操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)考試重點(diǎn)

1、操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)考試重點(diǎn)1. 什么是操作系統(tǒng)？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)是什么？答 （p1） ：操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、提供各種服務(wù)，合理 組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶有效使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。 配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)可歸結(jié)為：（1） 方便用戶使用 （2） 擴(kuò)大機(jī)器功能 （3） 管理系統(tǒng)資源 （4） 提高系統(tǒng)效率 （5） 構(gòu)筑開(kāi)放 環(huán)境。2. 試敘述系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理。答（p28）系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)有以下幾點(diǎn)：編寫(xiě)系統(tǒng)調(diào)用處理程序設(shè)計(jì)一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個(gè)入口地址都指向一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的處理程序，有的系統(tǒng)還包含系統(tǒng)調(diào)用自帶 參數(shù)的個(gè)數(shù) 陷入處理機(jī)

2、制，需開(kāi)辟現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)的處理器現(xiàn)場(chǎng)。3. 試敘述系統(tǒng)調(diào)用與過(guò)程調(diào)用的主要區(qū)別。答（p29）調(diào)用形式不同 被調(diào)用代碼的位置不同 提供方式不同 調(diào)用的實(shí)現(xiàn)不同11.試述API，庫(kù)函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用之間的關(guān)系。答：在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中， 往往提供與各種系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的庫(kù)函數(shù)， 一個(gè)庫(kù)函數(shù)就是一種 API， 它介于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間，應(yīng)用于程序通過(guò)對(duì)應(yīng)庫(kù)函數(shù)來(lái)使用系統(tǒng)調(diào)用。4. 試比較批處理操作系統(tǒng)與分時(shí)操作系統(tǒng)之間的不同點(diǎn)。答：（ 1），目標(biāo)不同（ 2）適應(yīng)作業(yè)的性質(zhì)不同（ 3）作業(yè)的控制方式不同5. 試比較實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與分時(shí)操作系統(tǒng)的不同點(diǎn)答：（ 1 ）及時(shí)性 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要求比較短。

3、（ 2）可靠性 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可靠性比分時(shí)更 加嚴(yán)格（ 3）多路性 分時(shí)：多個(gè)用戶。實(shí)時(shí)：對(duì)多路的現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集，對(duì)多個(gè)對(duì)象執(zhí) 行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制6，什么是操作系統(tǒng)的內(nèi)核。 答：內(nèi)核是一組程序模塊，作為可信軟件來(lái)提供支持進(jìn)程，并執(zhí)行的基本功能和基本操作 的一組程序模塊。第二章7,什么是PSW其主要作用是什么？答：PSW是程序狀態(tài)字，作用是用來(lái)區(qū)分不同處理器狀態(tài)，控制指令的執(zhí)行順序，并保留 和執(zhí)行與運(yùn)行程序有關(guān)的各種信息，主要作用是實(shí)現(xiàn)程序狀態(tài)的保護(hù)和恢復(fù)。8， .什么是進(jìn)程？計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中為什么引入進(jìn)程？（教材113教材 114頁(yè)）進(jìn)程的定義：進(jìn)程是一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)

4、集合的一次執(zhí)行 過(guò)程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位。引入進(jìn)程的原因：一是刻畫(huà)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，發(fā)揮系統(tǒng)的并發(fā)性，提高資源利用率。 二是解決共享性，正確描述程序的執(zhí)行狀態(tài)。9, 何謂進(jìn)程控制塊PCB它包含哪些基本信息。答：PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)識(shí)，是操作系統(tǒng)用來(lái)記錄和刻畫(huà)進(jìn)程狀態(tài)及有關(guān)信息的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程狀態(tài)特征的一種匯集，也是操作系統(tǒng)掌握進(jìn)程的唯一資料，結(jié)構(gòu)和管理進(jìn)程 的主要依據(jù)10. 什么是進(jìn)程的上下文？簡(jiǎn)述其主要內(nèi)容。（教材 120頁(yè)） 操作系統(tǒng)中把進(jìn)程物理實(shí)體和支持進(jìn)程運(yùn)行的環(huán)境合稱為進(jìn)程上下文（1）用戶級(jí)上下文 : 由用戶進(jìn)程的程序塊、用戶數(shù)據(jù)塊（含共享數(shù)據(jù)塊）和用戶堆棧

5、組成 的進(jìn)程地址空間。（ 2）系統(tǒng)級(jí)上下文。包括進(jìn)程控制塊、內(nèi)存管理信息、進(jìn)程環(huán)境塊， 以及系統(tǒng)堆棧等組成的進(jìn)程地址空間。（ 3）寄存器上下文。由程序狀態(tài)字寄存器、各類(lèi) 控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用戶棧指針等組成。11，什么是模式切換？它與進(jìn)程切換之間的差別。 模式切換：當(dāng)發(fā)生中斷或系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，暫停正在運(yùn)行的進(jìn)程把處理器狀態(tài)從用戶態(tài)切換到 核心態(tài)，執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)程序。區(qū)別：（ 1）：進(jìn)程切換是進(jìn)程之間的切換，因此，需要對(duì)進(jìn)程上下文信息進(jìn)行全部切換， 模式只是在進(jìn)程的用戶態(tài)和核心態(tài)之間的切換，因此主要進(jìn)行寄存器上下文之間的切換。 （2）: 進(jìn)程切換與進(jìn)程狀態(tài)密切相關(guān)，模式切換不一定改

