在内存的任一物理块中，为保证进程仍然能够正确地运行，既能在内存中找到每个页面所对应的物理块，系统又为每个进程建立了一张页面映像表，简称页表。段表：在系统中，类似于分页系统，需为每个进程建立一张映射表，简称为段表。内碎片/外碎片：内碎片：就是已经被分配出去却不能被利用的内存空间。外碎片：经过一段时间的分配回收后，内存中存在很多很小的空闲块。它们每一个都很小，不足以满足分配要求；但其总和满足分配要求。抖动：当给进程分配的内存小于所要求的工作集时，由于内存外存之间交换频繁，访问外存时间和输入/输出处理时间大大增加，反而造成 CPU 因等待数据空转，使得整个系统性能大大下降，这就造成了系统抖动。缺页中断：每当用户程序要访问的页面尚未调入内存时，便产生一缺页中断，以请求将所缺页调入内存。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称为紧凑。动态重定位：地址变换过程是在程序执行期间，随着对每条指令或数据的访问自动进行，故称为动态重定位。对换：把内存中暂时不能运行的进程或暂时不用的程序和数据调出到外存上，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调入内存。文件：是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件。简答题1 设计现代 OS的主要目标是什么？1 有效性：提高资源利用率；提高系统吞吐量。2 方便性：使计算机系统使用起来更方便。3 可扩充性：能够不断适应发展的要求。4 开放性：使来自不同厂家的计算机和设备能够有效地协同工作，实现应用的可移植性和互操作性。2 OS 的作用可表现在哪几个方面？1 OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口：用户在OS的帮助下能够方便、快捷、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。2OS作为计算机系统资源的管理者：在一个计算机系统中，通常高含有多种硬件和软件资源。分为处理机、存储器、I/O 设备以及文件。相应的，OS的主要功能也正是对这四类资源进行有效管理。3 OS 实现了对计算机资源的抽象：不仅增强了系统的功能，还隐藏了对硬件操作的具体细节，实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象模型。4 OS 有那几大特征？最基本的特征是什么？1 并发：并行与并发；引入进程2 共享：互斥共享方式；同时访问方式3 虚拟：时分复用技术；空分复用技术4 异步5 简述多道、分时、实时各特点？多道：1 多道性：内存中同时驻留多道作业。2 无序性：多个作业完成的先后顺序与进驻内存的顺序无严格对应关系。3 调度性：作业调度；进程调度。分时：1 多路性：一台主机连接多个终端。2 独立性：各用户互不干扰。3 及时性：用户的请求在规定时间内获得响应 4 交互性：可进行人机对话实时：1 快速的响应时间：对外部事件的响应要十分及时迅速。2 有限的交互能力：它能提供人机交互方式，但用户只能访问系统中某些特定的专用服务程序。3 高可靠性：实时系统则要求系统高度可靠。6 简述操作系统的五大功能？1 处理机管理功能：进程控制；进程同步；进程通信；调度。2 存储器管理功能：内存分配；内存保护；地址映射；内存扩充。3 设备管理功能：缓冲管理；设备分配；设备处理。4 文件管理功能：文件存储空间的管理；目录管理；文件的读/写管理和保护。5 操作系统与用户之间的接口：用户接口；程序接口。6 现代操作系统的新功能：系统安全；网络的功能和服务；支持多媒体。7 多道程序的概念及其特征？概念：允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。特征：1 多道性：内存中同时驻留多道作业。2 无序性：多个作业完成的先后顺序与进驻内存的顺序无严格对应关系。3 调度性：作业调度；进程调度。8 简述进程同步与互斥的区别与联系？同步：指系统中多个进程中发生的时间存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。互斥：由于各进程要求共享资源，而有些资源需要互斥使用，因两个进程由于不能同时使用同一临界资源，只能在一个进程使用完了，另一进程才能使用，这种现象称为进程间的互斥。同步的主要特征是：一个进程在某一点上等待另一进程提供信息，两进程之间存在直接制约关系，其表现形式为进程进程。互斥的主要特征是争用资源，两进程间存在间接制约关系，其表现形式是进程资源进程。9 简述进程使用互斥区的原则？1 空闲让进：当无进程在互斥区时，任何有权使用互斥区的进程可进入。2 忙则等待：不允许两个以上的进程同时进入互斥区。3 有限等待：任何进入互斥区的要求应在有限的时间内得到满足。4 让权等待：处于等待状态的进程应放弃占用CPU，以使其他进程有机会得到 CPU 的使用权。5 前提：任何进程无权停止其它进程的运行，进程之间相对运行速度无硬性规定。6 进程互斥的解决有两种做法：由竞争各方平等协商；引入进程管理者，由管理者来协调竞争各方对互斥资源的使用。10 简述进程控制块PCB的作用？1 作为独立运行基本单位的标志。2 能实现间断性运行方式。3 提供进程管理所需要的信息。4 提供进程调度所需要的信息。5 实现与其它进程的同步与通信。11 简述进程的特征？1 动态性：进程的实质是进程实体的执行过程，动态性就是进程的最基本的特征。2 并发性：是指多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行。3 独立性：未建立 PCB的程序都不能作为一个独立的单位参与运行。4 异步性：按各自独立的、不可预知的速度向前推进。12 简述引起进程阻塞和唤醒的事件有那几类？1 向系统请求共享资源失败。2 等待某种操作的完成。3 新数据尚未达到。4 等待新任务的到达。13 简述进程三种基本状态的转换过程？处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后便可执行，相应地，其状态就由就绪状态转变为执行态；正在执行的进程如果因分配给它的时间片已完而被剥夺处理机暂停执行时，其状态便由执行转为就绪；如果因发生某种事件，致使当前进程的执行受阻，使之无法继续执行，则该进程的状态由执行转变为阻塞。