操作系统复习整理提纲

第2章操作系统硬件环境

2.1.2处理机状态

1.特权指令和非特权指令

(1)特权指令：是指在指令系统中那能由操作系统使用的指令。

(2)用户只能执行非特权指令，只有操作系统才可以使用系统所有指令（包括非特权和特权）。

(3)指令系统分为：特权指令和非特权指令。

2.处理机状态

(1)多数系统将处理机工作状态分为：管态和目态。

(2)管态：一般指操作系统管理程序时的状态，具有较高的特权级别，又称为特权态（特态）、

系统态。

(3)目态：一般指用户程序运行时的状态，具有较低的特权级别，又称为普通态（普态）、

用户态。

(4)当处理机处于管态时，全部指令（包括特权指令）可以执行，可以使用所有资源，并具

有改变处理机状态的能力。

(5)当处理机处于目态时，就只有非特权指令能执行。

(6)特权级别越高，可以指向的指令集合越大，而且高特权级别对应的可运行指令集合包含

低特权级的可运行指令集。

第3章操作进程与进程的管理

3.1进程的引入

1.引入目的：为了解决不可再现性引入（PCB）进程控制器来解决。

3.1.4多道程序设计

2.多道程序设计

(1)定义：在采用多道程序设计的计算机系统中，允许多个程序同时进入一个计算机系统

的内存并运行。

(2)例题：P53

3.2进程

3.2.1进程概念

1.进程定义：进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统在资源分配和调度的独立单位。

(1)程序在处理机上执行时所发生的活动成为进程。

(2)进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行所发生的活动。

(3)进程是程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

(4)进程是进程实体的运行过程。

(5)进程是可以和别的计算并发执行的计算。

2.程序与进程的区别和联系

区别：

(1)进程是程序的一次执行，它是一个动态的概念。程序是完成某个特定功能的指令的有

序序列，它是一个静态的过程。

(2)进程可以执行一个或几个程序。

(3)进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；程序则不是。

(4)程序可以作为一种软件资源长期保护，而进程是程序的一次执行过程。

联系：进程是具有结构的。

3.进程的特征

(1)动态性

(2)并发性

（引入程序的目的也正是为了使其程序的执行能和其他程序的执行并发执行，而程序是不能并发执行的。）

(3)独立性

(4)异步性

(5)结构特征

进程实体是由程序段、数据段及进程控制块三个部分组成。

3.2.2进程的基本状态及其转换

4.进程的基本状态及其转换

(1)进程的三种状态

①就绪状态：当进程已分配到除处理机以外的所有必要资源（内存，I/O，设备，唯独CPU资源不给它）后，只要能再有处理机便可立刻执行。

②执行状态/运行状态：指进程已获得处理机，其程序正在执行。

③阻塞状态：进程因发生某种事件而暂停执行时的状态，或进程的执行受到阻塞。

(2)进程状态的转换

①就绪—>执行状态：当进程调度为处于就绪状态的进程分配了处理机后。

②执行—>阻塞状态：正在执行的进程因出现某种事件而无法执行。

③执行—>就绪状态。

④阻塞—>就绪状态：处于阻塞状态的进程，在其等待的事件已经发生。

注意点：

?进程诞生开始就属于就绪态。

?阻塞状态不占用CPU资源，执行状态占用CPU资源。

?不能一下子从阻塞到执行。

?阻塞状态—>执行状态占用内存。

?阻塞状态占用内存资源。

(3)进程的挂起状态

①活动就绪—>静止就绪：当进程处于未被挂起的就绪状态时。suspend（）

②活动阻塞—>静止阻塞：当进程处于未被挂起的阻塞状态时。suspend（）

③静止就绪—>活动就绪：处于静止就绪状态的进程。active（）

④静止阻塞—>活动阻塞：处于静止阻塞状态的进程。active（）

注意点：

?静止阻塞没办法直接运行，静止就绪有机会执行。

?在内存充足时应该分配给静止就绪。

?活动就绪时进程处于内存，活动阻塞时阻塞态在内存，静止就绪时进程处于外存，静止阻塞时阻塞态处于外存。

?只可以执行—>活动阻塞，不可以活动阻塞—>执行。

?处于静止就绪状态的进程不再被调度执行。

?活动阻塞和活动就绪在内存不够时应该先挂哪一个？活动就绪，因为活动静止只差一个CPU就可以运行。

?引入挂起的目的：（从内存移到外存）转移阻塞态内存资源

3.23进程控制块

5.进程控制块

(1)进程控制块PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的数据结构。PCB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。

