操作系统期末总复习(共8页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一章1.一般操作系统都提供核心态和用户态两种处理器执行状态。其目的是为了保护操作系统程序，防止受到用户程序的损害。核心态具有较高特权，用户态权限较低。（P2）2.资源管理包含资源复用，分为时间复用和空间复用两种方式。时间复用：CPU的轮流使用空间复用：不是轮流占用，而是每个客户只占用部分资源。（P5）3.操作系统的主要功能：存储管理、作业和进程管理、设备管理、文件管理和用户接口服务（P68）4.系统调用是用户调用操作系统的代码。 系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口，它位于操作系统核心层的最外层。（P8）5.多道程序设计的基本思想是在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替地执行。这些作业共享CPU和系统中的其他资源。（P11）6.操作系统基本类型分为批处理系统、分时系统、实时系统、网络系统和分布式系统。（P13）7.作业步：一个作业可由若干有序的步骤组成。由作业控制语句明确标识的计算机程序的执行过程称为作业步。（P13）8.分时系统的性能由：终端上的用户数 时间片的长度（P14）9.操作系统的基本特征：并发、共享、不确定性（P20）课后习题6.操作系统主要有哪5种基本类型？各有什么特点？ 1）批处理系统，该系统有两个特点：一是“多道”，二是“成批”。 “多道”是指内存中存放多个作业，并且在外存上存放大量的后备作业。调度原则相当灵活，易于选择一批搭配合理的作业调入内存允许，从而充分发挥系统资源的利用率，增加系统的吞吐量。 “成批”的特点是在系统运行过程中不允许用户和机器之间发生交互作用。2）分时系统 同时性。若干用户可以同时上机使用计算机系统。 交互性。用户能够方便地与系统进行人-机对话。 独立性。系统中各用户可以彼此独立地操作，互不干扰或破坏。 及时性。用户能在很短时间内得到系统的响应。3）实时系统 交互性。 实时性。 可靠性。4）网络操作系统 分布性。网上节点机可以位于不同地点，各自执行自己的任务。自治性。网上的每台计算机都拥有自己的内存、I/O设备和操作系统等，能够独立地完成自己承担的任务。互连性。利用互连网络把不同地点的资源在物理上和逻辑上链接在一起，在统一的网络操作系统控制下，实现网络通信和资源共享。 可见性。计算机网络中的资源对用户是可见。5）分布式操作系统 透明性。对用户隐藏系统内部的实现细节。灵活性。可以根据用户需求和使用情况，方便地对系统进行修改或者补充。可靠性。可靠性包括可用性、安全性和容错性高性能性。分布式系统有很高的性能，它不仅执行速度快、响应及时、资源利用率高，而且网络通信能力强。可扩充性。分布式系统能根据使用环境和应用需要，方便地扩充或缩减其规模。12.什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？ 当执行操作系统程序时，处理机处于核心态。它有较高的特权，可以执行所有的指令，包括一般用户程序中不能使用的特权指令，从而能对所有寄存器和内存进行访问、启动I/O操作等。 用户程序是在用户态下执行，它的权限较低，只能执行指令集中非特权指令。设置这两种不同状态的目的是为了保护操作系统程序（特别是其核内部分），防止受到用户程序的损害。第二章1.进程最根本的属性是动态性和并发性。进程的定义：程序在并发环境中的执行过程。(P29)2.进程的基本状态：运行状态、就绪状态、阻塞状态。 运行状态：当前进程已经分配到CPU，它的程序正在处理机上执行时的状态。就绪状态：进程已经具备运行条件，但因为其他进程正占用CPU，使得它暂时不能运行而处在等待分配CPU的状态。阻塞状态：进程因等待某种事件发生而暂时不能运行的状态。(P3031)3.进程控制块的组成进程控制卡（PCB）有时也称进程描述块，它是进程组成中最关键的部分，其中含有进程的描述信息和控制信息，是进程动态特性的集中反映，是系统对进程实行识别和控制的依据。(P33)4.临界资源和临界区并发进程对共享资源的竞争形成各个进程的互斥关系。一次仅允许一个进程使用，这类共享资源称为临界资源。在每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区，简称CS区。(P46)5.原语原语，是机器指令的延伸，往往是为完成某些特定的功能而编制的一段系统程序。(P48)6进程通信方式高级进程通信方式：共享存储器方式、消息传递方式、管道文件方式共享存储器方式：在内存中分配一片空间作为共享存储区。