操作系统简答8选4

一、简述操作系统的四个基本特征

操作系统的四个基本特征：

• 并发性：指在一段时间内同时存在多道运行的程序
• 共享性：指系统中的资源不再为某道程序单独占用，而是共多道程序共同使用
• 虚拟性：指把一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体
• 异步性：也称不确定性，指进程在执行中，其执行时间、顺序、向前推进的速度和完成的时间都是不可预知的

并发性是最重要特性，其它三种特性以此为前提。

二、微内核OS的优点和缺点是什么？

优点

• 提高了可扩展性：设计模式是客户/服务器模式，微内核OS的许多功能都是由相对独立的服务器来实现的，扩展到时候可以直接增加专门的服务器提供新的功能。
• 增强了可靠性:服务器之间采用消息传递机制，某个服务器出错不会影响其他服务器，所有的服务器都是运行在用户态的，某个服务器出现错误时，不会影响内核。
• 增强了可移植性:：微内核结构的操作系统中，所有与CPU和I/O设备硬件有关的代码，均放在内核和内核下面的硬件隐藏层中。
• 提供了对分布式系统的支持：微内核OS中，客户和服务器之间以及服务器和服务器之间的通信，是采用消息传递通信机制进行的，致使微内核OS可以很好的支持分布式系统和网络系统
• 融入了面向对象的技术：在设计微内核OS时，采用了面向对象的技术，其中的“封装”，“继承”，“对象类”和“多态性”，以及在对象之间采用消息传递机制等，都十分有利于提高系统的“正确性”、“可靠性”、“易修改性”、“易扩展性”等，而且还能显著地减少开发系统所付出的开销

缺点

• 效率相对较低：在微内核OS中，由于采用了非常小的内核，以及客户/服务器模式和消息转发机制，这些给微内核OS带来了许多优点，但也导致了缺点。上下文切换次数增加，导致效率降低

三、请描述多级反馈队列调度算法的调度机制

1、设置多个就绪队列，并为每个队列赋予不同的优先级。队列1的优先级最高，其余队列逐个降低
2、每个队列中进程执行时间片的大小各不相同，进程所在队列的优先级越高，其响应的时间片就越短
3、新进程进入系统时，先放入队列1的末尾，按FCFS等待调度。如能完成，便可准备撤离系统反之由调度程序将其转入队列2的末尾，按照FCFS再次等待，如此下去，最后进入队列n按RR算法调度执行
4、仅当队列1为空时，才调度队列2中的进程运行。若一个队列中的进程正在执行，此时有新进程进入高级队列，则新进程抢占运行，原进程转移至本队列队尾

四、产生死锁的四个必要条件是什么？

• 互斥条件：进程对所分配的资源进行排他性使用
• 请求和保持条件：进程保持了至少一个资源，但又提出新的资源请求，而该资源已经被其他进程占用，此时请求进程阻塞，但对已经获得的资源保持不放
• 不可剥夺条件：进程获得的资源在未使用之前不能被抢占，只能在进程使用完之后自己释放
• 环路等待条件：发生死锁时，必然存在一个资源-进程的循环链

五、试述快表技术是如何实现的

PS：快表即高速缓冲存储器，译名
在CPU给出有效地址后，由地址变换机构自动将页号P送入高速缓冲寄存器，并将此页号与告诉缓冲寄存器中的所有页号比较，若找到匹配页号，表示要访问的页表项在快表中。可直接从快表中读出该页对应的物理块，送到物理地址寄存器。如快表中没有对应页表项，则再访问内存中页表，找到后，把从页表项中读出的物理块号送到物理地址寄存器；同时修改快表，将此页表项存入快表；若是页表中没找到且页表未满，则直接去物理地址寄存器，然后修改页表、快表；若页表中没有且页表已满，则OS利用页面置换算法将新的表项换入到页表中，同时更新快表。

六、分页存储管理和分段存储管理有何区别？

1、分页存储管理的基本单位是页，页是信息的物理单位，分段存储管理的基本单位是段，段时信息的逻辑单位，它含有一组相对完整的信息
2、页的大小固定且由系统决定，段的大小不固定且由用户所写的程序决定
3、分页的作业地址空间是一维的，分段作业地址空间则是二维的
4、分页存储管理解决碎片问题，提高内存利用率；分段存储管理则是实现了信息共享、信息保护、动态链接等（分段存储管理不要求重点掌握）

七、设备管理的目标和功能是什么？

目标

• 方便用户使用I/O设备（功能1、2）
• 提高CPU和I/O设备的利用率 （功能3、4）
• 为用户在共享设备时提供方便，以保证系统有条不紊的进行，当系统发生错误时，能及时发现错误，甚至能自动修正错误（功能5、6）

功能

1、隐藏物理设备的细节
2、实现与设备的无关性
3、提高处理机和I/O设备的利用率
4、对I/O设备进行控制
5、确保对设备的正确共享
6、错误处理

八、文件的物理结构有哪些？

顺序结构

又称连续结构。最简单的物理结构，它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。只要知道文件的起始位置和长度就能进行存取。
优点：

• 简单：存储与管理都简单，且容易实现
• 支持顺序存取和随机存取
• 顺序存取速度快
• 所需的磁盘寻道时间和寻道次数最少

缺点：

• 需要为每个文件预留若干物理块以满足文件的部分需要
• 不利于文件插入和删除

链式结构

把逻辑上连续的文件存放在若干个不连续的物理块中，每个物理块设有一个指针，指向其后续的物理块。
优点：

• 提高了磁盘的利用率，不需要为每个文件预留物理块
• 有利于文件插入和删除
• 有利于文件动态扩展

缺点：

• 存取速度慢，不适于随机存储
• 物理块间指针出错时，数据丢失
• 需要更多的寻道时间和寻道次数
• 链接指针占用一定的空间，降低了空间利用率吧

索引结构

把逻辑上连续的文件存放在若干不连续的物理块上，系统为每个文件建立一张索引表，索引表记录了文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。
优点：

• 不需要为每个文件预留物理块
• 既能顺序存储又能随机存储
• 满足了文件动态增长、插入删除的要求

缺点：

• 较多的寻道次数和寻道时间
• 索引表本身带来了系统开销。如：内外存空间、存取时间