操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料2017

1、操作系統(tǒng)總結(jié)資料（以教材為準(zhǔn)）2017年操作系統(tǒng)考試題型及分?jǐn)?shù)比例：填空題10個每空2分，共計20分名詞解釋5個，每個4分，共計20分簡答題5個，每題6分，共計30分綜合題2個，每題15分，共計30分（PV操作、頁式虛擬存儲淘汰算法）第一章 操作系統(tǒng)概述1、操作系統(tǒng)定義，計算機(jī)系統(tǒng)中所處的地位（1）定義：操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、提供各種服務(wù)，合理組織計算機(jī)工作流程和為用戶有效使用計算機(jī)提供良好運行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。（2）計算機(jī)系統(tǒng)的硬件層提供可計算性資源、包括處理器、寄存器、內(nèi)部存儲器（外存）、外部存儲器和各種輸入與輸出設(shè)備。計算機(jī)系統(tǒng)的軟件由程序、數(shù)據(jù)和文檔組成

2、，軟件可分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。2、實時操作系統(tǒng)的定義和分類 （1）實時操作系統(tǒng)是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，能夠接收并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)做出快速響應(yīng)，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致運行的操作系統(tǒng)。 （2）目前有三種典型的實時系統(tǒng)：過程控制系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、事務(wù)處理系統(tǒng)。3、分時系統(tǒng)中響應(yīng)時間定義與影響因素分時操作系統(tǒng)的主要特征為同時性、共享性、及時性和獨立性（1）響應(yīng)時間是分時系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)之一，是指從終端發(fā)出命令到系統(tǒng)以及應(yīng)答的時間。（2）影響分時系統(tǒng)的影響因素有：CPU速度、時間片長短、用戶數(shù)、系統(tǒng)調(diào)度開銷、切換進(jìn)

3、程時的交換信息量。4、用戶與操作系統(tǒng)之間的接口分類 （1）程序接口又稱應(yīng)用編程接口API，程序中使用這個接口可以調(diào)用操作系統(tǒng)的服務(wù)和功能。（2）操作接口又稱作業(yè)（或功能）級接口，是操作系統(tǒng)為用戶操作控制計算機(jī)工作和提供服務(wù)的手段的集合。5、系統(tǒng)調(diào)用與過程調(diào)用的主要區(qū)別（1）調(diào)用形式不同：過程使用一般調(diào)用指令，其轉(zhuǎn)向地址是固定不變的，包含在跳轉(zhuǎn)語句中，但系統(tǒng)調(diào)用中不包含處理程序入口，而僅僅提供功能號，按功能號調(diào)用。（2）被調(diào)用代碼的位置不同：過程調(diào)用是一種靜態(tài)調(diào)用，調(diào)用程序和被調(diào)用代碼在同一程序內(nèi)，經(jīng)過連接編輯后作為目標(biāo)代碼的一部分。當(dāng)過程升級或修改時，必須重新編譯連接。而系統(tǒng)調(diào)用是一種動態(tài)調(diào)用

4、，系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼在調(diào)用程序之外，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用處理代碼升級或修改時，與調(diào)用程序無關(guān)。而且，調(diào)用程序的長度也大大縮短，減少了調(diào)用程序占用的存儲空間。（3）提供方式不同：過程往往有編譯系統(tǒng)提供，不同編譯系統(tǒng)提供的過程可以不同；系統(tǒng)調(diào)用由操作系統(tǒng)提供，一旦操作系統(tǒng)設(shè)計好，系統(tǒng)調(diào)用的功能、種類與數(shù)量邊固定不變了。（4）調(diào)用的實現(xiàn)不同：程序使用一般機(jī)器指令來調(diào)用過程，是在用戶態(tài)運行的，程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，是通過中斷機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，需要從用戶態(tài)轉(zhuǎn)變到核心態(tài)，在管理狀態(tài)執(zhí)行，因此，程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用的安全性好。6、UNIX操作系統(tǒng)是典型的分時系統(tǒng)，Unix是第一個采用高級語言C編寫的，便于移植不同的計算機(jī)系統(tǒng)7、為

5、什么多道系統(tǒng)的程序要以進(jìn)程的形式參與系統(tǒng)的并發(fā)執(zhí)行？ 多道程序的并發(fā)執(zhí)行有著與單道程序的獨立執(zhí)行所不同的許多新特點，即資源分配的動態(tài)性、程序執(zhí)行的間斷性、相互通訊的可能性以及同步互斥的必要性。程序在并發(fā)系統(tǒng)中執(zhí)行的動態(tài)特性，程序本身是無法描述的。為此，當(dāng)一個程序在并發(fā)系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行時，需要引進(jìn)一個新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述和記錄這些特性。這樣，新引入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與它所描述的程序便形成了一個有機(jī)體，叫做進(jìn)程。操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計技術(shù)提高CPU和外部設(shè)備的利用率（執(zhí)行效率）8、區(qū)分并發(fā)和并行兩個定義：從宏觀和微觀角度并發(fā)是兩個或多個事件在同一個時間間隔內(nèi)發(fā)生，在宏觀上所有的時間同時發(fā)生，微觀上事件串行發(fā)生

