OS填空简答

操作系统期末考时总结的知识点（虽然我很可能在挂科边缘徘徊，但是我还是要放出来）至于大题和生产者消费者以及银行家算法就看书吧

1.中断向量：存储该类型中断的中断服务例行程序的入口地址和处理器状态字的存储单元
2.向量中断：当中断发生时，由中断源引导处理机进入中断服务程序的过程
3.中断响应：当处理机发现已有的中断请求时，终止当前运行程序执行，并自动引出中断处理程序的过程；实质：交换指令执行地址和处理器状态字
4.计算机由 硬件 系统和 软件 系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统
5.按功能划分，软件可分为 系统 软件和 应用 软件两种。
6.操作系统是在 裸机 上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的 首次 扩充。
7.操作系统的基本功能是 处理机（包含作业） 管理、 存储 管理、 设备 管理和 文件 管理。
8.若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是 分时 操作系统。
9.如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于 批处理 操作系统。
10.怎样理解“虚拟机”的概念？
答：拿操作系统来说，它是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首 次扩充。从用户的角度看，计算机配置了操作系统后，由于操作系统隐蔽了硬件的复杂 细节，用户会感到机器使用起来更方便、容易了。这样，通过操作系统的作用使展现在 用户面前的是一台功能经过扩展了的机器。这台“机器”不是硬件搭建成的，现实生活 中并不存在具有这种功能的真实机器，它只是用户的一种感觉而已。所以，就把这样的 机器称为“虚拟机”。
11.假定一个系统中的所有作业同时到达，那么使作业平均周转时间为最小的作业调度算法是短作业优先调度算法。
12.进程在执行过程中有3种基本状态，它们是 运行态、就绪态和阻塞态。
13.系统中一个进程由程序 、 数据集合 和 进程控制块（PCB）三部分组成。
14.总的来说，进程调度有两种方式，即不可剥夺 方式和 剥夺方式。进程调度程序具体负责中央处理机（CPU） 的分配。
15.所谓系统调用，就是用户程序要调用操作系统提供的一些子功能。
16.作业被系统接纳后到运行完毕，一般还需要经历后备 、 运行 和 完成三个阶段
17.什么是“原语”、“特权指令”、“系统调用命令”和“访管指令”？它们之间有无一定的联系？
答：特权指令和访管指令都是CPU指令系统中的指令，只是前者是一些只能在管态下 执行的指令，后者是一条只能在目态下执行的指令。原语和系统调用命令都是操作系 统中的功能程序，只是前者执行时不能被其他程序所打断，后者没有这个要求。操作 系统中有些系统调用命令是以原语的形式出现的，例如创建进程就是一条原语式的系 统调用命令。但并不是所有系统调用命令都是原语。因为如果那样的话，整个系统的 并发性就不可能得到充分地发挥。
18.系统调用与一般的过程调用有什么区别？
答：系统调用是指在用户程序中调用操作系统提供的功能子程序；一般的过程调用是指在一个程序中调用另一个程序。因此它们之间有如下三点区别。
（1）一般的过程调用，调用者与被调用者都运行在相同的CPU状态，即或都处于目态（用户程序调用用户程序），或都处于管态（系统程序调用系统程序）；但发生系统调用时，发出调用命令的调用者运行在目态，而被调用的对象则运行在管态，即调用者与被调用者运行在不同的CPU状态。
（2）一般的过程调用，是直接通过转移指令转向被调用的程序；但发生系统调用时，只能通过访管指令提供的一个统一的入口，由目态进入管态，经分析后，才转向相应的操作系统命令处理程序。
（3）一般的过程调用，在被调用者执行完后，就径直返回断点继续执行；但系统调用可能会导致进程状态的变化，从而引起系统重新分配处理机。因此，系统调用处理结束后，不一定是返回调用者断点处继续执行。
19.将作业相对地址空间的相对地址转换成内存中的绝对地址的过程称为地址重定位。
20.地址重定位可分为静态重定位 和 动态重定位两种。
21.在分页式存储管理的页表里，主要应该包含页号 和 块号两个信息。
22.静态重定位在程序装入时进行，动态重定位在程序执行时进行。
23.在分页式存储管理中，如果页面置换算法选择不当，则会使系统出现 抖动 现象。
