os操作系统知识点归纳整理

第一章1.简述请简述现代操作系统的基本特征？答：基本4个特征：并发行、共享性、虚拟性和不确定性。

●并发性：多进程并发执行；●共享性：各类资源由多个进程各项使用；●虚拟性：采用虚拟性实现了对硬件的方便透明使用；●不确定性：多进程的执行次序具有不确定性和随机性；第二章进程1．试比较进程和程序的区别答：（1）进程是一个动态概念，而程序是一个静态概念，程序是指令的有序集合，无执行含义，进程则强调执行的过程。

（2）进程具有并行特征（独立性，异步性），程序则没有。

（3）不同的进程可以包含同一个程序，同一个程序在执行中也可以产生多个进程。

2.进程有哪几种基本状态？画出其状态转换图。

答：就绪、执行和等待三种基本状态。

引起进程状态转换的具体原因如下：运行态—→等待态：等待使用资源或某事件发生，如等待外设传输；等待人工干预。

等待态—→就绪态：资源得到满足或某事件己经发生，如外设传输结束；人干预完成。

运行态—→就绪态：运行时间片到，或出现有更高优先权进程。

就绪态—→运行态：CPU 空闲时被调度选中一个就绪进程执行。

3.什么是处理机三级调度？各级调度分别完成什么工作？答：高级调度、中级调度和低级调度●高级调度：即作业调度，按照一定策略将选择磁盘上的程序装入内存，并建立进程。

●中级调度：即交换调度，按照一定策略在内外存之间进行数据的交换。

●低级调度：即CPU调度，按照一定策略选择就绪进程，占用cpu执行。

4.设一计算机系统有输入机一台、打印机两台，现有二道程序同时投入运行，且程序A 先开始运行，程序B 后运行。

程序A 的运行轨迹为：计算50ms，打印信息100ms，再计算50ms ,打印信息100ms ,结束。

程序B 运行的轨迹为：计算50ms，输入数据80ms，再计算100ms，结束。

要求：(1) 用图画出这二道程序并发执行时的工作情况。

(2) 说明在二道程序运行时，CPU 有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会空闲等待？(3) 程序A、B 运行时有无等待现象？在什么时候会发生等待现象？答：(1)工作情况如图。

(2) CPU 有空闲等待，它发生在100ms∼150ms 时间段内，此时间段内程序A 与程序B都在进行I/O 操作。

(3) 程序A 无等待现象，程序B 在0ms∼50ms 时间段与180ms∼200ms 时间段内有等待现象。

工作情况的另一种描述形式如下：5.若内存中存在3 道程序A、B、C，它们按照A、B、C 的优先次序运行。

优先级高的程序可以抢占优先级低的CPU，各程序的计算轨迹为：A：计算(20ms)、I/O(30ms)、计算(10ms)B：计算(40ms) 、I/O(20ms)、计算(10ms)C：计算(10ms)、I/O(30ms)、计算(20ms)如果三道程序都使用相同的设备进行I/O(即程序用串行方式使用设备，调度开销忽略不计)。

试分别画出单道和多道运行的时间关系图。

两种情况下，CPU 的平均利用率各为多少？答：单道：总运行时间是190ms，CPU 的利用率是110/190＝61.3％。

多道：多道的总运行时间140ms，CPU 的利用率是110/140＝78.6％。

第三章处理机调度1. 下列指令中，哪些只能在核心态运行？(1)读时钟日期；(2)访管指令；(3)设时钟日期；(4)加载PSW；(5)置特殊寄存器；(6)改变存储器映象图；(7)启动I/O 指令。

答：可以在核心态下运行的是：(3)设时钟日期；(4)加载PSW；(5)置特殊寄存器；(6)改变存储器映象图；(7)启动I/O 指令。

2. 有5 个批处理作业A 到E 均已到达计算中心，其运行时间分别为：2、4、6、8 和10 分钟；各自的优先级分别被规定为1、2、3、4 和5，这里5 为最高级。

对于1)时间片轮转算法、2)优先数算法、3)短作业优先算法、4)先来先服务调度算法(按到达次序C、D、B、E、A)，在忽略进程切换时间的前提下，计算出平均作业周转时间和平均带权周转时间。

(对1)每个作业获得相同的2 分钟的时间片；对2)到4)采用单道运行，直到结束。

)解答：FCFS时间片轮转，时长为q=2SJF优先权调度第四章并发1.题目：桌子上有一个水果盘，允许存放一个水果。

父亲专门向盘子中放苹果，儿子专等吃盘子中的苹果。

只要盘子空，则父亲可向盘中放水果，仅当盘中有水果时，儿子可从中取出。

分析：父亲和儿子两个进程相互制约，父亲进程执行完即往盘中放入苹果后，儿子进程才能执行即吃苹果。

因此该问题为进程间的同步问题。

semaphore S_Plate=1, S_Apple=0;void father( ) // 父亲进程{while(1){P(S_Plate);往盘子中放入一个苹果；V(S_Apple);}}void son( ) // 儿子进程{while(1){P(S_Apple);从盘中取出一个苹果；V(S_Plate);吃苹果；}}2.题目：桌上有一只盘子，允许存放一个水果，父亲专向盘中放苹果，母亲专向盘中放桔子，儿子专等吃盘里的桔子，女儿专等吃盘里的苹果。

