操作系統(tǒng)期末總復習

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章1.一般操作系統(tǒng)都提供核心態(tài)和用戶態(tài)兩種處理器執(zhí)行狀態(tài)。其目的是為了保護操作系統(tǒng)程序，防止受到用戶程序的損害。核心態(tài)具有較高特權(quán)，用戶態(tài)權(quán)限較低。（P2）2.資源管理包含資源復用，分為時間復用和空間復用兩種方式。時間復用：CPU的輪流使用空間復用：不是輪流占用，而是每個客戶只占用部分資源。（P5）3.操作系統(tǒng)的主要功能：存儲管理、作業(yè)和進程管理、設備管理、文件管理和用戶接口服務（P68）4.系統(tǒng)調(diào)用是用戶調(diào)用操作系統(tǒng)的代碼。 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶程序、應用程序之間的接口，它位于操作系統(tǒng)核心層的最外層。（P8）5.多道程序設計的基本思想是在內(nèi)存中同時存放多

2、道程序，在管理程序的控制下交替地執(zhí)行。這些作業(yè)共享CPU和系統(tǒng)中的其他資源。（P11）6.操作系統(tǒng)基本類型分為批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)。（P13）7.作業(yè)步：一個作業(yè)可由若干有序的步驟組成。由作業(yè)控制語句明確標識的計算機程序的執(zhí)行過程稱為作業(yè)步。（P13）8.分時系統(tǒng)的性能由：終端上的用戶數(shù) 時間片的長度（P14）9.操作系統(tǒng)的基本特征：并發(fā)、共享、不確定性（P20）課后習題6.操作系統(tǒng)主要有哪5種基本類型？各有什么特點？ 1）批處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)有兩個特點：一是“多道”，二是“成批”。 “多道”是指內(nèi)存中存放多個作業(yè)，并且在外存上存放大量的后備作業(yè)。調(diào)度原則相當靈活

3、，易于選擇一批搭配合理的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存允許，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)資源的利用率，增加系統(tǒng)的吞吐量。 “成批”的特點是在系統(tǒng)運行過程中不允許用戶和機器之間發(fā)生交互作用。2）分時系統(tǒng) 同時性。若干用戶可以同時上機使用計算機系統(tǒng)。 交互性。用戶能夠方便地與系統(tǒng)進行人-機對話。 獨立性。系統(tǒng)中各用戶可以彼此獨立地操作，互不干擾或破壞。 及時性。用戶能在很短時間內(nèi)得到系統(tǒng)的響應。3）實時系統(tǒng) 交互性。 實時性。 可靠性。4）網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 分布性。網(wǎng)上節(jié)點機可以位于不同地點，各自執(zhí)行自己的任務。自治性。網(wǎng)上的每臺計算機都擁有自己的內(nèi)存、I/O設備和操作系統(tǒng)等，能夠獨立地完成自己承擔的任務。互連性。利用互連網(wǎng)絡把不

4、同地點的資源在物理上和邏輯上鏈接在一起，在統(tǒng)一的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)控制下，實現(xiàn)網(wǎng)絡通信和資源共享。 可見性。計算機網(wǎng)絡中的資源對用戶是可見。5）分布式操作系統(tǒng) 透明性。對用戶隱藏系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn)細節(jié)。靈活性?？梢愿鶕?jù)用戶需求和使用情況，方便地對系統(tǒng)進行修改或者補充?？煽啃??？煽啃园捎眯?、安全性和容錯性高性能性。分布式系統(tǒng)有很高的性能，它不僅執(zhí)行速度快、響應及時、資源利用率高，而且網(wǎng)絡通信能力強?？蓴U充性。分布式系統(tǒng)能根據(jù)使用環(huán)境和應用需要，方便地擴充或縮減其規(guī)模。12.什么是處理機的核心態(tài)和用戶態(tài)？為什么要設置這兩種不同的狀態(tài)？ 當執(zhí)行操作系統(tǒng)程序時，處理機處于核心態(tài)。它有較高的特權(quán)，可以執(zhí)行所有