(2)进程控制块PCB是进程存在的唯一标准。

(3)当系统创建一个新进程时就为它建立一个进程控制块PCB，当进程结束时，又收回其

PCB，进程也随之消亡。

(4)作用：使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个独立的基本

单位，一个能与其他进程并发执行进程。也就是说，系统是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。

(5)进程控制块的组织方式：链接方式，索引方式。

3.24进程控制

6.进程控制

(1)操作系统内核通常是运行在系统态（管态又叫系统态）的。

(2)（名词解释）内核：是计算机硬件的一层扩充软件，它们为系统对进程进程控制、对

存储器进行管理提供了有效的机制。是计算中最核心的部分。

(3)（名词解释）原子操作：由若干条机器指令构成用以完成特点指令的一段程序，一个

操作中的动作，要么全做，要么不做。

3.3进程调度

3.3.1调度基本概念

1.调度的定义：在一个队列中，按照某种方式（算法），选择一个合适的个体。

2.调度分为：高级调度（又称作业调度），低级调度（又称进程调度），中级调度。

3.高级和中级（外存—>内存），低级（内存—>CPU）.

4.进程调度的方式：非剥夺方式，剥夺方式。

3.3.2进程调度算法

1.先进先出算法（FIFO）：

T=(A+(A+B)+(A+B+C)+(A+B+C+D)+(A+B+C+D+E))/5

2.最短时间处理机运行优先调度算法

T=(最短1+(最短1+最短2)+(最短1+最短2+最短3)+(最短1+最短2+最短3)+(最短1+最短2+最短3+最短4)+(最短1+最短2+最短3+最短4+最短5))/5

3.优先级调度算法

T=(优先数1+(优先数1+优先数2)+(优先数1+优先数2+优先数3)+(优先数1+优先数2+优先数3)+(优先数1+优先数2+优先数3+优先数4)+(优先数1+优先数2+优先数3+优先数4+优先数5))/5

3.4线程的基本概念

1.引入进程的目的：使多个程序并发执行以改善资源利用率及提高系统的吞吐量；引入线程的目的：为了减少程序并发执行时所付出的时空开销，使操作系统具有良好的并发性。

2.进程的两个属性：一是可以拥有资源的独立单位，同时又是一个可以独立调度和分派的基本单位。

3.定义：线程是进程的一个实体，是被系统独立调用和分派的基本单位。

4.线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其他线程共享进程的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

5.线程与进程的比较：

(1)调度。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，而在引入线程的操作系统中，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。在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换；在由一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时，将会引起进程切换。

(2)并发性。在引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中

的多个线程亦可以并发执行，因而使操作系统具有更好的并发性，从而能够更有效地使用到资源和提高系统吞吐量。

(3)拥有资源。进程都是拥有资源的一个独立单位，它可以拥有自己的资源。而线程一般

不拥有自己系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源。

(4)系统开销。进程切换的开销远大于线程切换的开销。

第4章进程同步与通信

4.1进程的相互作用

4.1.1进程间的联系

1.进程之间存在的关系：资源共享关系，相互合作关系

2.临界资源：

(1)（名词解释）定义：同一时刻只允许一个进程访问的资源。

(2)生产者—消费者问题（进程同步）

semaphone mutex=1,empty=n,full=0;

//full：满缓冲区单元个数，empty：控缓冲区单元个数，mutex：互斥

item buffer[n];

int in=out=0;//初始化，指向一个缓冲器

void producer(int i)

{

while(1)

{

producer an item in nextp;//生产一个数据

wait(empty);//空缓冲区数量+1

wait(mutex);//进入临界区

buffer[in]=nextp;//将一个数据进入缓冲区

in=(in+1)mod n;//修改in指针

signal(mutex);//退出临界区

signal(full);//将满缓冲区数量+1

}

}

void consumer(int j)

{

while(1)

{

wait(full);//满缓冲区数量-1

wait(mutex);//进入临界区

nextc=buffer[out];

out=(out+1)mod n;

signal(mutex);

signal(empty);

consumer the item in nextc;

}

}

main()

{

cobegin

{

producer(1);

producer(n);

consumer(1);

consumer(m);