只要盘子空，则父亲或母亲可向盘中放水果，仅当盘中有自己需要的水果时，儿子或女儿可从中取出。

请给出四人之间的同步关系，并用PV操作实现四人正确活动的程序。

分析：四人之间的关系：1父亲，母亲要互斥使用盘子，所以两者之间是互斥关系；2父亲放的苹果，女儿吃，所以两者是同步关系；3母亲放的桔子，儿子吃，所以两者也是同步关系。

semaphore S_Plate=1, S_Apple=0, S_Orange=0;void father( ) // 父亲进程{while(1){P(S_Plate);往盘子中放入一个苹果；V(S_Apple);}}void mother( ) // 母亲进程{while(1)P(S_Plate);往盘子中放入一个桔子；V(S_Orange);}}void son( ) // 儿子进程{while(1){P(S_Orange);从盘中取出一个桔子；V(S_Plate);吃桔子；}}void daughter( ) // 女儿进程{while(1){P(S_Apple);从盘中取出一个苹果；V(S_Plate);吃苹果；}}3.桌上有一个空盘子，只允许放一只水果。

爸爸或向盘中放苹果，或放桔子，规定儿子只能吃桔子，女儿只能吃苹果。

请用信号量实现爸爸、儿子、女儿之间的同步。

解：这是一个典型的同步问题。

首先确定进程个数：三个进程——爸爸、儿子和女儿。

然后确定同步信号量的个数及含义：设置三个同步信号量，S_Plate 指示盘子是否为空，其初值为“1”表示开始盘子为空；S_Orange 指示盘中是否有桔子，其初值为“0”表示开始盘中无桔子；S_Apple 指示盘中是否有苹果，其初值为“0”表示开始盘中无苹果。

semaphore S_Plate=1, S_Apple=0, S_Orange=0;void father( ) // 父亲进程{while(1)P(S_Plate);往盘子中放入一个水果；If（水果是苹果）V(S_Apple);else V(S_Orange);}}void son( ) // 儿子进程{while(1){P(S_Orange);从盘中取出一个桔子；V(S_Plate);吃桔子；}}void daughter( ) // 女儿进程{while(1){P(S_Apple);从盘中取出一个苹果；V(S_Plate);吃苹果；}}4.某博物馆最多可容纳500人同时参观，有一个出入口，该出入口一次仅允许一个人通过。

参观者的活动描述如下：cobegin参观者进程i：{…进门；…参观；…出门；…}coend请添加必要的信号量和P、V(或wait()、signal( ))操作，以实现上述操作过程中的互斥与同步。

要求写出完整的过程，说明信号量含义并赋初值。

答案：semaphore empty=500; //博物馆可以容纳的最多人数semaphore mutex=1; //用于控制参观者互斥地访问出入口cobegin参观者进程i：{P(empty);P(mutex);进门；V(mutex);参观；P(mutex);出门；V(mutex);V(empty);}coend5. 司机与售票员问题见P103页第五章死锁1. 产生死锁的必要条件是什么？答：互斥使用(资源独占)占有且等待(请求和保持，部分分配)不可抢占(不可剥夺)循环等待2.设当前的系统状态如下表所示，系统此时Available=(1,1,2)。

问题：(1) 计算各个进程还需要的资源数Cki-Aki；(2) 此时系统是否处于安全状态，为什么？如果安全，则请给出一个安全序列；(3) 当P2 发出资源请求向量request2(1,0,1)，此时系统能否把资源分配给它？为什么？如果能分配给它，则请给出一个安全序列；(4) 若在P2 发出资源请求向量request2(1,0,1)后，若P1 发出资源请求向量request1(1,0,1)，此时系统能否把资源分配给它？为什么？(5) 若在P1 发出资源请求向量request1(1,0,1)后，若P3 发出资源请求向量request3(0,0,1)，此时系统能否把资源分配给它？为什么？解答：(1) 各个进程还需要的资源数Cki-Aki(2) 。

(3) 当P2 发出资源请求向量request2(1,0,1)，此时系统可以把资源分配给它，因为系统是安全的，相应的安全序列为：P2，P1，P3，P4。

(4) 若在P2 发出资源请求向量request2(1,0,1)后，若P1 发出资源请求向量request1(1,0,1)，此时系统不能把资源分配给它，因为此时系统资源不足。

(5) 若在P1 发出资源请求向量request1(1,0,1)后，若P3 发出资源请求向量request3(0,0,1)，此时系统不能把资源分配给它，因为如果分配，系统不安全，会导致死锁。

3、系统资源分配图如下，请问现在是否已处于死锁状态，如果是，撤消哪个进程可以使系统代价最小地从死锁中恢复。

答：已处于死锁状态。

撤消P1代价最小，因为剥夺的资源最少。

第六章存储管理1.什么是快表？它在地址转换中起什么作用？快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。

加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。

快表的命中率很高，有效地提高了地址转换的速度。

2. 什么是虚拟存储技术，其特点是什么？答：虚拟存储技术是一种存储管理技术，其思想是把辅助存储技术作为对主存储器的扩充, 向用户提供一个比实际主存大得多的逻辑地址空间。