6、的。并行是在任意時刻兩個或多個事件同時發(fā)生。如果為多道程序設(shè)計，只有一個CPU只能是并發(fā)，如果有多個CPU，可以做到并行。9、多道程序設(shè)計：為了提高CPU、內(nèi)存、IO等設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮計算機(jī)系統(tǒng)部件的并行性，在計算機(jī)內(nèi)存中同時存放幾道相互獨立的程序，使它們在管理程序控制之下，相互穿插的運行的方法叫多道程序設(shè)計。10、操作系統(tǒng)的主要特征是什么？1）并發(fā)特征（Concurrence）2）共享特征（Sharing）3）不確定性（異步性）11、操作系統(tǒng)的主要功能是什么？1）存儲器管理的功能2）處理機(jī)管理的功能3）設(shè)備管理的功能4）文件管理的功能5）網(wǎng)絡(luò)與通信管理12、現(xiàn)在計算機(jī)采用多道程序設(shè)計的

7、主要原因是什么？1）提高了CPU的利用率2）提高了主存和I/O設(shè)備的利用率3）改進(jìn)了系統(tǒng)的吞吐率4）充分發(fā)揮了系統(tǒng)的并行性13、操作系統(tǒng)常用的資源管理技術(shù)為復(fù)用、虛擬和抽象，其中復(fù)用技術(shù)分為空分復(fù)用共享和時分復(fù)用共享兩種，抽象技術(shù)分為進(jìn)程抽象、虛存抽象和文件抽象等三種基礎(chǔ)抽象。14、按照功能、特點和使用方式三個方面；簡述操作系統(tǒng)的三種基本類型：1)批處理操作系統(tǒng) 2)分時操作系統(tǒng)3)實時操作系統(tǒng)15、處理機(jī)管理的功能1)進(jìn)程控制和管理；2)進(jìn)程同步和互斥；3)進(jìn)程通信；4)進(jìn)程死鎖；5)線程控制和管理；6)處理器調(diào)度，又分高級調(diào)度，中級調(diào)度和低級調(diào)度16、設(shè)備管理的功能1)提供設(shè)備中斷處理；2

8、)提供緩沖區(qū)管理；3)提供設(shè)備獨立性，實現(xiàn)邏輯設(shè)備到物理設(shè)備之間的映射；4)設(shè)備的分配和回收；5)實現(xiàn)共享型設(shè)備的驅(qū)動調(diào)度；6)實現(xiàn)虛擬設(shè)備。17、內(nèi)存管理的功能1)內(nèi)存分配 ；2)地址轉(zhuǎn)換；3)存儲保護(hù)；4)內(nèi)存共享 ；5)存儲擴(kuò)充 。18、文件管理的功能1)提供文件的邏輯組織方法；2)提供文件的物理組織方法；3)提供文件的存取和使用方法；4)實現(xiàn)文件的目錄管理；5)實現(xiàn)文件的共享和安全性控制；6)實現(xiàn)文件的存儲空間管理。19、操作系統(tǒng)管理資源的復(fù)用技術(shù)分為空分復(fù)用共享和時分復(fù)用共享兩種20、計算機(jī)系統(tǒng)資源管理技術(shù)（空分復(fù)用和時分復(fù)用、虛擬、抽象）21、支持多道程序設(shè)計的硬件為中斷和通道22

9、、用戶使用計算機(jī)系統(tǒng)控制作業(yè)執(zhí)行的方式有兩種：脫機(jī)方式和聯(lián)機(jī)方式23、操作系統(tǒng)資源管理技術(shù)中的復(fù)用和虛擬的主要目標(biāo)是解決物理資源數(shù)量不足的問題，而抽象用于處理系統(tǒng)復(fù)雜性、重點解決資源的易用性。24、多道程序設(shè)計、中斷、通道三個概念第二章 處理器管理1、CPU與外部設(shè)備的并行工作的硬件基礎(chǔ)是中斷和通道，其中中斷最為重要計算機(jī)系統(tǒng)的處理器包括一組寄存器，其個數(shù)根據(jù)機(jī)型的不同而不同，它們構(gòu)成了一級存儲，比主存容量小 ，但訪問速度快。這組寄存器所存儲的信息與程序的執(zhí)行有很大關(guān)系，構(gòu)成了處理器現(xiàn)場。 中斷概念：異常概念：進(jìn)程調(diào)度就是控制、協(xié)調(diào)進(jìn)程對CPU資源的競爭2、特權(quán)指令與一般指令 在多道程序設(shè)計環(huán)

10、境中，從資源管理和控制程序執(zhí)行的角度出發(fā)，必須把指令系統(tǒng)中的指令分作兩類：特權(quán)指令和非特權(quán)指令。所謂特權(quán)指令是指那些只能提供給操作系統(tǒng)的核心程序使用的指令。只有操作系統(tǒng)才能執(zhí)行全部指令（特權(quán)指令和非特權(quán)指令），如果一般用戶執(zhí)行特權(quán)指令，會導(dǎo)致非法執(zhí)行而產(chǎn)生保護(hù)中斷，轉(zhuǎn)交給操作系統(tǒng)的“用戶非法執(zhí)行特權(quán)指令”的特殊處理程序處理。3、進(jìn)程和線程的定義（1）進(jìn)程是一個可并發(fā)執(zhí)行的具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位。 （2）線程是操作系統(tǒng)進(jìn)程中能夠獨立執(zhí)行的實體（控制流），是處理器調(diào)度和分派的基本單位。引入線程的目的是為了為了減少程序并發(fā)執(zhí)行時所付

