操作系统简答

1、简述操作系统的四个基本特征

并发、共享、虚拟、异步。

并发：指多个事件在某一段时间内相继发生。并发在宏观上表现为几乎同一时刻执行。而并行则是真正的多个事件在同一时间发生。

共享：指资源不被某个进程独占，而是为多个进程同时使用。共享包括互斥共享和同时访问，互斥共享即多个进程共享同一个资源，但是不可以同时访问；而同时访问则表示两个进程可以在同一时刻对某个资源进行获取。

虚拟：指的是操作系统有把一个物理资源抽象为若干个逻辑实体，采用时分复用和空分复用技术。

异步：指的是操作系统中的进程的执行顺序、开始、推进速度和结束时间都是不可以预知的。异步是操作系统的重要特征。

2、微内核的优点和缺点？

微内核指的是把操作系统中与硬件紧密相连的部分独立出来做成内核，即操作系统的核心部分。

优点：微内核可靠性更强，可扩展性更强；基于客户/服务器模式，提供了对分布式系统的支持；融入了面向对象技术，显著减少了开发的成本。

缺点：微内核的执行效率低。由于基于客户/服务器模式，在处理一次请求时要进行多次的上下文切换。

3、批处理系统，分时系统和实时系统各有什么特点？

批处理系统：分为单道批处理和多道批处理系统。相对于单道批处理，多道批处理能够在系统I/O的时候进行其他作业的处理，提高了处理机的利用率和系统的吞吐量，但仍然无交互能力、周转时间较长；

分时系统具有及时性、多路性和独立性，它满足了人机交互，能够在短时间内响应用户的请求，并且允许多个用户相互独立的同时连接到同一台主机。

实时系统具有实时性和可靠性，它将响应速度也作为计算是否正确的评判依据，要求系统高度可靠。相比于分时系统，他只允许用户与特定的软件进行交互。

4、产生死锁的四个必要条件？

资源互斥：多个进程共享的某个资源，该资源在同一时刻不允许多个进程占有；

不可抢占：如果一个进程持有了某个资源，那么在他释放掉这个资源前，别的进程不可以抢占这个资源。

请求和保持：进程已经保持了一个资源，但是仍然提出了新的资源请求；

循环等待：在上述条件下，构成了一条请求-等待的循环链，第一个进程等待第二个进程，第二个等待三个，一直到最后一个进程等待第一个进程，出现了死循环。

5、分页存储和分段存储有何区别？

目的不同：分页存储是系统管理的需要，它对用户不可见；而分段存储则是为了方便用户更好的控制内存中的分配，它是用户可见的；

分页存储的基本单位时页，而分段存储的基本单位是段。页往往时操作系统设定的，是不可变的。而段则满足编程的需要，是可变的、可编程的。

分页系统中，用户程序的空间是一维的线性地址空间；而分段系统中，用户的地址空间是二维的，标识一个地址需要给出段名和段内地址。

6、简述利用假脱机技术实现打印机共享的基本处理过程

假脱机打印机系统包含两个进程：管理进程和打印进程和一个暂存区。当用户进程想打印机发送输出请求的时候，假脱机系统的管理进程将用户要打印的数据送入磁盘暂存区暂存，然后为用户进程申请一个请求打印的表，并把它加入到等待打印的假脱机文件队列中。对于打印进程，当打印机不在打印的时候，它就查看队列是否空闲，如果队列中有表则取出，并执行打印操作，直到队列为空，进入睡眠。当有新的请求被加入队列中的时候，它会被管理进程唤醒，重新开始执行上述操作。

7、试说明索引文件和索引顺序文件的检索方法

索引文件的检索方法：对于索引文件，它基于关键字进行查找，用折半查找法查找表项，并根据该表项的指针找到文件。索引文件既可以基于单个索引表进行文件检索，也可以为一个索引文件建立多个索引表，通过不同的关键字检索单个文件。

索引顺序文件结合了索引文件和顺序文件，他为顺序文件建立一张索引表，并为每组的第一个记录在索引表中建立一个索引项，该索引项含有该记录的关键字和指向它的指针。对于更大的文件，索引顺序文件可以为其建立多级索引，查找的时候递归检索每一级索引表。

8、试说明文件存储空间管理中，位示图法分配和回收盘块的过程

顺序扫描位示图，从中找到一个或一组值为0的二进制位(i, j)，将其转换为盘号 b = n*(i - 1) + j，令map[i][j] = 1。

回收：i = (b-1)/n + 1，j = (b-1)%n + 1，map[i][j] = 0。