期末考试必备题型
1.计算机系统的资源可分为哪几类？试举例说明
答：计算机系统资源分为硬件资源和软件资源两大类，
硬件资源：包括中央处理器（CPU）、存储器（主存储器和各种辅助存储器）和各种输入、输出设备；
软件资源：包括各种程序、数据、程序库和共享文件等
2.现代操作系统具有哪些基本特征？请简单叙述之
答:操作系统的基本特征如下：
1、并发性:是指在某一时间间隔内计算机系统中运行着多个程序。宏观上看,这些程序是同时向前推进的；从微观上看,这些并发执行的程序交替地在这个cpu上运行。程序并发性体现在两个方面:用户程序与用户程序之间的并发执行和用户程序与操作系统程序之间的并发。
2、共享性:是指多个用户或程序共享系统的软、硬件资源，共享一般分为两种方式:互斥共享和同时共享。
3、异步性:也称随机性，操作系统的运行是在一个随机的环境中,一个设备可能在任何时间向处理机发出中断清求,系统无法知道运行着的程序会在什么时候做什么事情。或者说进程是以异步方式进行的，直接后果是程序执行结果可能不唯一。程序的运行时间。运行顺序也具有不确定性。
4、虚拟性:是指通过技术将一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。操作系统向用户提供了比直接使用裸机简单方便的高级服务,从而隐藏了对硬件操作的复杂性,相当于在原来的物理计算机上覆盖了-至多层系统软件,将其改造成一台功能更强大且易于使用的扩展机或虚拟机。
其中最基本的特征是并发性。
3. 进程的三种基本状态是什么？它们各自具有什么特点？
答;三种基本状态:运行态、就绪态、阻塞态
1、运行态:进程占有处理机资源,正在其上运行处于此状态的进程数目小于等于处理机的数目。
2、就绪态:进程已获得除处理机以外的其他所有资源,等待分配处理机资源，只要分到处理机就可以执行。
3、阻塞态:又称为等待态或睡眠态，指进程等待I/O操作或进程同步等条件,在条件满足之前,即使把处理机分配给该进程,进程也无法运行。
4.进程由阻塞状态转换为就绪状态和由就绪状态转换为运行状态,各是什么原因引起的？
答:阻塞→就绪：当所等待的事件发生,处于阻寒状态的进程就转化为就绪态。
就绪→运行：需要选择一个新进程运行时,操作系统选择一个就绪状态的进程,这是处理机的工作。
5.何谓死锁?产生死锁的原因有哪些?
答:死锁:若系统中存在一组并发进程(两个或多个进程)。它们中的每一个进程都占用了某种资源，而又都在等待该组进程中另一些进程所占用的资源，从而使该组进程都停止往前推进而陷入永久的等待状态。（或者：如果一个进程集合中的每个进程都在等待，只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面称为死锁）
产生原因:
1、进程推进的顺序不合理
2、系统资源不足
6.处理机调度分为哪几种类型?简述各类调度的主要任务。
答:处理机调度分为:高级调度、中级调度、低级调度
1、高级调度:根据一定的算法,以输入的一批后备作业队列中选出若干作业,分配必要的资源,如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输入、输出进程）,最后把它们的程序和数据调入内存、等待进程调度程序对其进行调度，并在作业完成后做善后处理工作。
2、中级调度:在内存使用情况紧张时将一些暂时不能运行的进程从内存对换到外存上等待,使进程处于挂起状态。当以后内存中有足够的空闲空间时、再将合适的进程重新换入内存、等待进程调度
3、低级调度: 根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的某个进程(或内核级线程).
7.进程调度中的“可抢占”和“非抢占”两种方式中,哪种方式系统的开销更大?为什么?
