计算机操作系统原理知识点第三章
计算机操作系统慕课版第三章课后答案
计算机操作系统慕课版第三章课后答案
1、高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么引入中级调度？
（1）、高级调度的主要任务是将外存的作业调入内存，又称作业调度。
低级调度的主要任务数为内存中处于就绪态的作业分配处理机。
（2）、为了提高内存的利用率与系统吞吐量。
ps：（中级调度是将作业调出掉回，高级调度是掉入，作业一次掉入，多次掉回，所以中级调度频次更高）
2、何谓作业和JCB？
作业是一组程序与数据和作业说明书，是高级调度的基本单位。
JCB是作业控制块，是作业存在的表示，包含管理，调度所需的全部信息。
ps：（对作业的控制是JCB和作业说明书一起的）
3、在什么情况下需要使用JCB？JCB通常包含了哪些内容？（1）作业进入系统。
（2）包含系统对作业调度，管理的全部信息。
4、在作业调度中应如何确定接纳多少作业和接纳哪些作业？
取决于多道程序度和调度算法。
5、试说明低级调度的主要功能？
从就绪队列中根据调度算法选择一个进程分配处理机。
6、简述引起进程调度的原因？
时间片完了、阻塞了、运行完了、被抢占了。
7、在抢占式调度算法中，应遵循的原则？
优先级、短进程优先、时间片原则。
8、在选择调度算法时应该遵循哪些规则？
公平性、资源利用率、平衡性、强制执行
9、何谓静态优先级？何谓动态优先级？确定优先级的依据是什么？
（1）、静态优先级创建进程时就确定，动态优先级随着时间与环境变化而改变。
（2）、用户要求，进程对cpu io等资源的要求，进程类型。
计算机操作系统第三章
计算机操作系统第三章在计算机科学的领域中，操作系统是一个至关重要的组成部分。
它就像是计算机的大管家，负责协调和管理各种硬件和软件资源，以确保计算机系统能够高效、稳定地运行。
而在操作系统的知识体系中，第三章往往涵盖了一些关键的概念和技术，接下来就让我们一同深入探讨。
首先，我们来聊聊进程管理。
进程是操作系统中最基本的执行单元，它代表了一个正在运行的程序实例。
想象一下，你在电脑上同时打开了浏览器、文档编辑器和音乐播放器，每个应用程序的运行就是一个进程。
操作系统需要对这些进程进行有效的管理，包括创建、调度、终止等操作。
进程调度是其中的一个核心环节。
操作系统需要根据一定的策略来决定哪个进程在什么时候获得 CPU 的使用权。
这就像是一个调度员，要合理安排各个工作任务的执行顺序，以提高系统的整体效率。
常见的调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等等。
先来先服务算法很直观，就是按照进程到达的先后顺序进行调度。
这种算法简单易懂，但可能会导致短作业等待时间过长。
短作业优先则优先处理执行时间短的进程，能有效地减少平均等待时间，但可能对长作业不太公平。
时间片轮转则是给每个进程分配一个固定的时间片，当时间片用完后，切换到下一个进程。
这种算法能够保证每个进程都能得到一定的执行机会，但频繁的切换可能会带来一些额外的开销。
接下来是内存管理。
内存是计算机用于存储数据和程序的重要资源。
操作系统需要合理地分配和管理内存，以满足各个进程的需求。
在内存管理中，有分页和分段两种常见的方式。
分页是将内存空间划分成固定大小的页面，而分段则是根据程序的逻辑结构将内存划分为不同的段，比如代码段、数据段等。
分页的优点是内存管理简单高效，但可能会产生内部碎片。
分段则更符合程序的逻辑结构，但管理相对复杂，可能会产生外部碎片。
为了提高内存的利用率，还引入了虚拟内存的概念。
虚拟内存使得进程可以使用比实际物理内存更大的地址空间。
当进程访问的内存页面不在物理内存中时，操作系统会通过页面置换算法将需要的页面调入内存，将暂时不用的页面换出到磁盘上。
计算机操作系统三章习题答案
第三章处理机调度与死锁``030110011020101进程调度是从选择一个进程投入运行。
A．就绪队列B．等待队列C．作业后备队列D．提交队列``030110011020100A``030110022020101支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程运行来实现CPU的共享，下列选项中，不是引起操作系统选择新进程的直接原因。
A．运行进程的时间片用完B．运行进程出错C．运行进程要等待某一时件发生D．有新进程进入就绪状态``030110022020100D``030110032020101下列因素中，不一定是引起进程调度的因素。
A．一个进程运行完毕B．运行进程被阻塞C．一个高优先级进程被创建D．实时调度中，一个紧迫的任务到来``030110032020100C``030110042020101若进程P一旦被唤醒就能投入运行，则系统可能是。
