A
0/2 2/0 Available[A,B,C]={3,3,2}
Available[A,B,C]={2,3,0}
1.设某进程所需要的服务时间t=k ?q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为: T rr (t)=()λμμ-?t T fc (t)=()λμ-1 T sr (t)= ()()() '11 λμμλμ-?-- -t 其中' λ=( )λ?-a b 1=r λ? 取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算 T rr (t), T fc (t)和 T sr (t),并画出其时间变化 图. 2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为 T i (i=1,2,3),其相应任务的执行时间为 C i (i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比 之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266). 3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间. 解答： 1.对(,λμ)=(50，100) T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t) 0r →时，T sr (t)→1/100+t 1r →时, T sr (t)→2t 图象如下： 只有T sr (t)受r 值影响，且r 值增大，T sr (t)的斜率增大，y 截距由1/100趋向0，服务时间也增加。 题目： 4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4,K K ,15,设某作业有4
内存 1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。 Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（） 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制 8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加内存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。 Ⅰ．提高系统吞吐量；Ⅱ．提高存储空间的利用率；Ⅲ．降低存储费用；Ⅳ．提高换入换出速度。 正确答案：Ⅳ；Ⅱ 17 在请求调页系统中，若所需的页不在内存中，则会引起（）。 正确答案：缺页中断 18 虚拟存储器一般都引入关联存储器技术，关联存储器是 正确答案：按内容寻址 19 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中访问位供（）参考。 正确答案：置换算法 20 在动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使内存空间中空闲区分布得较均匀的算法是（）；每次分配时，把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。 Ⅰ．最佳适应算法；Ⅱ．最坏适应算法；Ⅲ．首次适应算法；Ⅳ．循环首次适应算法（即Next fit）。 正确答案：Ⅲ；Ⅳ；Ⅰ
第一章操作系统引论 1.操作系统定义：操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。 2.操作系统的基本类型：批处理系统，分时系统，实时系统 3.脱机技术：主机与IO设备脱离的技术 4.多道程序技术：在内存中同时有多个程序并存的技术 5.操作系统的基本特性：并发性，共享性，异步性，虚拟技术 6.操作系统的五大功能：处理机管理功能，存储器管理功能，设备管理功能，文件管理功能，用户交流界面（人机接口） 第二章进程管理 1.进程的概念：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 2.状态转换图 3.进程控制块PCB，在进程的整个生命周期中，系统总是通过PCB对进程进行控制，因此PCB是进程存在的唯一标志。 4.原语是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程。它与一般过程的区别在于：它们是“原子操作”。所谓原子操作，是指一个操作中的所有动作要么全做，要么全不做。 5.进程同步的主要任务是对多个相关进程在执行持续上进行协调，已使并发执行的诸进程之间能有效的共享资源和互相合作，从而使程序执行具有可再现性。 6.临界资源、临界区、信号的概念、同步、互斥问题的解决方法 临界资源：Critical Resouce 诸进程间应采取互斥方式，实现对这种资源的共享，如打印机，磁带机等。
临界区：人们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（critical section） 信号： 同步合作直接 互斥竞争间接 7.进程通信的三种类型：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统 8.线程的概念和两种类型： 线程：被称为轻型进程或进程元，通常一个进程拥有若干个线程。 两种类型：用户级线程和内核支持线程 第三章处理机调度与死锁 1.调度三个层次：高级调度，中级调度，低级调度 2.调度算法： FCFS先来先服务 SPF段作业优先调度 RR时间片轮转法 3.死锁的概念，在多个进程在运行过程中因为争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵局状态时，若无外力作用，他们都将无法再向前推进。 4.死锁的原因和条件 原因：资源不足（根本原因），进程推进顺序非法 必要条件：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件，环路等待条件。 5.死锁解决的三种方案：摒弃“请求和保持”条件、摒弃“不剥夺”条件、摒弃“环路等待”
