简答题汇总(整理)

《操作系统》简答题

1.什么叫做多道程序设计？

多道程序设计是指在内存中同时装入几道作业，主机以交替的方式同时处理多道程序，允许这些作业在系统中交替地运行，当某道作业发出新的资源请求或等待输入/输出时，就放弃CPU，让另一道作业运行，使得处理机被充分利用。

2.作业在系统中有哪几种状态？

一个作业进入系统到运行结束，一般要经历进入、后备、运行和完成四个阶段，相应地，作业亦有进入、后备、运行和完成四种状态。

① 进入状态：作业的信息从输入设备上预输入到输入井，此时称为作业处于进入状态。

② 后备状态：当作业的全部信息都已输入，且由操作系统将其存放在输入井中，此时称作业处于后备状态。系统将所有处于后备状态的作业组成后备作业队列，等待作业调度程序的调度。

③ 运行状态：一个后备作业被作业调度程序选中，分配了必要的资源，调入内存运行，称作业处于运行状态。

④完成状态：当作业正常运行完毕或因发生错误非正常终止时，作业进入这完成状态。

3.什么叫做进程控制？进程控制主要的功能是什么？

进程控制就是通过调用系统原语实现对进程的各种管理和控制。

进程控制主要的任务就是创建进程、撤消进程和实现进程状态之间的切换。

4.叙述银行家算法的基本思想。（见课本）

5.在操作系统中引入线程的必要性。(或问:操作系统中为什么要引入线程?)

（1）进程是指一个具有独立功能的程序段对某个数据集在处理机上的执行过程，进程具有作为资源拥有和调度分派基本单位的两个属性。正是由于进程具有这两个基本属性，才构成了进程并发执行的基础。

（2）然而，为使程序能并发执行，系统还必须进行以下的一系列操作：

1）创建进程；2）撤消进程；3）进程切换。

由于进程是资源拥有的基本单位，因而在创建、撤消和切换中，系统必须为之付出较大的时空开销。正因为如此，在系统中设置的进程数目不宜过多，进程切换的频率也不宜过高，但这也就限制了并发程度的进一步提高。

（3）为了使多个程序更好地并发执行，同时减少时空开销，将进程的两个属性分开，由操作系统分开进行处理，也就是让进程作为资源拥有的基本单位，不频繁对之进行切换；让线程作为调度分派的基本单位，不同时作为独立分配资源的单位，使之轻装上阵运行。可以进一步提高程序并发执行的程度。

6.什么是进程同步？什么是进程互斥？(以前习题中有过答案,按那个也可以)

在异步环境下，相互合作的进程按照各自独立的速度向前推进，直到结束。但是在某些确定点上必须协调工作，当某个进程到达这些点后，等待另一个进程发来信息或完成某些操作，否则就不得不停下来等待其操作的完成，这种进程间的协同关系叫做进程的同步。

在操作系统中存在着诸多进程，系统中的资源数量往往少于进程的个数，由于进程在运行过程中争用系统资源，对于临界资源，只能一个进程使用完了，另一个进程才能使用，这种现象称为进程的互斥。

7.在生产者和消费者问题中，将V操作位置互换有无影响？互换P操作位置呢？说明原因。（理解一下即可）

因为V操作相当于释放资源，所以互换V操作的位置没有影响。

但是两个P 操作互换可能会产生死锁。

比如当生产者和消费者共享的缓冲区队列全空时。

不互换P 操作位置时，如果消费者进程试图取数会因为无法发现数据而被阻塞，但是生产者进程还是可以继续产生数据，往缓冲区队列里送的。如果将两个P 操作互换位置，同样情况下，消费者进程取不到数据被阻塞，生产者进程也不能送入数据被阻塞，从而发生死锁现象。

8.解释进程的顺序性和并发性。

答：目前使用的计算机基本上是冯.诺依曼式结构，其基本特点是处理器顺序执行指令。进程在顺序的处理器上的执行是严格按顺序进行的，这就是进程的顺序性。当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：一、封闭性 二、可再现性。

在多道程序设计系统中，多个作业可以同时执行，一个作业又由多个进程协助完成，当一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就可以开始工作，它们的执行在时间上是重迭的。我们把它们称为是“可同时执行的”。若系统中存在一组可同时执行的进程，则就该进程就具有并发性，可同时执行的进程称为“并发进程”。

9.并发进程执行时一定会产生与时间有关的错误吗？为什么？

答：并发进程由于其执行的随机性，执行速度不能由自己控制，往往会出现一个进程对另一进程的影响不可预测的情况，从而产生与时间有关的错误。但是并发进程并不一定都会产生与时间有关的错误：