}

}

3.临界区（名词解释）定义：把在美国进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

4.同步机制应遵循的准则：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待。

4.1.4信号量机制

1.分为：整型信号量机制，记录型信号量机制

2.信号量机制分为；AND型信号量集机制，一般“信号量集”机制。

3.当一个进程在修改某个信号量时，没有其他进程可同时对该信号量进行修改：

void wait(static semaphore s)

{

s.value--;

if(s.value<0)//进程阻塞，进程进入s.L队列

block(s.L);

}

void signal(static semaphore s)

{

s.value++;

if(s.value<=0)//唤醒队首进程，将进程从s.L阻塞队列中唤醒

wakeup(s.L);

}

4.信号量mutex>1是资源信号量，mutex=1是互斥信号量。

5.wait(mutex);//申请资源，signal(mutex);//释放资源

6.PPT里面S.value看

7.AND同步机制的基本思想：对若干个临界资源的分配采取原子操作方式，要么全部分配到进程，要么一个也不分配。

8.生产者—消费者问题

(1)互斥：生产者与生产者，生产者与消费者，消费者与消费者，生产者与消费者

(2)申请的必须是一个空的，释放的是一个满的。

(3)只有在缓冲全满或缓冲全空的情况下，指针in和out才会指向同一缓冲。

4.3死锁

1.死锁（名词解释）定义：是指在多道程序系统中，一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程占用且永远不会释放资源。

2.产生死锁的原因：一是竞争资源，二是进程推进顺序不当。

3.产生死锁的必要条件：互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件，环路等待条件。

4.解决死锁的办法：预防死锁，避免死锁，检测死锁，解除死锁。

5.预防死锁：摒弃“请求和保持”条件，摒弃“不剥夺”条件，摒弃“环路等待”条件。

6.避免死锁：银行家算法（P124）

第5章存储器管理

5.1概述

1.存储器管理讨论的主要对象是内存。

2.存储管理的任务：地址转换，内存的分配和回收，内存的地址保护，内存的共享，内存的扩充。（这里所说内存的扩充不是硬件设备上的扩充，而是用虚拟技术来实现逻辑上的扩充，即虚拟存储概念。）

