操作系统期末考试重点复习资料.doc

操作系统简答题1资源虚拟化：虚拟化又称虚拟性，是指操作系统中的一类有效的资源管理技术，能进一步的提高操作系统为用户服务的能力和水平。虚化的本质是对资源进行转化、模拟或整合，把一个物理资源转变成逻辑上的多个对应物，创建无需共享的多个独占资源的假象，以达到多用户共享一套计算机物理资源的目的。2操作系统在计算机系统中起4个方面作用：1、操作系统作为用户接口和公共服务程序2、操作系统作为程序执行的控制者和协调者3、操作系统作为扩展机或虚拟机4、操作系统作为资源的管理者和控制者。3内核的分类：单内核（整体式结构，层次式结构）：从提高执行效率和满足性能需求等方面考虑，虽然有些内核的内部分分为层次或模块，但其运行时使一个大二进制映像，模块之间的交互通过直接调用其他模块中的函数来实现，这种内核称为单内核。微内核：操作系统仅将所有应用必须的核心功能放入内核，称为微内核。4中断和异常之间的区别：1中断是由与当前程序无关的中断信号触发的，系统不能确定中断发生时间，所以中断与CPU是异步的，CPU对中断的响应完全是被动的，中断的发生与CPU模式无关，既可发生在用户状态，又可发生在核心态，通常在两条机器指令之间才能响应中断。一般来说中断处理程序所提供的服务不是当前进程所需要的，中断处理程序在系统的中断上下文中执行。2异常是由CPU控制单元产生的，源于现行程序执行指令过程中检测到例外，异常与CPU是同步的，允许指令在执行期间响应异常，而且允许多次响应异常，大部分异常发生在用户态。异常处理程序所提供的服务通常是当前进程所需要的，异常处理程序在当前进程的上下文中执行。5三态模型：1运行态：进程占用处理器运行的状态2就绪态：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便其运行的状态。3等待态：又称阻塞态或睡眠态，是指进程不具备运行条件，正在等待某个时间完成的状态。（图）6协作和竞争；1竞争关系：批处理系统中建立多个批处理进程，分时系统中建立多个交互式进程，他们共享一套计算机系统资源，使得原本不存在逻辑关系的诸进程因共享资而产生交互和制约关系，这是间接制约关系，又称互斥关系，操作系统必须协调进程对共享资源的争用。2协作关系：一个用户作业可涉及一组并发进程，它们为了完成共同的任务需要分工合作。7死锁产生的条件：1.互斥条件：系统中存在临界资源。进程应互斥的使用这些资源2.占有和等待条件：进程在请求资源得不到满足而等待时，不释放已占有资源。3.不剥夺条件：已被占有的资源只能由属主释放，不允许被其它进程剥夺4.循环等待条件：存在循环等待链，其中，每个进程都在链中等待下一个进程所持有的资源。造成这组进程处于永远等待状态8根据信号量和P、V操作的定义可以得到哪些推论，请简要叙述。推论1 若信号量s.value为正值，此值等于在封锁进程之前对信号量s可施行的P操作数，亦即s所代表的实际可用的物理资源推论2 若信号量s.value为负值，其绝对值等于登记排列在s信号队列之中等待的进程个数，即恰好等于对信号量s实施P操作而被封锁并进入信号量s等待队列的进程数。推论3 P操作通常意味着请求一个资源，V操作意味着释放一个资源，在一定条件下，P操作代表挂起进程的操作，而V操作代表唤醒被挂起进程的操作。9反置页表：反置页表为内存中的物理块建立一个页表并按照块号排序，该表的每个表项包含正在访问该页框的进程标识、页号及特征位，和哈希链指针等，用来完成内存页框到访问进程的页号，即物理地址到逻辑地址的对应转换。10分段和分页的比较1分段是信息的逻辑单位由源程序的逻辑结构及含义所决定，是用户可见的，段长由用户根据需要来确定，段其实地址可从任何主存地址开始。在分段方式中，源程序（段号，段内位移）经链接装配后仍保持二维（地址）结构，引入目的是满足用户模块化程序设计的需要。2分页是信息的物理单位与源程序的逻辑结构无关，是用户不可见的，页长由系统（硬件）确定，页面只能从页大小的整数倍地址开始。在分页方式中，源程序（页号，页内位移）经链接装配后变成一维（地址）结构，引入目的是实现离散分配并提高主存利用率。12 SPOOLing系统的组成和结构 spooling系统是能把一个物理设备虚拟化成多个虚拟(逻辑)设备的技术，能用共享设备来模拟独享设备的技术，在中断和通道硬件的支撑下，操作系统采用多道程序设计技术，合理分配和调度各种资源，实现联机的外围设备同时操作。spooling系统主要有：预输入、井管理和缓输出组成，数据结构包括：作业表、预输入表和缓输出表。(图)13顺序程序设计程序执行的顺序性是指其在处理器上执行是严格有序的，既只有在前一个操作结束之后，才可以后继操作，改称为程序的内部的顺序性；完成一个任务需要若干不同的程序，则这些程序呀严格按照调用次序严格执行有序执行，这称为程序外部的顺序性14生产者-消费者问题：是计算机操作系统中并发进程内在关系的一种抽象，是典型的进程同步问题。