计算机操作系统简答题总结

简答题
1．什么是进程？进程和程序有什么区别与联系？
进程是程序的一次执行过程，它由程序段、数据段和进程控制块（PCB）三个部分构成。

进程是一个动态的概念，从建立到消亡，有自己的生命周期；而程序是计算机指令的集合，是一个静态的概念，只要用户或系统不主动删除，它会一直存在于计算机中。

在多道程序环境下，程序的执行已经失去了它原有的封闭型和可再现性，程序必须以进程为载体才能并发执行。

一个程序能对应多个进程，即一个程序可（同时或不同时）依托多个进程被执行。

附加：为什么要建立线程？线程和进程有什么区别和联系？（见何炎祥教材P51页2.4节）为了减轻程序在并发执行时的时空开销。

2.在进程的整个生命周期中，可能要经历哪几种状态？简述引起各种状态变迁的典型原因。

参考解答：在一个进程的生命周期中至少要经历三种不同的状态：就绪状态态、执行状态和阻塞（等待）状态。

此即为“三状态模型”。

在三状态模型中，三种状态之间可能的变迁与变迁原因为：
就绪状态->执行状态：排在就绪队列中的进程当获得处理机的时候，会由就绪态变为执行态；
执行状态->就绪状态：
（1）当采用时间片轮转进行处理机调度的时候，一个正在执行的进程执行完一个时间片，则被迫放弃处理机，由执行态变为就绪态，同时调度程序将处理机被分派给下一个就绪队列里的进程；
（2）若采用可剥夺的优先级高者优先的调度方法，当一个进程正处于执行状态的时候，一个更高优先级的进程到来，会使得当前正执行的进程被迫放弃处理机，变为就绪
态，同时调度程序将刚到达的高优先级进程调度到处理机上执行；
（3）采用多级反馈队列调度，当有更高优先级的进程到来时，正在执行的进程会放弃处理机，回到本队列的末尾排队，状态也由执行态转为就绪态；等等。

执行状态->阻塞状态：
（1）一个正在处理机上执行的进程，由于需要I/O操作，放弃处理机，把自己阻塞起来，等待I/O操作的完成；
（2）一个正在处理机上执行的进程，由于执行了P操作而等待，也会把自己置为等待（阻塞）状态；
阻塞状态->就绪状态：
（1）当一个进程等待的I/O操作完成的时候，该进程会被唤醒，由阻塞状态变为就绪状态；
（2）一个由于执行了P（或wait）操作被阻塞的进程，当其它进程释放了它等待的资源（如执行了V（或signal）操作），则该进程被唤醒，由阻塞态变为就绪态；等等。

在三状态模型的基础上增加“创建状态”和“消失状态”，就变为五状态模型；在此基础上再增加“就绪挂起”和“阻塞挂起”两个状态，就成为七状态模型。

3. 什么是临界资源？什么是临界区？举一个临界资源的例子。

在一段时间内只能由一个进程独占的资源叫临界资源，其它进程若也想使用该资源，只有等该资源释放了才能使用。

而使用临界资源的那段代码（或程序）就叫做临界区。

临界资源可以是硬件资源，也可以是软件资源。

如打印机、共享变量等都是临界资源的例子。

4.若某资源为临界资源，则
（1）表示该资源的信号量S的值最大为多少？
参考解答：最大为1
（2）当信号量S的值等于1，等于0，等于-2时，各代表什么意义？
参考解答：S=1，表示当前可用资源数量为1，没有进程占用该临界资源；
S=0，表示当前可用资源数量为0，有一个进程正占用该临界资源；
S=-2，表示当前正有一个进程占用该资源，且有2个进程正在排队等待该资源；
（3）若并发的竞争该资源的进程共有n个，则信号量的值应在什么范围变动？
参考解答：信号量的值在1-n到1之间变动——即最小值为1-n，最大值为1。

5.多道程序环境下为什么会产生死锁？处理死锁的基本方法有哪些？
产生死锁的根本原因有两个：一是系统资源不足，不能满足所有并发进程的需要；二是进程推进的顺序不合理。

对死锁进行控制和处理的方法有三类：死锁的预防、死锁的避免、死锁的检测与解除。

1.多道程序（multiprogramming）和多重处理（multiprocessing）有何区别？
答：多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真的同时执行多个作业，它是微观上串行，宏观上并行。