3.存储管理方式可以分为连续分配方式和离散分配方式。

5.2连续存储管理方式

1.单一连续分配只能用于单用户、单任务的操作系统中。

5.4分页存储管理

1.基本思想：在分页存储管理中将程序的逻辑地址空间和内存空间按相同长度为单位进行等量划分。

2.页表的作用：是实现从页号到物理块号的地址映射。

3.为了提高存储速度，在地址变换机构中增设了一个具有并行查寻能力的特殊高速缓存存储器。

4.分页和分段的主要区别：

(1)页是信息的物理单位，分页是为了系统管理内存的方便而进行的。故对用户而言，分页

是不可见的，是透明的；段是信息的逻辑单位，分段是程序逻辑上的要求，对用户而言，分段是可见的。

(2)页的大小是固定的，由系统决定；段的大小是不固定的，由用户程序本身决定。

(3)从用户角度看，分页的地址空间是一维的，而段的地址空间是二维的。

第6章虚拟存储器管理

虚拟存储器管理分为分页虚拟存储管理，分段虚拟存储管理，基本思想；程序的局部性原理（时间局部性和空间局部性）。

6.1概述

1.虚拟存储器就是使用虚拟技术从逻辑上对存储器进行扩充。

2.程序在执行过程中呈现局部性原理。

3.局部性原理：在几乎所有程序的执行中，一段时间内往往呈现出高度的局部性，即程序对内存的访问是不均匀的，表现在时间和空间两个方面。

4.虚拟存储技术（名词解释）：指根据程序运行的局部性规律，将程序中当前正在使用的部分装入内存，而将其与部分暂时存放在外存。

6.2分页虚拟存储管理

1.缺页终端与一般终端的区别：

(1)在指令执行期间产生和处理中断信号。

(2)一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断。

2.地址变换机构：目的将逻辑地址转换成物理地址。

3.页面置换算法

(1)最佳置换算法，最理想的算法。

(2)先进先出算法，会出现抖动现象。

(3)最近最久未使用算法（LRU）

4.抖动问题

(1)产生抖动的原因：缺页中断。

(2)预防抖动的方法：采用局部置换策略，采用工作集算法防止抖动，利用“L=S”准则调

节缺页率，挂起某些进程。

6.3分段虚拟存储管理

第7章虚拟存储器管理

7.1概述

1.操作系统为用户提供了两类接口：命令接口和用户接口。

2.接口：是指操作系统为用户提供的人机交互界面。

3.命令接口又分为联机命令接口和脱机命令接口。

7.3系统调用

1.引入目的：这些特权指令只能用于操作系统或其他系统，不能直接提供给用户使用。

2.系统调用（名词解释）定义：由操作系统提供的这些子程序称为“系统功能调用”程序，或简称“系统调用”。

3.系统调用与一般过程调用的区别：

(1)系统调用通过软中断进入。

(2)运行在不同的处理机状态，调用程序运行在目态，而被调用程序运行在管态。（因为调

用里面有特权指令，所有从目态—>管态。）

(3)处理机状态的转换。一般的过程调用不涉及系统状态的转换，可直接由调用过程序转向

被调用程序。但在运行系统调用时，由于调用和被调用过程工作在不同的系统状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，通常都是用过软中断机制先由目态转换成管态。

(4)返回问题。

(5)嵌套调用。

4.系统调用程序是操作系统程序模块的一部分，且不能直接被用户程序调用。

第8章文件管理（看书）

//批注：红色是必考题，蓝色是补充。

题库：

简答题:

什么是操作系统？它有什么基本特征？

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。

操作系统的基本特征是：并发、共享和异步性。

操作系统的含义及其功能是什么？

1）、含义：OS是一组系统软件，它是软硬件资源的控制中心，它以尽量合理有效的方法组织多个用户共享计算机的各种资源。

2）功能：管理计算机的软硬件资源（包括：处理机管理，作业管理，存储管理，设备管理，文件管理）、提高资源的利用率、方便用户。

叙述操作系统的含义及其功能，并从资源管理角度简述操作系统通常由哪几部分功能模块构成，以及各模块的主要任务。

答：

1)、OS是一个系统软件，是控制和管理计算机系统硬件和软件资源，有效、合理地组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机系统的程序集合。

2）功能：管理计算机的软硬件资源、提高资源的利用率、方便用户。

3）组成模块：

（1）、处理机管理（或进程管理）：对CPU的管理、调度和控制。

（2）、存储管理：管理主存的分配、使用和释放。

（3）、设备管理：管理设备的分配、使用、回收以及I/O控制。

（4）、文件管理：管理外存上文件的组织、存取、共享和保护等。

（5）、作业管理：对作业的管理及调度。(或用户接口，使用户方便的使用计算机)

什么是多道程序设计技术

多道程序设计技术就是在系统（内存）中同时存放并运行多道相互独立的程序（作业），主机以交替的方式同时处理多道程序。它是一种宏观上并行，微观上串行的运行方式。

分时系统和实时系统有什么不同？

答：分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。

中断处理的过程一般有哪几步？

中断处理步骤：响应中断，保存现场；分析中断原因，进入中断处理程序；处理中断；恢复现场，退出中断。

什么是进程？什么是线程？它们的关系是什么？

进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动。线程是进程内可以并行执行的单位，即处理机调度的基本单位。

它们的关系是：一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程；资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源；处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程；线程在运行过程中，需要协作同步，不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。

进程调度的主要功能是什么？

保存当前正在运行进程的现场；

从就绪队列中挑选一个合适的进程（使用一定的调度算法），将其状态改为运行态，准备分配CPU给它；为选中的进程恢复现场，分配CPU。

简述优先级调度算法的实现思想？

答:

从就绪队列中选出优先级最高的进程，把CPU分配给它；

非抢占式优先级法是当前占用CPU的进程一直运行直到完成任务或阻塞才让出CPU，调度优先级高的进程占用CPU。

抢占式优先级法是当前进程在运行时，一旦出现一个优先级更高的就绪进程，调度程序就停止当前进程的运行，强将CPU分给那个进程。

简述时间片轮转(RR)调度算法的实现思想?

答：系统把所有就绪进程按先入先出的原则排成一个队列，新来的进程加到就绪队列末尾。每当执行进程调度时，进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程，让它在CPU中运行一个时间片的时间。当进程用完分配给它的时间片后，调度程序便停止该进程的运行，并把它

放入就绪队列的末尾；然后，把CPU分配给就绪队列的队首进程。

进程间同步和互斥的含义是什么?

