操作系统_简答题.doc

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要任务是对计算机的硬件资源进行管理和控制，为用户提供便捷、高效的服务。操作系统通过处理机管理、存储器管理、I/O设备管理和文件管理四大功能实现这一目标。 处理机管理涉及对处理器的分配和控制，确保多个任务能够并发执行。存储器管理则关注内存的分配与回收，确保程序可以有效地使用内存空间。I/O设备管理则是操作系统协调输入输出操作的关键，确保数据正确、高效地在设备和CPU之间传输。文件管理则涵盖了文件的创建、删除、读写、共享和保护，保障用户的数据安全和便捷访问。 并发性和并行性是计算机系统中两个重要的概念。并发性指的是多个事件在一段时间间隔内交替进行，给人一种同时发生的错觉。而并行性则意味着多个事件确实是在同一时刻同时发生，这通常需要多核处理器或其他并行计算资源来实现。 分时系统和实时系统在交互性、实时性和可靠性上有显著区别。分时系统强调用户交互，允许多个用户同时使用系统，响应时间通常在秒级别。而实时系统则追求极高的实时性，其响应时间往往在微秒甚至更短的级别，且对系统可靠性要求极高，因为它们常用于关键任务，如航空航天、医疗设备等。 在操作系统中引入进程的概念，是因为进程能够更好地描述程序的动态执行过程，包括状态转换和资源管理。进程与程序的主要区别在于，程序是静态的代码集合，而进程是这些代码在执行时的动态实例，包含了程序、数据和进程控制块。进程间有互斥和同步的关系，互斥是为了避免资源冲突，同步则用于保证进程间的协同工作。 进程状态包括就绪、执行和阻塞三种。当进程因调度被选中时，从就绪变为执行；时间片耗尽或需等待资源时，执行变为就绪；等待外部事件时，进程进入阻塞状态，事件发生后，阻塞变为就绪。 在段页式存储管理系统中，访问内存获取数据需要经过三次访问：首先查找段表获取页表起始地址，然后根据页表找到页所在的物理块，最后结合页地址形成物理地址完成访问。分页是将逻辑地址空间分割成固定大小的页，而分段是按照信息的逻辑结构划分，每个段代表程序的一部分。页表和快表在页式存储管理中用于地址转换，快表作为页表的高速缓存，能提高地址查找速度。 虚拟存储器技术允许程序使用超出物理内存大小的地址空间，通过请求调入和页面置换机制，实现逻辑内存和物理内存之间的动态映射。它的基本特征包括虚存大于实存、按需调入、多次性（分多次调入内存）、对用户透明。实现方法包括请求分页和请求分段系统，以及现代操作系统中常见的虚拟地址空间管理策略，如Linux的分页系统和Windows的分页文件等。