2026/3/27课程博客 操作系统复习整理-补充题

操作系统期末复习补充题

一、名词解释

1. 临界区

把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

在临界区前设有进入区：负责检查是否可以进入临界区，若可进入，设置正在访问临界资源的标志，阻止其他进程进入。

在临界区后设有退出区：用于将临界资源的访问标志恢复为未被访问状态。

进程中除进入区、临界区、退出区之外的其余代码，称为剩余区。

2. 临界资源

一个时间段内只允许一个进程使用的资源称为临界资源。

常见临界资源包含两类：

硬件资源：打印机、摄像头、磁带机等；

软件资源：变量、数据、内存缓冲区等。

多个进程必须通过互斥方式实现临界资源的共享访问。

3. PCB（进程控制块）

系统为每一个进程配置的专属数据结构，用于表征进程实体，存储进程标识、状态、描述信息和各类指针，是进程存在的唯一标志。

PCB核心作用：

1. 作为进程独立运行基本单位的标志；

2. 支撑进程间断性运行方式；

3. 存储进程管理所需全部信息；

4. 提供进程调度所需核心数据；

5. 实现进程之间的同步与通信。

4. 操作系统

操作系统（OS）是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。核心功能是管理计算机软硬件设备，提升资源利用率与系统吞吐量，同时为用户和应用程序提供简洁的操作接口，方便用户使用计算机。

5. 虚拟存储器

虚拟存储器是具备请求调入和置换功能的内存管理系统，可从逻辑上扩充内存容量。其逻辑容量由内存与外存容量之和决定，运行速度接近内存，存储成本接近外存，性价比极高，广泛应用于各类计算机设备中。

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二、简答题

1. 死锁产生的原因及必要条件

（1）死锁产生原因

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：资源同一时间段仅允许一个进程独占使用；

② 请求和保持条件：进程已持有部分资源，请求新资源阻塞时，不释放已有资源；

③ 不可抢占条件：进程占用的资源，无法被其他进程强行剥夺，只能主动释放；

④ 循环等待条件：存在进程与资源的环形等待链。

2. 虚拟存储器特性

虚拟存储器依托请求调入与页面置换功能，实现内存逻辑扩容，具备三大核心特性：多次性、对换性、虚拟性。

简单来说，程序无需一次性全部装入内存，可分多次调入运行，内外存可动态对换，最终实现逻辑内存容量远超物理内存的效果。

3. 进程与线程的联系与区别

进程：操作系统资源分配的基本单位，由机器指令、数据、堆栈组成，是独立运行的活动实体，拥有独立的CPU、内存、I/O设备等系统资源，支持并发执行与进程通信，调度开销大。

线程：隶属于进程，是系统独立调度和运行的基本单位。一个进程可包含多个线程，所有线程共享进程拥有的全部资源。线程体量更小，几乎无独立系统资源，调度开销极低，能够大幅提升系统程序并发执行效率。

4. 分页与分段存储管理原理及优缺点对比

（1）基本原理

分页存储管理：将用户程序逻辑地址空间划分为固定大小的页面，同时将物理内存划分为等大的物理块（页框），页面与物理块大小一致，以页为单位分配内存。

分段存储管理：根据程序逻辑功能，将地址空间划分为若干大小不等的逻辑段（每段对应一组完整功能信息），以段为单位进行内存分配。

（2）分页存储优缺点

优点：无外部碎片，仅存在少量内部碎片，且内部碎片大小不会超过单页大小，内存利用率较高。

缺点：程序需要整体装入内存运行；依赖硬件地址变换机构、缺页中断、页面淘汰等硬件支持，增加硬件成本与系统运行开销；对程序员透明，无法适配程序逻辑结构。

（3）分段存储优缺点

优点：支持分段独立编写、编译；可对不同逻辑段设置差异化权限保护；支持分段共享与动态链接，适配程序动态增长需求；对程序员可见，方便程序与数据的结构化组织、管理与修改。

缺点：段长不固定，内存分配复杂，容易产生外部碎片，降低内存利用率；无法通过地址直接拼接生成物理地址，需要加法运算完成地址转换，硬件支持成本更高。