第一章引论 1、操作系统定义（P1） 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。 是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序的集合。 2、操作系统的作用（P2） 1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 2. OS作为计算机系统资源的管理者 3. OS实现了对计算机资源的抽象 3、推动操作系统发展的主要动力（P4） 1.不断提高计算机资源的利用率 2.方便用户 3.器件的不断更新迭代 4.计算机体系结构的不断发展4、多道批处理系统的特征及优缺点（P8） 特征：多道性、无序性、调度性 优点： 1. 资源利用率高 2. 系统吞吐量大 缺点： 1. 平均周转时间长 2. 无交互能力（单道、多道都是） 5、分时系统和实时系统特征的比较（P12） 1. 多路性（实时系统的多路性主要表现在系统周期性地对多路信息的采集、以及对多个对象或多个执行机制进行控制。分时系统中的多路性则和用户有关，时多时少。） 2. 独立性 3. 及时性:（实时系统对及时
性的要求更严格,实时控制系统以控制对象要求的开始截止时间或完成截止时间来确定。） 4. 交互性:实时系统的交互性仅限于访问某些专用服务程序。 5. 可靠性:实时系统对可靠性的要求更高,否则经济损失及后果无法预料。 6、操作系统的基本特征（P14） （并发、共享、虚拟和异步其中并发特征是操作系统最重要的特征是其他特征的前提） 1.并发性 2. 共享性（互斥共享方式、同时访问方式） 3. 虚拟性（时分复用技术（虚拟处理机技术、虚拟设备技术）、空分复用技术（虚拟磁盘技术、虚拟存储器技术）） 4. 异步性（进程的异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进的） 7、操作系统的主要功能（P18） 1. 处理机管理功能（进程控制（1、进程互斥方式：进程或者线程在对临界资源进行访问时，应采取互斥方式；2、进程同步方式：相互合作去完成共同任务的诸进程货线程）、进程通信、调度（作业调度、进程调度）） 2. 存储器管理功能（内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充） 3. 设备管理功能（缓冲管理、设备分配、设备处理） 4. 文件管理功能（文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护） 5. 用户接口（命令接口（联机用户接口、脱机用户接口）、程序接口、图形接口）
第一章操作系统引论 1. 1 操作系统的目标（了解、知道） a、有效性：提高系统资源的利用率，提高系统的吞吐量。 b、方便性：方便使用计算机系统，避免用户使用机器语言编写程序的繁琐工作。 c、可扩充性：超大规模集成电路（VLSI ）技术、计算机技术以及计算机网络发展的 需求，以便于增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块。 d、开放性：遵循世界标准规范，如开放系统互联（OSI ）国际标准。 1.2 操作系统的作用（知道） A、它作为用户和计算机硬件之间的接口； a、命令方式； b、系统调用方式； c、图形窗口方式 B、它作为计算机系统资源的管理者： a.处理器管理（分配和控制处理机）b、存储器管理（负责内存的分配与回收） c、I/O设备管理（I/O设备的分配与操纵） d、信息管理（信息的存取、共享和保护）。 C、它实现了对计算机资源的抽象： 铺设在硬件上的多层软件系统，增强了系统的功能，隐藏了硬件操作的具体细节，从而方便用户使用。 1.3 推动操作系统发展的主要动力（知道） A、不断提高计算机资源的利用率：最初的动力——计算机系统的昂贵。 B、方便用户使用：改善用户上机、调试的条件，如图形用户界面的出现。 C、器件的不断更新换代：微电子技术的发展，推动OS的功能和性能迅速增强和提高。 D、计算机体系结构的不断发展： 操作系统：单处理机OS OS OS 人工操作方式；脱机输入/输出方式。脱机的优点：减少CPU的空闲时间；提高了I/O速度。 单道批处理系统主要特征：（知道） (a) 自动性：作业自动逐个依次运行，无需人工干预 (b) 顺序性：先调入内存的作业先完成 (c) 单道性：内存始终仅有一道程序运行 多道批处理系统的好处：（知道） 1、提高CPU的利用率； 2、提高内存和I/O设备利用率； 3、增加系统吞吐量。 多道批处理系统（知道）优点：资源利用率高，系统吞吐量大 缺点：平均周转时间长（排队、调度），无交互能力 多道批处理系统应解决的问题：（知道） 1、处理机的管理问题（分配和回收）； 2、内存的的管理问题（分配和保护）； 3、I/O设备的管理问题（共享）； 4、文件管理问题（程序和数据的组织）； 5、作业的管理问题（组织和管理）。 分时系统：（掌握） 定义：在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过终端，以交互的方式使用计算机，共享主机资源。 分时系统特征：（知道） a) 多路性：宏观上多个用户同时工作，微观上每个用户轮流运行一个时间片。 (b) 独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立操作。 (c) 及时性：用户请求能在很短时间内获得相应。 (d) 交互性：用户可通过终端与系统进行人机对话。
