《計算機操作系統(tǒng)》期末復習

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復習要點

第一章操作系統(tǒng)概述

1、操作系統(tǒng)的定義及特征

答：OS定義：操作系統(tǒng)是控制和管理計算機硬件和軟件資源、合理地組織和管理計算機的工作流程以便利用戶使用的程序的集合。

OS特征：并發(fā)，共享，虛擬，異步性。

操作系統(tǒng)最重要的兩個目標是有效性和便利性

2、操作系統(tǒng)分類：批處理、分時、實時；三種系統(tǒng)的特點；聯(lián)機批處理到脫機批處理的解決方法Spooling

批處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點是解決了作業(yè)間的自動轉換問題，提高了CPU的利用率，所以系統(tǒng)吞吐量大，資源利用率高主要缺點就是交互性差，一旦作業(yè)提交，其中間過程就很難控制。實時操作系統(tǒng)其主要特征是實時性和可靠性。

分時操作系統(tǒng)具有以下特性：（1）多路性（同時）（2）獨立性（3）及時性（4）交互性。Q:批處理系統(tǒng)的主要缺點是：（清華大學1996年試題）A．CPU利用率低。B．不能并發(fā)執(zhí)行。C．缺少交互性。D．以上都不是。選擇C。

Q:1.多道運行的特征之一就是宏觀并行，它的含義是（）（2000年，華中科技大學）2.多道程序設計的特點是多道、（）和（）（2000年XX電子科技大學）答案：1.計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序2.宏觀上并行，微觀上串行

Q：填空題：批處理系統(tǒng)主要解決（）問題，分時系統(tǒng)主要解決（）問題（華中科技大學2023）答案：吞吐量交互性Q：填空題：實時信息處理是實時應用的一種，例如（）和（）是實時處理的例子（華中科技大學2000）答案：飛機訂票系統(tǒng)圖書資料查詢系統(tǒng)

Q:選擇題：（B）不是設計實時操作系統(tǒng)主要要追求的目標：A安全可靠B資源利用率C及時響應D快速處理

Q:選擇題：實時操作系統(tǒng)必需在（）內處理完來自外部的事件。A.一個機器周期B.被控對象規(guī)定時間C.周轉時間D.時間片答案：B

3、理解并發(fā)與并行

并行性：多個事件在同一時刻同時發(fā)生

并發(fā)性：宏觀上在同一時間段內同時運行，微觀上交替執(zhí)行單處理機系統(tǒng)：宏觀上并發(fā)，微觀上交替執(zhí)行。多處理機系統(tǒng)：微觀有并行。

Q：在單處理器中，可并行的是（2-3-4）Ⅰ.進程和進程Ⅱ.處理器與設備Ⅲ.處理器與通道Ⅳ.設備與設備

Q：在程序中在試圖讀取某個磁盤上的第100個規(guī)律塊，使用操作系統(tǒng)提供的（A）接口A.系統(tǒng)調用B.圖形用戶接口C.原語D.鍵盤命令

Q:在用戶程序中要將一個字符送到顯示器上顯示，應使用操作系統(tǒng)提供的__接口。A系統(tǒng)調用B鍵盤命令C原語

D子程序調用

（2000年，華中科技大學）答案A

4、特權指令與非特權指令

特權指令：只有在管態(tài)才能執(zhí)行的指令。(影響系統(tǒng)狀態(tài))開關中斷，置程序狀態(tài)字，停機，IO，??.非特權指令：在算態(tài)和目態(tài)下均可執(zhí)行的指令。取數，四則運算，??5、處理機狀態(tài)及狀態(tài)轉換（目態(tài)、管態(tài)）處理機狀態(tài)：系統(tǒng)態(tài)：(管態(tài)，核態(tài))用戶態(tài)：(目態(tài)，常態(tài))狀態(tài)轉換：管態(tài)→目態(tài)(置程序狀態(tài)字)目態(tài)→管態(tài)(中斷，trap)Q:操作系統(tǒng)程序都是在核心態(tài)下才能運行。（大連理工大學2000年試題）錯。操作系統(tǒng)提供的服務，一部分必需在核心態(tài)下才能運行，如進程調度、目錄服務等。還有一些功能，如DOS下的外部命令，則可以由用戶調用，運行在用戶態(tài)下。

Q：以下選項中，會導致用戶進程從用戶態(tài)切換到內核態(tài)的操作是（1-3）Ⅰ.整數除以零Ⅱ.sin()函數調用Ⅲ.read()系統(tǒng)調用

Q：以下選項中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是（）答案：CA.系統(tǒng)調用B.外部中斷C.進程切換D.缺頁

其次章進程管理

1、進程的概念：

答：進程是程序的一次執(zhí)行，該進程可與其它進程并發(fā)執(zhí)行；它是一個動態(tài)的實體，在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)設計中，進程既是資源的基本分派單元，也是基本的執(zhí)行單元。2、進程的結構、三種基本狀態(tài)及狀態(tài)之間的轉換和轉換條件