A．非抢占式调度方式，进程P的优先级最高B．抢占式调度方式，就绪队列上的所有进程的优先级皆比P低C．就绪队列为空队列D．抢占式调度方式，P的优先级高于当前运行的进程``030110042020100D``030110051020101在批处理系统中，周转时间是指。
A．作业运行时间B．作业等待时间和运行时间之和C．作业的相对等待时间D．作业被调度进入内存到运行完毕的时间``030110051020100B``030110062020101下列各项中，不是进程调度时机的是。
A．现运行的进程正常结束或异常结束B．现运行的进程从运行态进入就绪态C．现运行的进程从运行态进入等待态D．有一进程从等待态进入就绪态``030110062020100D``030210012020201现有3个同时到达的作业J1、J2、J3，它们的执行时间分别为T1、T2和T3，且T1<T2<T3。
系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间为。
A．T1+T2+T3 B．(T1+T2+T3)/3 C．(3T1+2T2+T3)/3D．(T1+2T2+3T3)/3``030210012020200C``030210022020101下列算法中，操作系统用于作业调度的算法是。
(完整版)操作系统知识点整理
第一章操作系统引论操作系统功能：1. 资源管理：协调、管理计算机的软、硬件资源，提高其利用率。
2. 用户角度：为用户提供使用计算机的环境和服务。
操作系统特征：1.并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
2.共享性：资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用3.虚拟性：是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物在操作系统中，虚拟的实现主要是通过分时使用的方法。
4.异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性客户/服务器模式的优点：1.提高了系统的灵活性和可扩充性2.提高了OS的可靠性3.可运行于分布式系统中微内核的基本功能：进程管理、进程间通信、存储器管理、低级I/O功能。
第二章进程程序和进程区别：程序是静止的，进程是动态的，进程包括程序和程序处理的对象程序顺序执行：顺序性，封闭性，可再现性程序并发执行：间断性，无封闭性，可再现性进程：1.进程是可并发执行的程序的一次执行过程；2.是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位和实体；3.是一个动态的概念。
进程的特征： 1.动态性：进程是程序的一次执行过程具有生命期；它可以由系统创建并独立地执行，直至完成而被撤消2.并发性；3.独立性；4.异步性；进程的基本状态：1.执行状态；2.就绪状态；3.阻塞状态；进程控制块PCB：记录和描述进程的动态特性，描述进程的执行情况和状态变化。
是进程存在的唯一标识。
进程运行状态： 1.系统态（核心态，管态）具有较高的访问权，可访问核心模块。
2.用户态（目态）限制访问权进程间的约束关系：1.互斥关系进程之间由于竞争使用共享资源而产生的相互约束的关系。
这种因共享资源而产生的制约关系称为进程的互斥。
—间接相互制约关系2.同步关系并发执行进程之间通过在执行时序上的某种限制而达到相互合作的这种约束关系称为进程的同步—直接相互制约关系临界资源：凡是以互斥方式使用的共享资源都称为临界资源。
临界资源具有一次只允许一个进程使用的属性。
计算机系统第三章答案
习题3．参考答案：〔1〕后缀：w，源：基址+比例变址+偏移，目：寄存器〔2〕后缀：b，源：寄存器，目：基址+偏移〔3〕后缀：l，源：比例变址，目：寄存器〔4〕后缀：b，源：基址，目：寄存器〔5〕后缀：l，源：立即数，目：栈〔6〕后缀：l，源：立即数，目：寄存器〔7〕后缀：w，源：寄存器，目：寄存器〔8〕后缀：l，源：基址+变址+偏移，目：寄存器4．参考答案：〔1〕源操作数是立即数0xFF，需在前面加‘$’〔2〕源操作数是16位，而长度后缀是字节‘b’，不一致〔3〕目的操作数不能是立即数寻址〔4〕操作数位数超过16位，而长度后缀为16位的‘w’〔5〕不能用8位寄存器作为目的操作数地址所在寄存器〔6〕源操作数寄存器与目操作数寄存器长度不一致〔7〕不存在ESX寄存器〔8〕源操作数地址中缺少变址寄存器5．参考答案：6．参考答案：〔1〕xptr、yptr和zptr对应实参所存放的存储单元地址分别为：R[ebp]+8、R[ebp]+12、R[ebp]+16。
