2022年操作系统复习重点 .pdf

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1、学习必备欢迎下载第一章1.设计现代 OS的主要目标是什么：有效性，方便性，可扩充性，开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面：OS作为用户与计算机硬件系统的接口OS作为计算机系统资源的管理者OS实现了对计算机资源的抽象3.实现分时系统的关键问题是什么，应如何解决? 关键问题：是当用户在自己的终端键入命令时，系统应能及时接受并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接受问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接受用户重各个终端输入的数据，为终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据；针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允

2、许作业只在自己的时间片运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。4.试从交互性，及时性，以及可靠性方面将分时系统与实时系统进行比较：及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定，而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100 微妙；交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序，不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统要求系统具有高度的可靠性，因为任何差错都可能带来巨

3、大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中往往都采用多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性5.OS有哪几大特征？最基本的特征是什么？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页学习必备欢迎下载并发性，共享性，虚拟性和异步性四个基本特征，最基本的特征试并发性6.是什么原因使操作系统具有异步性特征？操作系统的异步性体现在三个方面，一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的7.处

4、理机管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？处理机管理的主要功能是：进程管理，进程同步，进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调进程通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。处理机调度： 1.作业调度：从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）2.进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行主要任务：创建和撤销进程，对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配

5、给进程8.内存管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？内存管理的主要功能有：内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充内存分配：为每道程序分配内存内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等主要任务：是为多道程序的运行提供给良好的环境，提高存储器的利用率，方便用户使用，并能从逻辑上扩充内存精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页学习必备欢迎下载9.设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？设备管理的主要功能

6、：缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等主要任务：完成用户的I/O 请求，为用户进程分配所需的I/O 设备，并完成指定的I/O 操作；提高 CPU和 I/O 设备的利用率，提高I/O 速度，方便用户使用I/O 设备。10.文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？文件管理的主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/ 写管理和保护主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性第二章1.试画出下面四条语句的前趋图：S1: a=x+y; S2: b=z+1; S3: c=a-b; S4: w=c+1; 答：2.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。精选学习资料 -

7、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页学习必备欢迎下载动态性是进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，由撤销而消亡。进程有一定的生命期，而程序只是一组有序的指令集合，是静态实体。并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其他进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参与运行3.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。就绪状态

8、- 执行状态：进程分配到CPU资源执行状态 - 就绪状态：时间片用完执行状态 - 阻塞状态： I/O 请求阻塞状态 - 就绪状态： I/O 完成4.在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？进程当前暂存信息、下一指令地址信息、进程状态信息、进程和系统调用参数及调用地址信息5.试说明引起进程创建的主要事件？用户登录、作业调度、提供服务、应用请求6.试说明引起进程被撤销的主要事件。正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指令错、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障）、外界干预（操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止）。精选学习资料 - - - - - - - -

9、 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页学习必备欢迎下载第三章1.高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？高级调度的主要任务是根据某种算法，把外村上处于后备队列中的那些作业调入内存。低级调度是保存处理机的现场信息，按某种算法先取进程，再把处理器分配给进程。引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量，使那些暂时不能运行的进程不再占用内存资源，将它们调至外存等待，把进程状态改为就绪外存状态或挂机状态2.处理机调度算法的共同目标是什么？批处理系统的调度目标又是什么？共同目标：资源利用率，公平性，平衡性，策略签字执行批处理系统的调度目标：平均

10、周转时间短，系统吞吐量，处理机利用率高3.试说明低级调度的主要功能。保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理机分配给进程4.在选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？面向用户的准则：周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，优先权准则面向系统的准则：系统吞吐量高、处理机利用率好、各类资源的平衡利用5.通过一个例子来说明通常的优先级调度算法为什么不能适用于实时系统？实时系统的调度算法很多，主要是基于任务的开始截止时间和任务紧急/松弛程度的任务优先级调度算法，通常的优先级调度算法不能满足实时系统的调度实时性要求而不适用6.试发你别说明可重用资源和可消耗资源的性质。可重用资源：每一个可重