首先，无关的并发进程不会产生与时间有关的错误；

其次，有交往的并发进程如果不交叉访问共享变量，也不会产生与时间有关的错误。

产生这类错误根本原因在于对共享变量不受限制的使用。

10.两个并发进程的程序如下: （信号量机制实现进程同步 和互斥）

答案程序段： begin N: integer; N:=3; S:SEmaphore; S:=1 cobegin PROCESS A begin L1:P(S); N:=N+5; V(S); goto L1 end; PROCESS B begin L2:P(S); print(N);

题目程序段：

begin

N: integer;

N:=3;

cobegin

PROCESS A

begin

L1:N:=N+5;

goto L1

end;

PROCESS B

begin

L2:print(N);

N:=0;

goto L2

end;

coend;

end;

N:=0;

V(S);

goto L2

end;

coend;

end;

PROCESS A先执行了三个循环后，PROCESS A和PROCESS B又并发执行了一个循环，写出可能出现的打印值。正确的打印值应该是多少？请用PV操作进行管理，使它们并发执行时不出现与时间有关的错误。

解：可能出现的打印值为18或23。因为N的初始值为3，当进程A执行三个循环后，N的值为18，此时Process A和ProcessB并发执行，如果正巧是B先进入CPU执行的话，打印值就是18，打印时A进程为N增加的值就没有被记录下来。正确的打印值应该是23。PV操作的管理程序如答案程序段。

11.a,b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个管理自动系统，管理规则如下：当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab段外等待；当ab之间无车辆在行驶时，到达a点（或b点）的车辆可以进入ab段，但不能从a 点和b点同时驶入；当某方向在ab段驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。请用PV操作为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。（信号量机制实现进程同步和互斥）

解：在这里有两组进程,一组是向东行驶进程,一组是向西行驶进程,他们的相关临界区是ab 道路.同时还要注意,各自进程还有相关临界区,那就是同方向进程的车辆总数(进入时加1,出ab段时要减1). 在各组进程访问自己的共享变量(本进程车辆数)时要进行PV操作,同时,当访问两组进程的共享变量(ab段)时也要进行PV操作.

过程如下

begin

S,SE,SW：SEmaphore;//S为两组不同进程的临界信号,SE,SW为各自临界信号 CountE,CountW:Interger;//分别为两种进程进入ab段的车辆数

CountE:= CountW:= 0;//初始时ab段无车辆

S:=SE:=SW:=1; //初始任何一边均可驶入

CoBegin

Process EASTi (i=1,2,3...) //向东行驶进程可以有多个

begin

P(SE);//检查有无正在向东驶入或驶出的车辆(因为要访问本组进程的共享变量 CountE)

if CountE=0 then P（S);

//检查向东行驶车辆数是否为0

//如果为0时,要检查是否有向西行驶的车辆.

//P(S)的作用就是给ab段上的信号S-1,

//如果原来有西行车辆,则操作后S小于0,本进程等待,

//如果原来没有,则S=0,禁止西行车辆进入ab段通行.

//如果CountE不为0,说明已经有本方向车辆通行,

//就不必对ab段使用信号进行处理,直接进入ab段.

CountE:=CountE+1;//向东行驶车辆数增加1.

V(SE); //允许同样向东行驶的车辆进程通行

pass(ab);//车辆驶过

P(SE); //又要访问本组进程临界区了

CountE:=CountE-1;//车子驶出ab段.

if CountE=0 then V(S);// 如果ab段无向东行驶车辆则允许ab段由向西行驶进程使用.

V(SE);//本组临界区访问结束,允许其他东行车辆进入或离开ab段

end;

Process WESTj(j=1,2,3...)//向西行驶进程

begin

P(SW); //本进程与向东行驶的过程类同,只是共享变量和信号变量不同.

if CountW=0 then P（S);

CountW:=CountW+1;//向西行驶车辆数增加.

