1、第一章什么是操作系统？操作系统追求的主要目标是什么？答:操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。操作系统追求的主要目标包括四个方面，分别是：方便性、有效性、可扩充性、开放性。操作系统分成哪几类？答：单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统、多处理机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。简述操作系统的特性。答：并发、共享、虚拟、异步性。实时系统与分时系统的主要差别
2、有哪些？答：多路性。实时信息处理系统与分时系统一样具有多路性，系统按分时原则为多个终端用户服务；而对实时控制系统，其多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。独立性。实时信息处理系统与分时系统一样具有独立性，每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，彼此独立地操作，互不干扰；而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制，也都是彼此互不干扰。及时性。实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人们所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级、百毫秒级直至毫秒级，甚至有的要低于100微
3、秒。交互性。实时信息处理系统虽也具有交互性，但这里人与系统的交互，仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。可靠性。分时系统虽然也要求系统可靠，相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失、甚至无法预料的灾难性后果。因此，在实时系统中，往往都采取了多级容错措施，来保证系统的安全及数据的安全。请简述程序的局部性原理。这个原理在分级的存储体系结构中是怎样起作用的？答：原理：程序执行时，处理器为了取得指令和数据而访问存储器。现代的程序设计技术很注重程序代码的复用，这样，程序中会有很多的循环和子程序调用，一旦进
4、入这样的程序段，就会重复存取相同的指令集合。类似地，对数据存取也有这样的局部性。在经过一段时间以后，使用到的代码和数据的集合会改变，但在较短的时间内它们能比较稳定地保持在一个存储器的局部区域中，处理器也主要和存储器的这个局部打交道。作用：基于这一原理，就有充分的理由设计出多级存储的体系结构，并使得存取级别较低的存储器的比率小于存取级别较高的存储器的比率。缓冲技术在计算机系统中起着什么样的作用？它是如何工作的？答：是为了解决部件之间速度不匹配的问题。*21.请简述中断和操作系统的关系。操作系统是如何利用中断机制的？答：*第二章阐述程序、作业、作业步的联系和区别。答：区别：程序是指令的集合；进程是
5、程序在一个数据集上的一次执行；用户要求计算机系统处理的一个计算问题成为一个“作业” 。任何一个作业都要经过若干加工步骤才能得到结果，作业的每一个加工步骤称为一个作业步。联系：用户要求计算机处理的问题，要用某种程序设计语言对要处理的问题编制程序后交给计算机系统，作业的每一个加工步骤称为一个作业步，针对每个作业步，计算机系统要创建一个或多个进程才能执行。什么叫作业调度？ 作业调度选择作业的必要条件是什么？答：操作系统根据允许并行工作的道数和一定的算法从等待的作业（后备作业）中选取若干作业装入主存储器，使它们可以去获得处理器运行，这项工作称为作业调度。作业调度的必要条件是，即只有在系统当前尚未分配的
6、资源可以满足在系统中等待执行的作业的资源要求。什么是系统调用？系统调用与一般过程调用的区别是什么？答：当用户使用程序设计语言编程时，有时会使用到读写文件等需要使用特权指令的功能操作，而用户程序不能使用特权指指令。为了解决这个矛盾，操作系统编制了许多不同功能的子程序，这些子程序通常包含特权指令，用户程序可以调用这些子程序从而得到特权指令提供的功能，并且没有使用特权指令。由操作系统提供的这些子程序称为“系统功能调用” 程序，或简称“系统调用” 。统调用在本质上是应用程序请求操作系统核心完成某一特定功能的一种过程调用，是一种特殊的过程调用，它与一般的过程调用有以下几方面的区别：通道软中断进入一般的过
7、程调用可直接由调用过程转向被调用过程；而执行系统调用时，由于调用和被调用过程是处于不同的系统状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，而通常都是通过软中断机制转向相应的命令处理程序。运行在不同的处理器状态一般的过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同的处理器状态，而系统调用与一般调用的最大区别就在于：调用程序运行在目态，而被调用程序则运行在管态。处理器状态的转换一般的过程调用不涉及系统状态的转换，可直接由调用过程转向被调用过程。但在运行系统调用时，由于调用和被调用过程工作在不同的系统状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，通常都是通过软中断机制先由目态转换为管态，在操作系统核心分