24.在请求分页式存储管理中采用先进先出（FIFO）页面淘汰算法时，增加分配给作业的块数时，缺页中断的次数有可能会增加。
25.在请求分页式存储管理中，页面淘汰是由于缺页引起的。
26.信号量的物理意义是当信号量值大于零时表示可分配资源的个数；当信号量值小于零时，其绝对值为等待使用该资源的进程的个数
27.所谓临界区是指进程程序中需要互斥执行的程序段
28.用P、V操作管理临界区时，一个进程在进入临界区前应对信号量执行 P 操作，退出临界区时应对信号量执行 V 操作
29.有m个进程共享一个临界资源。若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则该信号量取值最大为 1 ，最小为 −（m−1）
30.对信号量S的P操作原语中，使进程进入相应信号量队列等待的条件是Vs<0
31.死锁是指系统中多个 进程 无休止地等待永远不会发生的事件出现
32.在银行家算法中，如果一个进程对资源提出的请求将会导致系统从 安全 的状态进入到 不安全 的状态时，就暂时拒绝这一请求
33.进程的基本特征有：动态、并发、独立、异步、结构特征
34.什么是进程？进程与程序的主要区别是什么？
35.答：进程，即是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
36.进程与程序的主要区别是：
答：（1）程序是指令的有序集合，是一个静态概念，其本身没有任何运行的含义，进程 是程序在处理机上的一次执行过程，是一个动态概念。
（2）程序作为软件资料可长期保存，而进程是有生命期的，因创建而产生、因调度而执 行、因得不到资源而暂停、因撤消而消亡。
（3）程序是记录在介质上指令的有序集合，而进程则由程序、数据和进程控制块3 部 分组成。
（4）进程与程序之间无一一对应关系。不同的进程可以包含同一程序，同一程序在执行 中也可以产生多个进程。
（5）进程是一个独立的运行单位，也是系统进行资源分配和调度的独立单位，而程序无 此概念。
37.什么是处理机的三级调度
处理机的三级调度是指：高级调度（作业调度），中级调度（交 换调度）和低级调度（进程调度）
38.处理机的三级调度分别在什么情况下发生
高级调度在需要从后备作业队列中选择作业进入内存时发生；
低级调度在需要选择一个就绪进程投入运行时发生；
中级调度在内存紧张不能满足进程运行需要时发生
39.各级调度分别完成了什么工作
高级调度决定把外存中处于后备队列的哪些作业调入内存，并为它们创建进程和分配必要的资源，然后将新创建的进程放入就绪队列准备执行；
低级调度则决定就绪队列中哪个进程将获得处理机，并将处理机分配给该进程使用；
中级调度是在内存资源紧张的情况下暂时将不运行的进程（或进程中的一部分）调至外存，待内存空闲时再将外存上具备运行条件的就绪进程（或进程中的一部分）重新调入内存
40.在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供程序访问参考，修改位供换出页面参考，访问位供置换算法参考，外存始址供分配页面参考
41.什么是缓冲，引入缓冲的原因是什么
答：缓冲是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段，引入缓冲技术的原因有：
1）进一步缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾
2）为了减少中断次数和CPU的中断处理时间
3）为了解决DMA或通道方式下数据传输的瓶颈问题
42.假脱机（spooling）系统是由硬盘中的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区以及输出进程和输入进程组成
43.假脱机（spooling）技术如何使一台打印机虚拟成为多台打印机
答：系统对于用户的打印输出，并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井中申请一个空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表，将该表挂到请求打印队列上。若打印机空闲。输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。
44.什么是DMA方式？它与中断方式的主要区别是什么？