答:可抢占式会引起系统的开销更大。因为可抢占式调度是严格保证任何时刻、让具有最高优先数(权)的进程占有处理机运行,增加了处理机调度的时机、引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间开销增大。
8.分区存储管理中常用的策略有哪几种？各自的特点是什么？
答：1、 单一连续分配方式
单一连续分配方式将内存空间分为系统区和用户区。内存中永远只有一道程序。无需内存保护。适用于单用户、单任务的操作系统。
优点：实现简单、无外部碎片，可以采用覆盖基础进行扩充内存。
缺点：不适用于内存中同时有多道程序的现代操作系统，有内部碎片且存储器的利用率较低。
2、 固定分区的分配方式
1）分区大小相等
2）分区大小不相等
优点：便于内存分配和管理
缺点：程序较大时，无法放入任何一个分区时，该程序不能运行；主存利用率低，会出现内部碎片，但没有外部碎片。
3、 动态分区分配方式
优点：用户程序装入内存时，根据进程所需要的大小动态建立分区，使得分区大小刚好符合进行需要。
缺点：在一开始，动态分区的分配效果是好的，但是随着内存进程的需要和时间的推移，内存中会产生许多外部碎片。
9.什么是虚拟储存器？其特点是什么？
答：虚拟存储器是一种存储管理技术，利用存储管理中逻辑地址空间和物理地址空间的关系，将计算机的内存和辅存结合起来，用以完成用小的内存实现在大的虚拟空间中，程序的运行工作。
虚拟存储器具有四个基本特征：离散性、多次性、对换性和虚拟性，其中离散性是其最基本的特征
1、离散性，装入虚拟存储器的进程都是离散存放的，这是虚拟存储器的基础。
2、 多次性，多次性是指一个作业被分成多次调入内存运行。作业在运行时，只将当前运行的那部分程序和数据装入内存，以后再陆续从外存将需要的部分调入内存。
3、 对换性，对换性是指允许在作业运行过程中换进换出。允许将暂时不用的程序和数据从内存调至外存的对换区，以后需要时再从外存调入到内存。
4、 虚拟性，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的内存容量。
10.在请求分页虚拟存储管理中，进程的页框数和该进程执行时的缺页终端次数有必然关系吗？
答：一般情况下，页框数越多，缺页中断次数越少，FIFO算法可能会有异常。
不一定，还取决于内核结构与运行状态，缺页中断次数与页面大小有关。
11.什么是设备控制器？其主要功能有哪些？由几部分组成？
答：设备控制器是和计算机系统直接联系的电子部件，控制一个或多个I/O设备，实现I/O设备与计算机之间的数据交换。
功能：1、接收和识别CPU或通道发来的命令
2、数据交换
3、发现和记录设备及自身的状态信息
4、设备地址识别
5、数据缓存
6、差错控制
组成：1、设备控制器与处理机的接口
2、设备控制器与设备的接口
3、I/O逻辑
12.设备管理中引入缓冲技术的目的是什么？
答：（1）改善CPU与外围设备间速度不匹配的矛盾
（2）减少对 CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制
（3）提高CPU和I/O设备的并行性
13.什么是文件的逻辑结构？它有几种组织方式？
答：文件的逻辑结构是用户可见结构。逻辑文件从结构上分成二种形式：一种是无结构的流式文件，指对文件内信息不再划分单位，是由一组相关信息组成的有序字符流。一种是有结构的记录式文件， 是用户把文件内的信息按逻辑上独立的含义划分信息单位，每个单位称为一个逻辑记录（简称记录）。
14.根据文件的物理结构，可将文件分为几类？分别是什么？
答：
3种，分别是顺序文件、链接文件、索引文件
1、顺序文件：将文件中逻辑上连续的信息存放到存储介质的相邻物理块上形成顺序结构，叫做顺序文件。
2、链接文件：使用指针来表示文件中各条记录之间的关系。
3、索引文件：是实现非连续存储的另一种方法，适用于数据纪录保持在磁盘上的文件。索引文件占有不连续的存储块，这些块的块号记录于一个索引列表
常规考试题型补充
1. 从资源管理的角度说明操作系统的主要功能
答：进程管理 ( 或处理器管理 ), 存储管理 , 文件管理 , 作业管理和设备管理
2. 什么是操作系统？
答：用来控制和管理计算机系统资源，方便用户使用的程序和数据结构的集合。
3.为什么说批处理多道系统能极大地提高计算机系统的工作效率？
答：① 多道作业并行工作，减少了处理器的空闲时间。
② 作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业，充分利用计算机系统的资源。
③ 作业执行过程中不再访问低速设备，而直接访问高速的磁盘设备，缩短执行时间。
④ 作业成批输入，减少了从操作到作业的交接时间。
4.进程有哪几种基本状态 试描绘出进程状态转换图 .
答：进程有运行态 , 就绪态和阻塞态三种基本状态 .
三种基本状态的转换图如图 1 所示 , 图中数字 1 的含义是 : 进程被调度进程选中 , 数字 2 的含义是 : 时
间片用完 , 数字 3 的含义是 : 等待某事件发生 , 数字 4 的含义是 : 等待的事件已发生 .
5.什么是临界区 进程进入临界区的调度原则是什么
答 : 在每个进程中访问临界资源的那段程序叫临界区 .
进程进入临界区的调度原则是 :
①如果有若干进程要求进入空闲的临界区 , 一次仅允许一个进程进入 .
②任何时候 , 处于临界区内的进程不可多于一个 . 如已有进程进入自己的临界区 , 则
25/40 其它所有试图进入临界区的进程必须等待 .
③进入临界区的进程要在有限时间内退出 , 以便其它进程能及时进入自己的临界区 .
④如果进程不能进入自己的临界区 , 则应让出 CPU, 避免进程出现 ” 忙等 ” 现象 .