同步：并发进程之间存在的相互制约和相互依赖的关系。

互斥：若干进程共享一资源时，任何时刻只允许一个进程使用。

进程调度的主要功能是什么？

保存当前正在运行进程的现场；

从就绪队列中挑选一个合适的进程（使用一定的调度算法），将其状态改为运行态，准备分配CPU给它；

为选中的进程恢复现场，分配CPU。

存储管理的基本任务是什么？

（1）管理内存空间；

（2）进行虚拟地址（或：逻辑地址）到物理地址的转换；

（3）实现内存的逻辑扩充；

（4）完成内存信息的共享和保护。

存储管理的主要功能是什么？

答：存储管理的主要功能是解决多道作业的主存空间的分配问题。主要包括：

（1）内存区域的分配和管理：设计内存的分配结构和调入策略，保证分配和回收。

（2）内存的扩充技术：使用虚拟存储或自动覆盖技术提供比实际内存更大的空间。

（3）内存的共享和保护技术。除了被允许共享的部分之外，作业之间不能产生干扰和破坏，须对内存中的数据实施保护。

1、解释下列与存储管理有关的名词：

(1) 地址空间与存储空间

答：目标程序所在的空间称为地址空间，即程序员用来访问信息所用的一系列地址单元的集合；存储空间是指主存中一系列存储信息的物理单元的集合。

(2) 逻辑地址与物理地址

答：在具有地址变换机构的计算机中，允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地址有所不同。逻辑地址是指用户程序经编译后，每个目标模块以0为基地址进行的顺序编址。逻辑地址又称相对地址。物理地址是指内存中各物理存储单元的地址从统一的基地址进行的顺序编址。物理地址又称绝对地址，它是数据在内存中的实际存储地址。

(3) 虚地址与实地址

答：虚地址同逻辑地址，实地址同物理地址。

(4) 地址重定位

答：重定位是把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。根据重定位时机的不同，又分为静态重定位（装入内存时重定位）和动态重定位（程序执行时重定位）。

2、何谓系统的“抖动”现象？当系统发生“抖动”时，你认为应该采取什么措施来加以克服。

答: “抖动”是指内外存交换频繁使效率下降的现象（刚调出的页马上又要调入，所造成页面的频繁转换现象）抖动现象与内存中并发的用户进程数以及系统分配给每个用户的物理块数有关.减少抖动的方法有:采取局部置换策略、在CPU调度中引入工作集算法、挂起若干进

程等。

简述什么是内存的覆盖和交换技术？两者有什么区别？

答：在多道系统中，交换是指系统把内存中暂时不能运行的某部分作业写入外存交换区，腾出空间，把外存交换区中具备运行条件的指定作业调入内存。交换是以时间来换取空间，减少对换的信息量和时间是设计时要考虑的问题。

由于CPU在某一时刻只能执行一条指令，所以一个作业不需要一开始就全装入内存，于是将作业的常驻部分装入内存，而让那些不会同时执行的部分共享同一块内存区，后调入共享区的内容覆盖前面调入的内容，这就是内存的覆盖技术。

两者的区别主要有：交换技术由操作系统自动完成，不需要用户参与，而覆盖技术需要专业的程序员给出作业各部分之间的覆盖结构，并清楚系统的存储结构；交换技术主要在不同作业之间进行，而覆盖技术主要在同一个作业内进行；另外覆盖技术主要在早期的操作系统中采用，而交换技术在现代操作系统中仍具有较强的生命力。

分页式和分段式内存管理有什么区别？

分页是出于系统管理的需要，分段是出于用户应用的需要。一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处，而不会跨越两个段的分界处。

页大小是系统固定的，而段大小则通常不固定。

逻辑地址表示：分页是一维的，各个模块在链接时必须组织成同一个地址空间；分段是二维的，各个模块在链接时可以每个段组织成一个地址空间。

通常段比页大，因而段表比页表短，可以缩短查找时间，提高访问速度。

何谓文件系统？为何要引入文件系统？文件系统所要解决的问题(功能)主要有哪些？

文件系统是指负责存取和管理文件信息的机构，也就是负责文件的建立、撤销、组织、读写、修改、复制及对文件管理所需要的资源（如目录表、存储介质）实施管理的软件部分。

引入文件系统的目的: 实现文件的“按名存取”，力求查找简单；使用户能借助文件存储器灵活地存取信息，并实现共享和保密。

文件系统所要解决的问题(功能)主要有：1）、有效地分配文件存贮器的存贮空间(物理介质)。2）、提供一种组织数据的方法(按名存取、逻辑结构、组织数据) 3）、提供合适的存取方法(顺序存取、随机存取等)。4）、方便用户的服务和操作。5）、可靠的保护、保密手段。

