计算机操作系统考试重点习题集

计算机操作系统练习原始语言：由若干多机指令组成的程序，执行特定的功能，是不可分割的。也就是说，原语的执行必须是连续的，并且在执行过程中不能被中断。死锁：指两个或多个进程在执行过程中争夺资源或相互通信而导致的阻塞现象。没有外力，它们就不能向前推进。进程：计算机中数据集上程序的运行活动，是系统分配和调度资源的基本单位。线程：进程中相对独立且可调度的执行单元。它是系统独立调度和调度中央处理器的基本单元。它是指运行程序的调度单元。管道例程：管道例程(英语：监视器，也称为监视器)是一种程序结构，其中由多个子程序(对象或模块)形成的多个工作线程相互排斥以访问共享资源。这些共享资源通常是硬件设备或一组变量链接文件：在文件之间创建链接实际上是给系统中已经存在的文件分配了另一个名称，以供访问文件系统：操作系统用来指定存储设备或分区上的文件的方法和数据结构。即在存储设备上组织文件的方法快速观察虚拟内存：当一个作业被加载时，只有一部分被加载，另一部分被放在磁盘上，并在必要时被加载到主内存中。用户的逻辑地址空间可以大于主存储器的绝对地址空间。逻辑地址：指与程序生成的段相关的偏移地址部分物理地址：指对中央处理器外部地址总线上的物理内存进行寻址的地址信号，是地址转换的最终结果地址。驱动程序：使计算机和设备能够通信的特殊程序。它相当于硬件的接口。只有通过这个接口，操作系统才能控制硬件设备的工作。如果某个设备的驱动程序安装不正确，它就不能正常工作。关键区域：指访问公共资源的程序段，不能被多个线程同时访问。程序控制块；系统为管理过程而设置的一种特殊数据结构。系统用它来记录过程的外部特征，并描述其运动和变化的过程。同时，系统可以使用印刷电路板来控制和管理过程文件控制块：是由操作系统设置的用于管理文件的具有固定格式的一组数据结构，并且存储管理文件所需的所有属性信息(文件属性或元数据)。处理器该处理器包括中央处理器、主存储器、输入输出接口和外围设备，以形成完整的计算机系统。处理器是处理存储在计算机系统中程序和数据并根据程序指定的步骤执行指令的组件。操作系统：是管理和控制计算机硬件和软件资源的计算机程序。它是直接在“裸机”上运行的最基本的系统软件。操作系统必须支持任何其他软件才能运行。页表：页表是一种特殊的数据结构，它被放置在系统空间的页表区域，用来存储逻辑页和物理页帧之间的对应关系直接内存访问库函数：将一个函数放入库中供其他人使用的方法。方法是将一些常用的函数编译成一个文件，供不同的人调用。调用时，在文件名中添加#include简短回答问题1.操作系统的主要特点是什么？它最基本的特征是什么？并发、共享、虚拟、异步，最基本的是并发和共享2.什么是时分复用？它能提高资源利用率的根本原因是什么？A.时分复用：将资源分配给不同时间片上的不同进程，使资源可以重用，从而提高资源的利用率。B.如果采用时分复用的虚拟处理器，它可以在不同的时间片上处理多个用户的请求，从而使用户感觉自己拥有了主机，处理器在此期间得到了充分利用。3.为什么引入实时操作系统？答：实时操作系统是指系统能够及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成事件的处理，并控制所有实时任务协调运行。实时操作系统的引入是为了满足应用的需要，更好地满足实时控制和实时信息处理领域的需要。4.基于微内核结构的操作系统应用了哪些新技术？它采用客户机/服务器模式和面向对象编程技术。5.什么是微内核技术？微内核通常提供哪些功能？答：将操作系统中更多的组件和功能放到更高的级别(即用户模式)来运行，让内核尽可能小，以完成操作系统最基本的核心功能。这项技术被称为微内核技术。微内核通常提供进程(线程)管理、低级内存管理、中断和陷阱处理以及其他功能。6.为什么要将过程的概念引入操作系统？它会产生什么样的影响？为了使程序能够在多通道程序环境中并发执行，并控制和描述在操作中并发执行的程序系统引入了过程的概念。Impact :支持程序的并发执行7.印刷电路板为过程管理和过程调度提供了哪些信息？过程标识符、处理器状态、过程调度信息、过程控制信息。8.什么是操作系统内核？内核的主要功能是什么？操作系统内核是指大多数操作系统的核心部分。