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26计算机考研复试|操作系统高频问答(先转发收藏,可直接背诵)

2026-02-03 21:17:50

哈喽宝子们！我是令狐冲计算机考研的冲哥～

复试距离不远啦，操作系统作为408必考项，也是老师面试可能提问的重点模块，很多问题都是高频考点，宝子们一定要重点掌握！

令狐冲计算机考研408

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今天为大家整理了“老师提问+标准回答”的干货，每句都能直接照搬，帮你们省去临场组织语言的麻烦，赶紧码住背诵！

一、操作系统概述

老师提问1：什么是操作系统？它的核心作用是什么？

回答：操作系统（OS）是管理和控制计算机软硬件资源的系统软件，是用户与计算机硬件之间的接口。核心作用有两个：一是资源管理（管理CPU、内存、设备、文件等资源），二是提供友好接口（命令接口、程序接口），简化用户操作，提高系统利用率。

老师提问2：操作系统的基本特征有哪些？各自的核心含义是什么？

回答：核心有4个基本特征：并发、共享、虚拟、异步。并发是指多个程序在同一时间段内同时执行（注意不是同一时刻，同一时刻执行是并行）；共享是指系统资源被多个并发程序共同使用（分互斥共享和同时共享）；虚拟是指通过技术将物理资源抽象为多个逻辑资源（比如虚拟内存、虚拟CPU）；异步是指程序执行过程不确定，但最终会正常结束，由OS调度决定。

老师提问3：操作系统的主要功能模块有哪些？

回答：主要有五大功能模块：处理机管理（CPU调度）、存储器管理（内存分配、虚拟内存）、设备管理（I/O设备管理、驱动）、文件管理（文件存储、目录、权限）、用户接口管理（命令行、图形界面、系统调用）。

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二、进程管理

老师提问1：进程和程序的区别是什么？

回答：核心区别是：程序是静态的，是一组指令的集合（比如一个exe文件），不涉及执行；进程是动态的，是程序的一次执行过程，有生命周期（创建、就绪、运行、阻塞、终止），会占用系统资源。一个程序可以对应多个进程（比如多个浏览器进程），一个进程只能对应一个程序。

老师提问2：进程的三种基本状态是什么？状态之间如何转换？

回答：三种基本状态是就绪态、运行态、阻塞态。转换关系：就绪态→运行态（CPU调度，分配CPU资源）；运行态→就绪态（时间片用完，或有更高优先级进程进入就绪态）；运行态→阻塞态（进程请求资源未得到，或等待事件发生，比如等待I/O完成）；阻塞态→就绪态（等待的事件发生，比如I/O完成，由OS唤醒）。

老师提问3：什么是进程同步？什么是进程互斥？两者有什么区别？

回答：进程同步是指多个并发进程按预定顺序执行，协调它们的行为（比如生产者-消费者问题中，生产者生产后才能让消费者消费）；进程互斥是指多个进程竞争同一临界资源时，只能有一个进程进入临界区使用资源，其他进程等待（比如多个进程操作同一文件）。区别：同步是“协作关系”，互斥是“竞争关系”，互斥是同步的一种特殊情况。

老师提问4：什么是临界区？进入临界区的准则是什么？

回答：临界区是进程中访问临界资源的那段代码（临界资源是指只能被一个进程同时使用的资源，比如打印机、共享变量）。进入临界区的准则有4个：空闲让进、忙则等待、有限等待（等待时间有上限，不会无限等待）、让权等待（等待时释放CPU，不浪费资源）。

老师提问5：进程调度的基本准则有哪些？

回答：核心准则分两类：面向用户（公平性、响应时间快、截止时间保证）；面向系统（吞吐量高、CPU利用率高、周转时间短）。比如分时系统优先考虑响应时间，批处理系统优先考虑吞吐量和周转时间。

三、线程管理

老师提问1：什么是线程？线程和进程的关系是什么？

回答：线程是进程中的一个执行单元，是OS调度的基本单位（引入线程后，进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位）。关系：一个进程可以包含多个线程，多个线程共享进程的所有资源（内存、文件描述符等），但每个线程有自己的程序计数器、栈和寄存器。线程切换比进程切换开销小（不用切换资源）。

老师提问2：用户级线程和内核级线程的区别是什么？

回答：核心区别是调度者不同：用户级线程由用户程序（线程库）调度，内核看不到用户级线程，切换开销小，但一个线程阻塞会导致整个进程阻塞；内核级线程由OS内核调度，内核能看到每个线程，一个线程阻塞不影响其他线程，但切换开销大（需要陷入内核）。实际系统中多采用两者结合的方式（比如Windows、Linux）。

四、存储器管理

老师提问1：什么是虚拟内存？引入虚拟内存的原因是什么？

回答：虚拟内存是指OS通过硬件和软件技术，将物理内存和磁盘空间结合，为用户提供一个比实际物理内存大得多的逻辑内存空间。引入原因：一是解决内存容量不足的问题，让多个大程序能同时运行；二是提高内存利用率，只将进程当前需要的部分调入内存，其余放在磁盘上。

老师提问2：虚拟内存的实现技术有哪些？各自的特点是什么？

回答：主要有三种实现技术：请求分页、请求分段、请求段页式。请求分页是将内存和进程分成固定大小的页，按需调入页面，优点是无外碎片，管理简单；请求分段是分成可变大小的段，优点是符合程序逻辑，便于共享和保护，缺点是有外碎片；请求段页式结合两者，先分段再分页，兼顾两者优点，但管理复杂、开销大，是目前主流的实现方式。