什么是根目录？

文件系统多级目录结构中，将第一级作为目录树的根结点，又称为根目录。

什么是文件的逻辑结构和物理结构？他们各自有哪几种形式？

答：文件的逻辑结构是从用户的观点看到的文件组织形式。它与存储设备的特性无关。分为两种形式：无结构的流式文件和有结构的记录式文件。

文件的物理结构是指文件在外存上的存储组织形式。文件的物理结构与存储设备的特性有很大关系。通常有三种形式：顺序结构、链接(或串联)结构、索引结构。

写出文件系统中采用树形目录结构的特点。

答：树形目录结构的特点如下：

（1）解决了重名问题，允许在不同的子目录中使用相同的名字命名文件或下级子目录。（2）层次清楚，便于管理。

（3）提高检索文件的速度。

（4）能进行存取权限的控制，实现对文件的保护和保密。

名词解释：

1．批处理技术(batch processing technic) 指在管理程序的控制下，对一批作业自动进行处理而不需人工干预的一种技术。该技术旨在提高系统的吞吐量和资源利用率。

2.多道程序设计(multiprograming) 指在内存中同时存放若干个作业，并使它们同时运行的一种程序设计技术。在单处理机环境下，仅在宏观上这些作业在同时运行，而在微观上它们是在交替执行。即每一时刻只有一个作业在执行，其余作业或处于阻塞状态，或处于就绪状态。

3．操作系统(operating system) 操作系统是控制和管理计算机硬件与软件资源，合理地组织计算机的工作流程，以及方便用户的程序的集合。其主要功能是实现处理机管理、内存管理、IO设备管理、文件管理以及作业管理。

4. 并行(paralled) 指两个或多个事件在同一时刻进行

5. 并发(concurrence) 指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

选择题：

操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（C）

A．进程B．作业C．资源D．程序和数据

操作系统是一种(B).

A. 应用软件

B. 系统软件

C. 通用软件

D. 工具软件

计算机系统的组成包括(B)。

A.程序和数据

B.计算机硬件和计算机软件

C.处理器和内存

D.处理器,存储器和外围设备

财务软件是一种(C ).

A.系统软件

B.接口软件

C.应用软件

D.用户软件

下面四个选项中，哪一个不属于计算机硬件系统（C）

A.内存储器

B.控制器

C.数据库

D.I/O控制系统

世界上第一个操作系统是(B )。

A.分时系统

B.单道批处理系统

C.多道批处理系统

D.实时系统

下面四个选项中，哪一个不属于单道批处理系统的特征（C）

A.自动型

B.顺序性

C.调度性

D.单道性

在多道程序设计的计算机系统中，CPU (C )。

A.只能被一个程序占用

B.可以被多个程序同时占用

C.可以被多个程序交替占用

D.以上都不对

多道程序设计是指（B）。

A. 在一台CPU上同时运行多个程序

B. 在一台CPU上并发运行多个程序

C. 在多台CPU上同时运行多个程序

D. 在多台CPU上并发运行多个程序

引入多道程序的目的在于（A ）。

A. 充分利用CPU，减少CPU等待时间

B. 提高实时响应速度

C. 有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量

D. 充分利用存储器

多道批处理操作系统提高了计算机的工作效率，但(B ).

A.系统吞吐量小

B.在作业执行时用户不能直接干预

C.系统资源利用率不高

D.不具备并行性

多道批处理系统的主要缺点是( B)。

A.CPU的利用率不高

B.失去了交互性

C.不具备并行性

D.以上都不是

(D)不是基本的操作系统.

A.批处理操作系统

B.分时操作系统

C.实时操作系统

D.网络操作系统

允许多个用户以交互使用计算机的操作系统是(A).

A.分时系统

B.单道批处理系统

C.多道批处理系统

D.实时系统

在分时系统中，时间片一定，(B )，响应时间越长.

A.内存越多

B.用户数越多

C.后备队列

D.用户数越少

实时操作系统追求的目标是(C).