5、的指令，包括一般用戶程序中不能使用的特權(quán)指令，從而能對所有寄存器和內(nèi)存進行訪問、啟動I/O操作等。 用戶程序是在用戶態(tài)下執(zhí)行，它的權(quán)限較低，只能執(zhí)行指令集中非特權(quán)指令。設置這兩種不同狀態(tài)的目的是為了保護操作系統(tǒng)程序（特別是其核內(nèi)部分），防止受到用戶程序的損害。第二章1.進程最根本的屬性是動態(tài)性和并發(fā)性。進程的定義：程序在并發(fā)環(huán)境中的執(zhí)行過程。(P29)2.進程的基本狀態(tài)：運行狀態(tài)、就緒狀態(tài)、阻塞狀態(tài)。 運行狀態(tài)：當前進程已經(jīng)分配到CPU，它的程序正在處理機上執(zhí)行時的狀態(tài)。就緒狀態(tài)：進程已經(jīng)具備運行條件，但因為其他進程正占用CPU，使得它暫時不能運行而處在等待分配CPU的狀態(tài)。阻塞狀態(tài)：進程因等

6、待某種事件發(fā)生而暫時不能運行的狀態(tài)。(P3031)3.進程控制塊的組成進程控制卡（PCB）有時也稱進程描述塊，它是進程組成中最關(guān)鍵的部分，其中含有進程的描述信息和控制信息，是進程動態(tài)特性的集中反映，是系統(tǒng)對進程實行識別和控制的依據(jù)。(P33)4.臨界資源和臨界區(qū)并發(fā)進程對共享資源的競爭形成各個進程的互斥關(guān)系。一次僅允許一個進程使用，這類共享資源稱為臨界資源。在每個進程中訪問臨界資源的那段程序叫做臨界區(qū)，簡稱CS區(qū)。(P46)5.原語原語，是機器指令的延伸，往往是為完成某些特定的功能而編制的一段系統(tǒng)程序。(P48)6進程通信方式高級進程通信方式：共享存儲器方式、消息傳遞方式、管道文件方式共享存儲

7、器方式：在內(nèi)存中分配一片空間作為共享存儲區(qū)。消息傳遞方式：以消息為單位在進程間進行數(shù)據(jù)交換。直接通信方式間接通信方式（P63）課后習題2.PCB的作用是什么？它是怎樣描述進程的動態(tài)性質(zhì)的？PCB是進程組成中最關(guān)鍵的部分。每個進程有唯一的進程控制塊；操作系統(tǒng)根據(jù)PCB對進程實施控制和管理，進程的動態(tài)、并發(fā)等特征是利用PCB表現(xiàn)出來的；PCB是進程存在的唯一標志。PCB中有標明進程狀態(tài)的信息，該進程的狀態(tài)包括運行態(tài)、就緒態(tài)和阻塞態(tài)，它利用狀態(tài)信息來描述進程的動態(tài)性質(zhì)。7.什么是臨界區(qū)和臨界資源？進程進入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么？一次僅允許一個進程使用，把這類共享資源稱為臨界資源。在每個進程中訪問臨界

8、資源的那段程序叫做臨界區(qū)。原則：如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個進程進入。任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進程不可多余一個。如已有進程進入自己的臨界區(qū)，則其他所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待。進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內(nèi)退出，以便其他進程能及時進入自己的臨界區(qū)。如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應讓出CPU避免進程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。14.假定一個閱覽室最多可容納100人，讀者進入和離開閱覽室時都必須在閱覽時門口的一張登記表上做標識（進入時登記，離開時去掉登記項），而且每次只允許一人登記或去掉登記。問：（1）應編寫幾個程序完成此項工作？程序的主要動作是什么？應設置幾個進程？進程與程序間