答：DMA方式即直接存储器访问方式，其实现思想是外设在硬件支持下直接与内存交换成批数据而无需CPU干预。在DMA控制器中，除了包含状态寄存器和数据寄存器之外，还包含传送字节计数器，内存地址寄存器等。在进行数据存取时，先由CPU向控制器发送启动指令，然后在DMA控制器的控制下不断挪用CPU的工作周期，在设备和内存之间直接交换数据，直到一批数据全部传送完成时才中断CPU。批量数据的传送由计数器逐个计数，并由内存地址寄存器确定所要访问的内存地址。
DMA方式与中断方式的主要区别如下：
1）中断方式在每个数据传送结束后中断CPU，而DMA方式是在所要求传送的一批数据全部传送完成之后中断CPU。
2）中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成，而DMA方式则是在DMA控制器的控制下完成。
45.在存储管理方式中，页式和段页式会产生内部碎片，动态分区方式和段式会产生外部碎片
46.常见的文件物理结构：连续文件、串联文件、索引文件
47.按操作系统中文件的用途和性质可分为：系统文件、用户文件、库文件
48.文件存取控制方式有哪几种
文件存取控制方式有以下四种：
1）采用存取控制矩阵和存取控制表，易于实现和管理，但用户和文件较多时，系统开销大
2）使用用户权限表，权限由用户设定或者修改，不能完全保密
3）使用口令，存储空间小，方便，但口令不易修改
4）使用密码，保密性强，但需要编码技术
现有两道作业同时执行，一道以计算为主，一道以I/O为主，应如何赋予作业进程占有处理器的优先级？为什么？
答：I/O为主的应高于计算为主的，因为I/O为主的作业占用CPU时间较短，采用这样的调度算法可以缩短这两道作业的平均周转时间，同时优先照顾I/O为主的作业还可以提高外部设备的利用率，使系统内的资源均衡使用，另外，若以I/O为主的作业是终端型作业，则保证 了对终端型作业的及时响应。
49.试说明进程互斥、同步和通信三者之间的关系
答：进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系。在多道程序系统中，由于资源共享与进程合作，这种进程间的制约成为可能。为了保证进程的正确运行以及相互合作的进程之间交换信息，需要进程之间的通信。
进程之间的制约关系体现为：进程的同步和互斥。
进程同步：它主要源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为进程之间的直接制约关系。在多道环境下，这种进程间在执行次序上的协调是必不可少的。
进程互斥：它主要源于资源共享，是进程之间的间接制约关系。在多道系统中，每次只允许一个进程访问的资源称为临界资源，进程互斥就是保证每次只有一个进程使用临界资源。
进程通信是指进程间的信息交换。PV操作作为进程的同步与互斥工具因信息交换量少，效率太低，称为低级通信。而高级通信则以较高的效率传送大批数据。
50.文件目录：一张记录所有文件名字及其存放地址的目录表
51.目录文件：将大量的文件目录组织成文件
52.地址重定位：使一个程序装入到与其地址空间不一致的存储空间所引起的对有关地址的调整过程
53.产生死锁的根本原因是系统能够提供的资源个数比要求该资源的进程数要少
54.死锁产生原因：系统资源不足，线程推进顺序违法
55.产生死锁的必要条件：互斥条件，不剥夺条件，占有并等待，形成环路
56.操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机软硬件资源的分配和管理，控制和协调并发进程，提供用户接口，实现信息存取和保护
57.实时操作系统的特点：
1）系统对外部实时信号必须能及时响应
2）实时系统要求有高可靠性和安全性
3）系统的整体性强
4）交互会话能力不如分时操作系统，通常采用双工方式工作
58.分时操作系统采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端服务
59.分时系统的特点：并行性、独占性、交互性
60.管态：操作系统的管理程序执行时机器所处的状态，可以使用所有的资源所有的指令，包括一组特权指令
61.目态：用户态，用户程序执行时机器所处的状态，仅允许访问用户程序自己的存储区域
62.中断是指某个事件发生时，系统终止现行程序的运行，引出处理该事件程序进行处理，处理完毕后返回断点，继续执行
63.中断按功能分类可以分为五类：I/O中断、外中断、机器故障中断、程序性中断、访管中断
64.中断处理过程：1）保护现场和传递参数2）执行相应的中断服务例程3）恢复和退出中断