它由操作系统中管理内存、文件、外围设备和系统资源的那些部分组成。操作系统内核通常运行进程并提供进程间通信。9.为什么要在操作系统中引入线程？将进程引入操作系统的目的是使多个程序能够并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量。线程被引入操作系统，以减少程序并发执行的时空开销，并使操作系统更加并发。10.线程控制块TCB包含什么？总的来说，TCB的内容较少，因为大部分关于资源分配等的信息都记录在它所属进程的印刷电路板上。TCB中的主要信息包括线程标识、线程状态、调度参数、字段和链接指针，其中字段信息主要包括通用寄存器、指令计数器PC和用户堆栈指针。对于操作系统支持的线程，TCB还应该包括系统堆栈指针。11.什么是用户级线程和内核支持线程？答：(1)用户级线程：只存在于用户空间，不需要内核支持的线程。调度单元：进程(2)内核支持线程：在内核支持下运行的线程。调度单元：线程12.尝试比较FCFS和SJF两种进程调度算法。相同点：两种调度算法都可以用于作业调度和流程调度。不同点：FCFS调度算法从备份队列中选择一个或多个作业首先进入队列，然后将它们转移到内存中，分配资源，创建进程，并将它们插入就绪队列。该算法适用于长作业/流程，不适用于短作业/流程。SPF算法从备份队列中为每个计划选择一个或多个估计运行时间最短的作业，并将它们转移到内存中运行。该算法适用于短作业/流程，不适用于长作业/流程。13.在时间片旋转方法中，应该如何确定时间片的大小？回答：时间片应该比典型交互所需的时间稍长。一般来说，应该考虑三个因素：系统对相应时间的要求、就绪队列中的进程数以及系统的处理能力。14.最早的截止日期优先级调度算法是什么？举个例子。根据任务的开始和结束时间确定的任务优先级调度算法。截止日期越早，优先级越高。该算法需要在系统中维护一个实时任务就绪队列，该队列根据每个任务的截止日期进行排序。例如，非周期性实时任务采用非抢占式调度方法15.什么是最低松弛优先级调度算法？举个例子。答：该算法根据任务的紧急程度(或可宽延时间)确定任务的优先级。任务的紧急程度越高，赋予任务的优先级就越高，这样任务就可以首先执行。例如，一个任务必须在200毫秒完成，并且它自己的运行时间是100毫秒。因此，调度器必须在100毫秒之前调度执行。任务的紧急性(放松)是100毫秒。作为另一个例子，另一个任务必须在400毫秒完成，它本身需要运行150毫秒，并且它的放松程度是250毫秒16.什么是僵局？僵局的原因和必要条件是什么？答：死锁是指多个进程在运行过程中争夺资源而导致的死锁。当一个进程处于这种死锁状态时，如果没有外力，它们就不能前进。死锁是由非法的资源竞争顺序和进程间的进程造成的。必要条件是：互斥条件、请求和保持状态，无剥夺状态，循环等待状态。17.解决死锁问题最简单的方法是什么？哪种方法最大限度地提高资源利用率？答：在解决死锁的四种方法中，即防止、避免、检测和解决死锁，防止死锁是最容易实现的。死锁解决使资源利用率最大化。18.哪些方法可以用来将程序载入内存？他们各自的应用是什么？(1)绝对加载模式仅适用于单通道编程环境。(2)可重定位加载模式，适用于多通道程序环境。(3)多通道程序环境的动态运行时加载方法；程序运行时不允许移动其在内存中的位置。19.什么是加载时的动态链接？加载过程中动态链接的优势是什么？回答：加载过程中的动态链接指的是编译用户源程序后获得的一组目标模块，这些目标模块通过侧面加载被加载到内存中。传入链接的链接方法。优点：加快程序加载过程，节省大量内存空间。20.什么是运行时动态链接？运行时动态链接的优势是什么？答：运行时动态链接是将某些模块的链接推迟到程序执行时，也就是说，当在执行过程中发现被调用的模块没有被加载到内存中时，操作系统立即找到该模块并将其加载到内存中，将它链接到调用方模块。优点：任何在执行过程中未被使用的目标模块都不会被转移到内存中并链接到加载模块，这不仅可以加快程序的加载过程，还可以节省大量的内部存储空间。21.使用第一个自适应算法回收内存时，可能会出现什么情况？这些情况应该如何处理？A.使用第一个自适应算法回收内存时，可能有4种情况：(1)回收区与自由区相邻。