操作系统重点简答题

操作系统重点简答题

📣一、操作系统的基本功能？

操作系统的五大功能
处理器管理	进程同步、进程控制、进程调度（用手拿东西）
存储器管理	内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充（老板分配活）
设备管理	缓冲区管理、设备驱动、设备分配和设备的无关性处理（吃东西）
文件管理	文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制（车库）
用户界面管理	操作系统的用户界面就是操作系统与用户的接口，包括控制接口和程序接口（客机）

📣二、进程与线程的区别？

✨1.定义

进程

• 进程既是可独立拥有资源的基本单位，又是一个可独立调度和分派的基本单位，实现了操作系统的并发。

线程

• 线程是作为调度和分派的基本单位，实现进程内部的并发，是操作系统可识别的最小执行和调度单位。

✨2.不同点

做个简单的比喻：进程=火车，线程=车厢

1. 线程在进程下进行（单纯的车厢无法运行）
2. 一个进程可以包含多个线程（一辆火车可以有多个车厢）
3. 不同进程间数据很难共享（一辆火车上的乘客很难换到另外一辆火车，比如站点换乘）
4. 同一进程下不同线程间的数据容易共享（A车厢换到B车厢很容易）
5. 进程要比线程消耗更多的计算机资源（采用多列火车相比多个车厢更耗资源）
6. 进程间不会相互影响，一个线程挂掉将导致整个进程挂掉（一列火车不会影响到另外一列火车，但是如果一列火车上中间的一节车厢着火了将影响到所有车厢）
7. 进程可以扩展到多机，线程最多适合多核（不同火车可以开在多个轨道上，同一火车的车厢不能开在不同的轨道上）
8. 进程使用的内存地址可以上锁，即一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这块内存（比如火车上的洗手间）- 互斥锁
9. 进程使用的内存地址可以限定使用量（比如火车上的餐厅，最多只允许多少人进入，如果满了需要在门口等，等有人出来了才能进去）- 信号量

✨3.相同点

1. 进程和线程都有ID、寄存器组、状态、优先级、控制块（阿鸡装有空）
2. 进程和线程创建后都可更改自己的属性（更改属性）
3. 进程和线程都可与父进程共享资源（共享资源）
4. 进程和线程都不能直接访问其他无关进程或线程的资源（不能访问无关资源）

📣三、死锁及产生的原因？

✨1.定义

• 死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源而造成的一种阻塞的现象，一组死锁进程中的每一个进程，都在等待另一个进程释放资源，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

✨2.死锁产生的原因

1. 系统资源的竞争（系统中只有一台打印机，可供进程P1使用，假定P1已占用了打印机，若P2要继续要求打印机打印将阻塞）
2. 进程间推进顺序非法（P1拥有A申请B，P2拥有B申请A）

✨3.产生死锁的必要条件

1. 互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占用
2. 请求和保持条件：当进程因请求资源而阻塞时，对以获得的资源保持不放
3. 不可剥夺条件：进程已获得的资源在未使用完之前，不可剥夺，只能在使用完时由自己释放
4. 循环等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程-资源的环形链

✨4.解决死锁的基本方法

1. 预防死锁：破环产生死锁的四个必要条件之一
2. 避免死锁：防止系统进入不安全状态
3. 检测死锁：检测出死锁的发生
4. 解除死锁：采取适当的措施，把进程从死锁中拯救出来

✨5.预防死锁

1. 采用SPOOLing技术，使得独占设备改为共享设备（破坏互斥条件）
2. 资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了（破坏请求和保持条件）
3. 只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他资源（破环请求和保持条件）
4. 可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它在资源，则释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）
5. 资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破环循环等待条件）

📣四、操作系统中文件系统分为哪三个模式？

✨1.文件系统接口

✨2.对象操纵和管理的软件

✨3.对象及其属性

用一个例子来辅助记忆文件系统的层次结构：
假设某用户请求删除文件“D:/工作目录/学生信息.xlsx”的最后100条记录
 

• 第一层：文件系统接口
   

1. 用户调用接口：处理用户发出的系统调用请求
   （用户需要通过操作系统提供的接口发出上述请求）
    

• 第二层：对象操纵和管理的软件
   

1. 文件目录系统：根据用户给出的文件路径找到相应的FCB或索引结点
   （由于用户提供的是文件的存放路径，因此需要操作系统一层一层地查找目录，找到对应的目录项）
    
2. 存取控制模块：完成文件保护相关功能
   （不同的用户对文件有不同的操作权限，因此为了保证安全，需要检查用户是否有访问权限）
    
3. 逻辑文件系统与文件信息缓冲区：将文件记录号转换为对应的逻辑地址
   （验证了用户的访问权限之后，需要把用户提供的“记录号”转变为对应的逻辑地址）
    

• 第三层：对象及其属性
   

1. 物理文件系统：把上一层提供的文件逻辑地址转换为实际的物理地址
   （知道了目标记录对应的逻辑地址后，还需要转换成实际的物理地址）
    
2. 设备管理模块：负责和硬件直接相关的一些管理工作
   （要删除这条记录，必定要对磁盘设备发出请求）
    
3. 辅助分配模块：负责分配和回收存储空间
   （删除这些记录后，会有一些盘块空闲，因此要将这些空闲盘块回收）