〔2〕函数func的C语言代码如下：void func(int *xptr, int *yptr, int *zptr){int tempx=*xptr;int tempy=*yptr;int tempz=*zptr;*yptr=tempx;*zptr = tempy;*xptr = tempz;}7．参考答案：〔1〕R[edx]=x〔2〕R[edx]=x+y+4 〔3〕R[edx]=x+8*y 〔4〕R[edx]=y+2*x+12 〔5〕R[edx]=4*y 〔6〕R[edx]=x+y 8．参考答案：〔1〕指令功能为：R[edx]←R[edx]+M[R[eax]]=0x 00000080+M[0x8049300]，寄存器EDX 中内容改变。
改变后的内容为以下运算的结果：00000080H+FFFFFFF0H因此，EDX 中的内容改变为0x00000070。
计算机操作系统复习知识点汇总
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。
计算机操作系统第三章答案
第三章处理机调度与死锁一、单项选择题K操作系统中的作业管理是一种(A )oA.宏观的高级管理B.宏观的低级管理C.系统刚开始加电D.初始化引导完成2、作业调度又称为[1A],它决定将哪些在外存储器上的处于[2D]状态的作业调入主机内存。
系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。
然后控制权就交给了 [3B],由 [3]将它们变为一个或一组[4C],并[5A]。
供选择的答案：[11： A、高级调度B、低级调度C、中级调度D、进程调度[2]: A、就绪B、阻塞C、提交D、后备[3]： A、存储管理模块B、处理机管理模块C、文件管理模块D、设备管理模块[4]： A、指令B、子程序C、进程D、程序段⑸：A、把它们挂到就绪队列上B、为它们分配处理机C、把它们挂到后备队列上D、为它们分配设备)中。
A、处于后备状态的作业存放在(3.A•外存B.内存和B D.扩展内存4、在操作系统中，JCB是指（A ）oA.作业控制块B.进程控制块C.文件控制块D.程序控制块5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（C）。
A.源程序B.作业说明书C.作业控制块D.目的程序6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（A）调度算法。
A.先来先服务法B.短作业优先法C.时间片轮转法D.优先级法7、在批处理系统中，周转时间是（B ）oA.作业运行时间B.作业等待时间和运行时间之和C.作业的相对等待时间D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间8、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（B）oA.先来先服务法B.优先级法C.短作业优先法D.时间片轮转法9、操作系统中，（A）负责对进程进行调度。
A.处理机管理B.作业管理C.高级调度管理D.存储和设备管理.10、如果系统中所有作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度算法是短作业优先调度算法。
1K系统出现死锁的原因是（C ）oA.计算机系统发生了重大故障B.有多个封锁的进程同时存在C.若干进程因竞争资源而无休止地等待着，不释放已占有的资源D.资源数大大少于进程数，或进程同时申请的资源数大大超过资源总数12、设系统中有n个进程并发，共同竞争资源X,且每个进程都需要m个X资源，为使该系统不会发生死锁，资源x至少要有(C)(A) n*m+1 (B) n*m+n (C) n*m+1 -n (D)无法预计 13、选出不正确的两条叙述(BE)OA、死锁是指因相互竞争资源使得系统中有多个阻塞进程的情况；B、若系统中并发运行的进程和资源之间满足互斥条件、占有且申请、不可抢占和环路条件，则可判定系统中发生了死锁；C、在对付死锁的策略中，解除死锁通常都是和检测死锁配套使用；D、产生死锁的原因可归结为竞争资源和进程推进顺序不当;E、在死锁的解决方法中，由于避免死锁采用静态分配资源所以对资源的利用率不高14、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。
(完整版)操作系统第3章习题带答案
第三章一、问答题1、用户级线程与内核级线程的区别是什么？2、PCB 中包含哪些信息？进程状态属于哪类信息？3、什么是操作系统的内核？4、简述时间片轮转调度算法的基本思想。