11、出的時間和空間資源，使得并發(fā)粒度更細(xì)、并行性更好4、進(jìn)程的三種基本狀態(tài)含義及其轉(zhuǎn)換條件（1）運行態(tài)：進(jìn)程占有處理器正在運行。 就緒態(tài)：進(jìn)程具備運行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運行。 等待態(tài)：又稱為阻塞態(tài)或睡眠態(tài)，指進(jìn)程不具備運行條件，正在等待某個事件的完成。（2）運行態(tài)等待態(tài)：等待使用資源或某事件發(fā)生。 等待態(tài)就緒態(tài)：資源得到滿足或某事件已經(jīng)發(fā)生。 運行態(tài)就緒態(tài)：運行時間片到，或出現(xiàn)有更高優(yōu)先權(quán)進(jìn)程。 就緒態(tài)運行態(tài)：CPU空閑時被調(diào)度選中一個就緒進(jìn)程執(zhí)行。5、進(jìn)程的五種基本狀態(tài)含義及其轉(zhuǎn)換條件；以及進(jìn)程的七種基本狀態(tài)含義及其轉(zhuǎn)換條件6、進(jìn)程的內(nèi)存映像分為PCB、程序、數(shù)據(jù)和核心棧，其中進(jìn)程控制

12、塊包含的基本信息進(jìn)程控制塊包含三類信息：（1）標(biāo)識信息。用于惟一地標(biāo)識一個進(jìn)程，常常分為由用戶使用的外部標(biāo)識符和被系統(tǒng)使用的內(nèi)部標(biāo)識號。（2）現(xiàn)場信息。用于保留一個進(jìn)程在運行時存放在處理器現(xiàn)場中的各種信息，任何一個進(jìn)程在讓出處理器時必須把此時的處理器現(xiàn)場信息保存到進(jìn)程控制塊中，而當(dāng)該進(jìn)程重新恢復(fù)運行時也應(yīng)恢復(fù)處理器現(xiàn)場。（3）控制信息。用于管理和調(diào)度一個進(jìn)程。7、管程是由局部于自己的若干公共變量及其聲明和所有訪問這些功能變量的過程所組成的軟件模塊。管程的三個基本屬性為共享性、安全性和互斥性。8、解釋：（1）作業(yè)周轉(zhuǎn)時間；（2）作業(yè)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間；（3）響應(yīng)時間；（4）吞吐率。答： 作業(yè)周轉(zhuǎn)時間：

13、批處理用戶從作業(yè)提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完成為止的時間間隔。 作業(yè)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間：如果作業(yè)i的周轉(zhuǎn)時間為ti，所需運行時間為tk，則稱wi=ti /tk為該作業(yè)的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間，n個作業(yè)的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間的平均值為作業(yè)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間。 響應(yīng)時間：互式進(jìn)程從提交一個請求(命令)到接收到響應(yīng)之間的時間間隔。 吞吐率：單位時間內(nèi)處理的作業(yè)數(shù)。9、作業(yè)周轉(zhuǎn)時間 作業(yè)：在應(yīng)用業(yè)務(wù)處理過程中，從輸入開始到運行結(jié)束，用戶要求計算機(jī)所做的有關(guān)該次業(yè)務(wù)處理的全部工作。 批處理用戶從作業(yè)提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完成為止的時間間隔稱作作業(yè)周轉(zhuǎn)時間。也可以說作業(yè)周轉(zhuǎn)時間：如果作業(yè)i提交給系統(tǒng)的時刻是ts，完成時刻是tf，該作業(yè)的周

14、轉(zhuǎn)時間ti為：ti = tf ts。作業(yè)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間的概念10、作業(yè)生存周期共經(jīng)歷四個狀態(tài)，它們是后備、提交、執(zhí)行和完成11、選擇作業(yè)/進(jìn)程調(diào)度算法的基本原則資源利用率、響應(yīng)時間、周轉(zhuǎn)時間、吞吐率、公平性l) 資源利用率，基本為CPU的利用率，越高越好2) 吞吐率：單位時間內(nèi)處理的作業(yè)數(shù)，越多越好3) 公平性：確保每個用戶每個進(jìn)程獲得合理的CPU份額或其他資源份額，不會出現(xiàn)餓死情況4) 響應(yīng)時間：越短越好5) 周轉(zhuǎn)時間：越短越好這幾個基本原則存在一定的矛盾，要按照系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)進(jìn)行綜合平衡12、作業(yè)調(diào)度算法計算四個作業(yè)到達(dá)系統(tǒng)時間/所需CPU時間:作業(yè)1-0/20，作業(yè)2-5/15，作業(yè)3-1