11、用性资源中的单元只能分配给一个进程使用，不允许多个进程共享。进程在使用可重用性资源时，须按照这样的顺序：请求资源、使用资源、释放资源。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页学习必备欢迎下载系统中每一类可重用性资源中的单元数目是相对固定的，进程在运行期间既不能创建也不能删除它可消耗资源：每一类可消耗性资源的单元数目在进程运行期间是可以不断变化的，有时它可以有许多，有时可能为0。进程在运行过程中，可以不断创造可消耗型资源的单元，将它们放入该资源类的缓冲区中，以增加该资源类的单元数目。进程在运行过程中，可以请求若干个可消耗性

12、资源单元，用于进程自己的消耗，不再将它们返回给该资源类中7.试举例说明竞争不可抢占资源所引起的死锁。例如，系统有两个进程P1和 P2，它们都准备写两个文件F1 和 F2，而这两者都属于可重用和不可抢占性资源。进程P1 先打开 F1，然后再打开文件F2；进程 P2 先打开文件 F2，后打开 F1。两个进程P1和 P2在并发执行时，如果P1 先打开 F1和 F2，然后 P2才去打开F1（或 F2），由于文件F （F2）已被 P1打开，故 P2 会被阻塞。当P1 写完文件 F1（F2）而关闭F1（F2）时， P2 会由阻塞状态转为就绪状态，被调度执行后重新打开文件F1（或 F2）。在这种情况下，P1

13、和 p2 都能正常运行下去。若P2先打开 F1 和 F2，然后 P1 才去打开 F1（或 F2），P1 和P2 同样也可以正常运行下去。但如果在 P1 打开 F1的同时， P2 去打开 F2，每个进程都占有一个打开的文件，此时就可能出现问题。因为当P1 试图去打开F2，而 P2 试图去打开 F1 时，这两个进程都会因文件已被打开阻塞，它们希望对方关闭自己所需要的文件，当谁也无法运行，因此这两个进程将会无限地等待下去，而形成死锁。8.何谓死锁？产生死锁地原因和必要条件是什么？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；产生是说的原因有二：一是竞争资源

14、，二是进程推进顺序非法；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9。银行家算法的例子中，如果P0发出请求向量由Request(0,2,0)改为 Request(0,1,0),问系统可否将资源分配给它？答： P0发出请求向量Request(0,1,0),按银行家算法进行检查；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页学习必备欢迎下载1.Request(0,1,0)=Need(7,4,3); 2.Request(0,1,0)=Available(2,3,0); 3.系统暂时先假定可为P0 分配资源，修改A

15、vailable,Allocation 和 Need 向量在下面数据结构中的数值：Availablej=Availablej-Requestj; 10.在银行家算法中，若出现下述资源分配情况，试问：（1）该状态是否安全？（2）若进程 P2 提出请求 Request(1,2,2,2,)后，系统能否将资源分配给它？第四章1.可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？将程序装入内存可采用的方式有：绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装入方式绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。2.为什么要引入动态重定位？如何实现？原因：程序在运行

16、过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页学习必备欢迎下载方法：要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址交换机构的支持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。程序在执行时，真正访问的内存地址时相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。3.分区存储管理中常用哪些分配策略？比较它们的优缺点。分区存储管理中常采用的分配策略有：首次

17、适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法a.首次适应算法的优缺点：保留了高址部分的大空闲区，有利于后到来的大型作业的分配；低址部分不断被划分，留下许多难以利用的，小的空闲区，且每次分区分配查找时都是从低址部分开始，会增加查找时的系统开销；b.循环首次适应算法的优缺点：使内存中的空闲分区得更为均匀，减少了查找时得系统开销；缺乏大得空闲分区，从而导致不能装入大型作业。c.最佳适应算法的优缺点：每次分配给文件的都是最适合该文件大小的分区；内存中留下许多难以利用的小的空闲区；d.最坏适应算法的优缺点：给文件分配分区后剩下的空闲区不至于太小，产生碎片的几率最小，对中小型文件分配分区操作有利