6.一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业
答： 1) 优先接纳终端作业 , 仅当终端作业数小于系统可以允许同时工作的作业数时 , 可以调度批处理
作业 .
2) 允许终端作业和批处理作业混合同时执行 .
3) 把终端作业的就绪进程排成一个就绪队列 , 把批处理作业的就绪进程排入另外的就绪队列中 .
4) 有终端作业进程就绪时 , 优先让其按 ” 时间片轮转 ” 法先运行 . 没有终端作业时再按确定算法选批
处理作业就绪进程运行 .
7.处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？
答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进程，挂入就绪队
列。执行完后，回收资源。
进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用 CPU 。
交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的非执行进程交换
到外存交换区。
8.试比较进程调度与作业调度的不同点 .
答： (1) 作业调度是宏观调度 , 它决定了哪一个作业能进入主存 . 进程调度是微观调度 , 它决定各作业
中的哪一个进程占有中央处理机 . ( 或 ) 作业调度是高级调度 , 它位于操作系统的作业管理层次 . 进
程调度是低级调度 , 它位于操作系统分层结构的最内层 .
(2) 作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存 . 进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机 .
9.进程与程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系，试写出两者的区别。
答：两者的主要区别有：
（ 1 ） 进程是动态，程序是静态的；
（ 2 ） 进程是独立运行的单位，程序不能作为运行单位；
（ 3 ） 各进程间在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序由于是静态的，所以不存在异步特
征。
10. 简述死锁的防止与死锁的避免的区别 .
答：死锁的防止是系统预先确定一些资源分配策略 , 进程按规定申请资源 , 系统按预先规定的策略进
行分配 , 从而防止死锁的发生 .
而死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配 , 仅当能确保系统安全时才把资源分配给
进程 , 使系统一直处于安全状态之中 , 从而避免死锁 .
11.试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因 .
答：资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源 , 仅在系统为之分配了所需
的全部资源后 , 该进程才开始执行 . 这样 , 进程在执行过程中不再申请资源 , 从而破坏了死锁的四个
必要条件之一 ” 占有并等待条件 “, 从而防止死锁的发生 .
12.计算机系统中产生死锁的根本原因是什么 一般解决死锁的方法有哪三种
答 : 计算机系统中产生死锁的根本原因是 : 资源有限且操作不当 .
一般解决死锁的方法有 : 死锁的预防 , 死锁的避免 , 死锁的检测与恢复等三种 .
12.什么是死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？
死锁：当某进程提出资源申请后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态，在无外力作用下，
永远不能再继续前进。
产生死锁的必要条件：互斥条件：某段时间内某资源只能由一个进程使用。不剥夺条件：资源在未
使用完前，不能被剥夺，由使用进程释放。部分分配（请求和保持）：进程因请求资源而阻塞时，
对已分配给它的资源保持不放。环路条件：发生死锁时，有向图必构成一环路。
13.进程调度中 ” 可抢占 ” 和 ” 非抢占 ” 两种方式 , 哪一种系统的开销更大 ? 为什么
答：可抢占式会引起系统的开销更大 .
可抢占式调度是严格保证任何时刻 , 让具有最高优先数 ( 权 ) 的进程占有处理机运行 , 因此增加了处
理机调度的时机 , 引起为退出处理机的进程保留现场 , 为占有处理机的进程恢复现场等时间 ( 和空间 )
开销增大 .
14.存储管理的主要功能是什么
答 : 存储管理的主要功能包括 :(1) 主存空间的分配和回收 ;(2) 将用户的逻辑地址转换成主存的物理
27/40 地址 , 完成重定位 ;(3) 主存空间的共享和保护 ;(4) 使用 ” 虚拟存储器 “, 扩充主存空间 .
15.试述分区管理方案的优缺点 .
答：优点 : 算法较简单 , 实现较容易 , 内存开销较少 , 存储保护措施简单 . 缺点 : 内存使用不充分 , 存在
较严重的碎片问题 .
16.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方面的限制 ?
答 : 虚拟存储器的基本特征是 :
①虚拟扩充 , 即不是物理上而是逻辑上扩充了内存容量 ;
②部分装入 , 即每个作业不是全部一次性地装入内存 , 而是只装入一部分 ;
③离散分配 , 即不必占用连续的内存空间 , 而是 ” 见缝插针 “;
④多次对换 , 即所需的全部程序和数据要分成多次调入内存 .
虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量的限制 .
