操作系统复习

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操作系统复习资料操作系统复习资料第一章:一、现在操作系统的功能与任务?(p14)1.操作系统的主要任务,是为多道程序的运行提供良好的运行环境,以保证多道程序能有条不紊地运行,并能最大限度地提高系统中各种资源的利用率和方便用户的使用.2. 操作应具有这样几方面的功能:处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、面向网络的服务和功能二、什么是多道程序设计技术?有什么好处?(p6)1.在单道批处理系统中,内存中仅有一道作业,它无法充分利用系统中的所有资源,使系统性能较差;2.在多道批处理系统中,用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列,称为”后备队列”,然后,由作业高度算法按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存,使他们共享CPU和系统上的各种资源.好处:(1)提高了CPU的利用率(2)可提高内存和I/O设备的利用率(3)增加系统吞量三、分时、实时、多道程序处理系统概念?(选择)(p8----p11)第二章:一、线程与进程的异同?1、相同点:(a)二者都具有ID,一组寄存器,状态,优先级以及所要遵循的调度策略。

(b)每个进程都有一个进程控制块,线程也拥有一个线程控制块。

(c)线程和子进程共享父进程中的资源;线程和子进程独立于它们的父进程,竞争使用处理器资源;线程和子进程的创建者可以在线程和子进程上实行某些控制,比如,创建者可以取消、挂起、继续和修改线程和子进程的优先级;线程和子进程可以改变其属性并创建新的资源。

2、不同点:(a)线程是进程的一部分, 一个没有线程的进程是可以被看作单线程的,如果一个进程内拥有多个进程,进程的执行过程不是一条线(线程)的,而是多条线(线程)共同完成的。

(b)启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。

(c)系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域,但是不会为线程分配内存(线程所使用的资源是它所属的进程的资源),线程组只能共享资源。

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样卷一、选择(每题1分,共20分)1、文件系统为用户提供了()功能,使得用户能透明地存储访问文件。

A、按名存取B、密码存取C、路径存取D、命令调用2、位示图方法可用于 ( )A、磁盘空间的管理B、磁盘的驱动调度C、文件目录的查找D、页式存贮管理的页面调度3、在一个可变式分区管理中,最坏适应分配算法宜将空闲区表中的空闲区按()的次序排列A、地址递增B、地址递减C、长度递增D、长度递减4、进程从运行状态到等待状态可能是由于()A、进程调度程序的调度B、现运行进程时间片用完C、现运行进程执行了 P操作D、现运行进程执行了 V操作5、资源的静态分配算法在解决死锁问题中是用于()A、预防死锁B、避免死锁C、检测死锁D、解除死锁6、进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构,一个进程()A、可以有多个进程控制块B、可以和其他进程共用一个进程控制块C、可以没有进程控制块D、只能有惟一的进程控制块7、在 UNIX 系统中,设备作为()存在,除占据相应的节点位置外,并不占据实际的物理存储块,设备可采用文件的读写和保护方法。

A、记录文件B、普通文件C、设备文件D、系统文件8、由字符序列组成,文件内的信息不再划分结构,这是指()。

A、流式文件B、记录式文件C、顺序文件D、有序文件9、对于给定的信号量 s ,等待操作 wait ( s )(又称 P 操作)定义为: if s>0 then ( ) eles 挂起调用的进程。

A、s:=0B、s:=s+1C、s:=s-1D、s:=110、户程序通过系统调用 create来创建一新文件时,在执行create()的过程中,处理机程运行在()下。

A、系统态B、用户态C、系统态或用户态D、目态11、设有12个同类资源可供四个进程共享,资源分配情况如表:进程已占用资源数最大需求P1 2 4P2 3 6P3 4 7P4 1 4目前剩余资源数为2。

当进程P1,P2,P3,P4又都相继提出申请要求,为使系统不致死锁,应满足( )的要求。

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1什么是操作系统及四个基本特征操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地对各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序的集合。

P9操作系统的四个基本特征是并发、共享、虚拟和异步。

P142操作系统的主要功能,什么是分时操作系统操作系统的主要功能:处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理p18分时操作系统是指,在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过主机的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。

P103操作系统的接口有几种类型用户与操作系统的接口通常可分为两大类:1用户接口。

它是提供给用户使用的接口,用户可通过该接口取得操作系统的服务2程序接口。

它是提供给程序员在编程时使用的接口,是用户程序取得操作系统的唯一途径p224 在OS为什么要引入进程的概念,为什么要引入线程为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制和描述,而引入了进程概念。

P37在操作系统中引入线程,是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销,使OS具有更好的并发性。

P725进程控制块是什么?作用及构成为了使程序(含数据)能独立运行,应为之配置一进程控制块,即PCB(Process Control Block);PCB是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录型数据结构,PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。

在进程控制块中,主要包括下述四方面的信息。

1进程标示符2处理机状态3进程调度信息4进程控制信息因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能和其他进程并发执行的进程。

P416进程的基本状态有哪些?进程实体是由什么组成的进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态。