5、某系统采用时间片轮转调度算法的处理机调度算法，某个时刻根据用户要求创建了一个进程P，进程P 在其存在过程中依次经历了：进程调度选中了进程P 占用处理机运行，进程P 运行中提出资源申请，要求增加内存使用量，没有得到；进程等待一段时间后得到内存；进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行；进程P 的时间片到；一段时间后，进程P 再次占用处理机；有紧急进程Q 进入，系统停止进程P 的运行，将处理机分配进程Q；进程Q 运行完，进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行；进程P 运行完。
请分析进程P 在其整个生命过程中的状态变化。
进程调度选中了进程P 占用处理机运行（就绪→运行），进程P 运行中提出资源申请，要求增加内存使用量，没有得到（运行→阻塞）；进程等待一段时间后得到内存（阻塞→就绪）；进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行（就绪→运行）；进程P 的时间片到（运行→就绪）；一段时间后，进程P 再次占用处理机（就绪→运行）；有紧急进程Q 进入，系统停止进程P 的运行，将处理机分配进程Q（运行→就绪）；进程Q 运行完，进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行（就绪→运行）；进程P 运行完。
请分析进程P 在其整个生命过程中的状态变化。
6、试比较进程与程序的异同。
7、引起创建进程的事件通常有哪些？简述进程的创建过程。
8、简述进程的阻塞过程。
910、进程控制块的作用是什么？它主要包括哪几部分内容？11、简述操作系统的三级调度。
12、为什么要了解进程间的家族关系？因为父进程和子进程之间是隶属关系，子进程可以继承使用父进程的资源；如果父进程被撤销，还应撤销其所有的子孙进程。
13、什么是进程？。
14、试比较进程和线程的区别。
15、简述进程的基本状态，画出其状态转换图。
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所谓的程序的并发执行，是指内存中可以同时驻留多个运行中的程序，他们共享cpu 和各种系统资源，以并发方式进行运算。
进程：
进程实质性各种定义：P63 .2
1. 进程是程序的一次执行
2. 进程是可以和别的计算并发执行的计算
3. 进程可定义为一个数据结构以及能在其上执行的程序
4. 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动
5. 进程是一个程序在数据集上运行的过程，他是系统进行资源分配和调度的一个独 立单位
进程的特征：P63 .2
1. 动态性
2. 并发性
3. 独立性
4. 异步性
5. 结构特征（进程通常是由程序段、数据段和堆栈、进程控制块三部分组成） 进程控制块是系统对进程实施管理的唯一依据和系统能够感知到进程存在的唯一标识 一个进程的至少具有的3基本状态：
1. 就绪状态：是指进程以获得cpu 以外的所必要的资源，只要获得cpu ，便可以立即执行
时的状态
2. 执行状态：是指进程以获得cpu ，其程序在cpu 上执行时的状态
在单cpu 的系统中，任一时刻至多只有一个进程处于执行状态。
在多cpu 的系统中，则可以同时有多个进程处于执行状态
3. 阻塞状态：是指正在cpu 上执行的进程，因需要等待某个事件暂时无法继续执行，而放
弃cpu 时的状态。
1. 就绪→执行
2. 执行→就绪
3. 执行→阻塞
4. 阻塞→就绪
进程同步：是指多个合作进程为了完成一组相关任务在执行速度上的相互协调。
进程同步和进程互斥的联系与区别：
联系：进程互斥从某种意义上可看是进程同步的一种特例。
区别：进程互斥是并发进程间因共享临界资源所产生的间接制约关系，
而进程同步则是合作进程间因执行顺序所产生的直接制约关系
PV 原语
阻塞 事件发生 事件等待
进程的基本状态及其转换
单机系统中普遍采用高级通信方式可分为3大类：
1.共享存储器：是指进程之间通过存在内存中开辟一个共享存储空间进行信息交换的一种
通信方式。
2.消息传递：是指进程之间以消息为单位
3.管道通信:是指unix操作系统开创的一种利用共享文件进行信息交换的一种通信方式。
进程与线程的比较
1.拥有的资源
无论是传统的没有线程的操作系统，还是设有线程的操作系统，进程都是拥有资源的一个独立单位，可以拥有自己的资源。
一般来说，线程本身不拥有资源，但是他可以访问其隶属进程的资源
2.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的基本单位都是进程。
而在引入线程的操作系统中，进程作为拥有资源的基本单位，而线程仅是调度和分派cpu的基本单位。
3.并发性
在引入线程的操作系统中，不仅进程可以并发执行，而且在一个进程的多个线程间也可以并发执行。
4.系统开销
a．创建或撤销进程，系统所付出的开销要明显的大于创建或撤销线程
b．进程切换的开销远大于线程切换的开销。