消息传递方式：以消息为单位在进程间进行数据交换。直接通信方式间接通信方式（P63）课后习题2.PCB的作用是什么？它是怎样描述进程的动态性质的？PCB是进程组成中最关键的部分。每个进程有唯一的进程控制块；操作系统根据PCB对进程实施控制和管理，进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的；PCB是进程存在的唯一标志。PCB中有标明进程状态的信息，该进程的状态包括运行态、就绪态和阻塞态，它利用状态信息来描述进程的动态性质。7.什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？一次仅允许一个进程使用，把这类共享资源称为临界资源。在每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。原则：如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。任何时候，处于临界区内的进程不可多余一个。如已有进程进入自己的临界区，则其他所有试图进入临界区的进程必须等待。进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其他进程能及时进入自己的临界区。如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU避免进程出现“忙等”现象。14.假定一个阅览室最多可容纳100人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览时门口的一张登记表上做标识（进入时登记，离开时去掉登记项），而且每次只允许一人登记或去掉登记。问：（1）应编写几个程序完成此项工作？程序的主要动作是什么？应设置几个进程？进程与程序间对应的关系如何?（2）用P,V操作写出这些进程的同步通信关系。(1)完成此项工作可编写一个或两个程序（函数），要求：每个读者对应一个进程。每个读者的动作包括：·入室前查表、登记register( )。·进入室内，阅读书籍。·出室时伸出登记项delete( )。(2)信号量：S座位情况，初值为100。mutex互斥使用登记表，初值为1。第一个程序： 第二个程序：每位读者进程 typedef int semaphore; semaphore s=100;P(S) semaphore mutex=1;P(mutex)void main( )查表，登记V(mutex)register( );入室，阅读reading( );P(mutex)delete( );出室查表，删除登记项V(mutex)void register( )V(S)P(S);P(mutex);Check_register( );V(mutex);Void delete( )P(mutex);Check_delete( );V(mutex);V(S);第三章1.死锁：在一个进程集合中的每个进程都在等待仅由该集合中的另一个进程才能引发的事件而无限期地僵持下去的局面。（P73）2.计算机系统产生死锁的根本原因就是资源有限且操作不当。（P73）3.死锁预防的基本思想：限制对进程对资源的申请，以保证死锁不会发生。（P77）4.死锁避免的基本思想：不限制进程有关申请资源的命令，而是对进程所发出的每个申请资源命令加以检查，根据检查结果决定是否进行资源分配。（P79）5.银行家算法。（P82）6.饥饿状态：在可以预计的时间内，某个或某些进程永远得不到完成工作的机会，因为他们所需的资源总是被别的进程占有或抢占。（P88） 课后习题2.计算机系统中产生死锁的根本原因是什么？5.死锁预防的基本思想是什么？死锁预防的基本思想是：要求进程申请资源时遵循某种协议，从而打破产生死锁的4个必要条件中的一个或几个，保证系统不会进入死锁状态。 6.死锁避免的基本思想是什么？死锁避免的基本思想是：对进程所发出的的每一个申请资源命令加以动态地检查，并根据检查结果决定是否进行资源分配。就是说，在资源分配过程中若预测有发生死锁的可能性，则加以避免。这种方法的关键是确定资源分配的安全性。16.设系统中有三种类型的资源（A,B,C）和5个进程（P1,P2,P3,P4,P5）,A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。在T0时刻，若进程P2请求资源（0,3,4），能否实现资源分配？为什么？在的基础上，若进程P4请求资源（2,0,1），能否实现资源分配？