8、析之后，转向相应的系统调用处理于程序。返回问题一般的过程调用在被调用过程执行完后，将返回到调用过程继续执行。但是，在采用抢占式调度方式的系统中，系统调用中被调用过程执行完后，系统将对所有要求运行的进程进行优先级分析。如果调用进程仍然具有最高优先级，则返回到调用进程继续执行，否则，将引起重新调度，以便让优先级最高的进程优先执行。此时，系统将把调用进程放入就绪队列。嵌套调用像一般过程一样，系统调用也允许嵌套调用，即在一个被调用过程的执行期间，还可以再利用系统调用命令去调用另一个系统调用。一般情况下，每个系统对嵌套调用的深度都有一定的限制，例如最大深度为6。第三章何谓进程，它与程序有哪些异同点？答：
9、进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。或者说，进程是进程实体的运行过程。进程是程序的一次执行，它是一个动态的概念，程序是完成某个特定功能的指令的有序序列，它是个静态的概念。但进程是把程序作为它的运行实体，没有程序，也就没有进程。进程和程序的区别还在于：一个进程可以执行一个或几个程序。反之，同一程序也可能由多个进程同时执行。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；程序则不是。程序可以作为一种软件资源长期保存，而进程是程序的一次执行过程，它是临时的，有生命期的。表现在它由创建而产生，完成任务后被撤消。进程是具有结构的。为了描述进程的
10、运行变化过程，应为每个进程建立一个结构进程控制块。从结构上看，进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成。进程控制块的作用是什么？它主要包括哪几部分内容？答：进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据）成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。也就是说，操作系统是根据进程控制块PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。PCB是进程存在的惟一标志。在进程控制块中，主要包括下述四个方面用于描述和控制进程运行的信息：进程表示符信息 处理机状态信息 进程调度信息 进程控制信息进程有哪几种基本状态？试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。答：一个进程
11、必须具有以下三种基本状态：就绪状态 执行状态 阻塞状态*有5个批处理作业A到E几乎同时到达一计算中心。它们的估计运行时间分别为10、6、2、4和8分钟。其优先数（由外部设定）分别为3、5、2、1和4，其中5设为最高优先级。对于下列每种调度算法，计算其平均进程周转时间，可忽略进程切换的开销。时间片轮转法；优先级调度；先来先服务（按照次序l0、6、2、4、8运行）；最短作业优先。对，假设系统具有多道处理能力，每个作业均获得公平的CPU时间，对到假设任时刻只有一个作业运行，直到结束。所有的作业都是CPU密集型作业。答：时间片轮转法的平均周转时间是21（当时间片长短=6分钟时）优先级调度的平均周转时间
12、是20先来先服务的平均周转时间是19最短作业优先的平均周转时间是14什么是线程？进程和线程的主要区别是什么？线程是进程的一个实体，是被系统独立调用的一个单位。在有进程和线程的系统中,进程是系统资源分配的独立单位,而线程是可调度运行的独立单位.第四章并发执行的进程在系统中通常表现为几种关系？各是在什么情况下发生的？答：在这些进程之间可能存在以下两种关系： 资源共享关系 相互合作关系*什么叫临界资源？什么叫临界区？对临界区的使用应符合哪些规则？答：临界资源是一种多个进程共享的资源。其属性是：共享临界资源的进程必须互斥得访问它，也就是说，同一时刻只允许一个进程访问的共享资源叫临界资源在每个进程中访问
13、临界资源的那段代码称为临界区。每个进程在进入临界区之前应先对欲访问的临界资源进行检查，看它是否正被访问。如果此时临界资源未被访问，该进程便可进入临界区对该资源进行访问，并设置它正被访问的标志；如果此刻该临界资源正被某进程访问，则本进程不能进入临界区。因此，必须在临界区前面增加一段用于进行上述检查的代码。相应地，在临界区后面也要加上一段代码，用于将临界区正被访问的标志恢复为未被访问标志。当进程对信号量s执行P、V操作时，s的值发生变化，当s0、s=0和s0时 S表示可使用的资源数或表示可使用资源的进程数；S=0时 S表示无资源可供使用或表示不允许进程再进入临界区；S0时 S表示等待使用资源的进程
14、个数或表示等待进入临界区的进程个数。什么是死锁？答：死锁是指在多道程序系统中，一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程所占有且永远不会释放的资源；这种现象称系统处于死锁状态，简称死锁。死锁产生的四个必要条件是什么？答：产生死锁的四个必要条件是：互斥条件 请求和保持条件 不剥夺条件 环路等待条件第五章计算机系统中存储器一般分为哪两级？各有什么特点？答：计算机系统中存储器一般分为主存储器和辅助存储器两级。主存储器简称主存，又称为内存，它由自然数顺序编址的单元(通常为字或字节)所组成，是处理机直接存取指令和数据的存储器，它速度快，但容量有限。辅助存储器简称辅存，又称为外存，它由顺
15、序编址的“块”所组成，每块包含若干个单元，寻址与交换以块为单位进行，处理机不能直接访问它，它须经过专门的启动入出过程与内存交换信息，它存取速度较慢，但容量远大于内存，实际上，现代计算机系统中用户的数据(或信息)都是保存在外存中。存储管理的任务是什么？答：存储管理是计算机操作系统软件的一部分，它负责完成对主存储器的地址转换，对主存储器进行分配与去配，解决多用户对主存储器的共享和保护，通过软件手段，实现对主存储器容量的扩充。地址转换可分为哪三种方式？比较这三种方式的优缺点。答：由逻辑地址转化为物理地址的地址转换过程，按照转换的时间不同，可以分为3种方式： 绝对装入方式 静态重定位方式 动态重定位方
