操作系統(tǒng)簡答題試題及答案

1、1. I/O 軟件一般分為哪幾個層次？從硬件層到用戶層分為中斷處理程序； 設備驅 動程序； 與設備無關的 I/O 軟件； 用戶空間的 I/O 軟件等 4 層。2. 操作系統(tǒng)有哪些基本類型？基本的操作系統(tǒng)類型有三種： 多道批處理操作 系統(tǒng)，分時操作系統(tǒng)及實時操作系統(tǒng)。.各舉出一個實例？ 隨著計算機體系結構的發(fā)展， 先 后出現(xiàn)了個人計算機操作系統(tǒng)、 嵌入式操作系 統(tǒng)、 多處理機操作系統(tǒng)、 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布 式操作系統(tǒng)。3. 有幾種 I/O 控制方式?各自的含義是什么？答：常用的 I/O 控制技術有4 種：程序直接控制方式、中斷控制方式、 DMA 方式和通道 控制方式。程序直接控制方式是由用戶進程

2、直接控制內(nèi)存或 CPU 和外圍設備之間的信息傳送。這種方式控制者都是用戶進程。中斷方式 被用來控制外圍設備和內(nèi)存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。這種方式要求CPU 與設備（或控制器） 之間有相應的中斷請求線， 而且 在設備控制器的控制狀態(tài)寄存器的相應的中斷允許位。DMA 方式 又稱直接存?。╠irect memoryaccess） 方式。其基本思想是在外圍設備和內(nèi) 存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通道。通道控制 （ channel control ） 方式 與 DMA 方式相類似， 也是一種以內(nèi)存為中心， 實現(xiàn)設 備和內(nèi)存直接交換數(shù)據(jù)的控制方式。 與之不同 的是， 在 DMA 方式中數(shù)據(jù)傳送方向、 存放數(shù) 據(jù)

3、內(nèi)存始址以及傳送的數(shù)據(jù)塊長度等都是由 CPU 控制，而在通道方式中這些都是由專管 輸入輸出的硬件 通道 來進行控制4. 常見的文件物理結構有哪些？各有什么特點？各自與文件的存取方式的關系如何？常見的文件物理結構有順序結構，鏈接結構， 索引結構。順序結構以編號連續(xù)的磁盤塊存儲文件內(nèi)容， 適合于順序存取和直接存?。?鏈接結構將邏輯上連續(xù)的文件塊存放到不連 續(xù)的物理塊中、然后在每一個物理塊保存一個存放下一個邏輯塊的物理塊的指針， 以保持邏 輯塊的連續(xù)性，此類結構順序存??；以索引結構存儲的文件，適合于順序存取、直接存取。索引結構是在文件目錄中設置一張文件物理塊的索引表， 表中依文件邏輯塊的順序登記各個

4、邏輯塊所在的物理塊地址。 該方式適合于順序存取、 直接存取。 以順序結構存儲的文件， 適合于順序存取和直接存取， 以鏈接結構存儲的文件， 適合于順序存取， 以索引結構存儲的文件，適合于順序存取、直接存取。5. 給出兩種 I/O 調(diào)度算法，并說明為什么 I/O調(diào)度中不能采用時間片輪轉法。答： I/O 調(diào)度程序通常采用（ 1 ）先來先服務調(diào)度和（ 2 ）優(yōu)先級調(diào)度兩種調(diào)度算法。由于 I/O 操作中一般會涉及通道操作， 而通道程序已經(jīng)啟動就不能停止， 直至完成。 在它完成之前不會被中斷，即通道程序不接受從CPU 來的中斷。因此 I/O 調(diào)度程序不能采用時間片輪轉調(diào)度算法。6. 何謂緩沖區(qū)？為什么要引

5、入緩沖？緩沖即是使用專用硬件緩沖器或在內(nèi)存中劃出一個區(qū)域用來暫時存放輸入輸出數(shù)據(jù)的器件。引入緩沖是為了匹配外設和CPU 之間的處理速度， 減少中斷次數(shù)和CPU 的中斷處理時間，同時。解決DMA 或通道方式時的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題7. 何謂進程通信？常見的進程通信方法有哪些？進程之間的信息交換 共享存儲區(qū)，信息傳遞，共享文件8. 何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因有哪些？若系統(tǒng)中存在一組進程（兩個或多個） ，它們中的每一個進程都占用了某種資源而又都在等待其中另一進程所占用的資源， 這種等待永遠不能結束，這種現(xiàn)象稱為死鎖。產(chǎn)生死鎖的原因包括競爭資源和進程推進順序不當。9. 何謂死鎖？為什么將所有資源按類型賦予不