事实上,运行中的进程可能具有以下三种状态。

1就绪状态2执行状态3阻塞状态p38由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体。

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1.OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?并发性、共享性、虚拟性和异步性(不确定性);最基本的特征是并发性。

2.OS三种基本类型:批处理、分时、实时OS3.并发:两个或多个事件在同一时间间隔内发生;并行:两个或多个事件在同一时刻发生4. 特权指令:只能由OS使用的指令;非特权指令:OS和用户都可以使用的指令;访管指令:实现从目态到管态的切换;管态:运行系统程序时系统所处的状态;目态:运行用户程序时系统所处的状态5.系统调用和过程调用的区别:①运行在不同的系统状态②调用方式不同③返回方式不同6.进程是具有独立功能程序在某个数据集合上的一次执行过程。

进程和程序的关系:①进程是动态的,程序是静态的②进程是暂时的,程序是永久的③进程和程序的组成不同④进程和程序密切相关7.进程的基本状态有哪些?这些状态之间是如何转换的?进程的基本状态有:就绪,阻塞,执行三种。

就绪到执行:进程调度;执行到就绪:时间片完;执行到阻塞:I/O请求或等待事件发生;阻塞到就绪:I/O完成或事件已发生。

8.原语是由若干条机器指令构成的一段程序,用以完成特定功能,这段程序在执行期间不可分割。

即原语的执行不能被中断,原语操作具有原子性。

9.临界区管理四原则:空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。

原因:为实现进程互斥进入自己的临界区。

10.同步与互斥的关系:①区别:互斥:联系松散,取用资源随机,有则用;同步:联系紧密,按序执行,有资源也不一定可用②联系:都是进程之间的相互制约关系,互斥是特殊的同步,可将二者统称为进程同步。

11.信号量的物理含义:S>0,S的值表示可用资源数量。

S=0,S的值表示无资源可用。

S<0,表示无资源可用,且|S|表示在阻塞队列中等待的进程数量。

12. 三级调度:作业调度用于决定把外存中处于后备队列中的哪些作业调入内存,并为它们创建进程,分配资源,然后将新创建进程插入就绪队列(作业的四个状态:提交、后备(收容)、运行、完成);交换调度负责将内存中暂时不具备运行条件的进程换到外存交换区存放,但内存空闲时,又将外存中具备运行条件的进程重新换入内存;进程调度决定将处理机分配给就绪进程队列的哪个进程。

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《操作系统》复习资料填空题1. 在操作系统中采用多道程序设计技术,能有效地提高CPU、内存和I/O设备的利用率。

2. 多道程序环境下的各道程序,宏观上它们是在并行运行,微观上则是在串行执行。

3. 一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤,每个加工步骤可称为一个作业步。

4. 作业控制方式有脱机控制和联机控制两种方式。

5. 所谓系统调用,就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。

6. 进程是一个动态概念,而程序是一个静态概念。

7. 当处理机空闲时,进程调度程序从就绪队列中选出一个进程执行。

8. 分页管理中采用“首次适应”分配算法时,应将空闲区按长度递增次序登记在空闲表中。

9. 通过硬件和软件的功能扩充,把独占设备改造成若干用户可共享的设备,这种设备称为虚拟设备。

10.选择网络操作系统时,在很大程度上是取决于操作系统和局域网中已经运行的应用程序。

11. 分时系统中的响应时间是衡量一个分时系统性能的一项重要指标。

12. 操作系统为程序员提供的接口是系统调用,而为一般用户提供的接口是命令方式控制。

选择题1. 操作系统是一种( C )。

A.通用软件B.应用软件C.系统软件D.软件包2. 一个计算机系统,采用多道程序设计技术后,使多道程序实现了( B )。

A.微观上并行B.宏观上并行C.微观和串行D.宏观上串行3. 一个计算机系统可以认为由以下4个层次构成,而人们所说的裸机是指( A )。

A.硬件层B.操作系统层C.语言处理程序层D.应用程序层4. 下列语言中属于脱机作业控制语言的是( C )。

A.C++B.汇编语言C.作业控制语言D.会话式程序设计语言5. 在各种作业调度算法中,若所有作业同时到达,则平均等待时间最短的算法是( D )。

A.先来先服务B.优先数C.最高响应比优先D.短作业优先6. 既考虑作业等待时间,又考虑作业执行时间的调度算法是( D )。

A.短作业优先B.优先级调度C.先来先服务D.响应比高者优先7. 信箱通信是一种( A )通信方式。

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操作系统复习第一章1.操作系统的基本特征是什么?并发性,共享性,虚拟性,异步性。

2.操作系统分为哪几种基本类型?批处理操作系统,分时操作系统和实时操作系统。

3.批处理操作系统和分时操作系统各有什么特点?为什么分时操作系统响应比较快?批处理操作系统的特点:CPU作业运行时独占,内存不能同时存放多道程序,无响应时间,资源利用率高。

分时操作系统的特点:CPU对时间分时,内存能同时存放多道程序,响应及时,公平面向多个用户。

4.实时系统的特点是什么?多路性,独占性,及时性,交互性,此外实时系统对时间的要求较高。

5.网络操作系统的主要功能是什么?数据通信,资源管理,网络管理,提高网络服务,提供网络接口。

试比较分时系统和网络系统的区别?○1分布式分布式操作系统在功能,任务,地理上是分布的,由分布式OS进行处理和控制;而网络操作系统能够进行分布式处理,但控制方式是集中的。