答：進程的組成：PCB（進程存在的唯一標志），程序+數據段=實體，工作區(qū)。

Q：假使系統(tǒng)中有N個進程，運行的進程最多幾個，最少幾個；就緒進程最多幾個最少幾個；等待進程最多幾個，

最少幾個？

[解答]：在單處理機系統(tǒng)中，處于運行狀態(tài)的進程最多為1個，最少為0個；處于就緒進程最多為N-1個，最少為0個；處于阻塞的進程最多為N個，最少為0個。

Q：一個進程釋放了一臺打印機，它可能會改變（）的狀態(tài)。

A.自身進程B.輸入/輸出進程C.另一個等待打印機的進程D.所有等待打印機的進程答案：C

Q：一個進程的基本狀態(tài)可以從其他兩種基本狀態(tài)轉變過去，這個基本的狀態(tài)一定是（）。答案：CA.執(zhí)行狀態(tài)B.阻塞狀態(tài)C.就緒狀態(tài)D.完成狀態(tài)3、進程與程序的聯(lián)系與區(qū)別

（1）程序是靜態(tài)的，進程是動態(tài)的。程序是有序代碼的集合；進程是程序的一次執(zhí)行。

（2）進程是暫時的，程序的永久的。進程是一個變化的過程，有生命周期，暫時存在，程序沒有生命周期，可長久保存。

（3）進程還是操作系統(tǒng)資源分派和保護的基本單位，程序沒有此功能。

（4）進程與程序的對應關系。通過屢屢執(zhí)行，一個程序可對應多個進程；通過調用關系，一個進程可包括多個程序。（5）進程與程序的結構不同。

4、進程的并發(fā)執(zhí)行使進程失去順序性，可能產生與時間有關的錯誤。5、共享變量、臨界區(qū)、臨界資源的概念

臨界區(qū)：在每個進程中，訪問臨界資源的那段程序能夠從概念上分開出來，稱為臨界區(qū)或臨界段。它就是進程中對公共變量(或存儲區(qū))進行審查與修改的程序段，稱為相對于該公共變量的臨界區(qū)。

臨界資源（獨占資源）：在一段時間內只允許一個進程訪問的資源（如打印機等硬件；棧、變量、表格等）6、進程互斥的概念

7、重點：信號量機制——定義整形變量如S表示信號量，S的初值、S>0表示有S個資源可用、S0,則調用V(S)的進程繼續(xù)執(zhí)行；若S

Q：設有4個作業(yè)同時到達，每個作業(yè)的執(zhí)行時間均為2個小時，它們在一臺處理機上按單道方式執(zhí)行，則平均周轉時間為（）

A1小時，B5小時C2.5小時D8小時

答案B（平均作業(yè)周轉時間=（2+（2+2）+（2+2+2））+（2+2+2+2））/4=5小時

Q：某系統(tǒng)采用短作業(yè)優(yōu)先的調度策略，現有作業(yè)序列：作業(yè)1（提交時間：8:00,運行時間1.50），作業(yè)2（提交時間：8:30,運行時間0.80）作業(yè)3（提交時間：9:00,運行時間0.10），作業(yè)4（提交時間：9:30,運行時間0.30），單位：小時，以十進制計。其平均帶權周轉時間為：（）A4.65B3.00C5.52D12.23答案B

Q：填空題：在作業(yè)調度算法中，（短作業(yè)優(yōu)先（SJF））調度算法的調度性能要好些。

Q:有一個具有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調度采用短作業(yè)優(yōu)先的調度算法，進程調度采用以優(yōu)先數為基礎的搶占式調度算法。在下表所示的作業(yè)序列，作業(yè)優(yōu)先數即為進程優(yōu)先數，優(yōu)先數越小優(yōu)先級越高。（1）列出所有作業(yè)進入內存時間及終止時間。（2）計算平均周轉時間。作到達運行優(yōu)先業(yè)時間時間數名ABCD10:004010:203010:305010:502053462、死鎖的概念：組進程中的每一個進程，均無限期地等待此組進程中某個其他進程占有的，因而永遠無法得到的資源，這種現象稱為進程死鎖。

3、死鎖四個必要條件：資源獨占、保持申請、不可剝奪、循環(huán)等待

4、死鎖四種處理方法：死鎖預防、死鎖避免、死鎖檢測（檢測工具：資源分派圖）、死鎖恢復5、死鎖預防的兩種方法：預先分派策略（保持申請）、有序分派策略（循環(huán)等待）

6、死鎖避免：進程提出資源請求，系統(tǒng)在分派之前進行安全性檢測，若使進程進入擔憂全狀態(tài)，則拒絕分派。重點：銀行家算法（必需有完整的計算過程，只有結果無過程不能給總分值）課本P113

銀行家算法的實質就是要設法保證系統(tǒng)動態(tài)分派資源后依舊保持安全狀態(tài)，從而避免死鎖的發(fā)生6、死鎖恢復（解除）四種方式：重新啟動、終止進程、剝奪資源、進程回退產生死鎖的原因:進程間推進順序非法和競爭資源Q:（1）出現以下的狀況可能導致死鎖的是()。