6、同的序號，并規(guī)定所有的進程按資源號遞增的順序申請資源后，系統(tǒng)便不會產(chǎn)生死鎖 ?所謂死鎖，是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局， 若無外力作用， 這些進程都將無法再向前推進；此時系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖的原因是死鎖發(fā)生的必要條件之一循環(huán)等待條件不可能成立。 因為多個進程之間只可能存在占據(jù)較低序號資源的進程等待占據(jù)較高序號資源的進程釋放資源的情況，但不可能存在反向的等待，因此它們之間不會形成循環(huán)等待鏈。10. 何謂系統(tǒng)的“抖動”現(xiàn)象？應該采取何種措施來加以避免？答:在虛存中，頁面在內(nèi)存和外存之間頻繁的調(diào)度， 以至于調(diào)度頁面所需時間比進程實際運行的時間還多， 此時系統(tǒng)效率急劇下降， 甚至導致系

7、統(tǒng)崩潰，這種現(xiàn)象稱為顛簸（抖動）。（或者， 在頁面置換中， 剛被淘汰出的頁馬上又要用到，反復如此）11. 簡述程序局部性原理和虛擬存儲器的概念。程序局部性原理描述了一個進程對程序代碼和數(shù)據(jù)的引用的簇聚性傾向； 即進程在一個比較小的時間段內(nèi)總是引用某些內(nèi)存單元中的代碼或數(shù)據(jù)， 程序局部性原理是實現(xiàn)虛擬存儲的基礎。通過處理器硬件與操作系統(tǒng)軟件相結合的技術， 使得程序員或用戶可以使用比計算機系統(tǒng)中的物理存儲空間更大的存儲空間， 這樣一個比實際物理存儲空間大的存儲空間稱為虛擬存儲器12. 簡述多道程序設計的基本思想。在內(nèi)存中同時放入多道程序， 在管理程序的控制下交替執(zhí)行。這些程序共享CPU 和系統(tǒng)中的

8、其他資源。 從宏觀上看， 多道程序都處于運行過程中， 但都未運行完畢； 從微觀上看，各道程序輪流占用 CPU 交替執(zhí)行。13. 簡述請求調(diào)頁式虛擬存儲器的基本原理。請求頁式虛擬存儲器的基本原理是： 將作業(yè)信息的副本存放在磁盤之類輔助存儲器中，當作業(yè)被調(diào)度投入運行時， 并不把作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)全部裝入主存， 而僅僅裝入立即使用的那些頁面， 至少要將作業(yè)的第一頁信息裝入主存，在執(zhí)行過程中訪問到不在主存的頁面時，再把它們動態(tài)地裝入。在采用請求頁式存儲管理技術的系統(tǒng)中， 當進程在執(zhí)行時需要取某條指令或使用某個數(shù)據(jù)，而發(fā)現(xiàn)它們并不在主存時， 系統(tǒng)將會產(chǎn)生一個缺頁中斷， 缺頁中斷處理程序將負責從輔存中把該指

9、令或數(shù)據(jù)所在的頁面調(diào)入內(nèi)存。14. 簡述設備驅動程序的作用？設備驅動程序是驅動物理設備和DMA 控制器或 I/O 控制器等直接進行I/O 操作的子程序的集合。負責設置相應設備有關寄存器的值， 啟動設備進行I/O 操作， 指定操作的類型和數(shù)據(jù)流向等。15. 簡述頁式虛存的基本原理。頁式虛存的基本原理包括以下核心內(nèi)容：是將邏輯地址空間劃分為相等的片， 稱為頁面或頁，頁的大小一般在0.5KB 到 4KB 之間，通常是2 的冪；將物理地址空間劃分為與頁面一樣大小的片，稱為塊或頁幀、頁框、存儲塊等；系統(tǒng)中設置頁表表示頁面和存儲塊的對應關系， 系統(tǒng)以頁為單位為用戶程序分配主存， 每頁分配一個存儲快； 為實

10、現(xiàn)虛擬存儲， 一般采用請求分頁技術， 即在作業(yè)運行之前， 只要求把作業(yè)當前所需要的一部分頁面裝入主存， 執(zhí)行一段時間后， 當需要其他頁面時， 由系統(tǒng)依據(jù)一定的規(guī)則選擇一些暫時不需要的頁面交換到輔存， 同時將需要的頁面調(diào)入主存， 實現(xiàn)利用較小的物理存儲區(qū)域運行較大的作業(yè)虛擬存儲技術。16. 進程間同步和互斥的含義各是什么？一組并發(fā)進程中的一個或多個程序段， 因共享公有資源 （而導致它們必須以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行的現(xiàn)象稱為互斥。 即不允許兩個以上共享臨界資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)的現(xiàn)象稱為 互斥 。進程同步異步環(huán)境下的一組并發(fā)進程因直接制約而相互發(fā)送消息導致的個進程相互合作、 相互等待，