17.什么是虚拟存储器，它有什么特点？
答：虚拟存储器是一种存储管理技术，用以完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作。
它是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。但是虚拟存储器的容量并不是无限的，它由计算机
的地址结构长度所确定，另外虚存容量的扩大是以牺牲 CPU 工作时间以及内、外存交换时间为代价
的。
18.什么是动态重定位？如何实现？
动态重定位是指在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问，自动的、连续的进行映射。具体
实现过程为：当某个进程取得 CPU 控制权时， OS 应负责把该作业程序在主存中的起始地址送入重定
位寄存器中之后，每次访问存储器时，重定位寄存区的内容将被自动加到逻辑地址中区，经这样变
换后，执行结果是正确的。
19.试简述页式存储管理的优缺点。
答：优点：有效地解决了碎片问题；缺点：程序的最后一页会有浪费空间的现象并且不能应用在分
段编写的、非连续存放的大型程序中。
20.影响缺页中断率的因素有哪些？
28/40 答： 4 个因素，分别是：
（ 1 ） 分配给程序的主存块数；（ 2 ） 页面的大小；（ 3 ） 程序编制方法；（ 4 ） 页面调度算法。
21.什么是快表？它在地址转换中起什么作用？
快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，
或者段号和段起始地址。
加入快表后 , 在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在
主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率很高，有效地提高了
地址转换的速度。
22.主存空间信息保护有哪些措施？
① 程序执行时访问属于自己主存区域的信息，允许它既可读，又可写；
② 对共享区域中的信息只可读，不可修改；
③ 对非共享区域或非自己的主存区域中的信息既不可读，也不可写。
23.操作系统为用户提供哪些接口？
答：操作系统为用户提供两种类型的使用接口：
一是操作员级的，它为用户提供控制作业执行的途径；二是程序员级的，它为用户程序提供服务功
能。
24.系统调用的执行过程分可分为哪几步？
答：系统调用的执行过程分成以下几步： (1) 设置系统调用号和参数； (2) 系统调用命令的一般性处
理； (3) 系统调用命令处理程序做具体处理。
25.目前操作系统采用的目录结构是什么？它具有什么优点？
为了给用户提供对文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名， ( 亦可包含文件
属性 ) 进行组织所形成的表，称为目录表或文件目录。目前操作系统采用的目录结构是树型目录结
构，它的优点有：
有效地提高对目录的检索速度；允许文件重名；便于实现文件共享。
26.试说明和比较几种文件共享的方法
绕弯路法：利用基本文件目录实现文件共享：基于索引节点的共享方法：利用符号链实现文件共享：
27.文件系统要解决哪些问题
答 : 一般说来 , 文件系统应具备以下功能 : 文件管理 ( 如创建 / 删除文件 , 对文件的各种操作等 ), 目录
管理 ( 创建 / 删除目录项 , 权限验证等 ), 文件存储空间的管理 ( 如外存空间的分配与回收 ), 文件的共
享和保护 , 提供方便的接口 ( 如实现按名存取 , 文件系统调用等 ).
28.常用的文件存取控制方式有哪些
答 : 主要有存取控制矩阵 , 用户权限表 , 使用口令 , 使用密码 .
29.UNIX/Linux 文件系统的主要特点是什么
答 :UNIX/Linux 文件系统的主要特点有 :(1)UNIX 或 Linux 文件系统的目录组织是一个树形结构 ;(2)
文件本身是无结构的字符流 ;(3)UNIX 或 Linux 文件系统把外部设备做成特殊文件 , 与普通文件一并
进行管理 .
30.请说明在生产者－消费者问题的描述中， P 操作颠倒会产生死锁吗？为什么？
答：如果将生产者执行的两个 P 操作顺序颠倒，会产生死锁。因为，在这种情况下，当缓冲区都为
满时，生产者仍可顺利执行 P(mutex) 操作，于是它获得了对缓冲区的存取控制权。然后，当它执行
P(mutex) 操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。能够将这个生产者进程释放的唯一途径是消费者从
缓冲区取出了一个产品，并执行 V(mutex) 操作。但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，
所以没有一个消费者能够取得对缓冲区的存取控制权。因此，出现了生产者和消费者的互相死等的
局面。
31.什么是设备独立性，它是如何实现的？
答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某
类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称。
要实现设备独立性必须由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接
口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表 LUT 完成的。
32.在设备管理中，按照设备共享特性分成哪几种类型比较合理，并分别举例说明。
答：按照是否可共享，可以分成独占设备和共享设备两类，独占设备不能让多个程序同时使用，共
享设备可以同时让多个程序使用。打印机属于独占设备，如果多个程序同时使用打印机，则打印出
来的数据就可能会随机混合交叉在一起，所以打印机只能让一个程序独占。而磁盘属于共享设备，
多个程序同时在磁盘上打开文件是可以的。
33.实现虚拟设备的硬件条件是什么 操作系统应设计哪些功能程序
答：硬件条件是 : 配置大容量的磁盘 , 要有中断装置和通道
操作系统应设计好 ” 预输入 ” 程序 ,” 井管理 ” 程序 ,” 缓输出 ” 程序 .
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