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1、2010 年自学考试操作系统名词解释总结2 1. 为何引入多道程序设计? 在多道程序系统中， 内存中作业的道数是否越多越好? 请说明 原因。 答：引入多道程序设计技术是为了提高计算机系统资源的利用率。在多道程序系统中，内存 中作业的道数并非越多越好。一个计算机系统中的内存、外设等资源是有限的，只能容纳适 当数量的作业， 当作业道数增加时，将导致对资源的竞争激烈，系统开销增大，从而导致作 业的执行缓慢，系统效率下降。 2. 什么是进程 ? 进程具有哪些主要特性? 比较进程与程序之间相同点与不同点 答：进程是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。进程具有以下主要 特性： （1）并发
2、性：可以与其它进程一道在宏观上同时向前推进。（2）动态性：进程是执 行中的程序。此外进程的动态性还体现在如下两个方面：首先，进程是动态产生、动态消亡 的；其次，在进程的生存期内，其状态处于经常性的动态变化之中。（3）独立性：进程是 调度的基本单位，它可以获得处理机并参与并发执行。（4）交往性：进程在运行过程中可 能会与其它进程发生直接或间接的相互作用。（5）异步性：每个进程都以其相对独立、不 可预知的速度向前推进。（6）结构性：每个进程有一个控制块PCB 。进程和程序的相同点： 程序是构成进程的组成部分之一，一个进程存在的目的就是执行其所对应的程序，如果没有 程序，进程就失去了其存在的意义。
3、进程与程序的差别：（ 1）程序是静态的，而进程是动态的；（2）程序可以写在纸上或在某 一存储介质上长期保存，而进程具有生存期，创建后存在，撤销后消亡；(3) 一个程序可以 对应多个进程， 但一个进程只能对应一个程序；例如， 一组学生在一个分时系统中做C语言 实习，他们都需要使用C语言的编译程序对其源程序进行编译，为此每个学生都需要有一个 进程， 这些进程都运行C语言的编译程序。另外， 一个程序的多次执行也分别对应不同的进 程。 3. 有人说，用户进程所执行的程序一定是用户自己编写的。这种说法对吗？如不对举例 说明之。 答：这种说法不对。例如，C编译程序以用户进程身份运行，但C编译程序一般并不是
4、用户 自己编写的。此外还有调试程序、字处理程序等工具软件。 4. 什么是进程上下文？进程上下文包括哪些成分？哪些成分对目态程序是可见的？ 答：进程是在操作系统支持下运行的，进程运行时操作系统需要为其设置相应的运行环境， 如系统堆栈、地址映射寄存器、打开文件表、PSW 与 PC 、通用寄存器等。在 UNIX System V中，将进程的物理实体与支持进程运行的物理环境合称为进程上下文(process context)， 进程上下文包括三个组成部分： 用户级上下文。是由用户进程的程序块、用户数据块（含共享数据块）和用户堆栈组成的 进程地址空间。 系统级上下文。包括进程控制块、内存管理信息、进程环境
5、块，以及系统堆栈等组成的进 程地址空间 寄存器上下文。由程序状态字寄存器、各类控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用户 堆栈指针等组成。 其中用户级上下文和部分寄存器上下文对目态程序是可见的。 5. 进程一般具有哪三个主要状态？举例说明状态转换的原因。 答：进程在其生存期内可能处于如下三种基本状态之一: (1) 运行态 (Run): 进程占有处理机资源，正在运行。显然， 在单处理机系统中任一时刻只 能有一个进程处于此种状态; (2) 就绪态 (Ready): 进程本身具备运行条件，但由于处理机的个数少于可运行进程的个数， 暂未投入运行。即相当于等待处理机资源 (3) 等待态 (Wait): 也
6、称挂起态 (Suspended) 、封锁态 (Blocked) 、睡眠态 (Sleep) 。 进程本 身不具备运行条件，即使分给它处理机也不能运行。进程正等待某一个事件的发生，如等 待某一资源被释放，等待与该进程相关的I/O 传输的完成信号等。 进程的三个基本状态之间是可以相互转换的。具体地说， 当一个就绪进程获得处理机时，其 状态由就绪变为运行；当一个运行进程被剥夺处理机时，如用完系统分给它的时间片、出现 更高优先级别的其它进程，其状态由运行变为就绪；当一个运行进程因某事件受阻时，如所 申请资源被占用、启动I/O 传输未完成， 其状态由运行变为等待；当所等待事件发生时，如 得到申请资源、I/