18、；使存储器中缺乏大的空闲区，对大型文件的分区分配不利。4 为什么要引入对换？对换可分为哪几种类型？在多道环境下，一方面，在内存中的某些进程由于某事件尚未发生而被阻塞，但它却占用了大量的内存空间，甚至有时可能出现在内存中所有进程都被阻塞而迫使CPU停止下来等待的情况；另一方面，却又有这许多作业在外存上等待，因无内存而不能进入内存运行的情况。显然这对系统资源是一种严重的浪费，且使系统吞吐量下降。为了解决这一问题，在操作系统中引入了对换（也称交换）技术可以将整个进程换入，换出，也可以将进程的一部分（页，段）换入，换出。前者主要用于缓解目前系统中内存的不足，后者主要用于实现虚拟存储。5.为实现对换，系

19、统应具备哪几个方面的功能？系统应具备三方面功能：对换空间管理，进程换出，进程换入。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页学习必备欢迎下载6.什么是页面？什么是物理块？页面的大小应如何确定？页面：分页存储管理将进程的逻辑地址空间分为若干个页，并未各页加以编号；物理块：把内存的物理地址空间分为若干个块，并未各块加以编号。页面大小应选择适中，且页面大小应该是2 的幂，通常为1KB8KB 。第五章1.常规存储器管理方式具有那两大特征？它对系统性能有何影响？一次性：进程必须全部装入内存，对空间浪费非常大；驻留性：在程序运行过程中

20、，进程全部主流在内存，暂时不用的数据无法释放。2.实现虚拟存储器需要哪几大关键技术？a.在分页请求系统中是在分页的基础上，增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。允许只装入少数页面的程序（及数据），便启动运行。b.在请求分段系统中是在分段系统的基础上，增加了情趣调段及分段置换功能后形成的段式虚拟存储系统。允许只装入少数段（而非所有段）的用户程序和数据，即可启动运行。3.在请求分页系统中，应从何处将所需页面调入内存？请求分页系统中的缺页从何处调入内存分为三种情况：a.系统拥有足够对换区空间时，可以全部从对换区调入所需页面，提供调页速度。在进程运行前将与该进程有关的文件从文件区拷

21、贝到对换区。b.系统缺少足够对换区空间时，不被修改的文件直接从文件区调入；当换出这些页面时，未被修改的不必换出，再调入时，仍从文件区直接调入。对于可能修改的，在换出时便调到对换区，以后需要时再从对换区调入；c.UNIX方式。未运行页面从文件区调入，曾经运行过但被换出页面，下次从对换区调入。UNIX系统允许页面共享，某进程请求的页面有可能已调入内存，直接使用不再调入。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页学习必备欢迎下载4.在请求分页系统中，采用FIFO 页面置换算法，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、

22、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数M 分别为 3 和 4 时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结。M=3 时，采用 FIFO页面置换算法的缺页次数为9 次，缺页率为75%；M=4 时，采用 FIFO页面置换算法的缺页次数为10 次，缺页率为83%。由此可见，增加分配给作业的内存块数，反而增加了缺页次数，提供了缺页率，这种现象被称为 Belady 现象。5.在请求分页系统中，产生“ 抖动” 的原因是什么？产生抖动的原因是由于CPU的利用率和多道程序度的对立同一矛盾关系引起的，为了提高CPU利用率，可提高多道程序度，但单纯提高多道程序度又会造成缺页率的急剧上升，导致

23、 CPU的利用率下降，而系统的调度程序又会为了提高CPU利用率而继续提高多道程序度，形成恶性循环，我们称这时的进程是处于“ 抖动” 现象。第六章1.简要说明 I/O 软件的四个层次的基本功能。中断处理程序：用于保存被中断进程的CPU环境，转入相应的中断处理程序进行处理，处理完后恢复现场，并返回到被中断的进程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页学习必备欢迎下载设备驱动程序：与硬件直接有关，用来具体实现系统对设备发出的操作指令，驱动I/O 设备工作设备独立性软件：用于实现用户程序与设备驱动器的统一接口、设备命令、设备保

24、护、以及设备分配与释放等用户层 I/O 软件：用于实现用户与I/O 设备交互2.与设备无关性的基本含义是什么？为什么要设置该层？为了提高 OS的可适应性和可扩展性，在现代OS中都毫无例外地实现了设备独立性，也称设备无关性。基本含义：应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备两概念。在应用程序中，使用逻辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称。优点：1.设备分配时的灵活性 2 易于实现 I/O 重定向（用于I/O 操作的设备可以更换（即重定向）。而不必改变应用程序。3.为什么说中断是OS赖以生存的基础？中断在操作系统中有着特殊重