A．進程釋放資源B．一個進程進入死循環(huán)C．多個進程競爭資源出現了循環(huán)等待D．多個進程競爭使用共享型的設備答案：CQ：（2）在操作系統(tǒng)中，死鎖出現是指()。A．計算機系統(tǒng)發(fā)生重大故障B．資源個數遠遠小于進程數

C．若干進程因競爭資源而無限等待其他進程釋放已占有的資源D．進程同時申請的資源數超過資源總數答案：C

Q:（3）一次分派所有資源的方法可以預防死鎖的發(fā)生，它破壞的死鎖四個必要條件中的()。A．互斥B．占有并請求C．非剝奪D．循環(huán)等待答案：B

Q：（4）死鎖預防是保證系統(tǒng)不進入死鎖狀態(tài)的靜態(tài)策略，其解決方法是破壞產生死鎖的四個必要條件之一。以下方法中破壞了“循環(huán)等待〞條件的是()。答案：D

A．銀行家算法B．一次性分派策略C．剝奪資源法D．資源有序分派策略Q：（5.）死鎖的四個必要條件中，無法破壞的是()。答案：B

A．環(huán)路等待資源B．互斥使用資源C．占有且等待資源D．非搶奪式分派判斷題

當由于為進程分派資源使系統(tǒng)處于擔憂全狀態(tài)時，系統(tǒng)一定會導致死鎖。（）答案：錯Q：死鎖的避免是根據（）采取措施實現的。A.配置足夠的系統(tǒng)資源B.使進程的推進順序合理

C.破壞死鎖的4個必要條件之一D.防止系統(tǒng)進入擔憂全狀態(tài)答案：D

Q:3個進程共享4個同類資源，這些資源的分派和釋放只能一次一個。已知每個進程最多占據2個資源，則該系統(tǒng)A.有某些資源可能永遠得不到該類資源B.必然有死鎖

C.進程請求該類資源立刻能得到D.必然無死鎖答案：D

Q:某計算機系統(tǒng)中有8臺打印機，由K個進程競爭使用，每個進程最多需要3臺打印機。該系統(tǒng)可能會發(fā)生死鎖的K的最小值是()。

A．2B．3C．4D．5答案：C

Q：某系統(tǒng)中共有11臺磁帶機，X個進程共享此磁帶機設備，每個進程最多請求使用3臺，則系統(tǒng)必然不會死鎖的最大X值是()。

A．4B．5C．6D．7答案：BQ：選擇：銀行家算法是一種(B)算法.A死鎖解除B死鎖避免C死鎖預防D死鎖檢測

判斷題：銀行家算法是用來預防死鎖的.(錯)

第四章內存管理

1、靜態(tài)重定位——在裝入一個作業(yè)時，把作業(yè)中的指令地址全部轉換為絕對地址（地址轉換工作是在作業(yè)執(zhí)行前集中一次完成的）在作業(yè)執(zhí)行過程中就無須再進行地址轉換工作。

2、動態(tài)重定位——動態(tài)地址重地位是在程序執(zhí)行過程中，在CPU訪問內存之前,將要訪問的程序或數據地址轉換成內存地址。動態(tài)重定位依靠硬件地址變換機構完成。

3、分區(qū)分派策略——最先適應算法、最正確適應算法、最壞適應算法。首次適應算法(first-fit)

分派方法：將所有的空閑分區(qū)依照地址遞增的順序排列，依照分區(qū)的先后次序，從頭開始查找，符合要求的第一個分區(qū)就是要找的分區(qū)。最正確適應算法(best-fit)

分派方法：將所有的空閑分區(qū)依照其容量遞增的順序排列，當要求分派一個空白分區(qū)時，由小到大進行查找，找到最適合的分派。

最壞適應算法(worst-fit)

分派方法：與最正確適應算法相反，將所有的空白分區(qū)按容量遞減的順序排列，最前面的最大的空閑分區(qū)就是找到的分區(qū)。

4、分頁式存儲管理方式：作業(yè)（規(guī)律地址）分頁、內存（物理地址）分塊，一頁大小等于一塊。頁表由系統(tǒng)設置，常駐內存，用頁表實現從頁號到物理塊號的地址映射。重點：分頁式存儲管理地址映射過程。

將規(guī)律地址轉換為（頁號，頁內地址）兩部分，然后根據頁號查頁表，將實際的物理塊號和頁內地址拼接成實際的物理地址。

5、分段式存儲管理方式：用戶作業(yè)（規(guī)律地址）分段。系統(tǒng)要為每一個作業(yè)建立一張段表。段表中的每一個表目對應著作業(yè)地址空間的一個程序段。

6、段頁式存儲管理的基本思想：用分段方法來分派和管理虛存，分頁方法來分派和管理實存，在段頁式管理系統(tǒng)中，每一