7、O 传输完成，其状态由等待变为就绪。 6. 有几种类型进程队列？每类各应设置几个队列？ 答：通常，系统中的进程队列分为如下三类： (1) 就绪队列：整个系统一个。 所有处于就绪状态的进程按照某种组织方式排在这一队列中， 进程入队列和出队列的次序与处理机调度算法有关。在某些系统中，就绪队列可能有多个， 用以对就绪进程分类，以方便某种调度策略的实施。 (2) 等待队列： 每个等待事件一个，当进程等待某一事件时，进入与该事件相关的等待队列 中；当某事件发生时， 与该事件相关的一个或多个进程离开相应的等待队列，进入就绪队列。 (3) 运行队列： 在单 CPU系统中只有一个，在多 CPU系统中每个CPU
8、各有一个， 每个队列中 只有一个进程，指向运行队列头部的指针被称作运行指示字。 7. 线程控制块TCB中一般应包含那些内容？ 答： 一般 TCB中的内容较少， 因为有关资源分配等多数信息已经记录于所属进程的PCB 中 TCB 中的主要信息包括线程标识、线程状态、调度参数、现场、链接指针，其中现场信息主要包 括通用寄存器、指令计数器PC以及用户栈指针对于操作系统支持的线程，TCB中还应包 含系统栈指针。 8. 同一进程中的多个线程有哪些成分是共用的，哪些成分是私用的？ 答：同一进程中的多个线程共享进程获得的主存空间和资源，包括代码区、 数据区、动态堆 空间。线程的私有成分包括：线程控制块；一个执
9、行栈；运行时动态分给线程的寄存器。 9. 比较用户级线程与系统级线程间在以下方面的差别和各自的优缺点。 (1) 创建速度； (2) 切换速度； (3) 并行性； (4)TCB 的存储位置 答：用户级线程由系统库支持。线程的创建和撤销，以及线程状态的变化都由库函数控制并 在目态完成， 与线程相关的控制结构TCB保存在目态空间并由运行系统维护。由于线程对操 作系统不可见，系统调度仍以进程为单位，核心栈的个数与进程个数相对应。 用户级别线程的优点在于：(1) 线程不依赖于操作系统，可以采用与问题相关的调度策略， 灵活性好； (2) 同一进程中的线程切换不需进入操作系统，因而实现效率较高。缺点在于：
10、(1) 同一进 程中的多个线程不能真正并行，即使在多处理机环境中；(2) 由于线程对操作系统不可见， 调度在进程级别， 某进程中的一个线程通过系统调用进入操作系统受阻，该进程的其它线程 也不能运行。 核心级别线程通过系统调用由操作系统创建，线程的控制结构TCB保存于操作系统空间，线 程状态转换由操作系统完成，线程是 CPU调度的基本单位。 另外由于系统调度以线程为单位， 操作系统还需要为每个线程保持一个核心栈。 核心级线程的优点是并发性好，在多CPU环境中同一进程中的多个线程可以真正并行执行。 核心级别线程的缺点是线程控制和状态转换需要进入操作系统完成，系统开销比较大。 10. 何谓作业 ?
11、何谓作业步？作业何时转为进程? 答：作业是早期批处理系统引入的一个概念。用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集 合称为作业，分时用户在一次登录后所进行的交互过程也常被看作一个作业。 一般来说， 作业是比进程大的一个概念，一个作业通常包含多个计算步骤，作业中一个相对 独立的处理步骤称为一个作业步。当作业被作业调度程序选中并调入内存时，将按作业步创 建相应进程。作业步骤之间具有顺序或并发关系。一个作业步通常可以由一个进程来完成， 这样一个作业在内存处理时通常与多个进程相对应，即作业与进程具有一对多的关系。 11. 分析作业、进程、线程三者之间的关系。 答：一个作业被调入内存执行时可能要为其创建多个进程，进程是资源分配的基本单位，一 个进程可能对应若干个线程，线程是处理器调度的基本单位。 12. 何谓系统开销 ? 试举三个例子说明之。 答：运行操作系统程序，实现系统管理所花费的时间和空间称为系统开销。例如， 操作系统 的内核要占用内存空间，页面调度时需占用设备资源并消耗处理机时间，进程切换时也要占 用处理器时间。
