操作系统基础概念与原理解析

谓临界区？如何保证多个进程互斥地进入临界区？ 答：临界区是指进程中访问临界资源的那段代码。为了确保多个进程在访问临界资源时不会发生冲突，需要确保任何时候只有一个进程处于临界区。实现这一目标的方法包括使用信号量机制、互斥锁、 Peterson算法等。在这些方法中，当一个进程进入临界区时，会设置一个标志表明当前临界区已被占用，其他试图进入临界区的进程则会被阻塞，直到该标志指示临界区已空闲。 第三章 1、简述页式存储管理和段式存储管理的主要思想。 答：页式存储管理将逻辑地址空间划分为固定大小的页，物理地址空间也划分为同样大小的页框，通过页表进行页和页框之间的映射。进程的地址空间由页号和页内偏移组成。段式存储管理则按照程序逻辑结构划分成多个段，每个段有自己的名字和长度，段与段之间可以重叠，通过段表进行段与内存空间的映射。 2、缺页中断和一般的中断有什么区别？ 答：缺页中断是一种特殊的硬件中断，发生在进程试图访问的页面不在内存时，操作系统需要将该页从外存调入内存。而一般中断是由外部设备（如键盘、定时器）或者异常情况（如除零错误）引发的，处理方式和处理机状态的转换都与缺页中断不同。 3、什么是虚拟内存？它解决了什么问题？ 答：虚拟内存是操作系统提供的一种扩展内存的技术，它使得每个进程都拥有独立的连续的逻辑地址空间，即使实际物理内存远小于所有进程的逻辑地址空间总和。虚拟内存解决了物理内存不足的问题，允许进程只加载部分代码和数据到内存中执行，其余部分则暂时留在硬盘上，需要时再调入。 4、什么是死锁？产生死锁的必要条件有哪些？ 答：死锁是指两个或多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力干涉它们都将无法继续执行。产生死锁的必要条件包括互斥条件、占有并等待条件、无剥夺条件和循环等待条件。 5、简述银行家算法的工作原理。 答：银行家算法是一种避免死锁的策略。它模拟银行贷款系统，预先分配资源但不立即交付，而是检查系统是否安全。如果系统在当前状态下能保证所有进程最终都能完成，则分配资源；否则，拒绝请求，以防止出现死锁。 第四章 1、简述磁盘调度算法有哪些，各自的优缺点是什么？ 答：常见的磁盘调度算法有先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描算法（SCAN）和循环扫描算法（C-SCAN）。FCFS简单但可能导致长时间等待；SSTF减少了平均寻道时间但可能出现饥饿现象；SCAN和C-SCAN保证了所有磁道的访问机会，但可能产生颠簸现象。 以上是关于青岛理工大学操作系统课程作业的部分简答题内容。这些问题涵盖了操作系统的多个核心概念，包括操作系统的目标、I/O方式、分时系统的关键问题、操作系统的特征、并发性和异步性的原因、微内核技术、进程控制、同步机制、存储管理和死锁等。通过这些问题的学习，学生能够深入理解操作系统的原理及其在实际应用中的重要性。