○2并行式分布式操作系统可以将任务分配到多个单元,并行执行;而网络操作系统没有任务之分。

○3透明式分布式系统能够隐藏系统内部的实现细节;而网络操作系统只有操作实现上是透明的。

○4共享性分布式系统的各个站点的所有资源都可以提供共享;网络操作系统提供共享的资源通常在共享服务器上。

第二章1.程序在顺序执行时和并发执行时,分别具有哪些特征?顺序执行:顺序性,封闭性和可再现性并发执行:并发性,动态性和制约性2.进程的基本特征是什么?它与程序有啥不同?动态性,并发性,独立性,异步性和结构特性进程是动态执行的程序,具有动态性,并发性,独立性,异步性和结构特性;而程序是静态的。

3.什么是进程控制块?它有什么作用?进程控制块是进程的一部分,它是操作系统感知进程存在的唯一标志。

4.什么是临界资源,临界区?临界区的设计应遵守哪些原则?临界资源是一次只能被一个进程访问的资源,临界区是每次进程访问临界资源的程序段。

对临界资源的设计应遵守以下要求:每次只能允许一个进程进入临界区;对于进入临界区的资源有时间限制且每次只让一个进程进入;只在临界区保留有限时间。

计算机操作系统复习知识点汇总

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计算机操作系统复习知识点汇总第一章绪论1、操作系统的定义、目标、作用1OS是配置在计算机硬件上的第一层软件;是对硬件系统的首次扩充..2OS的主要目标是:方便性;有效性;可扩充性和开放性.3OS的作用可表现为:a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;一般用户的观点b. OS作为计算机系统资源的管理者;资源管理的观点c. OS实现了对计算机资源的抽象.2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统联机输入输出方式的联系和区别脱机输入输出技术Off-Line I/O是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间;提高了I/O速度.由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的;或者说;它们是在脱离主机的情况下进行的;故称为脱机输入输出方式;反之;在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式联机输入输出技术也提高了I/O的速度;同时还将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..3、多道批处理系统需要解决的问题处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么a. 并发性Concurrence;共享性Sharing;虚拟性Virtual;异步性Asynchronism.b. 其中最基本特征是并发和共享.c. 并发特征是操作系统最重要的特征;其它特征都是以并发特征为前提的..5、并行和并发并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念;并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生..6、操作系统的主要功能;各主要功能下的扩充功能a. 处理机管理功能:进程控制;进程同步;进程通信和调度.b. 存储管理功能:内存分配;内存保护;地址映像和内存扩充等c. 设备管理功能:缓冲管理;设备分配和设备处理;以及虚拟设备等d. 文件管理功能:对文件存储空间的管理;目录管理;文件的读写管理以及文档的共享和保护7、操作系统与用户之间的接口a. 用户接口:是给用户使用的接口;用户可通过该接口取得操作系统的服务b. 程序接口:是给程序员在编程时使用的接口;是用户程序取得操作系统服务的惟一途径..第二章进程管理1、进程的定义、特征;进程实体的组成1进程是进程实体的运行过程;是系统进行资源分配的一个独立单位..2进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性..3进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成..2、进程的三种基本状态及其转换运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态..3、引起进程进入挂起状态的原因如下:a. 终端用户的请求b. 父进程请求c. 负荷调节的需要d. 操作系统的需要具有挂起状态的进程转换图— P394、创建进程的主要步骤a. 为一个新进程创建PCB;并填写必要的管理信息..b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中..5、进程控制块PCB的作用1系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构;存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息..2系统利用PCB来控制和管理进程;所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志3进程与PCB是一一对应的为什么说PCB是进程存在的唯一标志在进程的整个生命周期中;系统总是通过其PCB对进程进行控制;系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的;所以说;PCB是进程存在的唯一标志..6、进程控制块的组织方式链接方式、索引方式7、原语的定义、组成、作用原语是由若干条指令组成的;用于完成一定功能的一个过程;与一般过程的区别在于:它们是“原子操作”;是一个不可分割的基本单位;在执行过程中不允许中断..原子操作在管态下执行;常驻内存..原语的作用是为了实现进程的通信和控制;系统对进程的控制如不使用原语;就会造成其状态的不稳定性;从而达不到进程控制的目的..8、引起创建进程的事件用户登录、作业调度、提供服务、应用请求9、引起进程终止的事件正常结束、异常结束、外界干预10、引起进程阻塞和唤醒的事件请求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做11、临界资源和临界区1临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源..