操作系统简答题

1． 什么是设备的独立性？它有什么好处？ 应用程序独立于具体使用的物理设备

1) 设备分配时的灵活性 2) 易于实现I/O重定向

2．解释死锁的含义，操作系统从哪几方面解决死锁的问题。

是计算机系统中多道程序并发执行时，两个或两个以上的进程由于竞争资源而造成的一种互相等待的现象（僵局），如无外力作用，这些进程将永远不能再向前推进

(1) 预防死锁。 (2) 避免死锁。 (3) 检测死锁。 (4) 解除死锁。

3．采用PV操作作为同步机构时，假定与某共享变量相关的信号量S的值

可在[-1，1]之间，问S的初值是哪个值？当S= -1,S= 0,S= 1 时它们各自的含义是什么？

S的初值是 1.

S＝－l，表示有一个进程在等待进入临界区执行。

S＝0，表示已有一个进程在临界区执行，这时若有进程想进入临界区则必须等待。 S＝l，表示无进程在临界区执行，若有进程想进入临界区则可以立即进入。

4. 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? 输入井、输出井 输入缓冲区、输出缓冲区 输入进程、输出进程

5．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？ 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。

6. 试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。

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。

7.一个比较完善的文件系统应该具有哪些功能？ 1）文件存储空间的管理 2）目录管理

3）文件的读写管理 4）文件的安全管理 5）提供用户接口

8.一个作业要占有处理器必须经过两级级调度，写出这两级调度且指出它们的关系？

（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. I/O控制可用那几种方式实现？各有何优缺点？ （1）程序I/O方式

优点：提高了I/O设备与CPU的并行程度

缺点：因为CPU的高速性和I/O设备的低速性，导致CPU大部分时间都处于等待I/O设备，造成对CPU的

极大浪费

（2）中断驱动I/O控制方式

优点：CPU可以与设备并行的工作，比起程序I/O方式来，中端驱动方式成百倍的提高CPU的利用率 缺点：没传送一个字节便请求一次中断，故CPU仍需花费大量时间处理频繁的中断

（3）直接存储器访问DMA I/O控制方式

优点：仅在传送一个数据块的开始和结束时才需要CPU干预，较之中断驱动I/O控制方式提高了CPU利用

率

缺点：一次传送多个数据块时，仍需要CPU发出多条指令进行中断处理

（4）I/O通道控制方式

优点：把以一个数据块的读写为单位的干预，减少为一组数据块为单位的干预，实现了CPU，通道，I/O通

道三者并行操作，提高了系统资源利用率 缺点：CPU要花时间干预I/O读写

10．什么是系统调用？它与一般的过程调用有何区别？

所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。

系统调用与一般过程调用不同，其主要区别是： 1.运行的状态不同。 2.进入的方式不同。 3.代码层次不同。

11. 什么叫通道？通道的作用是什么？

I/O通道是一种特殊的处理机。它具有执行I/O指令的能力，并通过执行通道(I/O)程序来控制I/O操作。但I/O通道又与一般的处理机不同，主要表现在以下两个方面：

一是其指令类型单一，这是由于通道硬件比较简单， 其所能执行的命令，主要局限于与I/O操作有关的指令； 再就是通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的， 换言之，是通道与CPU共享内存。通道程序解决了I／O操作的独立性和各部件工作的并行性，采用通道技术后，能实现CPU与通道的并行操作。

12.操作系统为什么要引入进程？进程与程序的关系是怎样的？

现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要，使得系统的工作情况变得非常复杂，而程序作为机器指令集合，这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性，因此，引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。

1)程序只是一组指令的有序集合，它本身没有任何运行的含义，它只是一个静态的实体。而进程则不同，它是程序在某个数据集上的执行。进程是一个动态的实体，它有自己的生命周期。它因创建而产生，因调度而运行，因等待资源或事件而被处于等待状态，因完成任务而被撤消。反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。

2)进程和程序并不是一一对应的，一个程序执行在不同的数据集上就成为不同的进程，可以用进程控制块来唯一地标识每个进程。而这一点正是程序无法做到的，由于程序没有和数据产生直接的联系，既使是执行不同的数据的程序，他们的指令的集合依然是一样的，所以无法唯一地标识出这些运行于不同数据集上的程序。一般来说，一个进程肯定有一个与之对应的程序，而且只有一个。

3)进程还具有并发性和交往性，这也与程序的封闭性不同。

13．简述引起死锁的四个必要条件。 (1) 互斥条件

(2) 请求和保持条件 (3) 不剥夺条件 (4) 环路等待条件

14．什么是动态链接？

答：指用户程序中的各程序段，不是在程序开始运行前就链接好，而是在程序装入或运行过程中，当发现要调用的程序段未链接时，才进行链接。

15.在操作系统中，何为虚拟存储器、虚拟设备、虚拟处理机？

虚拟存储器：通过虚拟存储器技术，将一台机器的物理存储器变为虚拟存储器，以便从逻辑上来扩充存储

器的容量。

虚拟设备：将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备，并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设

备，这样便可使原来仅允许在一段时间内由一个用户访问的设备(即临界资源)，变为在一段时间内允许多个用户同时访问的共享设备。

虚拟处理机：利用多道程序设计技术，把一台物理上的CPU虚拟为多台逻辑上的CPU

16．试从物理概念上来说明记录型信号量和wait 与 signal 操作？

在记录型信号量机制中，S.value的初值表示系统中某类资源的数目， 因而又称为资源信号量，对它的每次wait操作，意味着进程请求一个单位的该类资源，因此描述为S.value∶ =S.value-1； 当S.value＜0时，表示该类资源已分配完毕，因此进程应调用block原语，进行自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表S.L中。可见，该机制遵循了“让权等待”准则。 此时S.value的绝对值表示在该信号量链表

中已阻塞进程的数目。 对信号量的每次signal操作，表示执行进程释放一个单位资源，故S.value∶ =S.value+1操作表示资源数目加1。 若加1后仍是S.value≤0，则表示在该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，故还应调用wakeup原语，将S.L链表中的第一个等待进程唤醒。如果S.value的初值为1，表示只允许一个进程访问临界资源，此时的信号量转化为互斥信号量。

17．什么叫进程同步和互斥？举例说明。

答：进程同步是在几个进程合作完成一项任务时，体现各进程相互联系相互协调的关系。例如：A、B两个进程合作通过缓存区输出数据。把两个以上进程不能同时访问临界区的工作规则称为进程互斥。例如：两个进程同时使用打印机

18.什么是缓冲？为什么要引入缓冲？

(1) 缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。

(2) 减少对CPU的中断频率， 放宽对CPU中断响应时间的限制。 (3) 提高CPU和I/O设备之间的并行性。

19．什么是抖动？产生抖动的原因是什么？

在请求分页存储管理中，从主存中刚刚移走某一页面后，根据请求马上又调进该页，这种反复调进调出的现象，称为系统颠簸，也叫系统抖动。原因是调度的算法不科学。

20.SPOOLING技术

在联机的情况下，同时实现外围的I/O操作

（1）由输出进程为要打印的信息在输出井中申请一个空闲的磁盘块区，并将要打印的信息送入其中

（2）由输出进程为用户申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中，并将此表挂到请

求打印队列上

（3）若打印机空闲，输出进程将打印队列队首的请求表取出，根据表中的要求打印数据，从输出井，传送

到内存缓冲区

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