为什么？在的基础上，若进程P1请求资源（0,2,0），能否实现资源分配？为什么？ 进程最大资源需求量以分配资源数量系统剩余资源数量A B CBCA B CBCA B CBCP15 5 9592 1 2122 3 3P25 3 6364 0 2P34 0 110114 0 5P44 2 5252 0 4P54 2 43 1 4第四章1.按所实现的功能来分，处理机调度分为作业调度（高级调度）、进程挂起与对换（中级调度）和进程调度（低级调度）三级。（P93）2.常用的调度算法有：先来先服务法，短作业优先法和最短剩余时间优先法。（P97）3.进程调度的基本方式：非抢占方式、抢占方式。（P98）4.周转时间:从作业提交到作业完成的时间间隔就是周转时间。（P100）5.优先级法和轮转法（P103P106）6.时间片的长短通常由以下四个因素确定：系统响应时间就绪队列进程的数目。进程的转换时间。CPU允许指令速度。（P106）课后习题3.处理机调度一般分为哪三级?其中哪一级调度必不可少？为什么？处理机调度分为作业调度、进程挂起与对换和进程调度。进程调度必不可少，进程只有在得到CPU之后才能真正活动起来，所有就绪进程经由进程调度才能获得CPU的控制权；实际上进程调度完成一台物理的CPU转变成多台虚拟的CPU的工作进程调度的实现策略往往决定了操作系统的类型，其算法优劣直接影响整个系统的性能。9.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。设作业序列如表所示。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： 出所有作业进入内存的时间及结束时间。 计算出平均周转时间。 如果进程调度采用非抢占式优先级方式，其结果如何？ 作业名到达时间预估运行时间（分钟）优先数A8：004010B8：20305C8：30508D8:502012第五章1.用户程序经编译之后的每个目标木块都以0为基地址顺序编址，这种资质称为相对地址或逻辑地址，内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的，这种地址称为绝对地址或物理地址。（P132）2程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称做重定位。（P133）3.固定分区就是内存中分区的个数固定的不变，各个分区的大小也固定不变，但不同分区的大小可以不同。每个分区只可装入一个进程。（等分方式，差分方式）（P136）4各个分区是在相应进程要进入内存时才建立的，使其大小恰好适应进程的大小。这种技术称为动态分区法（P137）5.将一个进程的逻辑地址空间划分成若干大小相等的部分，每个部分称做页面或页（P142）6.（P143）7页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射。（P143）8.快表，一种专用的、高速小容量的联想存储器。（P146）9.段页式存储管理的基本原理：程序先分段，段内再分页（P156）10.实现虚拟存储技术的物质基础是二级存储器结构和动态地址转换机构（P158）11.页面置换的基本思想：当一个进程的部分页面在内存时就可调度它运行；在运行过程中若用到的页面尚未在内存，则把它们动态换入内存。这就，就减少了对换时间和所需内存数量，允许增加程序的道数。（P159）12.页面置换的三个算法：先进先出（FIFO）、最佳置换法（OPT）、最近最少使用置换法（LRU）。（P163165）13.抖动问题。（P171）14.工作集，一个进程在某一小段时间内访问页面的集合。（P173）课后练习题3.解释固定分区法和动态分区法的基本原理。固定分区法：内存中分区的个数固定不变，各个分区的大小也固定不变，但不同分区的大小可以不同。每一个分区只可装入一个进程。动态分区法：各个分区是在相应进程要进入内存时才建立的，使其大小恰好适应进程的大小。6.什么是虚拟存储器？它有哪些基本特征？虚拟存储器：是由用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间。它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。基本特征：虚拟扩充部分装入 离散分配多次对换10.某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB，假定某时刻一个用户页表中已调入内存的页面页号和物理块号如表所示。