15、0/5，作業(yè)4-15/ 10SJF調(diào)度順序為作業(yè)1、3、4、2，平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間T=25，平均帶權(quán)作業(yè)周轉(zhuǎn)時間W=2.25 。FCFS調(diào)度順序為作業(yè)1、3、4、2，平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間T=28.75， 平均帶權(quán)作業(yè)周轉(zhuǎn)時間W=3.125 。HRRF調(diào)度順序為作業(yè)1、3、4、2，平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間T=26.25， 平均帶權(quán)作業(yè)周轉(zhuǎn)時間W=2.46如果作業(yè)1、2、3、4的優(yōu)先級為1、2、3、4，則調(diào)度順序是什么？13、處理器分調(diào)度處理機(jī)調(diào)度可分為三級，它們是高級調(diào)度（或作業(yè)調(diào)度）、中級調(diào)度、低級調(diào)度（或進(jìn)程調(diào)度）；在一般操作系統(tǒng)中，必須具備的調(diào)度是低級調(diào)度（或進(jìn)程調(diào)度）。14、進(jìn)程的屬性：動態(tài)性：共享性

16、：獨立性：制約性：并發(fā)性15、 操作系統(tǒng)對進(jìn)程的管理是通過原語來實現(xiàn)的，有創(chuàng)建進(jìn)程原語、撤銷進(jìn)程原語等16、 線程的實現(xiàn)分為三類：內(nèi)核線程、用戶級線程和混合式線程17、 進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行中，如果不控制則會產(chǎn)生與時間有關(guān)的錯誤，通常表現(xiàn)為結(jié)果不唯一和永遠(yuǎn)等待兩種情況。18、進(jìn)程調(diào)度和線程調(diào)度內(nèi)涵第三章 同步、通信與死鎖1、多道程序設(shè)計的實質(zhì)以空間換時間進(jìn)程通信進(jìn)程之間互相交換信息的工作并發(fā)程序設(shè)計概念：2、進(jìn)程互斥與同步定義（1）進(jìn)程互斥是指若干個進(jìn)程要使用同一共享資源時，任何時刻最多允許一個進(jìn)程去使用，其他要使用該資源的進(jìn)程必須等待，直到占有資源的進(jìn)程釋放該資源。（2）進(jìn)程同步指兩個以上進(jìn)程基于某

17、個條件來協(xié)調(diào)它們的活動，同步進(jìn)程之間的關(guān)系為相互制約。（3）在多道程序設(shè)計中解決進(jìn)程競爭和協(xié)作的機(jī)制為進(jìn)程互斥和進(jìn)程同步兩種4、臨界區(qū) 把并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱為“臨界區(qū)”。共享變量所代表的資源為“臨界資源” 在每個進(jìn)程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)。為實現(xiàn)對它的共享，應(yīng)保證進(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)。對臨界區(qū)管理的基本原則： 一次至多允許一個進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)內(nèi) 一個進(jìn)程不能無限地停留在臨界區(qū)內(nèi) 一個進(jìn)程不能無限地等待進(jìn)入臨界區(qū)5、共享變量 臨界區(qū)中共享變量代表的資源叫“臨界資源”。6、信號量定義和PV操作 （1）一個進(jìn)程在某一特殊點上被迫停止執(zhí)行直到接收到一個對應(yīng)的特殊變量值，通過特殊

18、變量這一設(shè)施，任何復(fù)雜的進(jìn)程交互要求可得到滿足，這種特殊變量就是信號量。信號量按其用途分為：公用信號量和私有信號量。信號量按其取值分為：二元信號量和一般信號量。 （2）PV操作：是兩個原語，詳細(xì)的執(zhí)行過程見教材（P137）7.一個家庭只有一個爸爸、一個媽媽、一個兒子和一個女兒以及一個盤子用于裝水果，其中爸爸只削蘋果放到盤子中，媽媽只剝桔子放盤子中，兒子只吃桔子，女兒只吃蘋果。試用P、V操作來描述這種情況。8.有一個單通道的橋，橋上可以容納n輛車同一個方向通行。請用信號量及P、V操作描述兩個方向進(jìn)程的同步算法（偽代碼即可，需要寫出設(shè)置信號量含義并初始化信號量） 9、讀者寫者問題。允許多個讀者同時

19、執(zhí)行讀操作；任一寫者在完成寫操作之前不允許其它讀者或?qū)懻吖ぷ?；寫者?zhí)行寫操作前，應(yīng)讓已有的寫者和讀者全部退出。用信號量和P、V操作實現(xiàn)它們的同步。integer rc =0; Semaphore W，Mutex; Rc = 0; /* 讀進(jìn)程計數(shù) */ W = 1; /* 寫的資源只有一個*/Mutex = 1;read_i( ) write_j() P(Mutex); P(W); rc := rc + 1; 寫文件; if rc=1 then P(W)； V(W); V(Mutex); 讀文件； P(Mutex); rc := rc - 1; if rc = 0 then V(W)； V(M