属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等;软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等..诸进程间应采取互斥方式;实现对这种资源的共享..2每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section;不论是硬件临界资源;还是软件临界资源;多个进程必须互斥地对它进行访问..12、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待13、进程通信的类型进程间通信机制包括:共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统..14、线程的定义、属性在多线程OS中;通常一个进程中包含多个线程;每个线程都是作为利用CPU的基本单位;是花费最小开销的实体..线程具有下述属性:1轻型实体—线程中的实体基本上不拥有系统资源;只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源..2独立调度和分派的基本单位3可并发执行..4共享进程资源..15、进程和线程的比较a. 调度性..在传统的操作系统中;拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程;在引入线程的OS中;则把线程作为调度和分派的基本单位;而把进程作为资源拥有的基本单位;b. 并发性..在引入线程的OS中;不仅进程之间可以并发执行;而且在一个进程中的多个线程之间;亦可并发执行;因而使OS具有更好的并发性;c. 拥有资源..无论是传统的操作系统;还是引入了线程的操作系统;进程始终是拥有资源的一个基本单位;而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外;本身基本不拥有系统资源;但它可以访问其隶属进程的资源;d. 系统开销..由于创建或撤销进程时;系统都要为之分配和回收资源;如内存空间等;进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程;因此;操作系统在创建、撤销和切换进程时所付出的开销将显着地大于线程..16.进程与程序的区别①程序是静态的;进程是动态的;②进程更能真实地描述并发;而程序不能;③进程具有创建其他进程的功能;而程序没有④进程只是一次执行过程;有生命周期;而程序可作为软件资源长期保存;是相对长久的;进程是系统分配调度的独立单位;能与其他进程并发执行;17.进程互斥与同步的基本概念i.进程互斥:由于各进程要求共享资源;而有些资源需要互斥使用;因此各进程间竞争使用这些资源;进程的这种关系为进程的互斥..ii.进程同步:在并发执行过程中;合作完成同一个任务的多个进程;在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作;这种制约性关系叫作进程同步..18、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待19.常用的几种信号量机制整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集..第三章处理机调度1、高级调度与低级调度的区别高级调度又称为作业调度或长程调度;调度对象是作业;作业调度往往发生于一个批作业运行完毕;退出系统;而需要重新调入一个批作业进入内存时;故作业调度的周期长;低级调度又称为进程调度和短程调度;调度物件为进程或内核级线程;进程调度的运行频率最高;是最基本的一种调度;多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度..引入中级调度的主要目的:是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、低级调度的功能保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程3、进程调度方式1非抢占方式—实现简单、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境2抢占方式——原则:优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则4、同时具有三级调度的调度队列模型当在OS中引入中级调度后;人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪;类似的阻塞状态也可以同样划分..5、调度算法▲1、先来先服务FCFS2、短作业进程优先SJFSPF3、高优先权优先4、高响应比优先调度算法HRN..5、时间片轮转法1 要求:掌握算法思想..并能对前4种算法根据算法思想计算周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间;周转时间= 完成时间–到达时间=等待时间+服务时间2 掌握先来先服务、短作业进程优先、高响应优先调度算法三种算法性能评价:a.先来先服务算法即适合于作业调度也适用于进程调度;且算法较为简单;比较适合长作业或长进程不适合短作业或进程..b.短作业进程优先算法;能有效降低作业的平均等待时间;提高系统吞吐量..但该算法与用户做出的估计运行时间有很大的关系;对长作业进程不利;有利于短作业进程..c.高响应比优先调度算法;即照顾了短作业又考虑了长作业到达的先后次序;它不会使长作业长期得不到服务..6 高响应比优先调度算法优先权=等待时间+要求服务时间\要求服务时间响应比=等待时间+要求服务时间/要求服务时间=响应时间/要求服务时间7、最低松弛度优先调度算法即LLF算法该算法是根据任务紧急或松弛的程度;来确定任务的优先级..8、何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局;若无外力作用;这些进程都将永远不能再向前推进;b.产生死锁的原因有二;一是竞争资源;二是进程推进顺序非法;c.必要条件是: 互斥条件;请求和保持条件;不剥夺条件和环路等待条件..互斥条件:一个资源一次只能被一个进程使用..请求和保持条件:保留已经得到的资源;还要求其它的资源..