操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)考試重點

1、操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)考試重點1. 什么是操作系統(tǒng)？計算機系統(tǒng)中配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)是什么？答（pl）:操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機界面、提供各種服 務(wù)，合理組織計算機工作流程和為用戶有效使用計算機提供良好運行環(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）擴大機器功能（3）管理系統(tǒng)資源（4）提高系統(tǒng)效率（5） 構(gòu)筑開放環(huán)境。2. 試敘述系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)原理。答（p28）系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)有以下幾點：編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序 設(shè)計一張系 統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個入口地址都指向一個系統(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)的個數(shù) 陷入處理機制，需開辟現(xiàn)場保護，

2、以保存發(fā)生 系統(tǒng)調(diào)用時的處理器現(xiàn)場。3. 試敘述系統(tǒng)調(diào)用與過程調(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 實現(xiàn)不同11.試述API，庫函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用之間的關(guān)系。答：在程序設(shè)計語言中，往往提供與各種系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的庫函數(shù)，一個庫函數(shù)就是一種API，它介于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間，應(yīng)用于程序通過對應(yīng)庫函數(shù)來使 用系統(tǒng)調(diào)用。4. 試比較批處理操作系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)之間的不同點。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. 試比較實時操作系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)的不同點答：（1）及時性 實時操作系統(tǒng)要求比較短。（2）可靠性 實時操作系統(tǒng)可靠性比 分

3、時更加嚴(yán)格（3）多路性 分時：多個用戶。實時：對多路的現(xiàn)場信息進行采集， 對多個對象執(zhí)行機構(gòu)進行控制6. 什么是操作系統(tǒng)的內(nèi)核。答：內(nèi)核是一組程序模塊，作為可信軟件來提供支持進程，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：PSV是程序狀態(tài)字，作用是用來區(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)行與運行程序有關(guān)的各種信息，主要作用是實現(xiàn)程序狀態(tài)的保護和恢 復(fù)。8，.什么是進程？計算機操作系統(tǒng)中為什么引入進程？（教材113教材114頁）進程的定義：進程是一個可并發(fā)執(zhí)行的具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的 一次執(zhí)行過程，也是操作系統(tǒng)進行資

4、源分配和保護的基本單位。引入進程的原因：一是刻畫系統(tǒng)的動態(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, 何謂進程控制塊PCB它包含哪些基本信息。答：PCB是進程存在的唯一標(biāo)識，是操作系統(tǒng)用來記錄和刻畫進程狀態(tài)及有關(guān)信 息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進程狀態(tài)特征的一種匯集，也是操作系統(tǒng)掌握進程的唯一資料， 結(jié)構(gòu)和管理進程的主要依據(jù)10. 什么是進程的上下文？簡述其主要內(nèi)容。（教材120頁）操作系統(tǒng)中把進程物理實體和支持進程運行的環(huán)境合稱為進程上下文（1）用戶級上下文：由用戶進程的程序塊、用戶數(shù)據(jù)塊（含共享數(shù)據(jù)塊）和用戶堆棧組成的進程地址空間。（2）系統(tǒng)級上下文。包括進程

5、控制塊、內(nèi)存管理信息、 進程環(huán)境塊，以及系統(tǒng)堆棧等組成的進程地址空間。（3）寄存器上下文。由程序狀態(tài)字寄存器、各類控制寄存器、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，暫停正在運行的進程把處理器狀態(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）：進程切換是進程之間的切換，因此，需要對進程上下文信息進行全 部切換，模式只是在進程的用戶態(tài)和核心態(tài)之間的切換，因此主要進行寄存器上 下文之間的切換。（2） :進程切換與進程狀態(tài)密切相關(guān)，模式切換不一定改變進程狀態(tài)。（3）：模 式切換開銷小，速度快。11，試述多

6、線程環(huán)境中進程和線程的定義？答：（1）：進程：進程是操作系統(tǒng)中進行除處理器以外的資源分配和保護的基本 單位，他有一個獨立的虛擬地址空間，用來容納進程映像。并以進程為單位對各 程資源實施保護。（2）線程：線程是進程中能夠并發(fā)執(zhí)行的實體，是進程的組成部分，也是處理 器調(diào)度和分派的基本單位。允許進程包含多個可并發(fā)執(zhí)行的線程，這些線程共享 進程所獲得的主存空間和資源，可以完成每一項任務(wù)而協(xié)同工作。12:處理器的調(diào)度層次。1）:高級調(diào)度：用于決定把外存中處于后備隊列中的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存并為它們創(chuàng) 建進程，分配必要的資源，然后再將新創(chuàng)建的進程排在就緒隊列中，準(zhǔn)備執(zhí)行。（2）：低級調(diào)度：這又稱為進程調(diào)度。它決定

7、就緒隊列中哪些進程將獲得處理機， 然后分派程序執(zhí)行處理機分配給該進程操作。（3）：中級調(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。使暫時不能運行的進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，又在外存上的具有運行條件 的就緒進程重新調(diào)入內(nèi)存。13:試作業(yè)，進程，線程和程序之間的關(guān)系。（1）：作業(yè)與進程之間的關(guān)系：作業(yè)是任務(wù)實體，進程是完成任務(wù)執(zhí)行實體，沒 有作業(yè)任務(wù)，進程就無事可做；沒有進程，作業(yè)任務(wù)無法完成。作業(yè)的概念更多 的用于批處理操作系統(tǒng)中。（2）：進程和線程之間的關(guān)系：程序打開運行時演變成進程，進程由線程組成， 進程本身不能執(zhí)行，他只是一個資源的集合體，