A.高吞吐率

B.充分利用内存

C.快速响应

D.减少系统开销

计算机在接受用户请求后处理数据以及在数据处理结束时,将结果送到终端显示器.例如,导弹控制系统应选择安装(C)

A.批处理操作系统

B.分时操作系统

C.实时操作系统

D.网络操作系统

处理器执行的指令被分成两类,其中有一类称为特权指令,它只允许(C)使用.

A.操作员

B.联机用户

C.操作系统

D.目标程序

当处理器处于管态时,处理器可以执行的指令应该是(C).

A.非特权指令

B.仅限于特权指令

C.一切指令

D.访管指令

当处理器处于目态时,处理器可以执行的指令应该是(A).

A.非特权指令

B.仅限于特权指令

C.一切指令

D.访管指令

一个进程是( C )。

A.由协处理机执行的一个程序

B.一个独立的程序+数据集

C.PCB与程序和数据的组合

D.一个独立的程序

若当前进程因时间片用完而让出处理机时,该进程应转变为( A )状态。

A.就绪

B.阻塞

C.执行

D.完成

刚刚创建的进程应该处于哪种状态？A

A.就绪

B.阻塞

C.执行

D.完成

进程在执行中状态会发生变化，不可能出现的状态变化是（D）。

A. 执行态变为就绪态

B. 执行态变为阻塞态

C. 阻塞态变为就绪态

D. 阻塞态变为运行态

进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（D）。

A. 执行态变为就绪态

B. 执行态变为阻塞态

C. 就绪态变为执行态

D. 阻塞态变为就绪态

两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（A）。

A、互斥

B、同步

C、调度

D、伙伴

以下不是同步机制遵循的的准则是（C）

A.空闲让进

B.忙则等待

C.无限等待

D.让全等待

如果进程P对记录型信号量S执行wait操作,则信号量S的值应(B ).

A.加1

B.减1

C.等于0

D.小于0

对于记录型信号量，在执行一次wait操作时，信号量的值应当 C ；在执行signal操作时，信号量的值应当 B 。

A.不变；

B.加1；

C.减1；

D.加指定数值；

E.减指定数值。

在9个生产者，6个消费者共享容量为8的缓冲区的生产者-消费者问题中，互斥使用缓冲区的信号量S的初始值为(B ).

A.8

B.1

C.9

D.6

设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝1时表示（B）。

A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待

B.没有一个进程进入临界区

C.两个进程都进入临界区

D.两个进程都在等待

当一进程因在记录型信号量S上执行P（S）操作而被阻塞后，S的值为（B）。

A.＞0

B.＜0

C.≥0

D.≤0

如果信号量的当前值为－4，则表示系统中在该信号量上有（A）个进程等待。

A. 4

B. 3

C.5

D.0

产生系统死锁的原因可能是由于(C ).

A.进程释放资源

B.一个进程进入死循环

C.多个进程竞争资源出现了循环等待

D.多个进程竞争共享型设备

计算机系统产生死锁的根本原因是(D ).

A.资源有限

B.进程推进顺序不当

C.系统中进程太多

D.A和B

避免死锁的一个著名的算法是( B )。

A．先入先出法； B．银行家算法；

C．优先级算法；D．资源按序分配法。

死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略,其解决方法是破坏产生死锁的四个必要条件之一.下列方法中破坏了"环路等待"条件的是(D ).

A.银行家算法

B.一次性分配策略

C.剥夺资源法

D.资源有序分配法

存储管理的目的是（C）。

A.方便用户

B.提高内存利用率

C.方便用户和提高内存利用率

D.增加内存实际容量

在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过（B）实现的。

A．分区表B．页表C．PCB D．JCB

（ D）实现了段式、页式两种存储方式的优势互补。

A.请求分页管理

B.可变式分区管理

C.段式管理

D.段页式管理

分页虚拟存储管理的主要特点是（B）

A．要求将作业装入到主存的连续区域

B．不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域

C．不要求进行缺页中断处理

D．不要求进行页面置换

在分页虚拟存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起（D）。

A.输入输出中断

B. 时钟中断

C.越界中断

D. 缺页中断；

页式虚拟存储管理的主要特点是（B）

A．要求将作业装入到主存的连续区域

B．不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域

C．不要求进行缺页中断处理

D．不要求进行页面置换

判断题;

