操作系统总结

1、什么是操作系统：

操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程，并方便

用户使用计算机的一组程序集合。

2、基本操作系统类型：单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、

其它类型操作系统：微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系

统

3、多道批处理系统的优缺点

优点：CPU、内存以及I/O设备等资源的利用率高；系统吞吐量（单位时间内完成的总

工作量）大。

缺点：平均周转时间（作业进入内存到运行结束时间）长；没有交互能力。

4、分时系统的特点

多路性：多个用户同时使用一台计算机；

独立性：用户之间互不干扰，就像各自独立使用一台计算机一样；

及时性：用户的各种请求（如输入数据）能够得到及时的响应；

交互性：用户通过各自的终端，与自己运行的程序进行交流。

5、实时系统的特点：

 

实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统，具有可靠性，实时性，多路性

，独立性，交互性的特点。

6、操作系统的特点

并发性：两个或多个程序在一段时间内“同时”执行。它们不是绝对地并行执行，而

是在这一段时间内交替执行。并发性是操作系统最主要的特征。

共享性：系统资源可供多个并发执行的程序共同使用。分为互斥共享和非互斥共享两

种。

虚拟性：通过软件方式，将一个物理资源变成多个虚拟的对等资源。

异步性：多个程序的执行顺序和一个程序的执行与中断次数无法确定。但是其结果始

终是确定的。

7、操作系统的功能

处理机管理功能：进程控制

存储器管理功能：内存分配、内存保护、内存扩充以及地址转换

设备管理功能：缓冲区管理、设备分配和回收、设备驱动

文件和磁盘存储管理功能：目录管理、文件读写、存取控制、磁盘空间分配、空闲空

间管理

用户接口：操作接口（分命令接口和图形接口）、程序接口（即系统调用）

8、进程的含义和组成：

进程是程序在一组数据集合上的一次运行过程。进程运行所依赖的数据集合叫做“进

程控制块”（PCB），所以进程由程序和PCB组成。

9、进程的特点

动态性：是程序的一次并发执行过程，具有生命周期。 进程在执行过程中都会按“

执行-暂停-执行”方式推进，因此可以对不同阶段的进程定义不同的状态。

并发性：两个或多个进程在一段时间内“同时”执行，但某一瞬间只执行其中之一。

因此实际上这些进程是交替执行的。

独立性：任何进程都是程序的一次独立运行过程，也是系统进行资源分配和调度的单

位。

异步性：进程按不可预知的速度向前推进，所以OS应提供相应的措施保证其并发性。

结构性：每个进程都由程序（包括代码和数据）和PCB组成。

10、进程的状态

就绪(Ready)状态：此时进程等待CPU，并获得了除CPU以外所有的运行所需资源。由

于存在多个就绪进程，OS将将它们排列成一个就绪队列。

执行(Running)状态：进程获得了CPU，并正在运行的状态。单CPU系统中只能有一个

进程处于执行状态。

阻塞(Blocked)状态：进程由于等待除CPU以外的其它资源或I/O操作不能继续执行的

状态。由于存在多个阻塞进程，系统将它们排列成一个或多个阻塞队列。11、进程的状态转换关系

执行到就绪：执行进程被操作系统强制剥夺CPU，从而变成就绪进程。

就绪到执行：就绪进程被操作系统调度，从而变成执行进程。

执行到阻塞：由于申请资源未获准，或开始了I/O操作，执行进程将CPU让给其它就

绪进程，从而变成阻塞进程。

阻塞到就绪：阻塞进程得到所请求资源，或执行的I/O操作结束，从而变成就绪进程

。

12、动态分区式内存分配的含义：

根据所要运行的程序大小，在内存中动态地划分出一个区域，并将程序转入该区域

。等到程序运行结束时又回收此区域。

13、常用的动态分区分配算法及其思想：首次适应算法（分区按地址递增排序）、

循环首次适应算法（按地址递增排序，从上一次划分的分区的下一个分区开始查找

）、最佳适应算法（按分区大小递增排序）、最差适应算法（按分区大小递减排序

）

14、分页式存储管理方法的基本原理：用户程序开始执行时，根据CPU中规定的大小

，把用户程序划分成多个小块（称为“页面”）。每个页面装入内存中相同大小的

不连续区域（该区域称为“物理块”）。同时建立该进程的页表，记录哪个页面装

在哪个块内。

15、分页式存储管理方法的地址变换过程：

（1）将程序指令从内存读入CPU

（2）根据块大小，将指令中的地址划分成两个部分：页号、页內地址

（3）从内存页表中查找与页号对应的页表项，得到块号；