8、擁有地址空間，模塊內(nèi)存，線程是真正的執(zhí)行者，一個進程如果沒有線程就沒有存在意義（3）：程序與進程：程 序是指令的有序集合，其本身沒有任何運行的含義。是一個靜態(tài)的概念，而進程 是程序在處理上和上一次執(zhí)行過程中，它是一個動態(tài)概念。14:解釋并發(fā)性和并行性。并發(fā)性是指一組進程在時間上是重疊的，并行性指兩個或兩個以上的活動或事件 在同一時刻發(fā)生，并行性使得多個程序同一時刻可以再不同的CPL上執(zhí)行。15:試說明進程的互斥和同步兩個概念之間的異同。進程的互斥是解決進程間競爭關(guān)系（間接制約關(guān)系）的手段。進程互斥是指若干 個進程要使用同一資源時，任何時刻最多允許一個進程去使用，其它要使用該資 源的進程必須等待

9、，直到占有資源的進程釋放該資源。進程的同步是解決進程間協(xié)作關(guān)系 （直接制約關(guān)系）的手段。進程同步指兩個以 上進程基于某個條件來協(xié)調(diào)它們的活動。 一個進程的執(zhí)行依賴于另一個協(xié)作進程 的消息或信號，當(dāng)一個進程沒有得到來自于另一個進程的消息或信號時則需等 待，直到消息或信號到達才被喚醒。16:什么是臨界區(qū)和臨界資源？對臨界區(qū)管 理的基本原則是什么？臨界區(qū)一一并發(fā)進程中與共享變量有關(guān)的程序段。臨界資源一一共享變量代表的 資源。臨界區(qū)管理的基本原則：（1） 一次至多一個進程能夠在它的臨界區(qū)內(nèi)；（2） 不能讓一個進程無限地留在它的臨界區(qū)內(nèi)；（3）不能強迫一個進程無限地等待進 入它的臨界區(qū)。特別，進入臨界區(qū)

10、的任一進程不能妨礙正等待進入的其它進程的 進展；17:試比較管程與進程的不同點（教材 237頁）。（1）管程是由局部于自己的若干公共變量及其說明和所有訪問這些公共變量的 過程所組成的軟件模塊；進程是一個可并發(fā)執(zhí)行的具有獨立功能的程序關(guān)于某個 數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過程，也是操作系統(tǒng)進行資源分配和保護的基本單位。（2）管程可以作為程序設(shè)計語言的一個成分，采用管程作為同步機制便于用高級語言 來書寫程序，也便于程序正確性驗證。有相對固定的代碼編寫模式；進程則可以 米用中級語言（C語言）也可以米用高級語言實現(xiàn)，其代碼編寫模式相對自由。（3）管程提供了一種互斥機制，進程可以互斥地調(diào)用這些過程；進程可以并發(fā)

11、地執(zhí)行，進程的并發(fā)性能改進資源利用率提高系統(tǒng)效率。（4）管程把分散在各個 進程中互斥地訪問公共變量的那些臨界區(qū)集中了起來，提供對他們的保護；進程既是系統(tǒng)中資源分配和保護的基本單位，也是系統(tǒng)調(diào)度的獨立單位。（5）管程是 一段管理臨界區(qū)資源的代碼，而進程則有生命周期。：18:什么是管道？如何通過管道機制實現(xiàn)進程間通信？（教材 254頁） 管道（pipeline ）是連接讀寫進程的一個特殊文件， 允許進程按先進先出傳送數(shù) 據(jù)，也能使進程同步執(zhí)行操作。發(fā)送進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；接收進程 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。管道中的消息是無界

12、的，它存于外存。此外，還需要一定的機制協(xié)調(diào)讀寫進程。19:敘述產(chǎn)生死鎖的必要條件。（1）互斥條件（mutual exclusion ）:進程應(yīng)互斥使用資源，任一時刻一個資源 僅為一個進程獨占，若另一個進程請求一個已被占用的資源時， 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 ）:進程應(yīng)互斥使用資源，任一時刻一個資源僅為一個進程獨占，若另一個進程請求一個已經(jīng)被占用的資源時，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 preemption ）:任一進 程不能從另一進程那里搶奪資源，即已被占用的資源，只能由占用進程自己來釋 放。（

13、4）循環(huán)等待條件（circular wait ）:存在一個循環(huán)等待鏈，其中，每一個 進程分別等待它前一個進程所持有的資源，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的保守算法，系統(tǒng)掌握資源動態(tài)申請和使用情況， 每次資源申請時用某種分配算法測試安全性，以避免死鎖發(fā)生。銀行家算法進行計算時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)前有多少個進程，每個進程需要資源的最大數(shù)量，要求每個進程獲取最大的資源 后應(yīng)該有限時間內(nèi)釋放所有所占的資源。每次資源分配時，新的狀態(tài)要求必須時 安全的，也就是能夠找到一個安全序列使所有的進程能獲取其申請的最大資源數(shù) 量，這是此次分配是可行的