请简述计算机硬件系统的运行过程,操作系统简述题
?什么是操作系統?它的功能?
操作系統是控制和管理計算機硬件和軟件資源,合理地組織計算機工作流程以及方便用戶使用計算機系統的程序的集合。
功能:處理機管理,存儲器管理,I/O設備管理和文件管理以及作為操作系統與用戶之間的接口
?分段存儲管理和分頁存儲管理的區別
①頁是信息的物理單位,為實現離散存儲,提高內存利用率而引入;段是信息的邏輯單位,為滿足用戶要求而引入
②頁的大小固定且由系統確定;段長不定,取決于用戶程序,并在編譯時劃分
③分頁的作業地址空間是一維的,分段的作業地址空間是二維的
?分頁、分段、段頁式存儲管理的優缺點
分頁:
優點:沒有外碎片,內碎片的大小不超過頁面的大小
缺點:程序全部裝入內存,要求有相應的硬件支持,增加了機器成本和系統開銷
分段:
優點:可以分別編寫和編譯,可以針對不同類型的段采取不同的保護,可以按段為單位來進行共享
缺點:會產生很多外碎片
段頁式
優點:具有分頁和分段存儲管理的優點
缺點:由于管理軟件的增加,復雜性和開銷也增加。另外需要的硬件以及占用的內存也有所增加,使得執行速度下降
?什么是死鎖,產生死鎖的四個必要條件是什么?
進程間互相等待對方占用的資源而造成的僵局,沒有外力作用,進程無法向前推進。產生死鎖的四個必要條件是互斥、非搶占、占有并等待以及循環等待
?進程和線程的區別
①進程是操作系統中擁有資源的最基本單位,線程共享進程的資源,自己不擁有資源
②同一進程中的不同線程之間的獨立性比不同進程之間的獨立性低得多
③進程只能分配到一個CPU上執行,同一進程內的多個線程可分配到多個CPU上并行執行
④同一進程的線程共享本進程的地址空間,而進程之間則是獨立的地址空間
?進程和程序的區別
①進程是程序的一次運行過程,是一個動態實體,而程序是一個指令的集合,是靜態實體
②進程具有生命周期,具有創建、執行和撤銷的過程,而程序一旦創建,可以永遠存在
③進程實體由程序段、數據段及進程控制塊組成
④進程與程序之間不存在一一對應的關系,不同的進程可以對應相同的程序,一個進程中還可以同時調用多個程序
⑤進程實體是一個能獨立運行的基本單位,可獨立獲得資源和獨立調度;而程序不能作為獨立的單位參加運行
⑥進程可按異步方式運行,程序不是運行實體,所以不可以異步執行
?什么是設備獨立性?它是如何實現的?
設備獨立性是應用程序獨立于使用的物理設備,在應用程序中使用邏輯設備名來請求使用某類資源。
實現設備獨立性必須由設備獨立性軟件完成,其中邏輯設備名到物理設備名的映射是由邏輯設備表LUT來完成的
?什么是動態重定位?它是如何實現的?
動態重定位是指程序入主存之前不進行重定位,等到程序入主存程序執行到相關地址項時才進行重定位
實現過程:每個進程取得CPU控制權時,OS應該負責把該作業在主存中的起始地址送入重定位寄存器中。真正訪問的內存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的
?什么是快表?它在自動轉換中其什么作用?
快表是一個快速、具有并行查詢能力的聯想寄存器,用于存放當前執行進程的部分頁表。
作用:加入快表后在地址轉換時,首先在快表中查找,若找到就直接進行地址轉換;未找到則在主存頁表中繼續查找,并把查找到的頁號和塊號放入聯想寄存器中。
?試說明和比較幾種文件共享的方法
①繞彎路法:系統設置當前目錄指針,用戶對當前目錄下的文件直接訪問,當需訪問其它目錄下文件時,通過指定路徑完成
②連訪法:建立目錄間的鏈接,使目錄項直接指向另一個目錄項
③基本文件目錄:將源文件目錄分為基本文件目錄BFD和符號文件目錄SFD
④基于索引節點的共享方法:設置索引節點,存儲文件的物理地址、鏈接計數及其它文件屬性。文件目錄只包括文件名和該文件對應索引結點的指針
⑤基于符號鏈的訪問方法:假設B為了共享C的文件F,在B中創建一個Link類型的新文件,新文件目錄中只包含被鏈接文件F的路徑名
?什么是臨界區?進入臨界區的調度原則是什么?
在每個進程中訪問臨界資源的代碼段叫做臨界區。調度原則是:空閑讓進、忙則等待、讓權等待和有限等待
?什么是虛擬存儲?它有什么特點?
虛擬存儲器是指具有調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種存儲器系統
特征:多次性、對換性、虛擬性和離散性
?簡述死鎖預防和死鎖避免的基本思想
死鎖預防:通過設置某些限制條件,去破壞產生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個條件,來預防發生死鎖。
避免死鎖:事先不采取各種限制措施去破壞產生死鎖的四個必要條件,而是在資源的動態分配過程中,用某種方法去防止系統進入不安全狀態,從而避免發生死鎖。
?PCB包括哪些基本信息?PCB為什么是進程存在的唯一標志
PCB的基本信息包括進程標識信息,處理機狀態信息,進程調度信息,進程控制信息。PCB中記錄了操作系統所需的、用于描述進程情況及控制進程運行所需的全部信息。PCB的作用是使一個在多道程序環境下不能獨立運行的程序成為一個能獨立運行的進程。在進程的整個生命周期中,系統總是通過其PCB對其進行控制。所以說PCB是進程存在的唯一標志。
?文件系統的功能以及存儲管理的功能
文件系統:
①文件存儲空間管理
②文件目錄管理
③文件共享和保護
④文件獨寫管理
⑤文件地址映射
存儲管理:
①主存空間的分配與管理
②地址轉換與重定位
③存儲共享與保護
④存儲擴充
?簡述SPOOLing技術實現打印機共享的過程
①在輸出井中為之申請一個空閑盤塊,將要打印的數據送入其中暫存
②再為用戶進程申請一張空白的用戶請求打印表,并將用戶的打印要求填入其中, 再將該表掛到打印請求隊列上
③打印機空閑時,輸出進程取出一張打印請求表,再從輸出井中取出打印數據到輸出緩沖區,通過打印機進行打印
總結
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