操作系统简答题预测

1.操作系统的功能是什么？操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统管理着计算机硬件资源，同时按着应用程序的资源请求，为其分配资源。（作为扩展机器的操作系统，作为资源管理者的操作系统）2.什么是多道程序设计，它有什么特征？所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用CPU，交替执行。引入多道程序设计技术的根本目的是为了提高CPU的利用率，充分发挥计算机系统部件的并行性，现代计算机系统都采用了多道程序设计技术。3.简述系统调用的概念及过程。操作系统的主要功能是为应用程序的运行创建良好的环境，为了达到这个目的，内核提供一系列具备预定功能的多内核函数，通过一组称为系统调用（systemcall)的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核，调用相应的的内核函数完成所需的处理，将处理结果返回给应用程序，如果没有系统调用和内核函数，用户将不能编写大型应用程序。4.进程是什么？线程是什么？进程与线程的区别是什么？进程就是一个正在执行的程序实例。线程是进程中某个单一顺序的控制流（一个进程中正在执行的代码片段）进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。5.竞争条件的概念是什么？临界区的概念是什么？多个进程或线程读写某些共享数据是，最后的结果取决于进程运行的精确时序，称为竞争条件。每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源）。6.创建进程的4种事件？终止进程的4种事件1.系统初始化2.执行了正在运行的进程所调用的进程创建系统调用。3.用户请求创建一个新进程4.一个批处理作业的初始化1.正常退出2.出错退出3.严重错误4.被其他进程杀死7.人们使用多线程的原因？首先，在许多应用中同时发生着许多活动，某些活动会随着时间的推移被阻塞。通过将这些应用程序分解成可以准并行运行的多个顺序线程，程序设计模型会变得更加简单。其次，由于线程比进程更加轻量级，所以跟容易创建和撤销。最后，如果存在着大量的计算和大量的I/O处理，多线程允许这些活动彼此重叠进行，加快了执行速度。8.在所有当代计算机中，至少有部分中断程序是用汇编语言编写的，为什么？（课后题）通常，高级语言不允许访问CPU硬件，而这种访问又是必须的，例如，中断程序可能需要禁用和启用某个特定的中断服务，或者处理进程堆栈区的数据。另外，中断服务例程需要尽快地执行。9.虚拟内存的基本思想是什么？每个程序都拥有自己的地址空间，这个空间被分割成多个块，每一块称为一个页面。每一页有连续的地址范围。这些页被映射到物理内存，，但不是所有的页都在内存中才能运行程序。当程序引用到一部分在物理内存中的地址空间时，由硬件执行必要的映射。。当程序引用到一部分不在物理内存的地址空间的时候，由操作系统负责将缺失的部分装入物理内存并重新执行失败的指令。10.什么是缺页中断？缺页中断如何处理？缺页中断就是要访问的页不在主存，需要操作系统将其调入主存后再进行访问。在这个时候，被内存映射的文件实际上成了一个分页交换文件。1)硬件陷入内核，在堆栈中保存程序计数器。大多数机器将当前指令的各种状态信息保存在特殊的CPU寄存器中。2)启动一个汇编代码例程保存通用寄存器和其他易失的信息，以免被操作系统破坏。这个例程将操作系统作为一个函数来调用。3)当操作系统发现一个缺页中断时，尝试发现需要哪个虚拟页面。通常一个硬件寄存器包含了这一信息，如果没有的话，操作系统必须检索程序计数器，取出这条指令，用软件分析这条指令，看看它在缺页中断时正在做什么。4)一旦知道了发生缺页中断的虚拟地址，操作系统检查这个地址是否有效，并检查存取与保护是否一致。如果不一致，向进程发出一个信号或杀掉该进程。如果地址有效且没有保护错误发生，系统则检查是否有空闲页框。如果没有空闲页框，执行页面置换算法寻找一个页面来淘汰。5)如果选择的页框“脏”了，安排该页写回磁盘，并发生一次上下文切换，挂起产生缺页中断的进程，让其他进程运行直至磁盘传输结束。无论如何，该页框被标记为忙，以免因为其他原因而被其他进程占用。6)一旦页框“干净”后（无论是立刻还是在写回磁盘后），操作系统查找所需页面在磁盘上的地址，通过磁盘操作将其装入。该页面被装入后，产生缺页中断的进程仍然被挂起，并且如果有其他可运行的用户进程，则选择另一个用户进程运行。7)当磁盘中断发生时，表明该页已经被装入，页表已经更新可以反映它的位置，页框也被标记为正常状态。8)恢复发生缺页中断指令以前的状态，程序计数器重新指向这条指令。9)调度引发缺页中断的进程，操作系统返回调用它的汇编语言例程。10)该例程恢复寄存器和其他状态信息[1]11.分页与分段的区别是什么？分页技术中，程序员不用了解这项技术，它是一维的，过程和数据可以被区分并分别被保护，大小浮动的表不容易提供，用户间过程的共享不容易提供。发明分页技术，是为了得到更大的线性地址空间而不必购买更大的物理存储器。发明分段技术，是为了使程序和数据可以被划分为逻辑上独立的地址空间并且有助于共享和保护。12.什么是死锁？发生资源死锁的四个条件。如果一个进程集合中的每个进程都在等待只能由该进程集合中的其他进程才能引发的事件，那么，该进程集合就是死锁的。1）互斥条件：每个资源要么已经分配给了一个进程，要么就是可用的。2）占有和等待条件：已经获得某个进程的资源可以再请求新的资源。3）不可抢占条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。4）环路等待条件：死锁发生时，系统中一定有由两个或两个以上的进程组成一条环路，该环路中的每个进程都在等待下一个进程所占用的资源。13.死锁恢复，死锁避免，死锁预防的方法是什么？1.利用抢占恢复2.利用回滚恢复3.通过杀死进程恢复不需要先采用各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件，而是在资源的动态分配中，用某种方式去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。破坏四个条件中的一个或者几个来防止死锁发生。