11、 使得各個進程按一定的速度執(zhí)行的現(xiàn)象稱為進程間的 同步 。17. 進程與程序有什么聯(lián)系和區(qū)別？聯(lián)系： 進程是程序的一次執(zhí)行， 程序是進程的運行實體，沒有程序，也就沒有進程。進程是具有結構的， 進程由程序、 數(shù)據(jù)和進程控制塊三部分組成區(qū)別： 進程是動態(tài)的， 進程是程序的一次執(zhí)行過程， 它是臨時的， 有生命期的。 表現(xiàn)在它由創(chuàng)建而產(chǎn)生，完成任務后被撤消；程序是靜態(tài)的， 可以作為一種軟件資源長期保存。進程是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位；程序則不是。18. 舉例說明面向塊的設備與面向流的設備之間的區(qū)別 ?一般來說， 面向塊的設備以固定大小的塊來存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的傳送是方式是每次一個數(shù)據(jù)塊， 對數(shù)

12、據(jù)的引用通過數(shù)據(jù)塊號來進行， 比如磁帶、 磁盤等就是典型的塊設備； 而面向流的設備是以字節(jié)流的方式進行數(shù)據(jù)的傳送， 不存在塊結構， 如打印機、 終端、 鍵盤等都是典型的面向流的設備。19. 什么是 PCB ？ PCB 的作用是什么？ PCB 包含哪些內(nèi)容？PCB 是進程控制塊的簡稱，是操作系統(tǒng)中用于描述和控制并發(fā)進程的數(shù)據(jù)結構PCB 的 作用 是描述和控制并發(fā)進程；是進程存在的唯一標志；PCB 中一般 包括 進程標識符、進程當前狀態(tài)、程序與數(shù)據(jù)地址、 互斥于同步機構、 通信機構、進程優(yōu)先數(shù)、資源清淡、 鏈接字、 家族關系等內(nèi)容。20. 什么是并發(fā)性？什么是共享性？并發(fā) 性是指多個程序在一定的時

13、間間隔內(nèi)交替占據(jù)處理機運行；共享 性是指多個用戶程序在同一時間段內(nèi)同時使用同一資源；21. 什么是操作系統(tǒng)？其功能包括哪幾個方面？操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、 有效地組織多道程序運行的系統(tǒng)軟件（或程序集合） ，是用戶與計算機之間的接口。 其 功能 有處理機管理， 存儲器管理，I/O 設備管理，文件系統(tǒng)和用戶接口。22. 什么是程序執(zhí)行時的局部性原理 ?局部性原理表現(xiàn)為哪兩個方面？局部性原理是指即進程對程序和數(shù)據(jù)的訪問都有聚集成群的傾向，表現(xiàn)為兩個方面：時間局部性。 程序中大量的循環(huán)結構和各種數(shù)據(jù)結構， 使某段程序一旦執(zhí)行， 很快又會被再次執(zhí)行， 某些數(shù)據(jù)結構被訪問后，

14、可能在短時間內(nèi)再次被訪問。空間局部性。 程序順序執(zhí)行和局部存儲的連續(xù)性， 使程序訪問某存儲單元后， 與它臨近的存儲單元會被訪問。23. 什么是多道程序設計技術？如何在一個CPU的情況下實現(xiàn)該技術？多道程序設計就是將多個用戶程序同時裝入內(nèi)存， 然后在操作系統(tǒng)的控制下， 多個程序交替或同時運行。 ；在一個 CPU 的情況下，可讓多個程序輪流使用 CPU 和 I/O 設備，從而形成一個程序使用CPU 時，其他的程序在進行I/O 操作，以達到多個程序同時運行并提高CPU 和外設的使用率的效果。24. 什么是設備無關性？如何實現(xiàn)設備獨立性？設備無關性是指用戶編寫程序時所使用的設備與實際使用的設備無關。為