9、對應的關(guān)系如何?（2）用P,V操作寫出這些進程的同步通信關(guān)系。(1)完成此項工作可編寫一個或兩個程序（函數(shù)），要求：每個讀者對應一個進程。每個讀者的動作包括：·入室前查表、登記register( )。·進入室內(nèi)，閱讀書籍。·出室時伸出登記項delete( )。(2)信號量：S座位情況，初值為100。mutex互斥使用登記表，初值為1。第一個程序： 第二個程序：每位讀者進程 typedef int semaphore; semaphore s=100;P(S) semaphore mutex=1;P(mutex)void main( )查表，登記V(mutex)re

10、gister( );入室，閱讀reading( );P(mutex)delete( );出室查表，刪除登記項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.死鎖：在一個進程集合中的每個進程都在等待僅由該集合中的另一個進程才能引發(fā)的事件而無限期地僵持下去的局面。（P73）2.計算機系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖的根本原因就是資源有限且操作不當。（P73）3.死鎖預防的基本思想：限制對進程對資源的申請，以保證死鎖

11、不會發(fā)生。（P77）4.死鎖避免的基本思想：不限制進程有關(guān)申請資源的命令，而是對進程所發(fā)出的每個申請資源命令加以檢查，根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進行資源分配。（P79）5.銀行家算法。（P82）6.饑餓狀態(tài)：在可以預計的時間內(nèi)，某個或某些進程永遠得不到完成工作的機會，因為他們所需的資源總是被別的進程占有或搶占。（P88） 課后習題2.計算機系統(tǒng)中產(chǎn)生死鎖的根本原因是什么？5.死鎖預防的基本思想是什么？死鎖預防的基本思想是：要求進程申請資源時遵循某種協(xié)議，從而打破產(chǎn)生死鎖的4個必要條件中的一個或幾個，保證系統(tǒng)不會進入死鎖狀態(tài)。 6.死鎖避免的基本思想是什么？死鎖避免的基本思想是：對進程所發(fā)出的的每一個

12、申請資源命令加以動態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進行資源分配。就是說，在資源分配過程中若預測有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關(guān)鍵是確定資源分配的安全性。16.設系統(tǒng)中有三種類型的資源（A,B,C）和5個進程（P1,P2,P3,P4,P5）,A資源的數(shù)量為17，B資源的數(shù)量為5，C資源的數(shù)量為20。在T0時刻系統(tǒng)狀態(tài)如表所示。系統(tǒng)采用銀行家算法來避免死鎖。T0時刻是否為安全狀態(tài)？若是，請給出安全序列。在T0時刻，若進程P2請求資源（0,3,4），能否實現(xiàn)資源分配？為什么？在的基礎上，若進程P4請求資源（2,0,1），能否實現(xiàn)資源分配？為什么？在的基礎上，若進程P1請求資源（0,2,0

13、），能否實現(xiàn)資源分配？為什么？ 進程最大資源需求量以分配資源數(shù)量系統(tǒng)剩余資源數(shù)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.按所實現(xiàn)的功能來分，處理機調(diào)度分為作業(yè)調(diào)度（高級調(diào)度）、進程掛起與對換（中級調(diào)度）和進程調(diào)度（低級調(diào)度）三級。（P93）2.常用的調(diào)度算法有：先來先服務法，短作業(yè)優(yōu)先法和最短剩余時間優(yōu)先法。（P97）3.進程調(diào)度的基本方式：非搶占方式、搶占方式。（P98）4.周轉(zhuǎn)時間:從作業(yè)提交到作業(yè)完成的時間間隔就是周轉(zhuǎn)時間。

14、（P100）5.優(yōu)先級法和輪轉(zhuǎn)法（P103P106）6.時間片的長短通常由以下四個因素確定：系統(tǒng)響應時間就緒隊列進程的數(shù)目。進程的轉(zhuǎn)換時間。CPU允許指令速度。（P106）課后習題3.處理機調(diào)度一般分為哪三級?其中哪一級調(diào)度必不可少？為什么？處理機調(diào)度分為作業(yè)調(diào)度、進程掛起與對換和進程調(diào)度。進程調(diào)度必不可少，進程只有在得到CPU之后才能真正活動起來，所有就緒進程經(jīng)由進程調(diào)度才能獲得CPU的控制權(quán)；實際上進程調(diào)度完成一臺物理的CPU轉(zhuǎn)變成多臺虛擬的CPU的工作進程調(diào)度的實現(xiàn)策略往往決定了操作系統(tǒng)的類型，其算法優(yōu)劣直接影響整個系統(tǒng)的性能。9.在一個有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)中，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先級

