2026/3/17课程博客 操作系统复习整理-简答

操作系统复习 - 简答题

一、死锁相关

1. 死锁产生的原因

  1. 竞争不可抢占资源；

  2. 竞争可消耗资源；

  3. 进程推进顺序不当。

2. 死锁四大必要条件（缺一不可）

  1. 互斥条件：资源排他性使用，一个资源同一时段仅被一个进程占用；

  2. 请求和保持：进程已持有部分资源，又请求新资源，请求阻塞时不释放已有资源；

  3. 不可抢占条件：进程已获取的资源，不能被其他进程强行剥夺，只能自身使用完毕后释放；

  4. 循环等待条件：存在进程-资源环形等待链。

3. 处理死锁的四种方法

  1. 预防死锁：设置限制条件，破坏死锁四大必要条件（一般不破坏互斥条件）；

  2. 避免死锁：资源动态分配时，规避系统进入不安全状态；

  3. 检测死锁：允许死锁发生，通过检测程序及时发现死锁；

  4. 解除死锁：配合检测机制，终止进程或剥夺资源，解除死锁状态。

二、虚拟存储器

1. 定义

具备请求调入、置换功能，逻辑上扩充内存容量的存储管理系统；逻辑容量由内存+外存决定，速度接近内存，成本接近外存。

2. 三大特性

多次性、对换性、虚拟性。

三、进程与线程的联系与区别

  1. 进程：资源分配的基本单位，拥有独立资源（CPU、内存、I/O设备），开销大；

  2. 线程：独立运行、独立调度的基本单位，隶属于进程，共享进程资源，几乎无独立系统资源，调度开销极小；

  3. 关系：一个进程可包含多个线程，线程提升系统并发执行效率。

四、分页、分段存储管理对比

1. 分页存储管理

  • 原理：逻辑地址空间划分为固定大小「页」，物理内存划分为等大「页框」，页与页框大小一致；

  • 优点：无外部碎片，内部碎片不超过页大小；

  • 缺点：需要硬件地址变换机构，系统开销、硬件成本增加。

    2. 分段存储管理

  • 原理：按程序逻辑功能划分不同大小的段（代码段、数据段等），以段为单位分配内存；

  • 优点：便于编程、分段共享、分段保护、动态链接、段动态增长；段逻辑独立，易编译、修改；

  • 缺点：产生外部碎片，内存分配复杂，需要更多硬件支持。

    3. 核心区别

  1. 分页对程序员透明，分段对程序员可见；

  2. 分页是一维地址结构，分段是二维地址结构；

  3. 分页面向内存管理，分段面向程序逻辑结构。

五、操作系统四大基本特性

  1. 并发：多事件同一时间间隔交替执行；

  2. 共享：资源被多个并发进程共同使用；

  3. 虚拟：物理实体逻辑虚拟化；

  4. 异步：进程执行走走停停，速度不可预知；
    补充：并发与共享互为存在前提，是操作系统最核心的两大特征。

六、并行与并发的区别

  1. 并发：多个事件同一时间间隔内执行（微观交替，宏观同时），单处理机系统仅支持并发；

  2. 并行：多个事件同一时刻同时执行，多处理机系统可实现并行。

七、单道批处理与多道批处理（多道批处理优缺点）

多道批处理优点

  1. 大幅提升内存、I/O、CPU等硬件资源利用率；

  2. 系统整体吞吐量大。

多道批处理缺点

  1. 作业平均周转时间变长；

  2. 无交互能力，用户无法干预作业运行。

八、进程三大基本状态及转换

三大状态

就绪态、执行态、阻塞态。

状态转换

  1. 就绪 → 执行：进程调度；

  2. 执行 → 就绪：时间片用完；

  3. 执行 → 阻塞：进程发起I/O请求；

  4. 阻塞 → 就绪：I/O操作完成。

拓展：五种状态（新增创建态、终止态）

引入挂起后新增静止就绪、静止阻塞两种状态，支持激活、挂起操作。

九、进程同步（生产者-消费者问题）

  1. 问题描述：生产者生产产品放入缓冲池，消费者从缓冲池取产品消费，需同步互斥；

  2. 信号量设置

  • mutex：互斥信号量，初值=1（保护缓冲池互斥访问）；
  • empty：空缓冲区数量，初值=n；
  • full：满缓冲区数量，初值=0；
  1. 执行规则：先申请资源信号量，再申请互斥信号量，使用P、V操作实现同步。

十、动态分区内存分配算法对比

  1. 首次适应(FF)：从低地址开始查找空闲分区，算法开销小，综合性能最优；

  2. 最佳适应(BF)：优先分配最小适配分区，保留大分区，易产生微小碎片；

  3. 最坏适应(WF)：优先分配最大空闲分区，减少小碎片，易耗尽大分区；

  4. 邻近适应(NF)：从上一次查找位置开始检索，高地址大分区易被用完。

十一、页面置换算法（虚拟内存）

  1. 最佳置换算法（理想）：置换未来最久不使用的页面，仅作理论参考；

  2. FIFO（先进先出）：按页面调入顺序置换；

  3. LRU（最近最久未使用）：置换当前最长时间未访问的页面，实用性最强。

十二、存储器管理四大功能

内存分配、地址映射、内存保护、内存扩充。

十三、程序运行三阶段

编译 → 链接 → 装入

  1. 编译：源程序编译为目标模块；

  2. 链接：目标模块+函数库整合为装入模块（静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接）；

  3. 装入：将装入模块加载至内存（绝对装入、静态重定位、动态运行时装入）。

十四、CPU与作业性能指标

  1. CPU利用率 = CPU有效工作时间 / (CPU有效工作时间 + CPU空闲等待时间)；

  2. 周转时间：作业从提交到完成的总时间；

  3. 带权周转时间 = 作业周转时间 / 作业服务时间（值≥1）。

十五、提高磁盘I/O速度的途径

  1. 优化文件目录结构；

  2. 选用合理的文件存储结构；

  3. 使用磁盘高速缓存。

posted @ 2026-06-22 20:44  Moonbeamsc  阅读(20)  评论(0)    收藏  举报
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