15、實現(xiàn)設備無關性， 要求用戶程序對設備的請求采用邏輯設備名， 而程序執(zhí)行時使用武力設備名。 因此， 操作系統(tǒng)需要提供邏輯設備名與物理設備名的轉換機制。 一般采用系統(tǒng)設備表實現(xiàn)該轉換。25. 什么是文件？什么是文件系統(tǒng)？答： 文件 是在邏輯上具有完整意義的信息集合， 它有一個名字作標識。 文件具有三個基本特征： 文件的內(nèi)容為一組相關信息、 文件具有保存性、 文件可按名存取。 文件系統(tǒng) 是操作系統(tǒng)中負責管理和存取文件的程序模塊， 也稱為信息管理系統(tǒng)。 它是由管理文件所需的數(shù)據(jù)結構（如文件控制塊、 存儲分配表） 和相應的管理軟件以及訪問文件的一組操作所組成。26. 什么是文件的邏輯結構?文件的邏輯結構

16、有幾種形式 ?答:文件的邏輯結構:從用戶觀點出發(fā)所見到的文件組織形式稱為文件的邏輯結構。 文件的邏輯結構有以下形式:有結構文件和無結構文件 。有結構文件又稱為記錄式文件 ,它在邏輯上可被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合,又可分為定長記錄文件和變長記錄文件兩種。 無結構文件是指文件內(nèi)部不再劃分記錄,它是由一組相關信息組成的有序字符流,即流式文件。27. 什么是文件的物理結構?文件的物理結構有幾種形式 ?答 :文件的 物理結構 是指一個文件在外存上的存儲組織形式，它與存儲介質的存儲特性在關。 常見的文件物理結構有以幾種形式： 順序結構， 鏈接 結構和 索引 結構。28. 為什么要引入動態(tài)重定位？如何實

17、現(xiàn)？程序放在不連續(xù)的實際物理空間中，要進行邏 輯地址到物理地址的轉換，實現(xiàn)動態(tài)重定位文件、只讀文件等；（ 3 ）文件的結構信息：這一般包括兩部分內(nèi)容， 一是文件的邏輯結構信息， 包括記錄類型、記錄個數(shù)、 記錄長度、 成組因子數(shù)等； 二是文件的物理結構信息， 這可能是記錄的相對存放位置、 文件的第一塊物理塊號、 文件的索引表位置中某一項；（ 4 ）文件的管理信息：如文件建立日期、文件最近修改日期、訪問日期、文件保留期限、記帳信息等一般需要頁式存儲管理，頁式存儲管理用的不是寄存器，使用的是稱為 page talble 的數(shù)據(jù)結構page table 記錄了所有邏輯地址到物理地址的轉換信息，進城切換

18、的時候需要沖洗硬件上的 page table29. 文件目錄的作用是什么？一般應包含哪些內(nèi)容？文件目錄的作用是實現(xiàn)文件名與文件在輔存 上的物理地址之間的轉換。文件目錄中包含多個表項， 每個表項存放一個文件的有關信息。 最簡單的表項至少應包括文件名和其在輔存上的存放 （起始） 地址。 較復雜的表項則包括文件名、 文件類型、 文件結構、文件存儲位置、 文件長度、 文件訪問權限、 文 件建立日期和時間等內(nèi)容。30. 文件目錄應包含哪些內(nèi)容？（ 1）文件的存取控制信息：如文件名、用戶名、授權者存取權限： （ 2）文件的類型和屬性：如讀寫文件、執(zhí)行34. 何用 SPOOLing 技術將一臺打印機虛擬成多

19、臺打印機？31. 陷阱與中斷的主要區(qū)別是什么？陷阱與中斷的主要區(qū)別是：陷阱是同步的， 而中斷是異步的。 如果給定相同的機器狀態(tài)和輸入數(shù)據(jù)， 每次程序運行時陷阱就會發(fā)生在程序執(zhí)行的同一點上， 而中斷的發(fā)生依賴于中斷設備和CPU 之間的相對時序，由于受中斷時序影響的錯誤不容易產(chǎn)生重復， 因此中斷給調(diào)試過程帶來難度。32. 以順序結構存儲的文件， 適合于順序存取和直接存取， 以鏈接結構存儲的文件， 適合于順序存取， 以索引結構存儲的文件， 適合于順序存取、直接存取。33. 以一臺打印機為例 ,簡述 SPOOLing 技術的優(yōu)點。答:以一臺打印機為例,SPOOLing 技術的主要優(yōu)點是在多用戶情況下,每一個用戶使用打印機就好像自己擁有一臺打印機,不會產(chǎn)生打印機“忙”而等待。打印機是一個典型的獨占設備，通過 SPOOLing 技術可將其改造為一個共享設備。 在SPOOLing 系統(tǒng)中，當用戶進程有打印請求時，輸出進程首先在輸出井中申請一個空閑盤塊區(qū)，將要打印的數(shù)據(jù)送入， 然后將用戶打印請求填