20、utex);10、有兩個優(yōu)先級相同的進(jìn)程P1和P2，各自執(zhí)行的操作如下，信號量S1和S2初值均為0。試問P1、P2并發(fā)執(zhí)行后，x、y、z的值各為多少？P1: P2:beginbeginy:=1;x:=1;y:=y+3;x:=x+5;V(S1);P(S1);z:=y+1;x:=x+y;P(S2);V(S2);y:=z+y;z:=z+x;end;end;答：P1和P2兩個進(jìn)程的頭兩句是可以并行執(zhí)行的，而且不是數(shù)據(jù)相關(guān)的。后去語句可根據(jù)PV操作原理可知，P1必定先執(zhí)行，直到P(S2);暫停，此時P2執(zhí)行，過了V(S2);語句，P1才能繼續(xù)執(zhí)行，此時x10，y4，z5。P1和P2進(jìn)程的最后兩個語句執(zhí)行

21、的順序關(guān)系非常大，因為是數(shù)據(jù)相關(guān)的。如果P1先執(zhí)行，則最后的值為x10，y9，z15如果P2先執(zhí)行，則最后的值為x10，y19， z15 11、管程定義和基本屬性 （1）管程是由局部于自己的若干公共變量及其說明和所有訪問這些公共變量的過程所組成的軟件模塊。 （2）基本屬性：共享性、安全性、互斥性12、進(jìn)程死鎖的4個必備條件（1）互斥條件：進(jìn)程應(yīng)互斥使用資源，任一時刻一個資源僅為一個進(jìn)程獨占，若另一個進(jìn)程請求一個已被占用的資源時，它被置成等待狀態(tài)，直到占用者釋放資源。破壞這個條件幾乎是不可能的。（2）占有和等待條件：一個進(jìn)程請求資源得不到滿足而等待時，不釋放已占有的資源。（3）不剝奪條件：任一個

22、進(jìn)程不能從另一個進(jìn)程那里搶奪資源，即已被占用的資源，只能由占用進(jìn)程自己來釋放。（4）循環(huán)等待條件：存在一個循環(huán)等待鏈，其中，每一個進(jìn)程分別等待它前一個進(jìn)程所持有的資源，造成永遠(yuǎn)等待。13、多種獨占設(shè)備可能發(fā)生死鎖的原理在許多應(yīng)用中，一個進(jìn)程需要獨占訪問多個資源，而操作系統(tǒng)允許多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行共享資源時，此時可能會出現(xiàn)進(jìn)程永遠(yuǎn)被阻塞的現(xiàn)象。產(chǎn)生死鎖的原因：一是系統(tǒng)提供的資源數(shù)量有限,不能滿足每個進(jìn)程的使用;二是多道程序運行時,進(jìn)程推進(jìn)順序不合理。14、銀行家算法定義、作用和安全性檢查過程銀行家算法是一種死鎖避免算法，就是對每一個請求進(jìn)行檢查，檢查這次資源申請是否會導(dǎo)致不安全狀態(tài)。若是，則不滿足該

23、請求；否則便滿足。檢查狀態(tài)是否安全的方法是看他是否有足夠的資源滿足一個距最大需求最近的客戶。如果可以，則這筆投資認(rèn)為是能夠收回的，然后接著檢查下一個距最大需求最近的客戶，如此反復(fù)下去。如果所有投資最終都被收回，則該狀態(tài)是安全的，最初的請求可以批準(zhǔn)。安全性檢查過程15、設(shè)系統(tǒng)中有3種類型的資源A、B、C和5個進(jìn)程P1、P2、P3、P4、P5，資源數(shù)量A、B、C為（17,5,20）。在T0時刻系統(tǒng)狀態(tài)如下所示：最大資源需求量已分配資源數(shù)量剩余資源ABCABCABCP1559212233P2536402P34011405P4425204P5424314系統(tǒng)采用銀行家算法實施死鎖避免策略。（1） T0

24、時刻是否為安全狀態(tài)？若是，請給出安全序列。（2） 在T0時刻，若進(jìn)程P2請求資源（0,3,4），是否能實施資源分配？為什么？（3） 在（2）的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P4請求資源（2,0,1），是否能實施資源分配？為什么？（4） 在（3）的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P1請求資源（0,2,0），是否能實施資源分配？為什么？答：首先增加每個進(jìn)程還需要的資源數(shù)量最大資源需求量已分配資源數(shù)量還需資源數(shù)量剩余資源ABCABCABCABCP1559212347233P2536402134P34011405006P4425204221P5424314110（1）剩余資源滿足P4，則剩余資源數(shù)量（4,3,7），那么可以滿足P2、P

25、3、P5的需求，最后為任意組合剩余資源滿足P5，則剩余資源數(shù)量（5,4,7），可以滿足任何進(jìn)程需求。所以為安全狀態(tài)（2）超過剩余資源數(shù)，不能實施分配，（3）第二步為拒絕分配，所以剩余資源數(shù)仍然為（2,3,3），進(jìn)程4請求（2,0,1），可以滿足實施，安全序列為P4，P5，P3，P2，P1，（4）第三部為可以分配，此時系統(tǒng)剩余資源數(shù)為（0,3,2），如果分配為進(jìn)程P1（0,2,0），則剩余資源數(shù)為（0,1,2），則不能尋找一個進(jìn)程的安全序列，所以拒絕分配。15、 進(jìn)程通信的概念，常用的進(jìn)程通信方式有：信號通信機(jī)制、管道通信機(jī)制、共享內(nèi)存通信機(jī)制、消息傳遞通信機(jī)制和信號量通信機(jī)制16、死鎖檢測算法