老师提问3：页面置换算法有哪些？最常用的是哪几种？

回答：常见的页面置换算法有：最佳置换算法（OPT，理论最优，无法实现，用于衡量其他算法）、先进先出（FIFO，简单易实现，但会出现Belady异常，即置换次数随内存块增加而增加）、最近最少使用（LRU，实际最优，基于局部性原理，置换最近最少使用的页面，开销较大）、Clock算法（LRU的近似算法，开销小，实际系统中常用）。面试重点答FIFO、LRU、Clock即可。

老师提问4：什么是Belady异常？为什么会出现？

回答：Belady异常是指在页面置换算法中，当增加内存块数量时，页面缺页次数反而增加的现象。只出现在FIFO算法中，原因是FIFO算法不考虑页面的使用频率和最近使用情况，只按调入顺序置换，可能会把经常使用的页面置换出去，导致更多的缺页。

五、设备管理

老师提问1：I/O设备的分类有哪些？

回答：按不同维度有多种分类，面试重点答3种：按传输速率分（高速设备：磁盘、打印机；中速设备：键盘、鼠标；低速设备：打印机）；按信息交换单位分（块设备：以块为单位传输，比如磁盘，可随机存取；字符设备：以字符为单位传输，比如键盘、串口，只能顺序存取）；按共享属性分（独占设备：只能被一个进程使用，比如打印机；共享设备：可被多个进程共享，比如磁盘；虚拟设备：通过SPOOLing技术将独占设备抽象为共享设备，比如虚拟打印机）。

老师提问2：什么是SPOOLing技术？它的核心作用是什么？

回答：SPOOLing技术（假脱机技术）是指通过内存中的输入井和输出井，将独占I/O设备抽象为共享虚拟设备的技术。核心作用是：将CPU和I/O设备并行工作，减少CPU等待I/O的时间，提高系统吞吐量；将独占设备变为共享设备，提高设备利用率（比如多个进程同时“打印”，实际是将打印任务存入输出井，由打印机依次执行）。

老师提问3：I/O控制方式有哪些？各自的特点是什么？

回答：从简单到复杂有4种：程序查询方式（CPU不断查询I/O设备状态，忙则等待，闲则传输，CPU利用率极低）；中断驱动方式（I/O完成后主动向CPU发中断，CPU不用一直查询，利用率提高，但每次中断都要陷入内核，开销较大）；DMA方式（直接内存访问，I/O设备直接和内存传输数据，CPU只负责初始化和结束，利用率进一步提高，适合块设备）；通道方式（专用的I/O处理机，独立于CPU，负责I/O传输和控制，CPU利用率最高，适合大型系统）。

六、文件管理

老师提问1：什么是文件？文件系统的核心功能是什么？

回答：文件是指由创建者定义的、具有文件名的一组相关信息的集合（比如文档、图片、程序），是OS管理磁盘数据的基本单位。文件系统的核心功能是：负责文件的创建、删除、读写、修改，管理文件的存储（物理结构）和目录（逻辑结构），提供文件的存取控制（权限管理），保证文件的安全性和可靠性。

老师提问2：文件的物理结构有哪些？各自的优缺点是什么？

回答：主要有3种：连续结构（文件数据连续存放在磁盘上，优点是存取速度快，缺点是不利于文件扩充，会产生外碎片）；链接结构（文件数据分散存放，通过指针链接，优点是利于扩充，无外碎片，缺点是存取速度慢，指针占用空间）；索引结构（为文件建立索引表，记录每个数据块的地址，优点是存取速度快、利于扩充，缺点是索引表占用内存空间，比如Unix的inode结构）。

老师提问3：文件目录的作用是什么？常见的目录结构有哪些？

回答：文件目录的作用是记录系统中所有文件的信息（文件名、物理地址、大小、权限等），方便用户快速查找和管理文件。常见的目录结构有3种：单级目录（整个系统一个目录，简单但混乱，不适合多用户）；两级目录（用户目录+文件目录，解决多用户命名冲突，缺点是不便分类）；多级目录（树形目录，比如Windows、Linux的目录结构，层次清晰，便于分类和查找，是目前主流）。

七、死锁

老师提问1：什么是死锁？产生死锁的必要条件是什么？

回答：死锁是指多个并发进程因竞争资源而互相等待，无法继续执行的状态（比如进程A持有资源1，等待资源2；进程B持有资源2，等待资源1）。产生死锁的4个必要条件（缺一不可）：互斥条件（资源只能被一个进程使用）、请求与保持条件（进程持有部分资源，又请求其他资源）、不剥夺条件（已分配的资源不能被强行剥夺）、循环等待条件（多个进程形成资源等待循环）。

老师提问2：如何预防和避免死锁？两者有什么区别？

回答：预防死锁：破坏4个必要条件中的任意一个即可（比如破坏请求与保持，采用一次性分配资源；破坏不剥夺，允许OS剥夺闲置资源；破坏循环等待，按顺序分配资源），优点是简单易实现，缺点是资源利用率低。避免死锁：不破坏必要条件，而是在资源分配时判断是否会产生死锁（比如银行家算法），优点是资源利用率高，缺点是判断复杂、开销大。

老师提问3：银行家算法的核心思想是什么？

回答：核心思想是“安全状态”：在资源分配前，判断系统是否处于安全状态（存在一个进程执行序列，使得每个进程都能获得所需资源并完成执行，最终释放所有资源），如果是安全状态则分配资源，否则拒绝分配，从而避免死锁。本质是“预判断”，确保资源分配后系统仍能正常运行。