则逻辑地址0A5CH所对应的物理地址为_。15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？（注意，所有内存块最初都是空的，凡是第1次用到的页面都产生一次缺页）第六章1.按文件的内部构造和处理方式分类：普通文件目录文件特别文件 （P184）2.在文件系统内部，给每个文件唯一地设置文件控制块。（P192）P192的图6-8和图6-93.链接结构方式（P196197）4.文件存储分配：连续分配、链接分配、索引分配。（P204206）5.P207的图6-196.管道文件,管道：临时缓冲区（P211）7物理转储：是从磁盘上第0块开始，把所有的盘块按照顺序写到磁带上；当复制完最后一块时，转储方式结束。 逻辑转储：是从一个或多个指定的目录开始，递归地转储自某个日期以来被修改过的所有文件和目录。（P214）课后习题3在UNIX系统中，文件主要分为哪些类型？普通文件、目录文件和特别文件。5.文件的物理组织形式主要有哪几种？各有什么优缺点？文件的物理组织形式主要有：连续文件，链接文件，索引文件和多重索引文件文件物理组织形式优点缺点连续文件顺序存取速度较快创建文件时就确定它的长度很难实现；它不便于文件的动态扩充；可能出现外部碎片，从而造成浪费链接文件克服了连续文件的缺点一般仅适于顺序访问，而不利于对文件的随机存取；每个物理块上增加一个链接字，为信息管理增加了一些麻烦索引文件除了具备链接文件的优点之外，还克服了它的缺点需要增加索引表带来的空间开销。往往以内存空间为代价来换取存取速度的改善多重索引文件除具有一般索引文件的优点外，还可满足对灵活性和节省内存的要求间接索引需要多次访盘而影响速度7.什么是文件控制块？它与文件有何关系？文件系统：用于描述和控制文件的数据结构，其中包括文件名、文件类型、位置、大小等信息。文件控制块与文件一一对应，即在文件系统内部给每个文件唯一的设置一个文件控制块，核心利用这种结构对文件实施各种管理。11什么是文件后备？数据转储方法有哪两种？按时间划分，后备分哪几种？将磁盘上的数据转储到磁带上有两种方式：物理转储和逻辑转储。物理转储是从磁盘上的第0块开始，把所有的盘块按照顺序写到磁盘上，当复制完最后一块时，转储结束。逻辑转储方式是从一个或多个指定的目录开始递归地转储自某个日期以来被修改过所有文件和目录。通常有以下三种备份策略：完全备份，增量备份和更新备份。完全备份也称简单备份，即每隔一定时间就对系统做一次全面的备份，增量备份是每隔一段较短的时间进行一次备份，但仅仅备份在这段时间内修改过的数据，更新备份是备份从上次进行完全备份后至今更改的全部数据文件。文件的后备就是把硬盘上的文件转储到其他的外部介质上。第七章1设备按照工作特性可把它们分成存储设备和输入/输出设备两大类。（P219）2.设备按照从属关系分为系统设备和用户设备。（P220）3.为使CPU摆脱繁忙的I/O事务，现代大、中型计算机都设置了专门处理I/O操作的机构，这就是通道。通道相当于一台小型处理机。（P225）4.可用常驻内存的进程去模拟一台外围机。（P230）5.引入缓冲计数的主要目的是：缓解CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。提高它们之间的并行性。减少对CPU的中断次数，放宽CPU对中断响应时间的要求。 （P236）6.磁盘调度算法1、先来先服务法2、最短寻道时间优先法3、扫描法4、巡回扫描法5、巡查法课后习题1.UNIX系统中主、次设备号各表示什么含义？UNIX系统中主、次设备号表示设备类型，次设备号表示同类设备中的相对序号。3.为什么要引入缓冲技术？设置缓冲区的原则是什么？引入缓冲区的主要目的是：a.缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾b.提高它们之间的并行性。c.减少对CPU的中断次数，放宽CPU对中断响应时间的要求。设置缓冲区的原则是：如果数据到达率与离去率相差很大，则可采用单缓冲方式；如果信息的输入域输出速度相同（或者相差不大）时，则可用双缓冲区，对于阵发性的输入/输出，可以设立多个缓冲区。6.SPOOLing系统的只要功能是什么？将独占设备改造成为共享设备，实现虚拟设备功能。11.假设一个磁盘有200个磁道，编号从0199.当前磁头正在143道上服务，并且刚刚完成了125道请求，如果寻道请求队列的顺序是：86,147，91,177,94,150,102,175,130问：为完成上述请求，下列算法各自磁头移动的总量是多少？ FCFS SSTF SCANC-SCAN专心-专注-专业