韶关学院计算机系《操作系统》复习题(含答案)(1)

### 操作系统复习知识点解析 #### 一、文件系统中路径名的概念 1. **路径名的构成**：路径名是文件系统中用于标识文件位置的一串字符序列。根据题目中的选项，正确的路径名应该包括磁盘符、目录结构中的各个目录名以及最终的文件名。这意味着完整的路径名不仅要指出文件所在的物理驱动器（如C盘），还需要明确指出从根目录到目标文件所经过的所有目录层级。例如，在Windows系统中，路径名可能为`C:\Documents\Reports\Annual_Report.docx`。 #### 二、计算机系统与操作系统的关系 2. **计算机系统的定义**：计算机系统是一个包含了硬件和软件两大部分的集合体。硬件部分包括了计算机的各种物理组件，如中央处理器(CPU)、内存、硬盘等；软件部分则包括操作系统以及其他各种应用软件。 - **操作系统的地位**：操作系统是计算机系统的重要组成部分之一，它是硬件与用户之间的桥梁，管理和控制着计算机系统的硬件和软件资源。因此，操作系统并不是独立于计算机系统之外的存在，而是整个系统的一个核心组成部分。 #### 三、进程的基本状态及其转换 3. **进程状态转换**：进程在运行过程中会经历不同的状态变化，主要包括阻塞态、运行态和就绪态。这些状态的变化反映了进程在计算机系统中的活动情况。 - **状态转换的正确理解**：进程的状态变化并非固定不变，而是取决于当前的操作系统环境和其他条件。例如，在分时系统中，当一个正在运行的进程的时间片用尽后，它将从运行态转变为就绪态，等待下一次被调度的机会。 #### 四、SPOOLing系统的工作原理 4. **SPOOLing系统**：SPOOLing(Systems POOLing)是一种虚拟设备技术，它通过预先输入和延后输出的方式，提高了设备的利用率。在SPOOLing系统中，数据通常会先写入输入井，然后由输入井读程序负责将数据读取到正在执行的作业中。 #### 五、作业调度算法 5. **短作业优先调度算法**：这是一种基于作业长度的调度算法，它的基本思想是优先调度那些估计运行时间较短的作业。这种算法能够有效减少作业的平均等待时间，提高系统的吞吐量。 6. **响应比高者优先调度算法**：这种算法综合考虑了作业的等待时间和估计运行时间，通过计算每个作业的响应比来决定调度顺序。响应比越高，作业越有可能被优先调度。 #### 六、作业的周转时间 7. **周转时间**：周转时间是从作业提交给系统到作业完成的时间间隔，它是衡量系统性能的一个重要指标。这个时间间隔包括了作业的等待时间和执行时间。 8. **作业周转时间的计算**：作业的周转时间可以通过以下公式计算：\[周转时间 = 完成时间 - 提交时间\]。其中，完成时间是指作业完成的时刻，提交时间是指作业被提交给系统的时刻。 #### 七、系统调用与I/O指令 9. **系统调用**：系统调用是用户程序与操作系统之间的接口，它允许用户程序请求操作系统提供特定的服务，如访问文件系统、进行I/O操作等。通过系统调用，用户程序可以利用操作系统的功能完成复杂的任务。 #### 八、处理器状态 10. **管态与目态**：处理器有两种基本的工作模式——管态(内核态)和目态(用户态)。当处理器处于管态时，它可以执行所有的指令，包括特权指令；而处于目态时，则只能执行非特权指令。 #### 九、程序执行环境 11. **程序执行环境**：程序的执行环境可以分为单道程序环境和多道程序环境。在单道程序环境下，一次只能运行一个程序，这种情况下程序的执行具有顺序性和封闭性；而在多道程序环境下，可以同时运行多个程序，程序的执行具有并发性和资源共享的特点。 #### 十、处理器及进程执行的特性 12. **处理器顺序执行与并发执行**：在传统的冯·诺依曼架构中，处理器通常是顺序执行指令的，具有封闭性和可再现性的特点。而对于进程而言，尽管它们可以在同一时间内并发执行，但每个进程内部的任务仍然是按照一定的顺序执行的，并具有顺序性的特征。 13. **进程并发执行**：进程的并发执行意味着多个进程可以同时在处理器上运行，但是这并不意味着它们在任何时刻都能完全并行地执行。实际上，多个进程可能需要共享某些资源，或者它们之间存在某种形式的交互。 14. **进程并发执行的概念**：并发执行是指多个进程在执行时间上的重叠，而不是指它们在物理时间上的同时执行。这意味着在同一时间段内，多个进程可以交替地使用处理器资源。 #### 十一、进程与线程 15. **进程与线程的区别**：进程是资源分配的基本单位，而线程是CPU调度的基本单位。一个进程中可以包含一个或多个线程，这些线程共享进程的资源，但拥有独立的执行栈和局部变量。多线程技术的优势在于可以实现更高效的并发执行，提高系统的整体性能。 #### 十二、系统进程与用户进程 16. **系统进程与用户进程**：系统进程是由操作系统创建和管理的进程，主要用于提供操作系统的核心服务，如内存管理、文件系统服务等。用户进程则是用户程序创建的进程，用于完成用户的特定任务。两者的主要区别在于执行的任务类型和服务对象的不同。 #### 十三、进程状态 17. **执行状态**：进程在获得处理机并正在执行的状态称为执行状态。在这个状态下，进程正在利用系统资源完成自己的任务。 18. **不可能的状态转换**：在进程的状态转换中，“等待→执行”是不可能发生的。这是因为一个进程只有在从等待状态变为就绪状态后，才有可能被调度器选中进入执行状态。 #### 十四、临界区与信号量 19. **临界区的定义**：临界区是指程序中对共享资源进行访问的代码段。为了保证资源的一致性和完整性，通常需要采取措施确保任何时刻只允许一个进程进入临界区。 20. **互斥信号量的作用**：互斥信号量是用来实现进程间互斥访问共享资源的一种机制。当互斥信号量mutex的值为0时，表示已经有至少一个进程进入了临界区，此时不允许其他进程再进入。 21. **信号量的概念**：信号量是一种特殊的变量，它用于解决进程间的同步问题。通过执行P操作和V操作，信号量可以有效地控制进程对共享资源的访问。 22. **信号量的值范围**：如果有C个进程共享一个互斥段，且每次最多允许两个进程进入，则信号量的值范围应该是-1到2。这是因为当两个进程都进入互斥段时，信号量的值为-1；当没有进程在互斥段内时，信号量的值为2。