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操作系统面试题库及答案

基础概念类

1.什么是操作系统，它的主要功能有哪些？

操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。它负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

其主要功能包括：

进程管理：对处理机进行分配，并对进程进行有效的控制和管理。例如在多任务操作系统中，要合理分配CPU时间片给不同的进程，让多个程序看起来能同时运行。

内存管理：负责内存的分配、回收、保护和扩充等功能。比如当一个新程序运行时，要为其分配合适的内存空间；当程序结束时，回收其占用的内存。

文件管理：对文件的存储空间进行管理，实现文件的共享和保护，方便用户对文件的访问。例如用户可以通过文件管理系统创建、删除、修改文件。

设备管理：负责管理各类外围设备，包括设备的分配、启动和故障处理等。比如在使用打印机时，操作系统要协调打印机与计算机之间的数据传输。

作业管理：为用户提供一个使用系统的良好环境，使用户能有效地组织自己的工作流程，并使整个系统高效运行。

2.简述操作系统的分类及特点。

批处理操作系统：用户将作业交给系统操作员，系统操作员将多个用户的作业组成一批作业，输入到计算机中。特点是系统资源利用率高，系统吞吐量大，但用户不能直接干预作业的执行。例如早期的大型计算机系统，会集中处理一批数据处理任务。

分时操作系统：多个用户通过终端同时共享一台主机，操作系统按时间片轮流为每个用户服务。特点是交互性强，多个用户可以同时使用计算机，每个用户感觉自己独占计算机。如UNIX系统就是典型的分时操作系统。

实时操作系统：能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作。特点是及时性和可靠性高，常用于工业控制、航空航天等领域。例如飞机的飞行控制系统，必须实时响应各种传感器的数据。

网络操作系统：是基于计算机网络的，在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。特点是可以实现资源共享和数据通信，如WindowsServer系列就是常见的网络操作系统。

分布式操作系统：通过网络将大量计算机连接在一起，以较高的性能价格比实现数据的分散存储和处理。特点是系统中各计算机无主次之分，资源高度共享，具有透明性。例如一些大规模的数据处理集群，分布式操作系统可以协调多台计算机共同完成任务。

3.什么是多道程序设计，它的优点是什么？

多道程序设计是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序控制之下，相互穿插地运行。

优点如下：

提高CPU利用率：当一道程序因I/O操作而暂停执行时，CPU可以立即执行另一道程序，减少了CPU的空闲时间。例如在一个程序进行磁盘读写操作时，CPU可以去处理另一个程序的计算任务。

提高内存和I/O设备利用率：多道程序同时驻留在内存中，使内存得到充分利用；同时，多个程序可以交替使用I/O设备，提高了I/O设备的利用率。

增加系统吞吐量：由于CPU、内存和I/O设备的利用率都得到提高，系统可以在单位时间内完成更多的任务，从而增加了系统的吞吐量。

进程管理类

1.什么是进程，它与程序有什么区别？

进程是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。

进程与程序的区别如下：

动态性与静态性：程序是静态的，它是一组指令的有序集合；而进程是动态的，它是程序的执行过程，有创建、执行、暂停、终止等状态变化。

并发性：进程可以并发执行，多个进程可以在同一时间间隔内同时运行；而程序本身不具备并发性。

生命周期：程序可以长期存在，只要存储介质不损坏，程序就一直存在；而进程有一定的生命周期，它会随着程序的执行结束而消亡。

独立性：进程是系统进行资源分配和调度的独立单位，每个进程都有自己独立的内存空间和系统资源；而程序没有这些特性。

2.简述进程的状态及状态转换。

进程主要有以下几种状态：

就绪状态：进程已获得除CPU之外的所有必要资源，只要获得CPU，就可以立即执行。

执行状态：进程已获得CPU，正在CPU上执行。

阻塞状态：进程因等待某种事件的发生而暂时不能执行，如等待I/O操作完成。

状态转换情况如下：

就绪-执行：当进程调度程序为处于就绪状态的进程分配了CPU时，该进程就从就绪状态转换为执行状态。

执行-就绪：正在执行的进程因时间片用完而被暂停执行，或者有更高优先级的进程进入就绪队列，该进程就会从执行状态转换为就绪状态。

执行-阻塞：正在执行的进程因等待I/O操作、等待资源等原因而暂停执行，进入阻塞状态。

阻塞-就绪：当阻塞进程等待的事件发生时，如I/