6、變進(jìn)程狀態(tài)。（3）：模式切換開(kāi)銷(xiāo)小，速度快。11，試述多線程環(huán)境中進(jìn)程和線程的定義？答：（ 1）：進(jìn)程：進(jìn)程是操作系統(tǒng)中進(jìn)行除處理器以外的資源分配和保護(hù)的基本單位， 他有一個(gè)獨(dú)立的虛擬地址空間， 用來(lái)容納進(jìn)程映像。 并以進(jìn)程為單位對(duì)各程資源實(shí)施保護(hù)。 （2）線程：線程是進(jìn)程中能夠并發(fā)執(zhí)行的實(shí)體，是進(jìn)程的組成部分，也是處理器調(diào)度和 分派的基本單位。允許進(jìn)程包含多個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的線程，這些線程共享進(jìn)程所獲得的主存 空間和資源，可以完成每一項(xiàng)任務(wù)而協(xié)同工作。12：處理器的調(diào)度層次。 （1）：高級(jí)調(diào)度：用于決定把外存中處于后備隊(duì)列中的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存并為它們創(chuàng)建進(jìn)程， 分配必要的資源，然后再將新創(chuàng)建的進(jìn)程排

7、在就緒隊(duì)列中，準(zhǔn)備執(zhí)行。（2）：低級(jí)調(diào)度：這又稱為進(jìn)程調(diào)度。它決定就緒隊(duì)列中哪些進(jìn)程將獲得處理機(jī)，然后分派程序執(zhí)行處理機(jī) 分配給該進(jìn)程操作。（ 3）：中級(jí)調(diào)度：主要目的是為了提高內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)的吞吐 量。使暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程不在占用寶貴的內(nèi)存，而將他們調(diào)到外存上去等待。當(dāng)內(nèi)存又 空間時(shí)，又在外存上的具有運(yùn)行條件的就緒進(jìn)程重新調(diào)入內(nèi)存。13：試作業(yè)，進(jìn)程，線程和程序之間的關(guān)系。 （1）：作業(yè)與進(jìn)程之間的關(guān)系：作業(yè)是任務(wù)實(shí)體，進(jìn)程是完成任務(wù)執(zhí)行實(shí)體，沒(méi)有作業(yè) 任務(wù)，進(jìn)程就無(wú)事可做；沒(méi)有進(jìn)程，作業(yè)任務(wù)無(wú)法完成。作業(yè)的概念更多的用于批處理操 作系統(tǒng)中。（2）：進(jìn)程和線程之間的關(guān)系：程序打開(kāi)運(yùn)行時(shí)演

8、變成進(jìn)程，進(jìn)程由線程組成，進(jìn)程本 身不能執(zhí)行， 他只是一個(gè)資源的集合體， 擁有地址空間， 模塊內(nèi)存， 線程是真正的執(zhí)行者， 一個(gè)進(jìn)程如果沒(méi)有線程就沒(méi)有存在意義（ 3）：程序與進(jìn)程：程序是指令的有序集合，其 本身沒(méi)有任何運(yùn)行的含義。是一個(gè)靜態(tài)的概念，而進(jìn)程是程序在處理上和上一次執(zhí)行過(guò)程 中，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念。14：解釋并發(fā)性和并行性。 并發(fā)性是指一組進(jìn)程在時(shí)間上是重疊的，并行性指兩個(gè)或兩個(gè)以上的活動(dòng)或事件在同一時(shí) 刻發(fā)生，并行性使得多個(gè)程序同一時(shí)刻可以再不同的CPU上執(zhí)行。15：試說(shuō)明進(jìn)程的互斥和同步兩個(gè)概念之間的異同。 進(jìn)程的互斥是解決進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系（間接制約關(guān)系）的手段。進(jìn)程互斥是指若干個(gè)進(jìn)

9、程要 使用同一資源時(shí)， 任何時(shí)刻最多允許一個(gè)進(jìn)程去使用， 其它要使用該資源的進(jìn)程必須等待， 直到占有資源的進(jìn)程釋放該資源。進(jìn)程的同步是解決進(jìn)程間協(xié)作關(guān)系（直接制約關(guān)系）的手段。進(jìn)程同步指兩個(gè)以上進(jìn)程基 于某個(gè)條件來(lái)協(xié)調(diào)它們的活動(dòng)。一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行依賴于另一個(gè)協(xié)作進(jìn)程的消息或信號(hào)，當(dāng) 一個(gè)進(jìn)程沒(méi)有得到來(lái)自于另一個(gè)進(jìn)程的消息或信號(hào)時(shí)則需等待，直到消息或信號(hào)到達(dá)才被 喚醒。 16：什么是臨界區(qū)和臨界資源？對(duì)臨界區(qū)管理的基本原則是什么？ 臨界區(qū)并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段。臨界資源共享變量代表的資源。臨 界區(qū)管理的基本原則：（ 1）一次至多一個(gè)進(jìn)程能夠在它的臨界區(qū)內(nèi)；（ 2）不能讓一個(gè)進(jìn) 程無(wú)限地留