15、調(diào)度算法，進程調(diào)度采用搶占式優(yōu)先級調(diào)度算法。設作業(yè)序列如表所示。其中給出的作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為相應進程的優(yōu)先數(shù)。其數(shù)值越小，優(yōu)先級越高。要求： 出所有作業(yè)進入內(nèi)存的時間及結(jié)束時間。 計算出平均周轉(zhuǎn)時間。 如果進程調(diào)度采用非搶占式優(yōu)先級方式，其結(jié)果如何？ 作業(yè)名到達時間預估運行時間（分鐘）優(yōu)先數(shù)A8：004010B8：20305C8：30508D8:502012第五章1.用戶程序經(jīng)編譯之后的每個目標木塊都以0為基地址順序編址，這種資質(zhì)稱為相對地址或邏輯地址，內(nèi)存中各物理存儲單元的地址是從統(tǒng)一的基地址開始順序編址的，這種地址稱為絕對地址或物理地址。（P132）2程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存時，需對目標程序中的地址

16、進行修改。這種把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存物理地址的過程稱做重定位。（P133）3.固定分區(qū)就是內(nèi)存中分區(qū)的個數(shù)固定的不變，各個分區(qū)的大小也固定不變，但不同分區(qū)的大小可以不同。每個分區(qū)只可裝入一個進程。（等分方式，差分方式）（P136）4各個分區(qū)是在相應進程要進入內(nèi)存時才建立的，使其大小恰好適應進程的大小。這種技術(shù)稱為動態(tài)分區(qū)法（P137）5.將一個進程的邏輯地址空間劃分成若干大小相等的部分，每個部分稱做頁面或頁（P142）6.（P143）7頁表的作用是實現(xiàn)從頁號到物理塊號的地址映射。（P143）8.快表，一種專用的、高速小容量的聯(lián)想存儲器。（P146）9.段頁式存儲管理的基本原理：程序先分段，段內(nèi)再

17、分頁（P156）10.實現(xiàn)虛擬存儲技術(shù)的物質(zhì)基礎是二級存儲器結(jié)構(gòu)和動態(tài)地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)（P158）11.頁面置換的基本思想：當一個進程的部分頁面在內(nèi)存時就可調(diào)度它運行；在運行過程中若用到的頁面尚未在內(nèi)存，則把它們動態(tài)換入內(nèi)存。這就，就減少了對換時間和所需內(nèi)存數(shù)量，允許增加程序的道數(shù)。（P159）12.頁面置換的三個算法：先進先出（FIFO）、最佳置換法（OPT）、最近最少使用置換法（LRU）。（P163165）13.抖動問題。（P171）14.工作集，一個進程在某一小段時間內(nèi)訪問頁面的集合。（P173）課后練習題3.解釋固定分區(qū)法和動態(tài)分區(qū)法的基本原理。固定分區(qū)法：內(nèi)存中分區(qū)的個數(shù)固定不變，各個分

18、區(qū)的大小也固定不變，但不同分區(qū)的大小可以不同。每一個分區(qū)只可裝入一個進程。動態(tài)分區(qū)法：各個分區(qū)是在相應進程要進入內(nèi)存時才建立的，使其大小恰好適應進程的大小。6.什么是虛擬存儲器？它有哪些基本特征？虛擬存儲器：是由用戶能作為可編址內(nèi)存對待的虛擬存儲空間。它使用戶邏輯存儲器與物理存儲器分離，是操作系統(tǒng)給用戶提供的一個比真實內(nèi)存空間大得多的地址空間?；咎卣鳎禾摂M擴充部分裝入 離散分配多次對換10.某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面，每頁為1KB，內(nèi)存為16KB，假定某時刻一個用戶頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面頁號和物理塊號如表所示。則邏輯地址0A5CH所對應的物理地址為_。15考慮下述頁面走向：1,2