1．2例题精选 例如何理解虚拟机的概念？ 解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。操作系统为用户使用计算机提供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序，好像每个程序都独享一个CPU，这就是虚拟。在构造操作系统时，把操作系统分成若干层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样逐次扩充以完成操作系统的功能。 讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如，虚拟存储器，使一台只有4MB内存的计算机可以运行总容量远远超过4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。 例什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？ 解: 所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是： （1）CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I／O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等待 I／O操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高了CPU的利用率。 （2）设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存和外设的利用率。 （3）系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。 讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。多遭批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。多道程序处理系统要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。 例1.3 A， B两个程序，程序 A按顺序使用CPU 10 S，使用设备甲 5 S，使用 CPU 5 S，使用设备乙 10 S，最后使用 CPU 10 S。程序 B按顺序使用设备甲 10 S，使用 CPU 10 S，使用设备乙5S，使用CPU 5S，使用设备乙 10S。（忽略调度程序执行时间）试问： （1）在顺序环境下执行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？ （2）在多道程序环境下， CPU的利用率是多少？ 解（1）程序A和程序B顺序执行时，程序A执行完毕，程序B才开始执行。两个程序共耗时80S，其中占用CPU时间为40S，顺序执行时CPU的利用率为50％。 （2）在多道程序环境下，两个程序并发执行，其执行情况如图所示。可以看出，两个程序共耗时45S，其中占用CPU时间为40S，故此时CPU的利用率为40/45=％。 讨论 (1)在单道程序环境下，程序顺序执行，CPU被一道程序独占，即使CPU空闲，其他程序也不能使用，所以 CPU的利用率低。 （2）在多道程序环境下，若干个程序宏观上同时执行，微观上交替执行。当其中一个程序由于某种原因（例如进行1／O操作）而不能占用CPU时，其他程序就可以占用CPU，提高了CPU的利用率。
《操作系统》重点知识总结 请注意：考试范围是前6章所有讲授过内容，下面所谓重点只想起到复习引领作用。 第一章引论 1、操作系统定义操作系统是一组控制和管理计算机软件和硬件合理进行作业调度方便 用户管理的程序的集合 2、操作系统的目标有效性、方便性、可扩充性、开放性、 3、推动操作系统发展的主要动力不断提高计算机资源的利用率、方便用户、器件的不 断更新和换代、计算机体系结构的不断发展 4、多道批处理系统的特征及优缺点用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队 列，称为后备队列。然后作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使他们共享cpu和系统内存。优点：资源利用率高、系统吞吐量打缺点：平均周转时间长、无交互能力 5、操作系统的基本特征并发性（最重要的特征）、共享性、虚拟性、异步性 6、操作系统的主要功能设别管理功能、文件管理功能、存储器管理功能、处理机管理 功能 7、O S的用户接口包括什么？用户接口、程序接口（由一组系统调用组成） 第二章进程管理 1、程序顺序执行时的特征顺序性、封闭性、可再现性 2、程序并发执行的特征间断性、失去封闭性、不可再现性 3、进程及其特征进程是资源调度和分配的基本单位，是能够独立运行的活动实体。 由一组机器指令、数据、堆栈等组成。特征：结构特征、动态性、并发性、独 立性、异步性 4、进程的基本状态及其转换p38 5、引入挂起状态的原因终端用户请求、父进程请求、负荷调节需要、操作系统 的需要 6、具有挂起状态的进程状态及其转换p39 7、进程控制块及其作用进程数据块是一种数据结构，是进程实体的一部分，是操 作系统中最重要的记录型数据结构。