复垦区与前一个相邻自由区合并，前一个相邻自由区的大小修改为两者之和。(2)回收区与自由区相邻。两个区域合并，相邻空闲区域的起始地址变为回收区域的起始地址，大小为两者之和。(3)恢复区与恢复区前后的自由区相邻。合并三个分区，并将相邻自由区域的大小修改为三者的总和。(4)恢复区不与恢复区前后的自由区相邻。为开垦区设置一个自由区条目，填写开垦区起始地址和大小，并插入自由区域队列。22.为什么要引入交换？互换有哪些类型？在多通道环境中，一方面，内存中的一些进程会因为事件尚未发生而被阻塞，但它会占用大量内存空间，有时甚至会阻塞内存中的所有进程，并迫使CPU停止等待。另一方面，有许多作业等待外部内存，它们无法进入内存运行，因为没有内存。显然，这是对系统资源的严重浪费，降低了系统的吞吐量。为了解决这个问题，交换技术被引入到操作系统中。您可以换入和换出整个流程，也可以换入和换出流程的一部分(页面、片段)。前者主要用于缓解当前系统内存不足的问题，而后者主要用于实现虚拟存储。23.每次换出流程时，您都会换出整个流程吗？为什么？答：交换流程时，并不是每次都交换整个流程。这是因为：(1)从结构上讲，一个过程由程序段、数据段和过程控制块组成，其中一些或全部过程控制块有内存驻留，不可替换。(2)程序段和数据段可能由几个进程共享，此时不能交换。24.什么是页面？什么是物理块？应该如何确定页面大小？答：页面，物理块分页存储管理模式单元。页面：分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成几页，并为每页编号。物理块：相应地，内存的物理空间也被分成几个物理块，并且它们也被编号。页面大小：既不太小也不太大，以减少内存碎片的总空间，也不使页表太长。简而言之，应该选择适中的大小，页面大小应该是2的幂，通常是1 KB到8 KB。25.什么是页表？页表的功能是什么？答：在分页系统中，允许将进程的每一页离散地存储在内存的任何物理块中。为了确保进程仍能正确运行，即在内存中找到对应于每个页面的物理块，系统还为每个进程建立了一个页面映射表，简称为页面表。页表的功能是实现从页号到物理块号的地址映射。26.当有快速表时，如何实现地址转换？系统将有效地址(逻辑地址)中的页码与页表寄存器中的内容进行比较。如果页码太大，则表示访问超出界限，从而产生一个超出界限的中断。如果没有超出范围的情况，地址转换机制自动将页号P发送到高速缓存中，然后确定所需的页是否在快速表(高速缓存)中。如果是，则直接读出该页对应的物理块号并发送到物理地址寄存器；如果在快速表中没有找到对应的页表项，则需要再次访问存储器中的页表，在找到页表项之后，从页表中读出的页表项被存储在快速表中的寄存器单元中，以替换被认为不再需要的旧页表项。同时，有效地址寄存器中的页内地址被直接发送到物理地址寄存器，从而完成从有效地址(逻辑地址)到物理地址的转换27.虚拟内存的特点是什么？最基本的特征是什么？虚拟内存有三个特征：多样性、交换性和虚拟性。最重要的特征是虚拟性。28.实现虚拟内存需要哪些关键技术？回答：(1)寻呼请求系统是通过在寻呼的基础上增加寻呼请求功能和寻呼替换功能而形成的。页面式虚拟存储系统。只允许加载几页程序(和数据)，然后开始运行。(2)在请求分段系统中，在分段系统的基础上增加了请求分段和分段替换功能分段虚拟存储系统。只允许加载用户程序和数据的几个段(不是所有段)来开始操作。29.在分页系统中，我应该在哪里将所需的页面转移到内存中？答：在三种情况下，分页系统中丢失的页面被请求转移到内存中：(1)当系统有足够的交换区空间时，所有需要的页面都可以从交换区转移，提高页面调整速度。在进程运行之前，将与进程相关的文件从文件区域复制到交换区域。(2)当系统缺少足够的交换空间时，未修改的文件直接从文件区转移；当这些页面被换出时，那些没有被修改的页面不需要被换出，并且当它们再次被传入时，它们仍然直接从文件区域被传入。对于那些可能被修改的，它们将在被换出时被转移到交换区，然后在以后需要时从交换区转移。(3)UNIX模式。未运行的页面从文件区域传输。已运行但已换出的页面将在下次从交换区转移。UNIX系统允许页面