10、在它的臨界區(qū)內(nèi)；（ 3）不能強(qiáng)迫一個(gè)進(jìn)程無(wú)限地等待進(jìn)入它的臨界區(qū)。特別， 進(jìn)入臨界區(qū)的任一進(jìn)程不能妨礙正等待進(jìn)入的其它進(jìn)程的進(jìn)展； 17：試比較管程與進(jìn)程的不同點(diǎn)（教材 237 頁(yè)）。（1）管程是由局部于自己的若干公共變量及其說(shuō)明和所有訪問(wèn)這些公共變量的過(guò)程所組 成的軟件模塊；進(jìn)程是一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí) 行過(guò)程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位。（2）管程可以作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的一個(gè)成分，采用管程作為同步機(jī)制便于用高級(jí)語(yǔ)言來(lái)書(shū)寫(xiě)程序，也便于程序正確性驗(yàn) 證。有相對(duì)固定的代碼編寫(xiě)模式；進(jìn)程則可以采用中級(jí)語(yǔ)言（C 語(yǔ)言）也可以采用高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，其代碼編寫(xiě)

11、模式相對(duì)自由。（ 3）管程提供了一種互斥機(jī)制，進(jìn)程可以互斥地調(diào) 用這些過(guò)程；進(jìn)程可以并發(fā)地執(zhí)行，進(jìn)程的并發(fā)性能改進(jìn)資源利用率提高系統(tǒng)效率。（4）管程把分散在各個(gè)進(jìn)程中互斥地訪問(wèn)公共變量的那些臨界區(qū)集中了起來(lái)，提供對(duì)他們的保 護(hù)；進(jìn)程既是系統(tǒng)中資源分配和保護(hù)的基本單位，也是系統(tǒng)調(diào)度的獨(dú)立單位。（5）管程是一段管理臨界區(qū)資源的代碼，而進(jìn)程則有生命周期。 : 18：什么是管道？如何通過(guò)管道機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信？（教材254 頁(yè)）管道（ pipeline ）是連接讀寫(xiě)進(jìn)程的一個(gè)特殊文件，允許進(jìn)程按先進(jìn)先出傳送數(shù)據(jù)，也能 使進(jìn)程同步執(zhí)行操作。發(fā)送進(jìn)程視管道文件為輸出文件，以字符流形式把大量數(shù)據(jù)送入管道；接

12、收進(jìn)程將管道文 件視為輸入文件，從管道中接收數(shù)據(jù)，所以，也叫管道通信。管道中的消息是無(wú)界的，它存于外存。此外，還需要一定的機(jī)制協(xié)調(diào)讀寫(xiě)進(jìn)程。 19：敘述產(chǎn)生死鎖的必要條件。（ 1）互斥條件（ mutual exclusion ）：進(jìn)程應(yīng)互斥使用資源，任一時(shí)刻一個(gè)資源僅為一 個(gè)進(jìn)程獨(dú)占，若另一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)已被占用的資源時(shí)，它被置成等待狀態(tài)，直到占用者 釋放資源。（ 2）占有和等待條件（ mutual exclusion ）：進(jìn)程應(yīng)互斥使用資源，任一時(shí)刻一個(gè)資源 僅為一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占，若另一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)已經(jīng)被占用的資源時(shí)，它被置成等待狀態(tài)，直 到占用者釋放資源。（ 3）不剝奪條件（ no pree

13、mption ）：任一進(jìn)程不能從另一進(jìn)程那里 搶奪資源，即已被占用的資源，只能由占用進(jìn)程自己來(lái)釋放。（4）循環(huán)等待條件（circular wait ）：存在一個(gè)循環(huán)等待鏈，其中，每一個(gè)進(jìn)程分別等待它前一個(gè)進(jìn)程所持有的資源， 造成永遠(yuǎn)等待。20：何謂銀行家算法？敘述其基本原理。 答：銀行家算法是資源分配時(shí)的保守算法，系統(tǒng)掌握資源動(dòng)態(tài)申請(qǐng)和使用情況，每次資源 申請(qǐng)時(shí)用某種分配算法測(cè)試安全性，以避免死鎖發(fā)生。銀行家算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)必須知道要 管理的全部資源信息，包括多少種資源，每種資源的數(shù)量，當(dāng)前有多少個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程 需要資源的最大數(shù)量，要求每個(gè)進(jìn)程獲取最大的資源后應(yīng)該有限時(shí)間內(nèi)釋放所有所占的資 源。每次資源分配時(shí)，新的狀態(tài)要求必須時(shí)安全的，也就是能夠找到一個(gè)安全序列使所有 的進(jìn)程能獲取其申請(qǐng)的最大資源數(shù)量，這是此次分配是