抖动是由于缺页调度算法的某些缺陷而引起的。（T ）

段式存储管理比页式存储管理更利于信息的共享。（T ）

使用P,V操作后,可以防止系统出现死锁. （ F ）

在段页式存储管理中，每个段都对应一个页表。（T ）

若资源分配图中存在环，则一定产生了死锁。（T）

系统调用的目的是为了申请系统资源。（ F ）

内存中进程的数量越多越能提高系统的并发度和效率。（F ）

在实时系统中，进程调度应采用非剥夺优先级调度算法。（F ）

进程控制块中的所有信息必须常驻内存。 ( F)

引入缓冲技术的主要目的是提高CPU与设备之间的并行程度。

三、名词解释

1. 进程控制块（PCB）

是操作系统用于控制和管理进程的一种数据结构。用来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程

3. 设备独立性

指应用程序独立于具体使用的物理设备

4. 临界区

每个进程中访问临界资源的那段代码

5. 系统调用

由操作系统提供，用户程序可以调用的包含特权的子程序称为系统调用

6. 进程

是程序在一个数据集合上的运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个可并发执行的独立单位

7. 死锁

是指两个或者两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞现象

8. 按名存取

指用户只要提供所需访问的文件名，系统便能快速准确地找到指定文件在外存中的存储位置9. 文件系统

是操作系统中负责管理和存储文件的程序模块，也称信息管理系统

10. 独占设备

是指在一段时间内只允许一个用户或进程访问的设备，即临界资源

11. 多道程序设计

在系统的内存中同时存放并运行多道相互独立的程序，cpu以交替的方式同时处理多道程序。它是一中宏观上并行，微观上串行的运行方式

12. 系统吞吐量

单位时间内完成的指令数

13. 并行

是指两个或多个事件在同一时刻进行

14. 并发

是指两个或多个事件在同一时间间隔内进行

15. 最近最久未使用LRU算法

指最近一段时间内未被访问的页面中任意选择一个页面予以淘汰

四、简答题

1. 什么是系统调用？系统调用与一般过程调用的区别是什么？

由操作系统提供，用户程序可以调用的包含特权的子程序成为系统调用。

区别：系统调用通过软中断进入、运行在不同的处理机状态、处理机状态的转换、返回问题、嵌套调用

2. 何谓临界区？以及同步机制应遵循的准则。

每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

准则：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待

3. 什么是Spooling技术，其系统由什么组成？

Spooling技术是一种虚拟设备技术，它可以把一台独占设备改造为虚拟设备，使进程在所需的物理设备不存在或被占用的情况下，仍可使用该设备。

Spooling技术的组成部分：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程SPo

4. 什么是操作系统？从资源管理的角度说明操作系统的主要功能。

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件资源和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件，是用户和计算机之间的接口。

功能：处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理、用户接口管理

5. 什么是局部性原理以及体现在哪两个方面？

局部性原理是指在几乎所有程序的执行中，一段时间内往往呈现出高度的局部性，即程序对内存的访问是不均匀的，表现在时间与空间两方面。

7. 简述死锁产生的原因及必要条件。

原因：竞争资源引起死锁、进程推进顺序不当引起死锁

必要条件：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件

8. 试述缺页中断与一般中断有何区别。

1)在指令执行期间产生和处理中断信号

2)一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断

9. 分别阐述分页存储管理方式和分段存储管理方式的基本思想。

分页：用户程序地址空间被划分成若干固定大小的区域，称为“页”，相应地，内存空间分成若干个物理块，页和块的大小相等。可将用户程序的任一页放在内存的任一块中，实现了离散分配。

分段：用户程序地址空间被分成若干个大小不等的段，每段可以定义一组相对完整的逻辑信息。存储分配时，以段为单位，段与段在内存中可以不相邻接，实现了离散分配。

10. 程序有哪几种装入方式？又有哪几种链接方式？

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

链接方式：静态链接方式、装入时动态链接方式、运行时动态链接方式

11. 简述程序与进程的区别和联系。

1)进程是程序的一次执行，是一个动态的概念。程序是完成某个特定功能的指令的有序序列，它是一个静态的概念。

2)进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，程序则不是。

3)程序可以作为一个软件资源长期保存，而进程是临时的，程序的一次执行过程。

4进程是具有结构

12. 为何要引入进程？描述进程状态的转换过程。

为了使程序在多道程序环境下能够并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，引入可进程的概念。进程状态的转换过程：就绪->执行状态、执行->阻塞状态、执行->就绪状态、阻塞->就绪状态。