不剥夺条件:资源只能被占有者释放;不能被其它进程强行抢占..环路等待条件:系统中的进程形成了环形的资源请求链..9、处理死锁的基本方法1预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件2避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件3检测死锁—通过系统设置的检测机构;及时检测出死锁的发生4解除死锁—撤销或挂起一些进程10、预防死锁的方法a.摒弃"请求和保持"条件b.摒弃"不剥夺"条件c.摒弃"环路等待"条件11、银行家算法▲要求掌握能够根据安全性检测算法;通过查找安全序列来判断某个时刻系统是否处于安全状态..能利用银行家算法来计算:当某进程提出资源请求时;系统是否分配..12、死锁检测掌握死锁定理的概念:当且仅当一组进程某个状态S的资源分配图是不可完全简化的;则说明S状态为死锁状态..知道在进行死锁的检测常用的工具是资源分配图;并通过对资源分配图的化简判断一组进程是否处于安全状态无环..第四章存储管理1、存储器按存储量、速度怎么划分至少应具有三级:最高层为CPU寄存器、中间为主存、最底层为辅存;较高档点的根据具体功能还可细分为:寄存器;高速缓存、主存储器、磁盘缓存;固定硬盘、可移动存储介质等6层..主存储器简称内存或主存:容量一般为数十MB到数GB;其访问速度远低于CPU执行指令的速度..为此引入寄存器和高速缓存;寄存器访问速度最快;价格昂贵;容量不大;高速缓存容量大于或远大于寄存器;从几十KB到几十MB;访问速度快于主存储器..2、程序的装入方式绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式3、程序的链接方式分类静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接4、对换的定义、分类、实现对换是把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调到外存上;以便腾出足够的内存空间;再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存..以整个进程为单位;称为“整体对换”或“进程对换”;以“页”或“段”为单位;分别称为“页面对换”和“分段对换”;又称为“部分对换”为了实现进程对换;系统必须能实现三方面的功能:对换空间的管理、进程的换出;以及进程的换入..6、基本分页存储管理方式重点考查1、分页的基本原理分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片;称为页面或页;将这些页面装入到内存一些不连续的内存块中..若将一个进程的所有页面一次全部装入到内存叫基本分页;若按进程的运行情况分多次部分装入到内存叫请求式分页..由于进程的最后一页经常装不满一块而形成不可利用的碎片;称为页内碎片系统为每个进程建立一张页面映像表;简称页表..页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射..2、分页系统的地址变换机构▲掌握:能根据给定的逻辑地址和页表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断页号是否越界;并能掌握地址变换机构图..7 、基本分段存储管理方式1、分段存储管理方式的引入原因引入分段存储管理方式;主要是为了满足用户和程序员的一些需要:方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接2、分段系统的基本原理在分段存储管理方式中;作业的地址空间被划分为若干个二维段;每个段定义了一组逻辑信息;逻辑地址由段号和段内地址组成..每个段在表中占有一个表项;其中记录了该段在内存中的起始地址又称为“基址”..段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射..将一个作业的这些段装入到内存一些不连续的区域中在分段中一个作业获得的地址空间是不连续的;但是每个段获得的空间是连续的..当将一个作业的所有段一次全部装入到内存的是基本分段;若按作业的运行情况分多次部分装入到内存的是请求式分段..在分段中也会出现碎片..8、分段系统的地址变换机构▲掌握:能根据给定的逻辑地址和段表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断段号和段地位移量是否越界..9、分段和分页的主要区别a. 分页和分段都采用离散分配的方式;且都要通过地址映射机构来实现地址变换;这是它们的共同点;b. 对于它们的不同点有三;第一;从功能上看;页是信息的物理单位;分页是为实现离散分配方式;以消减内存的外零头;提高内存的利用率;即满足系统管理的需要;而不是用户的需要;而段是信息的逻辑单位;它含有一组其意义相对完整的信息;目的是为了能更好地满足用户的需要;c. 页的大小固定且由系统确定;而段长度不固定;决定于用户所编写的程序;d. 分页的作业地址空间是一维的;而分段的作业地址空间是二维的.10、虚拟存储器的特征及其内部关联a. 虚拟存储器具有多次性;对换性和虚拟性三大主要特征;b. 其中所表现出来的最重要的特征是虚拟性;它是以多次性和对换性为基础的;而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上..11、页面置换算法▲1、先进先出FIFO2、最佳置换算法OPT3、最近最久未使用LRU置换算法4、Clock置换算法5、最少使用LFU置换算法1要求:掌握算法思想、名称缩写..并能对前3种算法根据算法思想计算缺页中断次数和缺页中断率;参考书P150页和作业题..2掌握先进先出FIFO、最佳置换算法OPT、最近最久未使用LRU置换算法的性能评价–先进先出:实现简单;性能最差;与进程实际的运行不相适应;且有可能会出现Belady现象即在未给进程或作业分配它所要求的全部页面时;有时会出现分配给作业的内存块数增多;缺页次数反而会增多的奇怪现象–最佳置换算法OPT:理论上;性能最佳;实际上;无法实现;通常只用在研究其它算法时;做参考评价..