作用：使在一个多道程序环境下不能独立运 行的程序成为一个能够独立运行的基本单位，能够与其他进程并发执行 8、进程之间的两种制约关系直接相互制约关系、间接相互制约关系 9、临界资源是指每次只能被一个进程访问的资源 10、临界区是指每次进程中访问临界资源的那段代码 11、同步机构应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待 12、利用信号量实现前驱关系p55/ppt 13、经典同步算法p58/ppt 14、进程通信的类型共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统 15、线程的定义是一种比进程更小，能够独立运行的基本单位用来提高系统内
Ch1 1. 操作系统的定义（填空题、选择题、简答题） 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理的组织计算机的工作流程，以及方便用户的程序集合。 2. 从资源管理的角度看，操作系统的主要功能。（填空题） 处理机管理：用于分配和控制处理机 存储器管理：主要负责内存的分配和回收 i/o设备管理：负责i/o设备的分配和操纵 文件管理：负责文件的存取，共享和保护 3. 理解操作系统的主要特性：并发性、共享性和异步性。（选择 题） 并发性：是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。 共享性：指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用，而不是被一个进程所独占，相应的，把这种资源共同使用称为资源共享，或资源复用。 异步性：在多道程序环境中，允许多个进程并发执行，由于资源有限而进程众多，多数情况，进程的执行不是一贯到底，而是“走走停停”的方式运行。 虚拟技术：指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。时分复用技术，空分复用技术。 4. 理解操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统和 实时操作系统。（选择题） 单道批处理系统：自动性，顺序性，单道性。 多道批处理系统：可以进一步提高资源的利用率和系统吞吐量。优点：资源利用率高、系统吞吐量大；缺点：平均周转时间长、无交互能力。好处：1.提高CPU的利用率2.提高内存和i/o设备利用率3.增加系统吞吐量。 分时操作系统：能很好的将一台计算机提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。它被经常应用于查询系统，满足许多查询用户的需要。 实时操作系统：指系统能及时响应外部事件的请求，在规定事件内完成对事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。 5. 用户与操作系统之间的接口：系统调用和操作命令。（填空 题） 用户接口：它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系
操作系统解答题练习Revised on November 25, 2020
问答题练习 1、（3分）请列出操作系统所具有的功能中的三个功能。 参考答案：处理机管理，内存管理，设备管理，文件管理，用户界面 2、（3分）请列出用户界面的三个形式。 参考答案：命令界面，程序界面和图形界面 1、设进程的到达时间和完成进程所需的运行时间（服务时间）如上表所示。请用短进程非抢占式调度算法计算各进程的开始运行时间、结束运行时间，周转时间、和等待时间，并计算平均周转时间。 参考答案： 2、（3分）处理机调度算法的效果可以用周转时间和带权周转时间来度量。请说明这两者有什么异同 参考答案：两者都是从作业提交到完成的时间来度量算法的优劣。但后者考虑作业的等待时间对于作业本身的服务时间的相对影响因素，因此当作业的差异性很大时，评价更客观些。
3.在单道批处理系统中，下列三个作业采用先来先服务的调度算法和最高响应比优先算法进行调度，哪一种调度算法的性能较好请完成下表。 参考答案： 先来先服务调度算法： 最高响应比优先调度算法： 综上所述，最高响应比调度算法性能较好。 4. 如果限制为两道的多道程序系统中，有4个作业进入系统，其进入系统时刻、估计运行时间为下图所示。系统采用SJF作业调度算法，采用SRTF进程调度算法，请填充下面表格。
参考答案： 5. 有一个4道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，其提交时刻和估计运行时间为下表所示： 系统采用剩余SJF调度算法，作业被调度进入系统后中途不会退出，但作业运行时可被剩余时间更短的作业所抢占。 （1）分别给出6个作业的执行时间序列，即开始执行时间、作业完成时间、作业周转时间。 （2）计算平均作业周转时间。 参考答案：