V(SW); //允许其他西行车辆进入

pass(ba); //车辆驶过

P(SW);

CountW:=CountW-1;//车子驶出ab段.

if CountW=0 then V(S);

V(SW);

end;

coend;

end;

12.从操作系统提供的服务出发，操作系统可分哪几类？

批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。

13.选择进程调度算法的准则是什么？（见课本：分面向用户和面向系统两个方面）

14.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。

15.试比较进程调度与作业调度的不同点

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器。

②作业调度是选符合条件的收容态作业装入主存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理器。

16.什么叫做覆盖？什么叫做交换？两种技术的主要作用是什么？

覆盖就是若干个作业或某个作业的若干个程序段共享使用主存的某一个区域。

交换的概念（见课本）。

两种技术的主要作用都是从逻辑上对内存进行扩充，在程序执行期间能

有效的节省内存空间。

简述在页式管理的主要思想。

1）虚拟空间划分称为若干大小相等的页。

2）内存物理空间划分称为与页大小相等的物理块。

3）进程可以实现在内存中不连续存放。

17.什么叫做可重入代码？

可重入代码，又称纯代码，是一种允许多个进程同时访问的代码，但是不允许任何进程对其进行修改的代码。

但事实上，大多数代码在执行时都可能有些改变。为此在每个进程中，必须配以局部数据区，将在执行中可能改变的部分，拷贝到该数据区，这样在程序执行时，只对属于该进程私有的数据区中的内容进行修改，而不去改变共享的代码，这时的共享代码就是可重入代码。

18.重定位

重定位即把逻辑地址转换成绝对地址。

重定位的方式有“静态重定位”和“动态重定位”两种。

（1）静态重定位

在装入一个作业时，把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。这种转换工作是在作业开始前集中完成的，在作业执行过程中无需再进行地址转换。所以称为“静态重定位”。

（2）动态重定位

在装入一个作业时，不进行地址转换，而是直接把作业装到分配的主区域中。在作业执行过程中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构转换成绝对地址。这种方式的地址转换是在作业执行时动态完成的，所以称为动态重定位。

动态重定位由软件（操作系统）和硬件（地址转换机构）相互配合来实现。动态重定位的系统支持“程序浮动”，而静态重定位则不能。

19.计算机系统怎样实现存储保护？

一般硬件设置了基址寄存器和限长寄存器。

中央处理器在目态下执行系统中，对每个访问主存的地址都进行核对，若能满足：基址寄存器值≤访问地址≤基址寄存器值＋限长寄存值，则允许访问，否则不允许访问。并且不允许用户程序随意修改这两个寄存器的值。这就实现了存储保护。

第五章设备管理（第五章，第六章没有答案的问答题仅做复习提纲）

1、I/O设备的分类。

2、设备控制器的功能。

3、什么是通道？通道有哪几种？每种通道分别连接什么样的设备？

4、简述四种I/O控制方式的基本思想，分别说明各自的优缺点。

5、在操作系统中引入缓冲的原因是什么？

6、叙述缓冲池的基本思想，并且说明输入输出的工作过程。

7、实施设备分配用到的四种数据结构是什么？他们之间有什么关系？

8、什么叫做设备独立性？

9、简述SPOOLING系统的组成和特点。

10、设备驱动程序的功能和特点？

11、设备驱动程序的处理过程。

12、简述中断处理程序的处理过程。

第五章文件管理

1、什么是文件？什么是文件系统？

2、文件的分类。

3、文件的逻辑结构。

4、文件的物理结构。

5、文件的操作。

6、对文件目录管理的要求是什么？

7、磁盘访问时间的构成，每一部分的意义是什么？其中哪一个是优化的重点？

8、常用的磁盘调度算法有哪些（给出前面四种即可）？每一种的基本思想和优缺点是什么？

9、磁盘空闲盘块管理方法中有一种成组链接法，简述基本思想、实施盘块分配以及回收的工作过程。

20.文件的分类

文件可以按各种方法进行分类：

按用途系统文件、库文件、用户文件

按保护级别可执行文件、只读文件、读写文件

按信息流向输入文件、输出文件、输入输出文件

按存放时限临时文件、永久文件、档案文件

按设备类型磁盘文件、磁带文件、卡片文件、打印文件

按文件组织结构逻辑文件、物理文件（顺序文件、链接文件、索引文件）

21.文件结构

文件结构分为逻辑结构和物理结构

逻辑结构

用户构造的文件称为文件的逻辑结构。如用户的一篇文档、一个数据库记录文件等。逻辑文件有两种形式：流式文件和记录式文件。

流式文件是指用户对文件内信息不再划分的可独立的单位，如我们的word文件，图片文件等。整个文件是以顺序的一串信息组成。

记录式文件：是指用户对文件内信息按逻辑上独立的含义再划分信息单位，每个单位为一个逻辑记录。记录式文件可以存取的最小单位是记录项。每个记录可以独立存取。这个在数据库中我们学得比较多，容易理解。