16、式（第二问 略）简述什么是覆盖？什么是交换？覆盖和交换的区别是什么？答：覆盖，是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。通常一个作业由若干个功能上相互独立的程序段组成，作业在一次运行时，也只用到其中的几段，利用这样一个事实，我们就可以让那些不会同时执行的程序段共用同一个主存区。因此，我们把可以相互覆盖的程序段叫做覆盖。交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个(或某些)作业部分或全部移到外存，而把外存中的某个(或某些)作业移到相应的主存区，并使其投入运行。覆盖技术的关键是提供正确的覆盖结构。通常，一个作业的覆盖结构要求编程人员事先给出，对于一个规模较大或比较复杂的程序来说是难以分析和建立它
17、的覆盖结构的。因此，通常覆盖技术主要用于系统程序的主存管理上。覆盖技术的主要特点是打破了必须将一个作业的全部信息装入主存后才能运行的限制。在一定程度上解决了小主存运行大作业的矛盾。交换技术的关键是设法减少每次交换的信息量。为此，常将作业的副本保留在外存，每次换出时，仅换出那些修改过的信息即可。同覆盖技术一样，交换技术也是利用外存来逻辑地扩充主存。它的主要特点是打破了一个程序一旦进入主存便一直运行到结束的限制。缺页中断和一般中断有哪些不同？答：在指令执行期间产生和处理中断信号 一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断简述快表的作用。答：提高了存取速度，使得指令执行速度大大加快简述段和页的区别。答
18、：分页和分段有许多相似之处，但是在概念上两者完全不通，主要表现在：页是信息的物理单位，分页是为了系统管理内存的方便而进行的，故对用户而言，分页是不可见的，是透明的；段是信息的逻辑单位，分段是作业逻辑上的要求，对用户而言，分段是可见的。页的大小是固定的，由系统决定；段的大小是不固定的，由用户作业本身决定。从用户角度看，分页的地址空间是一维的，而段的地址空间是二维的。局部性原理可以体现在哪两个方面？答：时间局部性和空间局部性在分页虚拟存储管理方式中，常采用哪几种页面置换策略？答：最佳置换算法、先进先出算法、最近最久未使用（LRU）算法、简单Clock置换算法、改进型Clock置换算法、16,某虚拟
19、存储区的用户空间共32个页面，每页1KB，主存16KB。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7，将逻辑地址0A5CH和093CH变换为物理地址。答：125CH、113CH在一个分页虚拟存储管理方式中，采用LRU页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为1、3、2、1、1、3、5、1、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数M分别是3和4时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。答：M是3时，缺页次数是6，缺页率是50M是4时，缺页次数是3，缺页率是25第六章什么叫文件？答：文件是在逻辑上具有完整意义的信息集合，它有一个名字作标识。什么是
20、文件的逻辑结构？常用的逻辑结构有哪几种？有何特点？答：用户按自己对信息的使用要求组织文件，由于这种文件是独立于物理环境而构造的，所以，把用户概念中的文件称为文件的逻辑结构，或称逻辑文件。这是从用户观点出发，所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。文件的逻辑结构一般可分为两大类：是有结构文件，它是由一个以上的记录构成的文件，故又称为记录式文件；二是无结构文件，它是指由字符流构成的文件，故又称为流式文件。比较连续文件、链接文件和索引文件的特点。答：连续文件特点：一个文件在逻辑上连续的信息被存放到存储介质上依次相邻的块上，这是一种逻辑记录顺序与物理记录的顺序相一致的文件结构；连续文
21、件最大优点是顺序存取速度快；磁盘存储空间的利用率不高；对输出文件很难估计需多少磁盘块；影响文件的扩展，插入删除困难。链接文件特点：把逻辑文件的各个逻辑记录任意存放到一些磁盘块中，这些磁盘块可以分散在磁盘的任意位置，顺序的逻辑记录被存放在不连续的磁盘块上，用指针把这些磁盘块按逻辑记录的顺序链接起来；链接结构解决了顺序结构中的所有问题：磁盘上的所有空闲块都可以被利用；建立文件时也不必事先考虑文件的长度，只要有空闲的磁盘块，文件可继续扩展；可根据需要在文件的任何位置插入一个记录或删除一个记录。链接方式又可分为隐式链接和显式链接两种，隐式链接只适合于顺序访问，对直接访问是极其低效的，显式链接不能支持高效地直接存取，存放链接指针的表会占用较大的内存空间。索引文件特点：索引结构是实现非连续存储的另一种方法；索引结构为每个文件建立一张“索引表”，把指示每个逻辑记录存放位置的指针集中在索引表中，把索引表保存在某个磁盘块中；对索引文件能方便地实现文件的扩展、记录的插入和删除；由于索引结构即适合顺序存取记录，又可以方便地按任意次序随机存取记录；容易实现记录的增、删和插入；采用索引结构必须增加索引表占用的空间和读写索引表的时间，当一个文件中记录很多时，索引表就很庞大。
