计算机操作系统期末试卷简答题(答案)

第一章

2、什么是操作系统？他的主要功能是什么？

操作系统是控制和管理计算机系统内部各种硬件和软件资源，有效组织多道程序运行的系统软件，它是用户和计算机之间的接口。

操作系统的功能：存储管理，作业和进程调度，设备管理，文件管理，用户接口服务。

3、在计算机系统中操作处于什么地位？

操作系统的地位：操作系统是计算机系统的控制管理中心，其他所有软件都建立在操作系统之上。操作系统对他们既具有支配权力，又为他们运行搭建必备环境。

6、操作系统主要有哪5种基本类型？各有什么特点？

1、批处理系统：多道成批。（没有交互能力）

2、分时系统：同时性，性，交互性，及时性。

3、实时系统：对时间严格约束。

4、网络操作系统：接口一致性，资源透明性，操作可靠性，处理自主性，执行并行性。

5、分布式操作系统：透明性，灵活性，可靠性，高性能，可扩充。

7、操作系统的基本特征是什么？

1、并发性 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，而并发性是指两个或多个事件 在同一时间间隔内发生;

2、共享性 所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用;

3、不确定性。

4、虚拟性 所谓虚拟是指通过某项技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应;

第二章

2、PCB的作用是什么？

PCB是进程组成中最关键的部分。

1.每个进程有唯一的进程控制块；

2.操作系统根据PCB对进程实施控制和管理；

3.进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的；

4.PCB是进程存在的唯一标志。

3、进程的基本状态有哪几种?

运行状态，就绪状态，阻塞状态。

图见笔记。

6、什么是进程的互斥和同步？

互斥：逻辑上相互无关的两个或多个进程由于争用同一资源而发生的相互制约关系。

同步：逻辑上相关的两个或多个进程为完成一项任务，通过协调活动来使用统一资源，而产生的执行时序的约束关系。

7、什么是临界区和临界资源？进入临界区的调度原则是什么？

临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。

临界资源：一次只允许一个进程使用额共享资源叫做临界资源。

调度原则:1、单个入区2、独自占有3、尽快退出4、落败让权

第三章

2、计算机系统产生死锁的根本原因是什么？（填空）

资源有限 进程推进不当。

3、发生死锁的4个必要条件是什么？

1、互斥条件2、占有等待条件3、不可抢占条件4、循环等待条件

5、死锁预防的基本思想是什么？

要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的4个必要条件中的一个或几    个，保证系统绝不会进入死锁状态。

6、死锁避免的基本思想是什么？

死锁避免的基本思想是：对进程所发出的每一个申请资源命令加以动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源分配。就是说，在资源分配过程中若预测有发生死锁的可能性，则加以避免。这种方法的关键是确定资源分配的安全性。

第四章

3、处理机调度一般分为哪三级？其中哪一级调度必不可少？为什么？

处理机调度一般可分为高级调度(作业调度)、中级调度和低级调度(进程调度)。其中进程调度必不可少。

进程只有在得到 CPU之后才能真正活动起来，所有就绪进程经由进程调度才能获得CPU的控制权;实际上，进程调度完成一台物理的 CPU转变成多台虚拟(或逻辑)的 CPU的工作;进程调度的实现策略往往决定了操作系统的类型， 其算法优劣直接影响整个系统的性能。

6、作业调度与进程调度之间有什么差别？

作业调度与进程调度之间的差别主要是：作业调度是宏观调度，它所选择的作业只是具有获得处理机的资格，但尚未占有处理机，不能立即在其上实际运行；而进程调度是微观调度，动态地把处理机实际地分配给所选择的进程，使之真正活动起来。另外，进程调度相当频繁，而作业调度执行的次数一般很少。

作业调度从外存的后备队列中选择一批作业调入内存，为它们创建进程，这些进程被送入就绪队列。进程调度从就绪队列中选出一个进程来，并把它的状态改为运行态，把CPU分配给它。当运行进程要等待某一事件时，就让出CPU，进入相应的阻塞队列，并进行进程调度。运行进程完成后，由作业调度进行善后处理工作。

7、在确定调度方式和调度算法时，常用的评价和准则有哪些？

在确定调度方式和调度算法时，常用的评价准则有：CPU利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间。

第五章

2、解释下列概念：物理地址，逻辑地址，逻辑地址空间，内存空间，重定位，静态重定位，动态重定位，碎片，紧缩

。

物理地址——内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的，这种地址称为绝对地址或物理地址。

逻辑地——址用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为相对地址或逻辑地址。

逻辑地址空间——由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间，或简称为地址空间。

内存空间——由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间，也称物理空间或绝对空间。

重定位——程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。

静态重定位——是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。

动态重定位——是在程序执行期间，每次访问内存之前进行重定位。这种变换是靠硬件地址转换机构实现的。

碎片——内存中这种容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”或“零头”。

紧缩——为解决碎片问题，移动某些已分配区的内容，使所有进程的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端。这种技术称为紧缩（或叫拼凑）。

17、何谓工作集？他有什么作用?