25、要的地位，它是多道程序得以实现的基础，没有中断，就不可能实现多道程序，因为进程之间的切换是通过中断来完成的。另一方面，中断也是设备管理的基础，为了提高处理机的利用率和实现CPU和 I/O 设备并执行，也必需有中断的支持。中断处理程序是I/O 系统中最低的一层，它是整个I/O 系统中最低的一层。4 简要说明中断处理程序对中断进行处理的几个步骤。a.测定是否有未响应的中断信号 b.保护被中断进程的CPU环境 c.转入相应的设备处理程序d.中断处理 e.恢复 CPU的现场并退出中断5.设备驱动程序通常要完成哪些工作？a.将接收到的抽象要求转为具体要求；b.检查用户 I/O 请求合法性，了解I/O 设

26、备状态，完成指定I/O 操作；c.发出 I/O 命令，启动分配到的I/O 设备，完成指定I/O 操作；d.及时响应由控制器或通道发来的中断请求，根据中断类型调用相应中断处理程序处理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页学习必备欢迎下载e.对于有通道的计算机，驱动程序还应该根据用户I/O 请求自动构成通道程序6.为何要引入与设备的无关性？如何实现设备的独立性？引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备，是设备分配具有灵活性。另外容易实现 I/O 重定向。为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序之上设置一层设备独立性

27、软件，用来执行所有I/O 设备的公用操作，并向用户层软件提供统一接口。关键是系统中必须设置一张逻辑设备表LUT用来进行逻辑设备到物理设备的映射，其中每个表目中包含了逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址三项：当应用程序用逻辑设备名请求分配 I/O 设备时，系统必须为它分配相应的物理设备，并在LUT中建立一个表目，以后进程利用该逻辑设备名请求I/O 操作时，便可从LUT中得到物理设备名和驱动程序入口地址。第七章1.与文件系统有关的软件可分为哪几个层次？a.I/O 控制层，是文件系统的最低层，主要是由磁盘驱动程序等组成，也可称为设备驱动程序层b.基本文件系统层，主要是用于内存与磁盘之间数据块

28、的交换c.基本 I/O 管理程序，该层用于完成与磁盘I/O 有关的食物，如将文件逻辑块号转换为物理块号，管理磁盘中的空闲盘块，I/O 缓冲的指定等d.逻辑文件系统，用于处理与记录和文件相关的操作，如允许用户和应用程序使用符号文件名访问文件及记录，实现对文件和记录的保护等2.何谓文件的逻辑结构？何谓文件的物理结构？文件的逻辑结构是指从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，也就是用户可以直接处理的数据及结构，它独立于物理特性；而文件的物理结构则是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关3.目前官方采用的目录结构形式是哪种？它有什么优点？精选学习资料 - - - - - - - - -

29、 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页学习必备欢迎下载树形结构目录。优点：可以明显地提高对目录地检索速度和文件系统地性能4.何谓路径名和当前目录？路径名：在树形结构目录中，从根目录到任何数据文件都只有一条唯一地通路。在该路径上，从树地根（即主目录）开始，把全部目录文件名和数据文件名一次地用“/ ”连接起来，即构成该数据文件地唯一地路径名当前目录：当前目录就是你现在所在的目录第八章1.在文件分配表中为什么要引入“ 簇” 的概念？以 “ 簇” 为基本的分配单位有什么好处？原因：为了适应磁盘容量不断增大的需要，在进行盘块分配时，不再以盘块而是以簇为基本单位。一个簇应包含

30、扇区数量与磁盘容量的大小直接有关好处：能适应磁盘容量不断增大的情况，还可以减少FAT表中的项数（在相同的磁盘容量下， FAT表的项数是与簇的大大小成反比），使FAT表占用更少的存储空间，并减少访问FAT表中的存取开销。2.可以从哪几个方面来提高对文件的访问速度？a.改进文件的目录结构以及检索目录的方法来减少对目录的查找时间b.选择好的文件存储结构c.提高磁盘的 I/O 速度，能将文件中的数据块快速地从磁盘传送到内存，或相反精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页学习必备欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页