26、的過程描述？第四章 內(nèi)存管理1、程序局部性原理程序局部性原理：程序在執(zhí)行過程中的一個較短時間內(nèi)，所執(zhí)行的指令地址或操作數(shù)地址分別局限于一定的存儲區(qū)域中。程序局部性可細(xì)分為時間局部性和空間局部性。2、簡述存儲管理的基本功能：(1)內(nèi)存分配和去配：請求和釋放主存空間; (2)地址映射：抽象成一維數(shù)組或二維地址空間; (3) 存儲共享和存儲保護(hù)，其中存儲保護(hù)為各道作業(yè)、任務(wù)或進(jìn)程在自己所屬區(qū)域中運行，不破壞別的作業(yè)或不被“別人”破壞，更不要破壞整個系統(tǒng)工作; 存儲共享是為了進(jìn)程間通信和提高主存利用率，兩個或多個進(jìn)程共用內(nèi)存中相同的分區(qū)，即他們的物理內(nèi)存有相交部分; (4)存儲擴(kuò)充：虛擬內(nèi)存，允許進(jìn)程

27、虛擬地址空間大于主存空間。3、重定位定義和過程 （1）從用戶的源程序進(jìn)入系統(tǒng)到相應(yīng)程序在機(jī)器上運行，所經(jīng)歷的主要處理階段有編譯階段、鏈接階段、裝入階段和運行階段。 （2）為了保證程序的正確運行，必須把程序和數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址，這一工作稱為地址轉(zhuǎn)換或重定位。 （3）地址轉(zhuǎn)換有兩種方式，一種方式是在作業(yè)裝入時由作業(yè)裝入程序（裝配程序）實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，稱為靜態(tài)重定位；這種方式要求目標(biāo)程序使用相對地址，地址變換在作業(yè)執(zhí)行前一次完成；另一種方式是在程序執(zhí)行過程中，CPU訪問程序和數(shù)據(jù)之前實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換，稱為動態(tài)重定位。把目標(biāo)模塊中的地址稱為相對地址（或稱為“邏輯地址”），而把相對地址的集合稱為“相

28、對(邏輯)地址空間”或簡稱為“地址空間”。存中一系列存儲信息的物理單元集合為內(nèi)存地址。內(nèi)存中物理單元的編號稱為物理地址或絕對地址，相應(yīng)的也稱為物理地址空間。4、動態(tài)重定位方式裝入的作業(yè)，在執(zhí)行中允許操作系統(tǒng)由條件移動將其移動 在內(nèi)存的連續(xù)分配方式中可通過緊湊來減少內(nèi)存碎片，但此時必須將有關(guān)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行重定位；而動態(tài)重定位是一種允許作業(yè)在運行中、在內(nèi)存中進(jìn)行移動的技術(shù)。5、快表的目的存放在相連存儲器的頁表稱快表。將一段時間內(nèi)經(jīng)常訪問的某些頁面登記在快表中，可以大大加快指令的執(zhí)行速度。6、可變分區(qū)管理的基本原理及其常用算法（1）可變分區(qū)管理的基本原理：系統(tǒng)在作業(yè)裝入主存執(zhí)行之前并不建立分區(qū)，當(dāng)要

29、裝入一個作業(yè)時，再根據(jù)作業(yè)需要的主存量查看主存中是否有足夠的空間。若有，則按需要量分割一個分區(qū)分配給該作業(yè)；若無，則令該作業(yè)等待主存空間。（2）常用算法：最先適應(yīng)分配算法、下次適應(yīng)分配算法、最優(yōu)適應(yīng)分配算法、最壞適應(yīng)分配算法、快速適應(yīng)算法。7、分頁式管理指令的邏輯地址和段式管理指令的邏輯地址組成 （1）分頁式管理指令的邏輯地址組成：頁號、頁內(nèi)地址（頁內(nèi)偏移量） （2）段式管理指令的邏輯地址組成：段號、段內(nèi)地址（段內(nèi)偏移量）8、虛擬存儲的容量大小取決于計算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)9、分頁式存儲管理中地址轉(zhuǎn)換工作過程 地址轉(zhuǎn)換時，只要從頁表控制寄存器就可以找到相應(yīng)的頁表，再按照邏輯地址中的頁號作索引查頁表，得

30、到對應(yīng)的塊號，根據(jù)關(guān)系式：絕對地址塊號塊長單元號，計算出欲訪問的主存單元的地址。在實際進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換時，只要把邏輯地址中的單元號作為絕對地址中的低地址部分，而根據(jù)頁號從表中查得的塊號作為絕對地址中的高地址部分，就組成了訪問主存儲器的絕對地址。10、分頁式存儲管理和分段式存儲管理的不同之處分段是信息的邏輯單位，由源程序的邏輯結(jié)構(gòu)所決定，用戶可見，段長可根據(jù)用戶需要來規(guī)定，段起始地址可以從任何主存地址開始。在分段方式中，源程序(段號，段內(nèi)位移)經(jīng)連結(jié)裝配后仍保持二維結(jié)構(gòu)。分頁是信息的物理單位，與源程序的邏輯結(jié)構(gòu)無關(guān)，用戶不可見，頁長由系統(tǒng)確定，頁面只能以頁大小的整倍數(shù)地址開始。在分頁方式中，源程序(