第一章 1.软件部分大致分为：系统软件和应用软 件两类，系统软件是用来管理计算机本 身及应用软；应用软件用来完成用户所 要求的时间任务。 2.多道批处理系统的特征： 1）多道性2）无序性3）调度性 3.多道批处理系统的优缺点： 1资源利用率高2系统吞吐量大 缺点： 1平均周转时间长2无交互能力 4.分时系统的特性： 1多路性2独立性3及时性4交互性 5.操作系统的特征： 1并发2共享3虚拟4异步性 6.操作系统的功能： 1用户接口2处理机管理3存储管理 4设备管理5文件管理 第二章 1.系统调用概述：系统调用是应用程序请 求操作系统内核完成某功能时的一种过 程调用，但它是一种特殊的过程调用， 与一般过程的调用有如下的方面的明显 差别 1).运行在不同的系统状态。 在一般的过程调用中，调用程 序和被调用程序都运行在相 同的状态：核心态或用户态。 系统调用与一般调用的最大 区别就在于：调用程序（用户 程序）运行在用户态，而被调 用程序运行在核心态。 2)通过软中断进入。第三章 1.程序顺序执行时具有3个基本特征： 1顺序性2封闭性3可再现性 2.程序并发执行时具有3个特征: 1间断性2失去封闭性3不可再现性 3.进程的定义： 1进程是程序的一次执行 2进程是可以和别的计算并发执行的计 算 3进程可定义为一个数据结构以及能在 其上执行的一个程序 4进程是一个程序及其数据在处理机上 顺序执行时所发生的活动 5进程是一个程序在数据集上运行的过 程，它是系统进行资源分配和调度的一 个独立单位 国内对进程的定义：进程是程序的 运行过程，是系统进行资源分配和调 度的一个独立单位。 4.进程的特征： 1动态性2并发性3独立性 4异步性5结构特征 5.什么是进程控制块？ 进程控制块（PCB）作为进程实体的一个重要组成部分，包含了进程的所有描 述信息和管理控制信息，是系统对进程 实施管理的唯一依据和系统能够感知到 进程存在的唯一标识。进程控制块与进 程之间存在一一对应关系。 进程控制块的数据结构通常是一个记录，包含的主要内容由以下4部分组成： 1进程描述信息2进程调度信息 3进程上下文4进程控制信息 6.进程的基本状态 1就绪状态2执行状态3阻塞状态 7.进程基本状态的转换
1操作系统的基本特征有哪些？ 答：操作系统的基本特征： （1）并发。并发是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。（2）共享。共享是指计算机系统中的资源被多个任务所共用。 （3）异步性。在多道程序环境下，各个程序的执行过程有“走走停停”的性质。每一道程序既要完成自己的事情，又要与其他程序共享系统中 的资源。这样，它什么时候得以执行、在执行过程中是否被其他事情 打断（如I/O中断）、向前推进的速度是快还是慢等，都是不可预知的， 由程序执行时的现场所决定。另外，同一程序在相同的初始数据下， 无论何时运行，都应获得同样的结果。这是操作系统所具有的异步性。2操作系统的主要功能有哪些？ 答:操作系统的主要功能包括:存储管理,进程和处理机管理,文件管理,设备管理以及用户接口管理。 3、操作系统一般为用户提供了哪三种界面？它们各有什么特点？ 答： 4、操作系统主要有哪三种基本类型？它们各有什么特点？ 5、操作系统主要有哪些类型的体系结构？UNIX系统和Linux系统各采用哪些结构？ 答：一般说来，操作系统有四种结构：整体结构、层次结构、虚拟机结构、客户机-服务器结构。Linux系统采用的是整体结构。UNIX系统采用的是层次结构。
6、Linux系统有什么特点？ 7、使用虚拟机有哪些优势和不足？ 8、现代计算机系统由什么组成的？ 9、在操作系统中，为什么要引入进程的概念？它与程序的区别和联系分别是什么？
10、操作系统在计算机系统中处于什么位置？ 11、进程的基本状态有哪几种？ 答：进程的基本状态有三种，分别为运行态、就绪态、阻塞态。 12、你熟悉哪些操作系统？想一想你在使用计算机过程中，操作系统如何提供服务？ 答：我们最熟悉的一般为Windows操作系统，它是由微软（Microsoft）公司推出的一个功能强大的图形界面操作系统。常用的操作系统还有Linux，UNIX 操作系统。 我们在使用计算机时，首先接触的是用户界面，我们可以通过键盘上输入命令，在桌面上点击鼠标完成操作，这时系统就知道执行相应的功能。 13、 PCB的作用是什么？它是怎样描述进程的动态性质的？ 答：进程控制块PCB是进程组成中最关键的部分。每个进程有唯一的进程控制块；操作系统根据PCB对进程实施控制和管理，进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的；PCB是进程存在的唯一标志。 PCB中有表明进程状态的信息：该进程的状态是运行态、就绪态还是阻塞态，利用状态信息来描述进程的动态性质。 14、PCB表的组织方式主要有哪几种？分别简要说明。 答：PCB表的组织方式主要有：线性方式、链接方式和索引方式。 线性方式是把所有进程的PCB都放在一个表中。 链接方式按照进程的不同状态把它们分别放在不同的队列中。 索引方式是利用索引表记载相应状态进程的PCB地址。 15、进程和线程的区别是什么？ 答：（1）动态性。程序是静态、被动的概念，本身可以作为一种软件资源长期保存；而进程是程序的一次执行过程，是动态、主动的概念，有一定的生命周期，会动态地产生和消亡。 （2）并发性。传统的进程是一个独立运行的单位，能与其他进程并发执行。进程是作为资源申请和调度单位存在的；而通常的程序是不能作为一个独立运行的单位并发执行的。 （3）非对应性。程序和进程无一一对应关系。一个程序可被多个进程共用；一个进程在其活动中又可以顺序地执行若干个程序。 （4）异步性。各个进程在并发执行过程中会产生相互制约关系，造成各自前进速度的不可预测性。而程序本身是静态的，不存在这种异步特征。