2、物理结构

由文件系统在存储介质上的文件构造方式称为文件的物理结构。物理结构有：

1）顺序结构：在磁盘上就是一块接着一块地放文件。逻辑记录的顺序和磁盘顺序文件块的顺序一致。顺序文件的最大优点是存取速度快（可以连续访问）。

2）链接结构：把磁盘分块，把文件任意存入其中，再用指针把各个块按顺序链接起来。这样所有空闲块都可以被利用，在顺序读取时效率较高但需要随机存取时效率低下（因为要从第一个记录开始读取查找）。

3）索引结构：磁盘不分块，文件的逻辑记录任意存放在磁盘中，通过一张“索引表”指示每个逻辑记录存放位置。这样，访问时根据索引表中的项来查找磁盘中的记录，既适合顺序存取记录，也可以随机存取记录，并且容易实现记录的增删和插入，所以索引结构被广泛应用。

22.记录的成组与分解

1、记录的成组与分解的原因：由于磁盘块的大小是预先划分好的，大小固定，而逻辑记录的大小是用户文件性质决定的，不一定和块大小一致。

2、记录的成组：把若干个逻辑记录存入一个块的工作称为“记录的成组”。每块中逻辑记录的个数称“块因子”。

3、记录的分解：这是记录成组的一个逆过程。经程是先从磁盘中找到记录所在的块，并将本块读入主存缓冲区，再从缓冲区取出所需要的记录送到用户工作区。如果用户所需的记录已经在缓冲区中，则不需要启动外设读块信息，这也可以提高系统工作效率。

23.文件的保护与保密

1）文件的保护是防止文件被破坏。文件的保密是防止文件被窃取。

2）文件的保护措施：可以采用树形目录结构、存取控制表和规定文件使用权限的方法。

3）文件的常用保密措施：隐藏文件目录、设置口令和使用密码（加密）等。

24.一个含五个逻辑记录的文件，系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上，每个记录占用一个磁盘块，现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录，简述它的操作过程。

从文件目录中找到该文件，按址读出第一个记录；

取出第一个记录块中指针，存放到新记录的指针位置；

把新记录占用的物理块号填入第一个记录的指针位置；

启动磁盘把第一个记录和新记录写到指字的磁盘块上。

25.用户程序中通常用什么方式指定要使用的设备？为什么？

用户程序中通常用“设备类、相对号”请求要使用的设备，即不具体指定要哪一台设备，而是提出要申请哪类设备多少台。

这种方式使设备分配适应性好、灵活性强。

否则若用绝对号来指定设备，如果这台设备已被占用或有故障时，该作业就无法装入主存中。

26.存储型设备和输入输出型设备的输入输出操作的信息传输单位有何不同？

存储型设备输入输出操作的信息传输单位是“块”，而输入输出型设备输入输出操作的信息传输单位是“字符”。

27.为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要?(重要,先看)

答:对于终端型作业用户,由于他们所提交的大多数是交互型作业,作业通常比较短小,系统只要能使用这些作业在第一个队列所规定的时间片内完成,便可使终端型作业用户感到满意;对于短批处理作业,他们的作业开始时像终端型作业一样,如果仅在第一个队列中执行一个时间片即可完成,便可获得与终端型作业一样的响应时间;对于稍长的作业,通常也只需要在第2个队列和第3个队列中各执行一个时间片即可完成,其周转时间仍然较短;对于长批处理作业,他们的长作业将依次在第1,2,……,直到第n个队列中运行,然后再按轮转方式运行,用户不必担心其作业长期得不到处理.

28.处理机管理有哪些主要功能？

答：1）处理机调度2）进程控制3）进程通信4）进程同步

29.说明Linux系统的进程有哪几个状态？

答：Linux系统内核在进程控制块中用state成员描述进程当前的状态，并明确定义了5种进程状态：

1）TASK-RUNNING状态：Linux系统中的运行状态实际上包含了基本状态中的执行和就绪两种状态。

2）TASK-INTERRUPTIBLE状态：可中断的等待状态。

3）TASK-UN INTERRUPTIBLE状态：不可中断的等待状态。

4）TASK-ZOMBIE状态：僵死状态。

5）TASK-STOPPED状态，暂停状态。

30.Linux系统的进程调度算法有：普通的分时进程、先进先出的实时进程和基于优先级的轮转算法。

31. Linux系统中，所有文件的逻辑结构都被看成流式文件；物理结构采用的是混合多重索引结构；存储空间管理采用的是成组链接法。

32.UNIX系统是由C语言编写的,所以具有较好的可移植性，试说明UNIX系统中进程状态。答：UNIX系统中进程的状态共有9个：

1）用户态执行

2）核心态执行

3）内存中睡眠

4）睡眠且换出

5）内存中就绪

6）就绪且换出

7）僵死

8）被剥夺状态

9）创建。

33.说明UNIX系统的内存管理方式

答：UNIX系统采用请求调页存储管理方式，支持内外存的对换功能。内存空间的分配和回收均以页为单位进行。当进程运行时，不必将整个进程映象加载内存，而是将当前要用的页面装入内存。

