操作系统（简答题）

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1. 操作系统的基本特性有哪些?什么是实时系统？

操作系统的基本特性有：

并发（Concurrence）、共享（Sharing）、虚拟（Virtual） 、异步（Asynchronism）  

实时系统：系统计算正确性不仅取决于程序的逻辑正确性，也取决于结果产生的时间，若系统时间约束条件得不到满足将出错，这样的系统称为实时系统。

2.模块化结构和分层式结构各有何优缺点？微内核结构的优势是什么？

模块化结构

        优点：模块化结构是按功能将操作系统划分成具有一定独立性的模块，使操作系统易于理解，降低操作系统设计的复杂度

        缺点：如果模块划分过多会引起模块间关系复杂，导致系统混乱。

分层式结构

        优点：分层式结构是采用自底向上的原则，每一层仅能使用低层所提供的功能和服务，易保证系统正确性，容易扩充和维护

        缺点：执行一个功能需要穿越多个层次，系统开销增大，导致系统效率降低。

微内核结构

        优势：1、设计方式灵活，方便系统扩展功能；

                   2、经过精心设计和测试，提高了系统的可靠性；

                   3、大部分组件与硬件平台无关，方便系统迁移，具有可移植性；

3.什么是短作业优先调度算法？其优缺点是什么？

短作业优先算法是指以作业的长短来计算优先级的作业调度算法，作业越短，其优先级越高。

优点：

        考虑到了实际情况中短作业占有很大比例的问题，有利于提高短作业的执行速度。

缺点：

        1、必须预先知道作业的运行时间，即使是程序员也很难估计作业运行时间。

        2、对长作业非常不利，可能使长作业等待时间过长，出现饥饿现象。

        3、在采用SJF算法时，人机无法实现交互。

        4、没有考虑到作业的紧迫程度。

注：短作业优先（Shortest Job First, SJF）顾名思义

4.提高磁盘I/O速度的途径有哪些？

主要有以下途径：

        1、磁盘高速缓存：指在内存中为磁盘盘块设置的缓冲区，在缓冲区中保存了某些盘块的副本，在出现访问磁盘请求时优先查看高速缓存，如没有找到才启动磁盘读入数据。

        2、提前读：预先读取可能被访问数据减少等待。

        3、延迟写：对在未来可能被再次访问的数据不立即写入磁盘，当再次被访问时可直接读出而不必访问磁盘。

        4、优化物理块分布：尽量将同一个文件存储在邻接的盘块上，减少磁头移动的距离。

        5、虚拟盘：利用内存空间仿真磁盘，称为虚拟盘，提高速度。

        6、廉价磁盘冗余阵列：通过若干个相同的小磁盘组成一个大容量的廉价磁盘阵列，不仅大幅度增加磁盘容量，也极大提高了磁盘的访问速度。

5.操作系统安全的特征有哪些？TCSEC中对计算机安全如何进行分类？

操作系统安全特征：多面性、动态性、层次性、适度性。

TCSEC将计算机安全从高到低分为A、B、C、D四个安全类别,七个安全等级,即D1、C1、C2、B1、B2、B3、A1（由低到高）。

注：简记ABCD 1321

6. 线程定义是什么？进程通信的类型有哪些？

线程是系统独立调度和分派（即可独立运行）的基本单位。

进程通信的类型主要有：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统、客户机-服务器系统。

7. 保证文件系统安全性的措施有哪些？什么是保护域和访问权？

1、存取控制机制：防止由人为因素所造成的文件不安全性

2、系统容错技术：防止系统部分的故障所造成的不安全性

3、建立后备系统：防止由自然因素所造成的不安全性

访问权：一个进程能对某对象执行操作的权利，称为访问权。

保护域：进程对一组对象访问权的集合，称为保护域，简称域。

8.简述死锁的定义以及产生死锁的必要条件。

死锁是指在多个进程之间，每个进程都在等待系统中的某个资源，而这些资源又只能由其他进程释放，导致所有进程都无法继续执行的状态。

产生死锁的必要条件包括以下四个条件：

1. 互斥条件：至少有一个资源必须处于非共享模式，即一次只能被一个进程占用。
2. 请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，并且在请求其他资源时被阻塞，但又不释放已经持有的资源。
3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不可被其他进程强行剥夺，只能由自己释放。
4. 环路等待条件：存在一个进程等待队列，使得每个进程都在等待下一个进程所持有的资源。

9.什么是内存的分页存储管理方式，分页存储管理方式的优缺点是什么？

内存的分页存储管理方式是一种将物理内存和进程地址空间划分为固定大小的页的管理方式。每个进程的地址空间也被划分为相同大小的页，这样可以简化内存管理，允许非连续的分配，并且可以实现更好的内存利用率。

优点：

1. 内存利用率高：允许非连续的分配，减少了内存碎片，提高了内存利用率。
2. 实现了逻辑地址和物理地址的分离：进程使用的是逻辑地址，通过分页表转换为物理地址，提高了内存管理的灵活性。
3. 更好的内存保护：每个页都有自己的保护位，可以实现更好的内存保护机制。

缺点：

1. 内部碎片：由于内存分配是按页进行的，可能会导致最后一页没有被充分利用，造成内部碎片。
2. 页面表开销：需要维护每个进程的页面表，当进程占用的内存较大时，页面表可能会占用较多的内存空间。
3. 页面调度开销：由于页面表的存在，可能会增加访问内存的开销。

10.什么是文件的逻辑结构和物理结构？按照组织方式可将有结构文件分为哪几类？

文件的逻辑结构指的是文件中数据的组织方式和逻辑关系，它描述了文件中数据的逻辑顺序、组织形式以及数据之间的逻辑关系。例如，文本文件可以按行组织，数据库文件可以按表组织。

文件的物理结构指的是文件在存储介质上的存储方式和组织形式，它描述了文件在存储介质上的实际存储方式，包括文件的存储位置、存储格式、存储密度等。

按照组织方式，有结构文件可以分为以下几类：

1. 顺序文件：文件中的记录按照逻辑顺序依次存放，适合顺序访问。
2. 索引文件：文件中的记录按照某种顺序存放，同时建立一个索引表，通过索引表可以快速定位记录。
3. 随机文件：文件中的记录可以直接根据关键字进行访问，不需要按照顺序进行访问。
4. 散列文件：根据记录的关键字直接计算出记录的存储位置，适合于快速的查找和访问。

11.什么是进程？进程的特征有哪些？

进程是指在计算机系统中运行的一个程序的实例。每个进程都有自己的地址空间、内存、数据栈以及其他用于跟踪程序执行的资源。进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

进程的特征包括：

1. 独立性：每个进程都是独立运行的实体，具有独立的地址空间和资源。
2. 并发性：多个进程可以同时运行，共享系统资源。
3. 动态性：进程的创建和撤销是动态的，可以根据系统的需要动态地创建和撤销进程。
4. 随机性：由于进程的并发性，进程的执行顺序是不确定的，会受到外部因素的影响。
5. 异步性：不同进程的执行速度可能不同，它们的执行是相互独立的，因此进程的执行是异步的。