最近最久未使用LRU置换算法:性能较好;实现复杂;需要硬件支持..12、分段保护采取以下措施保证信息安全:越界检查、存取控制检查、环保护机构第五章设备管理1、I/O设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类按设备的使用特性分类:存储设备又称外存、后备存储器、辅助存储器;输入输出设备又可具体划分:输入设备键盘、鼠标、扫描仪、视频摄像、各类传感器、输出设备打印机、绘图仪、显示器、数字视频显示设备、音响输出设备、交互式设备按传输速率分类:低速设备键盘、鼠标、语音的输入输出设备;中速设备行式打印机、激光打印机;高速设备磁带机、磁盘机、光盘机..按信息交换的单位分类:块设备磁盘;字符设备交互式终端、打印机按设备的共享属性分类:独占设备;共享设备磁盘;虚拟设备2、设备控制器的组成设备控制器由以下三部分组成:1设备控制器与处理机的接口;该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信;提供有三类信号线:数据线、地址线和控制线..2设备控制器与设备的接口;可以有一个或多个接口;且每个接口连接一台设备..每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号..3I/O逻辑;用于实现对设备的控制..其通过一组控制线与处理机交互;处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令;I/O逻辑对收到的命令进行译码..3、I/O通道设备如何引入虽然在CPU和I/O设备之间增加了设备控制器后;已能大大减少CPU对I/O的干预;但当主机配置的外设很多时;CPU的负担仍然很重;为此;在CPU和设备控制器之间又增设了通道..I/O通道是一种特殊的处理机;它具有执行I/O指令的能力;并通过执行通道I/O程序来控制I/O操作..通道与普通处理机的区别:1没有自己的内存;且与主机共享主机内存2执行的指令单一;主要执行与I/O有关的指令..通道分为:字节多路通道主要连接低速字符设备;数组选择通道主要连接高速块设备;数组多路通道主要连接中高速块设备4、有哪几种I/O控制方式各适用于何种场合1I/O控制方式:程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMA I/O控制方式、I/O通道控制方式..2程序I/O方式适用于早期的计算机系统中;并且是无中断的计算机系统;中断驱动I/O控制方式是普遍用于现代的计算机系统中;DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O 控制方式;当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式;但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器..5、DMA控制器的组成1DMA控制器由三部分组成:主机与DMA控制器的接口、DMA控制器与块设备的接口、I/O控制逻辑..2DMA方式与中断控制方式的区别:相同点是都是以块为单位进行传输..区别是:1CPU处理中断的时间:●中断控制方式:是在数据缓冲寄存器满之后要求CPU进行中断处理●DMA方式:是在所要求转送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理..这就大大减少了CPU进行中断处理的次数..2数据传送的完成者:●中断控制方式:是在中断处理时由CPU控制完成的;●DMA方式:是DMA控制器完成的..6、为了实现主机与控制器之间成块数据的直接交换;需设置DMA控制器中四类寄存器DR:数据寄存器;暂存从设备到内存或从内存到设备的数据MAR:内存地址寄存器DC:数据计数器;存放本次CPU要读或写的字节数CR:命令\状态寄存器;接收从CPU发来的I/O命令;或相关控制信息;或设备状态7、缓冲的引入原因操作系统引入缓冲机制的主要原因可归结为以下几点:1缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾;2减少对CPU的中断频率;放宽对中断响应时间的限制;3提高CPU与I/O 设备之间的并行性..8、缓冲池的组成、工作方式三个队列:空缓冲队列、输入队列、输出队列四种工作缓冲区:1用于收容输入数据的工作缓冲区;2用于提取输入数据的工作缓冲区;3用于收容输出数据的工作缓冲区;2用于提取输出数据的工作缓冲区;9、SPOLLing系统的定义、组成、特点SPOOLing系统是对脱机I/O工作的模拟;其必须有高速随机外存通常采用磁盘的支持..SPOOLing系统主要有以下四个部分:1输入井和输出井;为磁盘上开辟的两大存储空间;分别模拟脱机输入/出时的磁盘;并用于收容I/O设备输入的数据和用户程序的输出数据;2输入缓冲区和输出缓冲区;在内存中开辟;分别用于暂存由输入设备和输出井送来的数据;3输入进程SPi和输出进程SPo;分别模拟脱机输入/出时的外围控制机;用于控制I/O过程;4I/O请求队列;由系统为各个I/O请求进程建立的I/O请求表构成的队列..SPOLLing系统的特点:提高了I/O的速度;将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..10、磁盘的类型和访问时间组成磁盘分为两类:固定头磁盘一般为大容量磁盘和移动头磁盘一般为中小型容量磁盘..磁盘访问时间=寻道时间+旋转延迟时间+数据传输时间11、磁盘磁盘调度算法▲1、先来先服务FCFS2、最短寻道时间优先SSTF3、扫描Scan算法又称为“电梯调度算法“4、循环扫描CScan算法1要求:掌握算法思想、名称缩写..并能根据算法思想计算碰头的寻道轨迹;寻道距离和寻道时间;参考书P194页和作业题..2掌握算法性能评价●先来先服务FCFS:公平、简单;平均寻道时间可能较长;●最短寻道时间优先SSTF:平均寻道时间比FCFS算法短;但可能会出现“饥饿现象”和“磁臂粘着”现象..●扫描Scan算法:消除了“饥饿”现象;但可能会出现“磁臂粘着”现象..●循环扫描CScan算法:改进了对于边缘区磁道访问的不公平;但可能会出现“磁臂粘着”现象..5.N-Step-Scan和FSCAN算法:可避免出现“磁臂粘着”现象..第六章文件管理1、文件的定义、属性文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合;可分为有结构文件和无结构文件..文件的属性包括:文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间。

