计算机操作系统原理复习题

课程成绩构成笔试：70% 平时：30%试卷构成：名词解释五小题，共15分；简答五小题，共35分；综合题四小题，共50分。

第一章操作系统引论1、设计现代操作系统的主要目标？答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性2、操作系统的作用？答：（1）作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）作为计算机系统资源的管理者（3）实现了对计算机资源的抽象3、操作系统发展的主要动力？答：（1）不断提高计算机资源的利用率（2）方便用户（3）器件的不断更新换代（4）计算机体系结构的不断发展4、为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。

OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。

5、单道批理？多道程序设计？多道批处理？单道批处理系统定义：把一批作业以脱机方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序(Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直至磁带(盘)上的所有作业全部完成，系统对作业的处理都是成批地进行的，且在内存中始终只保持一道作业。

多道批处理系统定义：由多道程序设计技术组成的系统。

6、分时系统产生主要动力？关键技术？特征？答：(1)推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。

主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。

（2）关键技术：为实现分时系统，其中，最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。

此后，用户可继续键入下一条命令，此即人—机交互。

应强调指出，即使有多个用户同时通过自己的键盘键入命令，（3）特征：多路性；独立性；及时性；交互性。

7、实时任务划分？实时系统与分时系统比较？实时任务划分：（1）按任务执行时是否呈现周期性来划分（2）根据对截止时间的要求来划分。

比较：（1）多路性。

实时信息处理系统的多路性主要表现在系统周期性的对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。

而分时系统的多路性则与用户情况有关，时多时少。

（2）独立性。

实时信息处理系统的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时是彼此独立操作，互不干扰。

而分时控制系统中，对象的采集和对象的控制也是互不干扰。

（3）及时性。

实时信息处理系统的及时性以人所能接受的等待时间来确定。

分时系统的及时性是以控制对象所要求的开始截止时间或完成时间来确定的，一般为毫秒级。

（4）交互性。

实时信息处理系统仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。

分时系统能够向终端用户提供数据处理和资源共享等服务。

（5）可靠性。

分时系统也要求可靠性，但实时系统要求更高度的可靠性。

8、操作系统定义？特征？答：操作系统的定义：操作系统（operating system，简称OS）是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的软件和硬件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。

特征：（1）并发性（2）共享性（3）虚拟技术（4）异步性9、是什么原因使操作系统具有异步性特征？答：操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的。

10、操作系统的主要功能？答：（1）处理机管理功能（2）储存器管理功能（3）设备管理功能（4）文件管理功能（5）操作系统与用户之间的接口第二章进程管理1、前驱图（如课后作业2）2、程序并发执行时的特征？答：（1）间断性（2）失去封闭性（3）不可再现性3、在操作系统中为什么引入进程的概念？产生什么样的影响？答：为了使程序能够并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，引入了进程的概念。

4、进程？特征？1）进程特征①结构特征：进程控制块PCB、程序段、相关的数据段②动态性：进程实体的执行过程③并发性：多个进程实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行④独立性：能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位⑤异步性：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和高度的一个独立单位2）进程定义：“进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位”。

5、进程和程序比较程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。

而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。

程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。

程序是永久的，进程是暂时的。

进程更能真实地描述并发，而程序不能；进程是由程序和数据两部分组成的。

进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。

同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程。

也就是说同一程序可以对应多个进程。

在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单元都是进程。

6、进程三基本状态？引起基本状态转换的典型原因？进程有就绪状态、执行状态、阻塞状态三种状态。

引起进程发生状态转换的典型原因：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成7、引起进程创建的主要事件答：引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。

8、PCB的作用？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。

作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。

OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。

9、并发执行进程之间的关系？在多道程序环境下，当程序并发执行时，由于资源共享和进程合作，使同处于一个系统中的诸进程之间可能存在着以下两种形式的制约关系：间接制约：是并发执行进程之间互相共享公用资源而引起的制约。

(导致进程互斥 )直接制约：是并发执行进程之间互相共享对方私用资源而引起的制约。

(导致进程同步 )10、临界资源？临界区？临界资源：把在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源。

临界区：人们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区(critical section)11、为什么进程在进入临界区之前应先执行“进入区”代码？而在退出前又要执行“退出区”代码？为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区之前加一段用于检查临界资源是否正在被访问的代码，如未被访问，该进程可进入临界区对此临界资源进行访问；如正被访问，则该进程不能进入临界区访问临界资源。

12、同步机制应遵循的规则？为什么？a. 空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待四条准则b. 为实现进程能互斥地进入到自己的临界区13、使用记录型信号量机制描述前驱图（课后作业22）a. Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0;beginparbeginbegin S1; signal(a); signal(b); end;begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;begin wait(b); S3; signal(e); end;begin wait(c); S4; signal(f); end;begin wait(d); S5; signal(g); end;begin wait(e); S6; signal(h); end;begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end;parendend14、利用记录型信号量解决生产者-消费者问题 p5815、利用记录型信号量解决读者-写者问题 p6316、利用记录型信号量解决哲学家进餐问题 p6117、进程通信的类型？答：进程通信的类型主要有：共享存储器系统、消息传递系统以及管道通信系统。

18、线程基本概念？线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分配的基本单位，故又称为轻权进程，它由线程控制表、储存线程上下文的用户线以及核心栈组成。

19、线程与进程的比较？a. 调度性。

在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在引入线程的OS中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；b. 并发性。

在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性；c. 拥有资源。

无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个基本单位，而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；d. 开销。

由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程，因此，操作系统在创建、撤消和切换进程时所付出的开销将显著地大于线程。

第三章处理机调度与死锁1、抢占式调度基本原则(1) 优先权原则。

(2) 短作业(进程)优先原则。

(3) 时间片原则。

2、周转时间、响应时间、带权周转时间响应时间：是从用户通过键盘提交一个请求开始，直至系统首次产生响应为止的时间，或者说，直到屏幕上显示出结果为止的一段时间间隔。

它包括三部分时间：从键盘输入的请求信息传送到处理机的时间，处理机对请求信息进行处理的时间，以及将所形成的响应信息回送到终端显示器的时间。

周转时间：是指从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔(称为作业周转时间)。

它包括四部分时间：作业在外存后备队列上等待(作业)调度的时间，进程在就绪队列上等待进程调度的时间，进程在CPU上执行的时间，以及进程等待I/O操作完成的时间。

3、高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？答：高级调度其主要功能是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，也就是说，它的调度对象是作业。

低级调度其主要功能是保存处理机的现场信息；按某种算法先取进程；把处理器分配给进程。