而多重处理系统配置多个cpu，能真正地同时执行多道程序。

要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。

2.什么是进程？它与程序有何区别和联系？
答：（1）进程是程序及其数据在计算机上的一次活动程序，它属于一种动态的概念。

进程
的运行实体是程序，离开程序进程没有存在的意义，从静态角度看，进程是由程序，数据和进程控制块PCB三部分组成的。

而程序是一组有序的指令集合，属于一种静态的概念。

（2）进程是程序的一次执行过程，它是动态地创建和消亡的，具有一定的生命期，是暂时存在的；而程序是永久存在的，可长期保存。

（3）一个进程可执行一个或几个程序，一个程序也可以构成多个进程。

3.什么是操作系统？它有哪些主要功能？
答：操作系统是指控制和管理计算机的软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程、方便用户使用的程序集合。

操作系统的主要功能：处理器管理，内存管理，设备管理，文件管理和用户接口。

1．在操作系统中，P操作和V操作各自的动作是如何定义的？
1．
P操作：
①P操作一次，信号量S－1
②如果S ≥0 表示有资源，当前进程可执行
③如果S＜0 无资源，则当前进程进入队列的队尾等待，等另一进程执行V（S）操作后释放资源。

此时，|S| 绝对值表示等待资源进程的个数要求
V操作：
①V操作一次，信号量S+1
②如果S ＞0（有资源，告诉其它进程可以继读）
③如果S ≤0（等待队列中另一进程释放资源后才能执行）
2．二级目录和多级目录的好处是什么？符号文件目录表和基本文件目录表是二级目录吗？二级目录和多级目录的好处是：
1、层次清楚
2、解决重名问题
3、提高检索目录的速度
符号文件目录表和基本文件目录表不是二级目录，而是实现文件共享的方法。

3．什么是分页？什么是分段？二者主要有何区别？
分页：把程序中的逻辑地址分成大小相等的许多页,把主存储器进行分块,块的大小与页的大小一致.块是进行主存空间分配的物理单位。

这样，就可把作业信息按页存放到块中。

分段：作业的地址空间被划分为若干个段，每个段是一组完整的逻辑信息，每个段都有自己的段号，都是从零开始编址的一段连续的地址空间，各段长度是不等的。

区别：(1) 段是信息的逻辑单位，它是根据用户的需要划分的，因此段对用户是可见的；页是信息的物理单位，是为了管理主存的方便而划分的，对用户是透明的（不可见）。

(2) 页的大小固定不变，由系统决定。

段的大小是不固定的，它由其完成的功能决定。

(3) 段式向用户提供的是二维地址空间，页式向用户提供的是一维地址空间，其页号和页内偏移是机器硬件的功能。

(4) 由于段是信息的逻辑单位，因此便于存贮保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制。

4.外设和内存之间常用的数据传送控制方式有哪4种？
.
外设和内存之间常用的数据传送控制方式有:
(1) 程序直接控制方式(CPU直接询问方式)
(2) 中断方式
(3) DMA方式
(4) 通道方式
1．什么是死锁？死锁预防的措施有哪些？为什么？
解：所谓死琐，是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

死锁预防的措施有：（1）屏弃“请求和保持”条件，优点是简单、易于实现且很安全；（2）屏弃“不剥夺”条件，在采用这种方法预防死锁时，进程是在需要资源时才提出请求。

这样，一个已经保持了某些资源的进程，当它再提出新的资源要求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持的所有资源，待以后需要时再重新申请。

这种预防死锁方法，实现起来比较复杂，且要付出很大代价。

（3）摒弃“环路等待”条件，在这种方法中规定，系统将所有的资源按类型进行线形排队，并赋予不同的序号。

这种预防死锁的策略与前两种策略比较，其资源利用率和系统吞吐量，都有较明显的改善。

5.SPOOLing 技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机？
答：将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机，是应用SPOOLing 技术的典型实例。

具体做法是:
（1 ）系统对于用户的打印输出，但并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井
中申请一个空闲盘块区，并将要打印的数据送人其中; （2 分）（2）然后为用户申请并填写请求打印表，将该表挂到请求打印队列上。

（2 分）
（3）若打印机空闲，输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存
缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。

（1
6. 1. 缺页中断
7.
8. 2. 通道
9.
10.3. 临界区
11.
12. 4. 什么是多道程序设计?为什么要采用多道程序设计?
13.
14.5. 启动和读写一次磁盘包括哪几个具体时间？请简要叙述。

15.
16. 6. .简述死锁的防止与死锁的避免的区别。

17.。