操作系统复习要点

操作系统复习要点

第一章1.什么是操作系统:计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件(或程序集合)。

操作系统目前有五大类型(批处理、分时、实时、网络和分布式)和五大功能(作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理)。

2.基本操作系统类型,处理对象,特征:1.批处理系统:处理作业。

特征:1)用户脱机使用计算机。

2)成批处理。

3)躲到程序处理,2.分时系统:处理时间片。

特征:多路性、交互性、独占性、及时性3.实时系统:处理外部事件。

特征:交互性、独占性、及时性、可靠性4.网络操作系统5.分布式操作系统:与网络OS的比较:分布性、并行性、透明性、共享性、健壮性3.操作系统的特征:并发性,共享性,虚拟性,异步性4.中断的概念及其作用:处理机暂停正在执行的程序,转去处理相应的紧急事件,待处理完毕后再返回原处继续执行,这一过程称为中断。

作用:使得实时处理许多紧急事件称为可能;中断可以增加处理机的执行效率;中断还可以简化操作系统的程序设计;5.多道批处理系统:内存中允许同时有多个用户程序存在假脱机工作方式:SPOOLing系统磁鼓、磁盘上的“作业输入井”后备作业队列、作业调度程序调度运行有I/O操作或完成作业时,调入另一个作业形成源源不断的作业流作业(处理)说明书优点:资源利用率高、系统吞吐量大、系统切换开销小缺点:无交互能力、作业平均周转时间较长第二章1.作业的概念;从用户角度:在一次业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作。

(如编程过程)从系统角度:作业由程序、数据、作业说明书组成2.系统调用:系统调用功能和目的:请求系统中已有的服务,保证系统安全系统调用分类:按管理功能分为6类:设备管理,文件管理,进程控制,进程通信,存储管理,线程管理3.系统调用原理和过程:原理:为了保证系统安全,采用类似中断的处理方式过程:陷入指令调用 保护现场 调用子程序 执行子程序 换回4.UNIX系统的特点:1)多用户的分时操作系统2)为用户提供命令和系统调用两种接口 3)采用树型文件结构4)把所有设备当作文件处理5)主要采用C语言开发,核心用汇编编写5.UNIX的三层结构内层:内核:进程控制和文件控制外层:用户程序中间:Shell命令解释程序,适用程序,库函数等第三章1.程序的顺序执行:特征:顺序性、封闭性、可再现性2.程序的并发执行:定义:一组在逻辑上相互独立的程序或程序段在执行过程中,其执行时间在宏观上相互重叠(一个程序执行没结束,另一个程序已开始)的执行方式特征:间断性、失去封闭性、不可再现性条件:当两个程序的读集与写集的交集以及写集与写记的交集都为空时,它们可以并发执行。

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第一章
1.在计算机系统中操作系统处于什么地位
2.解释以下术语:多道程序设计、并发、分时、实时,系统调用。

3.什么是处理机的核心态和用户态为什么要设置这两种不同的状态
4.采用虚拟机结构操作系统的主要有点是什么
第二章
1.PCB 的作用是什么它是怎样描述进程的动态性质的
2.进程的基本状态有哪几种试描绘进程状态转换图。

3.什么是临界区和临界资源进程进入临界区的调度原则是什么
4.简述信号量的定义和作用。

P, V 操作原语是如何定义的
5.系统中只有一台打印机,有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。

设每个用户程序对应一个进程。

问:这三个进程间有什么样的制约关系试用 P,
V 操作写出这些进程使用打印机的算法。

6.设有无穷多个信息,输入进程把信息逐个写入缓冲区,
输出进程逐个从缓冲区中取出信息。

针对下述两种情况①缓冲区是环形的,最多可容纳 n 个信息;
②缓冲区是无穷大的。

试分别回答下列问题:
①输入、输出两组进程读/写缓冲区需要什么条件
②用 P, V 操作写出输入、输出两组进程的同步算法,并给出
信号量含义及初值。

第三章死锁作业
一、简答题
1.发生死锁的四个必要条件是什么
2.死锁避免的基本思想是什么
3.某个计算机系统有 10 台可用磁带机。

在这个系统上运行的所有作业最多要求 4 台
磁带机。

此外,这些作业在开始运行的很长一段时间内只要求 3 台磁带机;它们只
在自己工作接近结束时才短时间地要求另一台磁带机。

这些作业是连续不断地到来
的。

(1)若作业调度策略是静态分配资源,满足后方可运行。

那么,能同时运行的最大作业数是多少作为这种策略的后果,实际上空闲的磁带机最少是几
台最多是几台
(2)若采用银行家算法将怎样进行调度能够同时运行的最大作业数是多少作
为其后果,实际上空闲的磁带机最少和最多各是多少台
4.死锁和“饥饿”之间的主要差别是什么
5. 设有三个进程P1, P2, P3,各按如下所示顺序执行程序代码:
进程P1进程P2进程P3
↓↓↓
P(s1)P(s3)P(s2)
P(s2)P(s1)P(s3)
………
V(s1)V(s3)V(s2)
V(s2)V(s1)V(s3)
↓↓↓
其中,s1, s2, s3 是信号量,且初值均为 1。

在执行时能否产生死锁如果可能产生死锁,请说明在什么情况下产生死锁并给出一个防止死锁产生的修改办法。

二、单项选择题
1.在非剥夺调度方式下,运行进程执行 V 原语之后,其状态。

(A)不变(B)要变
(C)可能要变(D)可能不变
2.两个进程争夺同一个资源。

(A)一定死锁(B)不一定死锁
(C)不死锁(D)以上说法都不对
3.是一种只能由 P 操作和 V 操作进行访问的特殊变量,可以用来实现异步并行进程间的以排它地访问共享数据,还可以用来实现;实现进程间在逻辑
上的相互制约关系。