第3章处理机调度与死锁 典型例题解析 【例1】（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问系统是否会因为竞争该资源而死锁？（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该类资源而阻塞。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？（西北工业大学2000年考题） 答：（1）该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占用的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。 （2）用Max(i)表示第i个进程的最大资源需求量，need（i）表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知： need（i）>0(对所有的i) max(1)+…max(i)+…+max(n) 1.什么是操作系统？它的基本功能是什么：操作系统是控制其他程序运行管理系统资源并为用户提供操 作系统界面的系统软件的集合；功能：1.处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理 2.操作系统在系统中处于什么地位：操作系统是计算机系统中最基本的软件，操作系统在计算机系统中 起着支撑应用程序运行及用户操作环境的作用，它是计算机的核心与基石，而其他所有软件都要依赖操作系统才能运行 3.从用户角度分，分时系统与多道批处理相比有哪些优点 多路性、独立性、及时性、交互性 4linux基本系统由哪几部分组成？linux内核的功能是什么 有shell 内核文件系统 功能：运行程序，管理基本的硬件设备 5什么是进程？为什么要引入进程概念 进程是一个可并发执行的程序在某数据集上的一次运行 为了更好的研究、描述和控制并发程序的执行过程，操作系统引入了进程的概念 6进程的基本特征是什么？它与程序的主要区别是？ 动态性、并发性、独立性、异步性 区别：程序是进程的另一个组成部分，是进程的执行文本、程序是静态的指令集合，进程是动动态的过程实体 7简述进程的基本状态以及进程状态的转换 就绪态、运行态、等待态 8进程控制块的作用是什么？他通常包括哪些内容 进程程序卡尺系统为管理进程设置的一个数据结构，用于记录进程的相关信息 包含内容：进程的描述信息、进程的控制和调度信息、资源信息、现场信息 9什么是临界资源？什么时候临界区？什么是互斥和同步 临界资源是一次仅允许一个进程使用的资源；临界区是程序访问临界资源的程序片段 进程的互斥是禁止多个进程同时进入各自的访问统一临界资源的临界区以保证对临界资源的排他性使用；进程的同步是指进程间为合作完成一个任务而互相等待、协调运行步调 10什么是死锁，产生死锁的原因和必要条件是什么 死锁是系统中若干个进程相互无知的等待对方所占有的资源而无限的处于等待状态的一种僵持局面原因：系统资源有限，而多个并发进程因竞争资源而相互制约 必要条件：1.资源的独立占用2资源的非抢占式分配3对资源的保持和请求4对资源的循环等待 11进程调度的功能是什么；linux采用了那种进程调度策略 进程调度的功能是按照一定的策略把cpu分配给就绪进程，使他们轮流使用cpu运行 策略：先进先出法、时间片轮法、普通调度法 12进程调度的算法有哪些 先进先出法、短进程优先法、优先级调度法 13信号量的含义 信号量是一个整形变量s，它为某个临界资源而设置，表示该资源的可用 一填空： 1．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。 2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式有程序直接控制、中断驱动方式、方式和通道控制方式。3．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。 4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性和可再现性。 5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地址称为逻辑地址。6．文件的逻辑结构分流式文 件和记录式文件二种。 7．进程由程度、数据和组成。 8．对信号量S的操作只能通 过原语操作进行，对应每一 个信号量设置了一个等待队 列。 9．操作系统是运行在计算机 裸机系统上的最基本的系统 软件。 10．虚拟设备是指采用技术， 将某个独享设备改进为供多 个用户使用的的共享设备。 11．文件系统中，用于文件 的描述和控制并与文件一一 对应的是文件控制块。 12．段式管理中，以段为单 位，每段分配一个连续区。 由于各段长度不同，所以这 些存储区的大小不一，而且 同一进程的各段之间不要求 连续。 13．逻辑设备表（）的主要 功能是实现设备独立性。 14在采用请求分页式存储管 理的系统中，地址变换过程 可能会因为缺页和越界等原 因而产生中断。 16. 段的共享是通过共享段 表实现的。 17．文件的物理结构分为顺 序文件、索引文件和索引顺 序文件。 18．所谓设备控制器，是一 块能控制一台或多台外围设 备与并行工作的硬件。 19. 的文件系统空闲空间的 管理是采用成组链接法。 20分页管理储管理方式能使 存储碎片尽可能少，而且使 内存利用率较高，管理开销 小。20. 计算机操作系统是方 便用户、管理和控制计算机 软硬件资源的系统软件。 21. 操作系统目前有五大类 型：批处理操作系统、分时 四、计算题 1．有以下三个作业，分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法。试问它们的平均周转时间各是什么？是否还可以给出一种更好的调度算法，使其平均周转时间优于这两种调度算法？ 解：（1）采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下。 这时，作业的调度顺序是1→2→3。其平均周转时间为：（8 + 11.6 + 12）/ 3 = 10.53 （2）采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下。 