2021年自荐考试操作系统简答题专项模拟题附得分答案

2021年自荐考试操作系统简答题专项模拟题附得分答案

一、简答题（总共10题，每题5分）1．简述进程与线程的主要区别。2．请列出死锁产生的四个必要条件，并简要说明每个条件的含义。3．分页存储管理与分段存储管理的主要区别是什么？4．文件系统的主要功能有哪些？5．什么是设备独立性？实现设备独立性的主要方法是什么？6．请解释虚拟内存的定义，并说明其实现原理。7．进程调度的主要算法有哪些？请简要说明各算法的特点。8．操作系统的基本功能包括哪些？请简要说明每个功能的作用。9．什么是临界区？进程访问临界区需要遵循哪些规则？10．SPOOLing技术的原理是什么？它有哪些主要作用？二、得分答案1．进程与线程的主要区别如下：①调度单位：进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位；②资源拥有：进程拥有独立的地址空间、打开文件等资源，线程共享所属进程的全部资源；③并发性：线程的并发度更高，同一进程内的线程可并发执行；④切换开销：线程切换仅需保存寄存器和栈信息，开销远小于进程切换；⑤系统开销：进程创建、销毁需分配/回收资源，开销大，线程则开销小。（5分，每点1分）2．死锁的四个必要条件：①互斥条件：资源只能被一个进程独占使用；②请求与保持条件：进程已持有部分资源，又请求新资源且不释放已有资源；③不剥夺条件：进程已占资源不能被强制剥夺，只能主动释放；④循环等待条件：多个进程形成环状资源请求链，每个进程等待下一个进程的资源。四个条件缺一不可，破坏任一条件即可避免死锁。（5分，每点1分，总结1分）3．分页与分段的主要区别：①划分方式：分页是按固定大小（如4KB）划分的物理块，分段是按逻辑意义（如代码段、数据段）划分的可变大小块；②地址空间：分页是一维地址（仅需页号+页内偏移），分段是二维地址（段号+段内偏移）；③内存分配：分页分配离散的页框，分段分配连续的内存块；④目的：分页旨在提高内存利用率，分段旨在满足用户对逻辑结构的需求（如代码与数据分离）。（5分，每点1.25分）4．文件系统的主要功能：①存储空间管理：负责文件存储块的分配、回收，提高磁盘利用率；②目录管理：建立文件目录（如树形结构），实现文件的按名存取；③文件读写管理：处理用户的读写请求，将文件数据从磁盘读入内存或写入磁盘；④保护与共享：通过权限设置（如读、写、执行）实现文件保密，通过链接或副本实现文件共享；⑤接口提供：为用户（命令行/图形界面）和应用程序（系统调用）提供访问文件的接口。（5分，每点1分）5．设备独立性指应用程序无需关心具体物理设备，仅通过逻辑设备名访问设备。实现方法：①逻辑-物理映射：系统维护逻辑设备名到物理设备名的映射表（如设备控制表），用户使用逻辑名请求设备；②驱动程序隔离：设备驱动程序隐藏物理设备细节，系统调用通过驱动程序访问设备；③统一接口：操作系统提供统一的设备操作接口（如open、read、write），应用程序无需修改即可适配不同设备。（5分，含义2分，方法每点1分）6．虚拟内存是具有请求调入和置换功能的逻辑存储器系统，能从逻辑上扩充内存容量。实现原理基于局部性原理（程序运行时仅需局部数据）：①采用页式/段式存储管理，将进程地址空间分为页/段；②通过请求调页/段，仅将当前需用的页/段装入内存；③当内存不足时，通过页面置换算法（如LRU）将未使用的页/段换出到磁盘（交换区），实现“虚拟”扩充。（5分，定义1分，原理每点1分，总结1分）7．进程调度的主要算法及特点：①先来先服务（FCFS）：按到达顺序调度，非抢占，公平但对短进程不利，效率低；②短进程优先（SPF）：选择剩余运行时间最短的进程，非抢占/抢占式，提高吞吐量，但可能导致长进程饥饿；③时间片轮转（RR）：按时间片（如10ms）循环调度，抢占式，公平性好，适用于分时系统；④优先级调度：按进程优先级（如实时性、资源需求）调度，抢占/非抢占式，适用于实时系统，但需防止低优先级进程饥饿；⑤高响应比优先（HRRN）：按“响应比=（等待时间+运行时间）/运行时间”调度，非抢占式，综合了FCFS和SPF的优点，避免饥饿。（5分，每点1分）8．操作系统的基本功能：①进程管理：负责进程的创建、调度、同步（如信号量）与通信（如消息队列），保证进程并发执行；②内存管理：实现内存的分配、回收，通过虚拟内存技术扩充逻辑内存，防止进程地址越界；③设备管理：管理I/O设备（如磁盘、打印机），提供驱动程序、SPOOLing技术，实现设备分配与独立性；④文件管理：管理文件存储空间、目录结构，提供文件保护（权限）与共享功能；⑤用户接口：为用户提供命令行（如CMD）、图形界面（如Windows桌面），为应用程序提供系统调用接口（如open、read）。（5分，每点1分）9．临界区是进程中访问临界资源（如打印机、共享变量）的那段代码。进程访问临界区需遵循四条规则：①空闲让进：临界区空闲时，允许一个进程进入；②忙则等待：若临界区被占用，其他进程需等待；③有限等待：进程等待进入临界区的时间必须有限，避免饥饿；④让权等待：等待的进程需释放CPU，避免忙等（如阻塞自己）。（5分，定义2分，规则每点0.75分）10．SPOOLing技术（假脱机技术）的原理：用磁盘上的“输入井”和“输出井”模拟脱机输入输出，将独占设备（如打印机）改造成共享设备。具体流程：①输入SPOOLing：输入进程将外设数据读入输入井，作业运行时从输入井取数据；②输出SPO