Pi和Ci都是并发进程，只要缓冲区未满，生产者进程Pi所生产的产品就可以投入缓冲区；只要缓冲区非空，消费者进程Ci就可以从缓冲区取走并消耗产品。15可变分区分配算法：1.最先适应分配算法：顺序查找未分配区表或链表，直到找到第一个能满足长度要求的空闲区为止。分割此分区，一部分分配给作业，剩余部分仍未空闲去。2.最优适应分配算法：扫描整个未分配区表或链表，从空闲区中挑选一个能满足用户进程要求的最小区进行分配。3.最坏适应分配：扫描整个未分配区表或链表，总是挑选一个最大的空闲区分割给作业使用。其优点是使剩下的空闲区不致过小。对中小型作业有利。17创建文件1.为新文件newfile分配磁盘inode和活动inode，并把inode号与文件分量名newfile组成新的目录项，记录到目录路径/home/home1的目录文件中。在这一过程中，需要执行目录检索程序。2.在新文件对应的活动inode中置初值，包括把存取权限i_mode置为0775，连接计数i_link置为“1”，等等。3.为新文件分配用户打开文件表项和系统打开文件表项，置系统打开文件表项的初值，包括在f_flag中置“写”标志，读写位移f_offset清0，等等；把用户打开文件表项,系统打开文件表项及newfile所对用的活动inode用指针连接起来，最后，把文件描述符fd返回给调用者。18打开文件1.检索目录，要求打开的文件应该是已经创建的文件，它应登记在文件目录中，否则就会出错。在索引到指定的文件之后，就将其磁盘inode复制到活动inode表中。2.把参数mode所给出的打开方式与活动inode中在创建文件时所记录的文件访问权限相比较，如果非法，则此次打开操作失败。3.当“打开”合法时，为文件分配用户打开文件表项和系统打开文件表项，并为系统打开文件表项设置初值，通过指针建立表项活动inode之间的联系，然后把文件描述符fd返回给调用者。19关闭文件1，根据fd找到用户打开文件表项，再找到系统打开文件表项；释放用户打开文件表项。2.把对应的系统打开文件表项中的f-count减1，如果其值不为0，说明进程族中还有进程正在共享它，不用释放此表项直接返回；否则释放此表项，并找到与之连接的活动inode。3.把活动inode中的i-count减1，若其值不为0，表明其它进程正在使用此文件，直接返回；否则，把此活动inode的内容复制回文件卷上的相应磁盘inode中，释放此活动inode。20 FCB一般包括以下信息：1文件标识和控制信息：文件名，用户名，文件主存取权限，授权者存取权限，文件口令，文件类型等。2文件逻辑结构信息：文件的逻辑结构，如记录类型，记录个数，记录长度，成组因子数等。3文件物理结构信息：文件所在设备名，文件物理结构类型，记录存放在辅助存储器的盘快号或文件信息首块盘号，也可指出文件索引所在位置等。4文件使用信息：共享文件的进程数，文件修改情况，文件最大长度和当前大小等。5文件管理信息：文件建立日期，最近修改日期，最近访问日期，文件保留期限，记账信息等。21并发进程的无关性假设R(Pi)=a1,a2,.,an，程序Pi在执行期间所引用的变量集W(Pi)=b1,b2,.bn，程序Pi在执行期间所改变的变量集若两个进程的程序P1，P2能满足Bernstein条件，即引用变量集与改变变量集的交集之并为空集：R(P1)nW(P2)UR(P2)nW(P1)UW(P1)nW(P2)=空集则并发进程的执行与时间无关。只要满足Bernstein条件，并发执行的程序就可以保持封闭性和可再现性操作系统填空题1操作系统的主要目标：1、方便用户使用2、扩充机器功能3、管理各类资源4、提高系统效率5、构筑开放环境2操作系统的运行模型：1、独立运行的内核模型2、在应用进程内执行的模型3、作为独立进程运行的模型3进程4要素：进程控制块，进程程序块，进程核心栈，进程数据块。4处理器调度层次的三级：高级调度，中级调度，低级调度。5选择调度算法的原则： 1资源利用率2吞吐率3公平性（前三个为面向系统的性能指标）4响应时间5周转时间（后两个为面向用户的性能指标）6.进程通信：1.信号通信机制2.管道通信机制3.消息传递机制4.信号量通信机制5共享主存通信机制7.存储管理包含以下一些功能1.分配和去配2.抽象和映射3.隔离和共享4.存储扩充8.主存不足的存储管理技术1.移动技术2.对换技术3.覆盖技术9.程序设计具有的特性执行的顺序性；环境的封闭性；结果的确定性；过程的可在现性10.文件存取方法1.顺序存取2.直接存取.3索引存取11.文件类型：1普通文件2目录文件3特别文件12.资源管理技术包括1.资源复用（空分复用共享，时分复用共享）2.资源虚化3.资源抽象13.中断异常的响应需要顺序的4件事：1发现中断源2保护现场3转向中断异常事件的处理程序4恢复现场