《操作系统》判断题-软件工程.docx

操作系统是计算机科学中的核心课程，主要研究如何管理和控制计算机硬件及软件资源，以提供高效、安全、方便的服务。本文将围绕操作系统的一些关键知识点展开讨论。 中断处理和系统资源共享是现代操作系统的基本特征。中断处理使得系统能及时响应外部或内部事件，如硬件故障、键盘输入等，而资源共享则是多任务环境下，多个进程可以访问和使用系统资源，如CPU、内存、磁盘等。 分布式系统是指由多个相互连接的计算节点组成的系统，每个节点都有处理能力，可以独立工作，也可以协同处理任务。描述中的例子提到有一台大型主机和多个终端通过网络连接，虽然看似集中式，但由于终端可以进行数据输入，主机进行处理，这样的系统可以视为一种简单的分布式系统。 分时系统是为了提高资源利用率和用户交互性，允许多个用户同时使用一个处理机。在这种系统中，响应时间非常重要，但并不意味着时间片越小越好。过小的时间片会导致频繁的上下文切换，反而降低效率。 操作系统作为系统软件的一部分，是用户与硬件之间的桥梁。系统调用是用户程序与操作系统交互的接口，它们通常位于操作系统的内核层，靠近硬件。操作系统支持程序共享，但为了防止数据不一致，被共享的程序必须是可重入的，即能在不破坏已有数据的情况下被中断并再次进入。 特权指令是只能在管理态（或称核心态）下执行的指令，以保护系统关键资源不被非法访问。而进程的状态转换，如从等待态变为就绪态，并不总是伴随着另一个进程从就绪态变为运行态，这取决于调度策略。 P、V操作是解决进程同步和互斥的经典方法，尽管它们非常强大，但在某些特定情况下可能不够用，但不是必须引入其他通信机制的理由。进程是操作系统的基本执行单元，具备并发性、动态性等特征，它们通过进程控制块（PCB）来管理。 预防死锁是避免死锁的策略之一，通过不让系统进入可能导致死锁的状态。例如，银行家算法通过预先分配和动态调整资源，确保系统安全。进程调度分为高级调度和低级调度，分别对应作业调度和进程调度。 进程间的通信在分布式和并发环境中尤为重要，可以是共享内存、消息传递等方式。进程图描述了进程的执行依赖关系，而死锁的产生需要满足四个必要条件：互斥、占有并等待、不可剥夺和循环等待。资源的静态分配可以在一定程度上预防死锁。 系统在资源分配时如果进入不安全状态，不一定会立即产生死锁，但如果继续按照当前状态进行，可能会导致死锁。资源的静态分配和动态分配是防止死锁的策略，而银行家算法则是一种动态策略，确保系统安全。 信号量机制用于解决进程同步和互斥问题，互斥信号量的初值通常为1，但不是必须的。死锁的资源分配图中存在环路是死锁存在的标志，但并非所有资源分配图有环就会死锁。 操作系统以进程为单位分配资源，而不是程序，因为进程包含程序和数据。进程可以被中断，中断后恢复现场继续执行，但被阻塞的进程无法自我唤醒。进程的相对速度不由自身控制，而是由调度算法决定。 同步反映进程间的协作，互斥反映资源的独占，信号量机制是实现这两者的常见手段，其值只能通过PV操作改变。操作系统通过各种机制来防止和解决资源竞争和死锁问题，确保系统的稳定运行。 操作系统是计算机系统的核心，负责管理和协调硬件与软件资源，提供高效的进程管理、资源调度、并发控制、死锁预防和处理等功能，以实现多任务环境下的高效运行。理解并掌握这些概念对于计算机科学的学习至关重要。