（4）将指令中的页号替换成块号，完成地址转换

16、分段式存储管理方法的原理：

用户程序划分为大小各不相同的逻辑段，把各个段离散的装入到内存的不连续的分

区中，每个分区只装入一个段。用段表记录段和分区的对应关系，段表包括段名，

段长和段在内存的首地址。

17、分段存储管理方式中的地址变换过程：

（1）将程序指令从内存读入CPU

（2）指令中的地址包括两个部分：段号、段内偏移

（3）从内存段表中查找与段号对应的表项，得到分区首地址；

（4）将分区首地址+偏移量，得到物理地址

18、虚拟存储器：具有请求调入和置换(交换)功能，能从逻辑上扩充内存容量的存

储管理系统。该系统应由硬件和软件配合实现。

19、虚拟存储器的容量：实际容量为内存容量和交换空间容量，最大容量为内存容

量+外存容量。

20、虚拟存储器的实现方式：请求分页、请求分段

21、请求分页系统的置换算法：将外存的页面调入内存的同时，将内存中暂时不使

用的页面换到外存的策略。一个好的置换算法应尽量避免“抖动”现象。

22、常见的页面置换算法：FIFO，LRU，CLOCK，OPT

23、设备分类：独占设备、共享设备、虚拟设备

24、I/O控制方式的类型：程序访问方式、中断控制方式、直接存储器访问方式、通

道方式

25、缓冲区的分类：单缓冲、双缓冲、循环缓冲、缓冲池

26、文件分类

按逻辑结构划分：有结构文件、无结构文件

按物理结构划分：顺序文件、链接文件、索引文件

按存取控制划分：可执行文件、只读文件、可读写文件

27、外存空间的管理方式：连续方式、链接方式、索引方式

28、磁盘调度算法：对于多个磁盘访问请求，OS根据不同策略完成不同顺序的访问

操作。其目的是减少磁头移动距离，提高整体访问性能。

29、常见的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS算法）、最短寻道时间优先（SSTF）

、扫描算法（SCAN算法）、循环扫描算法（CSCAN算法）30、处理机调度分为哪三级？各自的主要任务是什么？

答：作业调度：从一批后备作业中选择一个或几个作业，给它们分配资源，建立进

程，挂入就绪队列。执行完后，回收资源。

进程调度：从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程，使之占用CPU。

交换调度：按照给定的原则和策略，将外存交换区中的进程调入内存，把内存中的

非执行进程交换到外存交换区中。

31、常见进程调度算法：将CPU分配给就绪进程的算法，具体类型包括先来先服务

调度算法(FCFS)、短作业(或进程)优先调度算法(SJF)、时间片轮转调度算法、优

先权调度算法

32、SPOOLing的含义是什么？试述SPOOLing系统的特点、功能以及控制过程。

答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机

并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术

，通常称为“假脱机技术”。SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产

生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存

储器，实现外围设备同时联机操作。SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进

程以及输入井、输出井组成；它将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能

。

33．在生产者—消费者问题中，能否将生产者进程的wait(empty)和wait(mutex)语

句互换，为什么？

不能。因为这样可能导致系统死锁。当系统中没有空缓冲时，生产者进程的wait

(mutex)操作获取了缓冲队列的控制权，而wait(empty) 导致生产者进程阻塞，这

时消费

者进程也无法执行。

34、什么是设备独立性，它是如何实现的？

设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备名称来

请求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称。要实现设备独立性必须

由设备独立性软件完成，包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口，其中

逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的。