31、頁號，頁內(nèi)位移)經(jīng)連結(jié)裝配后變成了一維結(jié)構(gòu)。11、在一個請求式分頁存儲管理體系中，一個程序的頁面走向是：6、5、4、3、2、1、5、4、3、6、5、4、3、2、1、6、5請分別采用OPT、FIFO算法和LRU算法，求出在作業(yè)分得的內(nèi)存塊數(shù)分別為M=4和M=5是缺頁中斷測試和缺頁中斷率各位多少？FIFO，M=4，缺頁中斷率為13/17=76.47%6543215436543216566662222333333335555511116666666644445555555222233334444444111LRU，M=4，缺頁中斷率為14/17=82.35%654321543654321656666

32、5432154365432555432154365432144321543654321632154365432165FIFO，M=5，缺頁中斷率為14/17=82.35%65432154365432165666665555432165435555444432165432444333321654321332222165432162111165432165LRU，M=5，缺頁中斷率為11/17=64.7%6543215436543216566666543211116543555543215436543244432154365432133215436543216215436543216512、 在段

33、頁式存儲管理系統(tǒng)中，每個進(jìn)程都一個段表和一組頁表13、很好地解決了內(nèi)存利用率的存儲管理方法是頁式管理，而不是段式管理或可變分區(qū)管理14、存儲管理中試分析大頁面與小頁面各自的優(yōu)缺點（1） 如果頁面較小，虛擬空間的頁面數(shù)就增加，頁表也隨之?dāng)U大。占用的空間多，但可減少內(nèi)部碎片。（2） 如果頁面較大，可以減少頁表所耗費的存儲空間，有利于提高I/O的效率，但內(nèi)部碎片浪費多。15、簡述五種可變分區(qū)分配算法。（1）最先適應(yīng)分配算法：空閑區(qū)表中的空閑區(qū)可按首地址從小到大順序排列（2）下次適應(yīng)分配算法（3) 最優(yōu)適應(yīng)分配算法：空閑區(qū)表中的空閑區(qū)可按空閑塊從小到大順序排列（4）最壞適應(yīng)分配算法：空閑區(qū)表中的空閑區(qū)

34、可按空閑塊從大到小順序排列（5) 快速適應(yīng)分配算法 16、簡述分段式存儲管理的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的詳細(xì)過程第五章 設(shè)備管理1、設(shè)備管理中I/O軟件分為用戶程序、獨立于設(shè)備的軟件、設(shè)備驅(qū)動程序和中斷處理程序以及硬件組成。其中設(shè)備管理的基本功能？答：（1）外圍設(shè)備中斷處理 （2）緩沖區(qū)管理 （3）外圍設(shè)備的分配與回收：設(shè)備分別應(yīng)保證設(shè)備有較高的利用率和避免死鎖問題 （4）外圍設(shè)備驅(qū)動調(diào)度 （5）虛擬設(shè)備及其實現(xiàn) 通常把I/O設(shè)備及其接口線路、設(shè)備控制部件、通道和管理軟件總稱為I/O系統(tǒng)2、I/O軟件的層次及其功能層次設(shè)備無關(guān)軟件設(shè)備驅(qū)動程序中斷處理程序硬件用戶進(jìn)程I/O應(yīng)答 I/O功能執(zhí)行I/

35、O操作命名；保護(hù)；阻塞；緩沖；分配置設(shè)備寄存器；檢查狀態(tài)當(dāng)I/O結(jié)束時，喚醒驅(qū)動程序進(jìn)行I/O調(diào)用；格式化I/O；假脫機(jī)I/O請求3、設(shè)備管理的目標(biāo)設(shè)備管理要達(dá)到提供統(tǒng)一界面、方便使用、發(fā)揮系統(tǒng)并行性，提高I/O設(shè)備使用效率等目標(biāo)。4、I/O控制方式：程序查詢、中斷、DMA、通道等四種。5、設(shè)備無關(guān)性：又稱設(shè)備獨立性，通常用戶不指定特定的設(shè)備，而指定邏輯設(shè)備，使得用戶作業(yè)和物理設(shè)備獨立開來，再通過其它途徑建立邏輯設(shè)備和物理設(shè)備之間的對應(yīng)關(guān)系6、緩沖技術(shù)定義、目的和常用的有哪些 （1）緩沖技術(shù)實現(xiàn)的基本思想：當(dāng)一個進(jìn)程執(zhí)行寫操作輸出數(shù)據(jù)時，先向系統(tǒng)申請一個輸出緩沖區(qū)，然后，將數(shù)據(jù)高速送到緩沖區(qū)。