(A)调度(B)类程(C)进程(D)互斥
(E)信号量(F)控制变量(G)同步(H)共享变量
(I)规程(J)分配
4.可以被多个进程在任一时刻共享的代码必须是。

(A)不能自身修改的纯码(B)顺序代码
(C)无转移指令的代码(D)汇编语言编制的代码
5.当对信号量进行 V 原操作之后,。

(A)当 S<0,进程继续执行
(B)当 S>0,要唤醒一个就绪进程
(C)当 S<=0,要唤醒一个等待进程
(D)当 S<=0,要唤醒一个就绪进程
6.在下列叙述中,错误的一条是。

(A)进程被撤消时,只需释放该进程的 PCB 就可以了,因为 PCB 是进程存在的唯一标志
(B)进程的互斥和同步都能用 P/V 原语实现
(C)用户程序中执行系统调用命令时,处理机的状态字将发生改变
(D)设备独立性是指用户在编程时,所使用的设备与实际设备无关
7.正在运行的进程在信号量 S 上作 P 操作之后,当 S<0,进程将进入信号量的。

(A)等待队列(B)提交队列
(C)后备队列(D)就绪队列
8.如果发现系统有的进程队列就说明系统有可能发生死锁了。

(A)互斥(B)可剥夺
(C)循环等待(D)同步
9.某个信号量 S 初值为3,当前值为-2,则等待在该信号量上的进程数为个。

(A)1(B)2
(C)3(D)5
10.预先静态分配法是通过破坏条件,来达到预防死锁目的的。

(A)互斥使用资源/循环等待资源
(B)非抢占式分配/互斥使用资源
(C) 占有且等待资源/循环等待资源
(D)循环等待资源/互斥使用资源
第四章调度作业
1. 在确定调度方式和调度算法时,常用的评价准则有哪些
2.假定在单 CPU 条件下要执行的作业如下表所示。

作业到来的时间是按作业编号顺序进行的(即后面作业依次比前一个作业迟到一个时间单位)。

① 用一个执行时间图描述使用下列算法时各自执行这些作业的情况: FCFS, RR(时间片=1)和非抢占式优先级。

② 对于上述每种算法,各个作业的周转时间是多少平均周转时间是多少
③ 对于上述每种算法,各个作业的带权周转时间是多少平均带权周转时间是多少
3. 在一个有两道作业的批处理系统中,作业调度采用短作业优先级调度算法,进程
调度采用抢占式优先级调度算法。

设作业序列下表所示。

其中给出的作业优先数即为相应进程的优先数。

其数值越小,优先级越高。

要求:
① 列出所有作业进入内存的时间及结束时间。

② 计算平均周转时间和平均带权周转时间。

③ 如果进程调度采用非抢占式优先级方式,其结果如何
4.设某系统采用可抢占的优先级进程调度算法,在系统的就绪队列中有 X、Y、Z 三个进程,进程 Z 优先级最高,进程 X 优先级最低,进程 Y 优先级介于进程 X、Z 之间,它们的计算与I/O 所需时间如下表所示:
进程计算时间I/O 操作时间计算时间
X15ms10ms5ms
Y25ms15ms10ms
Z3ms20ms10ms
(1)若系统采用多道方式运行,给出这三个进程运行完成总共所需的时间,并用图示给出三个进程的实际运行过程(忽略进行系统调度所需时间)。

(2)采用多道方式运行比采用单道方式运行节省多少时间。

作业 3:存储管理
1. 解释下列概念:物理地址、逻辑地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定
位、动态重定位、碎片、紧缩、可重定位地址。

什么是虚拟存储器它有哪些基本特征
2.考虑下述页面走向:1, 2, 3, 4, 2, 1, 5, 6, 2, 1, 2, 3, 7, 6, 3,2, 1, 2, 3, 6 当内存块数量分别为 3 和 5 时,试问 LRU, FIFO, OPT 三种置换算法的缺页次数各是多少
3.考虑下面存储访问序列,该程序大小为 460 字: 10, 11, 104, 170, 73, 309,185, 245, 246, 434, 458, 364 设页面大小是 100 字,请给出该访问序列的页面走向。

又设该程序基本可用内存是 200 字,采用 FIFO 置换算法,求出其缺页率。

如果采用 LRU 置换算法,缺页率是多少如果采用最优淘汰算法,其缺页率又是多少
4. 有一矩阵 int a[100][100];按行进行存储。

有一虚拟存储系统,物理内存共有三块,其中一块用来存放程序,其余两块用来存放数据。

假设程序已在内存中占一块,其余两块空闲。

程序 A:程序 B:
for(i=0;i<100;i++)for(j=0; j<100;j++=
for(j=0;j<100;j++)for(i=0;i<100;i++=
a[i][j]=0;a[i][j]=0;
若每页可存放 200 个整数,程序 A 和程序 B 在执行过程中各会发生多少次缺页试问:若每页只能存放 100 个整数呢上面情况说明了什么问题。

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