工作集是一个进程在某一小段时间内访问页面的集合。利用工作集模型可防止抖动，也可以进行页面置换。

第六章

1、解释下列概念：文件、文件系统、文件的逻辑组织、文件的物理组织、目录项、目录文件、路径、当前目录。

　　文件是被命名的相关信息的集合体。通常存放在外存上，可以作为一个单位存放和实施相应的操作。

　　文件系统是操作系统中负责操纵和管理文件的一整套机制，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。

　　文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。

　　文件的物理组织——文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。

　　目录项——为了加快对文件的检索，往往把文件控制块集中在一起进行管理。这种文件控制块的有序集合就称为文件目录。当然，文件控制块也就是其中的目录项。

　　目录文件——全由目录项构成的文件就称为目录文件。

　　路径——在树形目录结构中，从根出发、经由所需子目录、到达指定文件的通路。

当前目录——为节省文件检索的时间，每个用户可以指定一个目录作为当前的工作目录，以后访问文件时，就从这个目录开始向下顺次检索。这个目录就称作当前目录。

3、UNIX/Linux系统中文件分为哪些类型？

UNIX/Linux系统中文件分为以下类型：普通文件，目录文件，特殊文件。

4、什么是文件的逻辑组织和物理组织？通常，文件的逻辑组织有哪几种形式？

文件的逻辑组织—— 用户对文件的观察和使用是从自身处理文件数据时所采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。

文件的物理组织—— 文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。

文件的逻辑组织有以下形式：有结构文件和无结构文件和树形文件。

有结构文件又称为记录式文件，它在逻辑上可被看成一组连续顺序记录的集合，又可分为定长记录文件和变长记录文件两种。无结构文件是指文件内部不再划分记录，它是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。

n

5、文件的物理组织形式主要有哪几种？各有什么有缺点？

文件的物理组织形式主要有：连续文件，链接文件，索引文件和多重索引文件。见表C-10。

表C-10

答：文件系统中的目录结构主要有：单级目录结构，二级目录结构，树形目录结构和非循环图目录结构。 

单级目录结构——在这种组织方式下，全部文件都登记在同一目录中。 

二级目录结构——在主文件目录中登载了各个用户的名称，每个用户有自己的用户文件目录。 

树形目录结构——在这种结构中，只有一个根目录，每一级目录可以是下级目录的说明，也可以是包含文件的说明。从根开始一层一层地扩展下去，就形成一个树形层次结构。 

非循环图目录结构——树形目录结构的自然推广就是非循环图目录结构，它允许一个文件或目录可在多个父目录中占有项目，但并不构成环路 

7、什么是文件控制块？（见第一题）文件控制块与文件有何关系？

　　文件控制块——用于控制和管理文件的数据结构，其中包括文件名、文件类型、位置、大小等信息。

文件控制块与文件一一对应，即在文件系统内部，给每个文件唯一地设置一个文件控制块，核心利用这种结构对文件实施各种管理。

8、文件系统中的目录结构有哪几种基本形式？各有何优缺点？UNIX/Linux系统中采用哪种目录结构？（没画）

　　文件系统中的目录结构有：单级目录结构，二级目录结构，树形目录结构，非循环图目录结构。各自的优缺点如下表：

9、常用的磁盘空闲区管理技术有哪几种？试简要说明各自的实现思想。（没画）

　　常用的磁盘空闲区管理技术有：空闲盘块表法、空闲块链接法、位示图法、空闲块成组链接法。

　　空闲盘块表法——所有连续的空闲盘块在表中占据一项，其中标出第一个空闲块号和该项中所包含的空闲块个数，以及相应的物理块号。利用该表进行盘块的分配和文件删除时盘块的回收。

　　空闲块链接法——所有的空闲盘块链在一个队列中，用一个指针（空闲区头）指向第一个空闲块，而各个空闲块中都含有下一个空闲区的块号，最后一块的指针项记为NULL，表示链尾。分配和释放盘块都在链头进行。

　　位示图法——利用一串二进位的值来反映磁盘空间的分配情况，每个盘块都对应一位。如果盘块是空闲的，对应位是0；如盘块已分出去，则对应位是1。

空闲块成组链接——把所有空闲盘块按固定数量分组，组与组之间形成链接关系，最后一组的块号（可能不满一组）通常放在内存的一个专用栈结构中。这样，平常对盘块的分配和释放是在栈中进行（或构成新的一组）。

11、什么是文件后备？数据转储方法有哪两种？按时间划分，后备分哪几种？（没画）

文件的后备就是把硬盘上的文件转储到其他外部介质上。

将磁盘上的数据转储到磁带上有两种方式：物理转储和逻辑转储。物理转储是从磁盘上第0块开始，把所有的盘块按照顺序写到磁带上，当复制完最后一块时，转储结束。逻辑转储方式是从一个或多个指定的目录开始，递归地转储自某个日期以来被修改过的所有文件和目录。

通常有以下三种备份策略：完全备份、增量备份和更新备份。

完全备份也称简单备份，即每隔一定时间就对系统作一次全面的备份；增量备份使每隔一段较短的时间进行一次备份，但仅仅备份在这段时间间隔内修改过的数据；更新备份是备份从上次进行完全备份后至今更改的全部数据文件。

12、文件系统的一般格式是怎样的？其中引导块和超级块的作用各是什么？（没画）

文件系统的一般由引导块、超级块、空闲空间管理、I节点、根目录、

文件数据区引导块的作用是引导操作系统。它包括一个小程序，用于读入该分区上相应操作系统的引导部分，从而把该分区中的操作系统装入内存。

超级块的作用是对整个文件系统进行控制和管理。它包含有关文件系统的全部关键参数。

引导块（bootblock）：在文件系统可引导的情况下，引导块中包含有引导数据

第七章

5、设备的分配技术主要有哪些？常用的设备分配算法是什么？

  设备分配技术主要有：独占分配、共享分配和虚拟分配。

常用的设备分配算法是：先来先服务算法和优先级高的优先服务算法。

6、SPOOLing系统的主要功能是什么？

SPOOLing系统的主要功能是：将独占设备改造为共享设备，实现虚拟设备功能。

按使用性质对设备进行分类：独占设备，共享设备，虚拟设备。