19、,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6當內(nèi)存塊數(shù)分別為3和5時，試問LRU，F(xiàn)IFO，OPT三種置換算法的缺頁次數(shù)各是多少？（注意，所有內(nèi)存塊最初都是空的，凡是第1次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁）第六章1.按文件的內(nèi)部構(gòu)造和處理方式分類：普通文件目錄文件特別文件 （P184）2.在文件系統(tǒng)內(nèi)部，給每個文件唯一地設置文件控制塊。（P192）P192的圖6-8和圖6-93.鏈接結(jié)構(gòu)方式（P196197）4.文件存儲分配：連續(xù)分配、鏈接分配、索引分配。（P204206）5.P207的圖6-196.管道文件,管道：臨時緩沖區(qū)（P211）7物理轉(zhuǎn)儲：是從磁盤上第0塊開始，把

20、所有的盤塊按照順序?qū)懙酱艓?；當復制完最后一塊時，轉(zhuǎn)儲方式結(jié)束。 邏輯轉(zhuǎn)儲：是從一個或多個指定的目錄開始，遞歸地轉(zhuǎn)儲自某個日期以來被修改過的所有文件和目錄。（P214）課后習題3在UNIX系統(tǒng)中，文件主要分為哪些類型？普通文件、目錄文件和特別文件。5.文件的物理組織形式主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？文件的物理組織形式主要有：連續(xù)文件，鏈接文件，索引文件和多重索引文件文件物理組織形式優(yōu)點缺點連續(xù)文件順序存取速度較快創(chuàng)建文件時就確定它的長度很難實現(xiàn)；它不便于文件的動態(tài)擴充；可能出現(xiàn)外部碎片，從而造成浪費鏈接文件克服了連續(xù)文件的缺點一般僅適于順序訪問，而不利于對文件的隨機存??；每個物理塊上增加一個鏈

21、接字，為信息管理增加了一些麻煩索引文件除了具備鏈接文件的優(yōu)點之外，還克服了它的缺點需要增加索引表帶來的空間開銷。往往以內(nèi)存空間為代價來換取存取速度的改善多重索引文件除具有一般索引文件的優(yōu)點外，還可滿足對靈活性和節(jié)省內(nèi)存的要求間接索引需要多次訪盤而影響速度7.什么是文件控制塊？它與文件有何關(guān)系？文件系統(tǒng)：用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括文件名、文件類型、位置、大小等信息。文件控制塊與文件一一對應，即在文件系統(tǒng)內(nèi)部給每個文件唯一的設置一個文件控制塊，核心利用這種結(jié)構(gòu)對文件實施各種管理。11什么是文件后備？數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲方法有哪兩種？按時間劃分，后備分哪幾種？將磁盤上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲到磁帶上有兩種方式：物理轉(zhuǎn)儲和邏輯轉(zhuǎn)儲。物理轉(zhuǎn)儲是從磁盤上的第0塊開始，把所有的盤塊按照順序?qū)懙酱疟P上，當復制完最后一塊時，轉(zhuǎn)儲結(jié)束。邏輯轉(zhuǎn)儲方式是從一個或多個指定的目錄開始遞歸地轉(zhuǎn)儲自某個日期以來被修改過所有文件和目錄。通常有以下三種備份策略：完全備份，增量備份和更新備份。完全備份也稱簡單備份，即每隔一定時間就對系統(tǒng)做一次全面的備份，增量備份是每隔一段較短的時間進行一次備份，但僅僅備份在這段時間內(nèi)修改過的數(shù)據(jù)，更新備份是備份從上次進行完全備份后至今更改的全部數(shù)據(jù)文件。文件的后備就是把硬盤上的文件轉(zhuǎn)儲到其他的外部介質(zhì)上。第七章1設備按照工作特性可把