36、若為順序?qū)懻埱?，則不斷把數(shù)據(jù)填到緩沖區(qū)，直到它被裝滿為止。此后，進(jìn)程可以繼續(xù)它的計算，同時，系統(tǒng)將緩沖區(qū)內(nèi)容寫到I/O設(shè)備上。當(dāng)一個進(jìn)程執(zhí)行讀操作輸入數(shù)據(jù)時，先向系統(tǒng)申請一個輸入緩沖區(qū)，系統(tǒng)將一個物理記錄的內(nèi)容讀到緩沖區(qū)中，然后，根據(jù)進(jìn)程要求，把當(dāng)前需要的邏輯記錄從緩沖區(qū)中選出并傳送給進(jìn)程。（2）引入緩沖技術(shù)的目的：為了改善中央處理器與外圍設(shè)備之間速度不匹配的矛盾，以及協(xié)調(diào)邏輯記錄大小與物理記錄大小不一致的問題，提高CPU和I/O設(shè)備的并行性，減少I/O對CPU的中斷次數(shù)和放寬對CPU中斷響應(yīng)時間的要求。（3）常用的緩沖技術(shù)有：單緩沖、雙緩沖、多緩沖。（4）緩沖區(qū)是在計算機(jī)的內(nèi)存中開辟的。7、

37、磁盤驅(qū)動技術(shù)定義，常用的有哪些及其計算過程 （1）當(dāng)計算機(jī)系統(tǒng)中存在若干I/O請求到來并等待處理，此時系統(tǒng)必須采用一種調(diào)度策略，使能按最佳次序執(zhí)行要求訪問的諸請求，使總的I/O請求服務(wù)所需消耗的時間較少，這就叫驅(qū)動調(diào)度。（2）常用的有：循環(huán)排序、優(yōu)化分布、交替地址、搜查定位（電梯調(diào)度、最短查找時間優(yōu)先、掃描、分步掃描、單向掃描）8、Spooling技術(shù)的基本原理SPOOLing（外部設(shè)備聯(lián)機(jī)并行操作）是關(guān)于慢速字符設(shè)備如何與計算機(jī)主機(jī)交換信息的一種技術(shù)，通常稱為“假脫機(jī)技術(shù)”。SPOOLing技術(shù)實質(zhì)上是用戶進(jìn)程利用一共享設(shè)備的一個存儲區(qū)，并不是真正占有這一設(shè)備，用戶進(jìn)程把要完成的任務(wù)以文件的

38、形式存入存儲區(qū)，在存儲區(qū)中排隊并等待SPOOLing系統(tǒng)調(diào)度，只有被SPOOLing系統(tǒng)調(diào)度并輸出，此項任務(wù)才真正完成，通過這一技術(shù)可以大大提高了共享設(shè)備的使用率，節(jié)約了硬件資源。SPOOLing技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備管理時的工作特征：1、提高了I/O速度2、將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備3、在SPOOLing 系統(tǒng)中，實際上并沒有為任何進(jìn)程分配，而只是在輸入井和輸出井中，為進(jìn)程分配一存儲區(qū)并建立一張I/O請求表。這樣，便把獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備。9、設(shè)備分為獨占設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備三類，其中虛擬設(shè)備的定義第六章 文件管理1、文件系統(tǒng)面向用戶的主要功能（1）文件的按名存??；（2）文件目錄的建立和維護(hù)；（3

39、）實現(xiàn)從邏輯文件到物理文件的轉(zhuǎn)換；（4）文件存儲空間的分配和管理；（5）提供合適的文件存取方法；（6）實現(xiàn)文件的共享、保護(hù)和保密；（7）提供一組可供用戶使用的文件操作。 文件管理系統(tǒng)是通過把它所管理的信息（程序和數(shù)據(jù)）組織成一個個文件的方式來實現(xiàn)其管理的。2、文件的定義 文件是由文件名字標(biāo)識的一組信息的集合。按照文件的用途，文件可以分為系統(tǒng)文件、庫文件和用戶文件從文件管理角度來看，文件是由文件控制塊和文件體組成。3、文件控制塊的定義 每一個文件在文件目錄中登記一項，所以，實質(zhì)上文件目錄是文件系統(tǒng)建立和維護(hù)的它所包含的文件的清單，每個文件的文件目錄項又稱文件控制塊FCB。4、多級目錄（1）每一級目錄可以是下一級目錄的說明，也可以是文件的說明，從而，形成了層次文件系統(tǒng)。（2）多級目錄結(jié)構(gòu)通常采用樹形結(jié)構(gòu)，它是一棵倒向的有根樹，樹根是根目錄；從根向下，每一個樹枝是一個子目錄；而樹葉是文件。（3）樹型多級目錄的優(yōu)點：較好地反映了現(xiàn)實世界中具有層次關(guān)系的數(shù)據(jù)集合和較確切地反映系統(tǒng)內(nèi)部文件的分支結(jié)構(gòu)；不同文件可以重名，只要它們不位于同一末端的子目錄中，易于規(guī)定不同層次或子樹中文件的不同存取權(quán)限，便于文件的保護(hù)、保密和共享等。5、文件路徑名 在樹形目錄結(jié)構(gòu)中，一個文件的全名將包括從根