2017版操作系统概论考试重点简答题

第一章操作系统简介
1.请说明操作系统的作用和功能
1)操作系统的作用：
管理计算机资源、为用户提供方便使用的接口、扩充硬件
2)操作系统的功能：
处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理
2.请说明单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统的特点及优缺点
1)单道批处理系统特点：单道性、顺序性、自动性
优点：相对无操作系统而言，减少了人工操作等待的时间
缺点：CPU资源不能得到充分利用
2)多道批处理系统特点：多道性、无序性、调度性、复杂性
优点：提高了CPU、设备和内存的利用率和系统吞吐量
缺点：系统平均周转时间较长，缺乏交互能力
分时系统特点：多路性、独立性、及时性、交互性
优点：为用户提供了人机交互的方便性，使多个用户可以通过不同终端共享主机3.内存管理有哪些主要功能
内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充
4.请说明指令执行的过程
取指令，分析指令，执行指令，取下一条指令
5.操作系统具有哪些特征？
操作系统主要特征包括：并发性、共享性、虚拟性和异步性。

第二章进程管理
1.什么是进程？说明进程与程序的区别和联系
1)进程：
进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的运行过程
进程是由正文段、用户数据段及进程控制块共同组成的执行坏境
2)进程与程序的区别：
程序是静态的也是永久的，进程是动态的也是暂时存在的；程序是储存在某种介质上的二进制代码，进程因程序的执行而被创建，因程序执行的结束而被撤销
3)进程与程序的联系：
进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特定的程序，执行程序的代码
2.操作系统在什么时候创建进程？操作系统如何创建一个进程？
1)以下情况需要创建进程：
1.用户登录
2.作业调度
3.提供服务
4.应用请求
2)操作系统创建进程：
1,申请空白PCB（进程控制块）；2,为新进程分派资源；3,初始化PCB；4,将新进程插入就绪队列；
3.时钟中断信号是如何产生的？时钟中断处理程序（时钟驱动程序）的功能是什么？
1)中断信号的产生：
晶振能够产生固定频率的脉冲，每产生一次脉冲，计数器的值减1，当计数器的值=0时，产生一次时钟中断信号，保持寄存器的值再次送计数器。

2)时钟驱动程序的功能：
1.维护日期和时间
2.递减当前进程在一个时间片内的剩余执行时间，并检查是否为零，防止进程运行超时
3.对CPU的使用记账
4.递减报警计数器
4.请说明单重中断的处理过程
1.系统关闭中断，保护断点
2. 转中断处理程序
3.执行中断处理子例程
4.恢复现场，开中断
5.进程具有哪些特征？
1.并发性
2.动态性
3.独立性
4.异步性
5.结构特征
6.什么是线程？为什么要引入线程？
1)线程：
线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。

线程只拥有在运行中必要的资源,包括程序计数器、一组寄存器和栈
2)进程:
进程是进行资源分配和独立执行的基本单位，为了进一步提高程序的并发性，减少系统开销而引入线程。

7.实现进程互斥的基本原理是什么？
1.空闲让进
2.忙则等待
3.有限等待
4.让权等待
第三章进程调度与死锁
8.进程调度的功能是什么？
进程调度的功能是按照某种策略和算法从就绪态进程中为当前空闲CPU选择在其上运行的新进程9.说明什么是时间片轮转调度算法？
用于分时系统中的进程调度。

每次调度时，总是选择就绪队列的队首进程，让其在CPU上运行一个系统预先设置好的时间片。

一个时间片内没有完成运行的进程，返回到绪队列末尾重新排队，等待下一次调度
10.什么是多级队列调度算法？
把就绪进程队列的进程根据某些属性分成多个独立的队列，进程会被永久分配到一个队列，不同的队列优先权不同，调度算法也可能不同。

11.什么是自调度方式？自调度有什么优缺点？
自调度方式：系统设置一个公共就绪队列，空闲的处理器都可以自行选择一个进程或线程执行
优点：容易移植、有利提高CPU的利用率
缺点：瓶颈问题、低效性、线程切换频繁
12.什么是死锁？引起死锁的原因是什么，产生死锁必要是什么？
1)死锁：
由于多个进程竞争共享资源而引起的进程不能向前推进的僵死状态称为死锁
2)产生死锁的原因：
竞争共享资源且分配资源的顺序不当
3)产生死锁必要条件：
互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件
第四章内存管理
1.静态链接程序完成什么功能？
1.对逻辑地址进行修改
2.变换外部调用符号
2.请说明分页存储管理的基本原理
1)将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页
2)讲物理地址空间按页的大小分成若干个储存块，称为页框
3)为进程分配内存时，以页框为单位将进程的若干个页分别装进可以是不相邻接的页框中
3.什么是抖动？抖动产生的原因是什么？
多道程序度太高，使运行的进程的大部分时间都用于进行页的换入换出，而几乎不能完成任何有效工作的状态称为抖动
4.请说明分段存储管理的原理
把进程的地址空间分成若干个段，各个不同的段可以离散的放在物流内存不同的区域，每个段定义一组逻辑信息，段的大小由相应的逻辑信息组的长度决定。

第五章文件系统
1.举例说明文件系统是如何实现文件的按名存取的？
文件系统实现按名存取，主要是通过查找文件目录来实现的。

2.文件系统如何管理空闲磁盘空间？
1)空闲链表法
一个空闲簇尽可能多放空闲簇的簇号以及一个指向下一个空闲簇的指针
2)位图
用n位位图对应n个空闲簇，在位图中，空闲簇用1表示，已分配簇用0表示
3.什么是I结点？在 I结点中使用间接地址项有什么好处？
为每个文件赋予一个被称为i结点的数据结构，其中列出了文件的属性和文件块的磁盘地址，
在 i结点中使用间接地址项可以保存更多包含了存放文件数据的簇的簇号
第六章I/0设备管理
1.请说明设备控制器的结构和功能
控制器的结构：
1) 设备控制器与处理机的接口：数据线、地址线、控制线
2) 设备控制器与设备的接口：数据信号、状态信号、控制信号
3) I/O逻辑：指令译码器和地址译码器
2.说明DMA控制器的结构和控制方式
1)DMA控制器的结构：
DMA控制器与主机的接口、DMA控制器与设备的接口、I/O控制逻辑
为了实现主机与DMA控制器之间的成块数据的传送，DMA控制器中设计了4类寄存器：命令／状态寄存器、内存地址寄存器、数据寄存器、数据计数器
2)DMA控制器的控制方式
DMA控制器代替CPU进行数据传送，待数据传送完毕后向 CPU发出中断信号。

DMA控制器输入输出的过程，CPU可以执行其他进程
3.什么是设备驱动程序？
设备驱动程序是I/O进程和设备控制器之间的通信程序，其主要任务是接受上层软件发来的抽象的I/O请求。