34.（了解）分布式系统和网络系统的特点是什么？

答：1）分布式系统是指多个CPU存在于一个计算机系统中，而网络系统是多个计算机系统通过计算机网络通信线路连接起来以实现通信功能。

2）分布式系统中可以实现任务的转移，即将一个大的任务分解为几个小的任务，协调各CPU 之间的工作；而网络操作系统不具备任务迁移的功能。

35.小知识点：1）UNIX系统是一个（多用户多任务交互式分时）操作系统。

2）多道批处理系统的硬件支持是20世纪60年代发展起来的（通道）和（中断机制）。

3）下面叙述正确的是：A

A.操作系统的不确定性是指在OS控制下多个作业执行顺序和每个作业的执行时间是不确

定的。

B.分时系统中，响应时间≈时间片×用户数，因此为改善响应时间，通常的原则是使时间

片越笑越好。

C.数据库管理程序需要调用系统程序，操作系统程序的实现页需要数据库系统的支持。

D.用户程序通常可以直接访问系统缓冲区中的数据。

4）进程的执行并不是“一气呵成”的，而是走走停停的，这种操作系统的特征称为进程的（异步性）。

5）Linux、Unix和OS/2等系统中都可以使用管道（pipe）文件实现进程之间的相互通信。6）实现多道程序设计必须妥善解决3个问题：（C）

A.处理器管理、文件管理和作业管理

B.处理器管理、系统资源管理和作业管理

C.存储保护与程序浮动、处理器的管理和调度、系统资源的管理和调度

D.存储保护与程序浮动、处理器管理和作业管理

36.操作系统原理（课本上）和Linux中关于进程控制的操作：

原理：

创建进程：Creat（）原语；阻塞进程：block（）原语；唤醒进程：wakeup（）原语；挂起进程：suspend（）原语；Linux系统：

创建进程：fork（）系统调用；

进程自我终止：exit（）系统调用；挂起进程：wait（）系统调用；

37. 知识点：1）为了系统中各部分资源得到均衡使用，以提高系统的效率，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。这项工作是由（ A ）完成的。

A.作业调度

B.中级调度

C.进程调度

D.内存调度

2）判断：分时系统中时间片越笑越好错

银行家算法是预防死锁发生的方法之一。错

交互式作业不存在作业调度问题。对

优先权调度算法中，在考虑静态优先权时，一般计算进程的优先权高于此办I/O进程的优先权。错

进程的调度算法很多，如果选择不当，就会造成死锁。错

银行家算法有很好的理论意义，但难以解决实际中的死锁问题。对

系统调用就是原语。错

3）实现多道程序设计的前提时（D ）

A.采用批处理作业

B.分时多用户

C.设置管态和目态

D.CPU与外设并行操作

38.试述文件管理系统设置打开文件、关闭文件命令的原因。

答：操作系统需要处理大量用户文件，而访问一个文件需要查询目录，有时甚至需要多次查询目录。由于文件目录与文件一起存放在辅存上，当存取文件时必须先到辅存中读取文件目录信息，从中获取文件的存放地址，然后再去存取文件。这样一来，文件信息的存取将花费很多时间。如果将整个文件目录放入主存，虽然可以提高存取速度，但这需要占用大量主存空间，显然这也是不可取的。实际上，在一段时间内使用的文件数总是有限的，因此只要将目录中当前要用的那些文件的目录表复制到内存中就可以了。这样既不占用太多的主存空间，又可显著提高查询文件目录的速度。为此，大多数操作系统中设置了两个文件操作即打开文件和关闭文件。

打开文件操作完成的功能时将文件的有关目录信息复制到主存活动文件中，以建立用户和这个文件的关联。关闭文件操作的功能是用户宣布这个文件当前不再使用，系统将其在主存中的相应目录信息删除掉，因而也就切断了用户同这个文件的联系。

参考资料:赵的简答题汇总+自考名词解释+自考问答题总结+第八章复习题等.