14 在抢占方式中，抢占的原则是什么？1 优先权原则：指允许优先级高的新到进程抢占当前进程的处理机。2 短进程优先原则：指允许新到的短进程可以抢占当前长进程的处理机。3 时间片原则：即各进程按时间片轮转运时，当正在执行的进程的一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。15 简述多级反馈队列调度算法的实现过程？1 设置多个就绪队列：在系统中设置多个就绪队列，并为每个队列赋予不同的优先级。2 每个队列都采用FCFS算法。当新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾。按FCFS原则等待调度。3 按队列优先级调度。调度程序首先调度最高优先级队列中的诸进程运行。仅当第一队列空闲时才调度第二队列中的进程运行。16 线程与进程的区别？先说概念再说区别。概念：线程具有许多传统进程所具有的特征，所以又称为轻型进程。相应地把传统进程称为重型进程。传统进程相当于只有一个线程的任务。通常一个进程都拥有若干个线程。至少也有一个线程。区别：1 调度:进程是作为独立调度和分派的基本单位，因为进程时能独立运行的基本单位。2 并发性：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。3 拥有资源：进程可以拥有资源，并作为系统中拥有资源的一个基本单位。4 独立性：在同一进程中的不同线程之间的独立性要比不同进程之间的独立性低得多。5 系统开销：在创建或撤消进程时，OS所付出的开销明显大于线程创建或撤消时的开销。进程切换的代价也远高于线程切换。由于一个进程中的多个线程具有相同的地址空间，在同步和通信的实现方面线程也比进程容易。6 支持多处理系统：进程只能运行在一个处理机上，多线程进程可以将多个线程分配到多个处理机上。17 简述死锁的概念及产生的四个必要条件？概念：如果一组进程中的每一个进程都在等待仅由该组进程中的其它进程才能引发的事件。那么该组进程时死锁的。必要条件：1 互斥条件：进程对所分配到的资源进行排它使用，即在一段时间内，某资源只能被一个进程占用。2 请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。3 不可抢占条件：进程已获得的资源在未使用完之前不能被抢占，只能在进程使用完时由自己释放。4 循环等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程一资源的循环链。18 简述存储器的分级层次结构？从高到低：CPU寄存器（寄存器）;主存（高速缓存、主存储器、磁盘缓存）;辅存（固定磁盘、可移动存储介质）按具体功能分：寄存器、高速缓存、主储存器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质。19 简述程序运行的局部性原理？论点：1 程序运行时，除了少部分的转移和过程调用指令外，在大多数情况下的顺序执行的。2 过程调用将会使程序的执行轨迹由一部分区域转至到另一部分区域。3 程序中存在许多循环结构，这些结构虽然只由少数指令构成，但是它们将被多次执行。4 程序中还包括许多对数据结构的处理，如对数组进行操作，这些处理往往都局限于很小的范围内。局限性又表现在下述两个方面：1 时间局限性：如果程序中的某条指令被执行，则不久以后该指令可能再次执行；如果某数据被访问过，则不久以后数据可能再次被访问。2 空间局限性：一旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问，即程序在一段时间内所访问的地址可能集中在一定范围内，其典型情况便是程序的顺序执行。20 缺页中断和一般中断的区别？1 在指令执行期间产生和处理中断信号。通常 CPU都是在一条指令执行完成后，才检查是否有中断请求到达。若有，便去响应，否则继续执行下一条指令。然而，缺页中断是在指令执行期间，若发现所要访问的指令或数据不在内存时，便立即产生和处理缺页中断信号，以便能及时将所缺之页调入内存。2 一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。系统中的硬件机构应能保存多次中断时的状态，并保证最后能返回到中断前产生缺页中断的指令处继续执行。21 虚拟存储器基本原理和技术特征？基本原理：指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。特征：1 多次性：多次性是对相对于传统存储器管理方式的一次性而言的，是指一个作业中的程序和数据无需再作业运行时一次性地全部装入内存，而是允许被分成多次调入内存运行，即只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存即可开始运行。2 对换性：对换性是相对于传统存储器管理方式的常驻而言，是指一个作业中的程序和数据，无须在3 虚拟性：是指能够从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于实际容量。22 访问内存的有效时间分为几种情况？1 被访问页在内存中，且其对应的页表项在块表中。2 被访问页在内存中，且其对应的页表不在块表中。3 被访问页不在内存中。23 简述 I/O 系统的层次结构和模型？1 用户层 I/O 结构。2 设备独立性软件。3 设备驱动程序。4 中断处理程序。24 简述 FAT技术?微软公司早，中期推出的操作系统一直都是采用的FAT技术。即利用文件分配表 FAT来记录每个文件中所有盘快之间的链接。在 FAT中引入了“卷”的概念，支持将一个物理磁盘分为四个逻辑磁盘，每个逻辑磁盘就是一个卷，也就是说每个卷都是一个能够被单独格式化和使用的逻辑单元，供文件系统分配空间时使用。一个卷中包含了文件系统信息，一组文件以及空闲空间。每个卷都专门划出一个单独区域来存放自己的目录和FAT表，以及自己的逻辑驱动器字母。通常对仅有一个硬盘的计算机，最多可将其硬盘分为“c”“d”“e”“f”四个卷。需要指出的是，在现代OS中，一个物理磁盘可以划分为多个卷，一个卷也可以由多个物理磁盘组成。25 简述外存的组织方式？1 连续组织方式2 链接组织方式3 索引组织方式26 简述磁盘高速缓存的作用？