这里要注意，在作业1运行完毕进行作业调度时，作业2和3都已经到达。由于是实行短作业优先作业调度算法，因此先调度作业3运行，最后调度作业2运行。所以，这时的作业调度顺序是1→3→2。其平均周转时间为：（8 + 8 + 12.6）/ 3 = 9.53 （3）还可以有更好的作业调度算法，使其平均周转时间优于这两种调度算法。例如，如果知道在作业1后面会来两个短作业，那么作业1到达后，先不投入运行。而是等所有作业到齐后，再按照短作业优先作业调度算法进行调度，具体实施过程如下。 这时的作业调度顺序是3→2→1。其平均周转时间为：（1 + 5.6 + 14）/ 3 = 6.87 2．有一组作业，它们的到达时间和所需CPU时间如下所示，分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法，给出它们的调度顺序、作业周转时间以及平均周转时间。 解：（1）采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下： 这时，作业的调度顺序是1→2→3→4，其平均周转时间为：（70 + 60 + 60 + 45）/ 4 = 58.75 （2）采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下： 这时，作业的调度顺序是1→4→3→2，其平均周转时间为：（70 + 5 + 35 + 75）/ 4 = 46.25 三、简答题 1.对临界区的管理应遵循哪些基本准则？ 答：为了合理利用临界资源，保证进程互斥地进入临界区，对临界区的管理应遵循以下准则： （1）空闲让进。当无进程处于临界区时，表明临界资源处于空闲状态，应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区，以有效地利用临界资源。 （2）忙则等待。当已有进程进入临界区时，表明临界资源正在被访问，因而其他试图进入临界区的进程必须等待，以保证对临界资源的互斥访问。 （3）有限等待。对要求访问临界资源的进程，应保证在有限时间内能进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。 计算机操作系统考试试题汇总 计算机操作系统试题 一填空： 1．操作系统为用户提供三种类型的使用接 口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。 2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制 方式有程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式和通道控制方式。 3．在响应比最高者优先的作业调度算法中， 当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运 行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。 4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有 两个特性：封闭性和可再现性。 5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地 址称为逻辑地址。 6．文件的逻辑结构分流式文件和记录式文件二种。 7．进程由程度、数据和FCB组成。 8．对信号量S的操作只能通过原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。 9．操作系统是运行在计算机裸机系统上的最基本的系统软件。 10．虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。 11．文件系统中，用于文件的描述和控制并 与文件一一对应的是文件控制块。12．段式管理中，以段为单位，每段分配一 个连续区。由于各段长度不同，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之 间不要求连续。 13．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现设备独立性。 14在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为缺页和越界等原因而产生中断。 16. 段的共享是通过共享段表实现的。17．文件的物理结构分为顺序文件、索引文件和索引顺序文件。 18．所谓设备控制器，是一块能控制一台或多台外围设备与CPU并行工作的硬件。 19. UNIX的文件系统空闲空间的管理是采 用成组链接法。20分页管理储管理方式能使存储碎片尽 可能少，而且使内存利用率较高，管理开销 小。20.计算机操作系统是方便用户、管理 和控制计算机软硬件资源的系统软件。 21.操作系统目前有五大类型：批处理操 作系统、分时操作系统、实时操作 系统、网络操作系统和分布式操作 系统。 22.按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结 构文件，又称为记录式文件和无结构文 件，又称流式文件。 23.主存储器与外围设备之间的信息传送操 作称为输入输出操作。 24、在设备管理中，为了克服独占设备速度 较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了 虚拟分配技术，即用共享设备模拟独占 设备。 25、常用的内存管理方法有分区管理、页 式管理、段式管理和段页式管理。 26、动态存储分配时，要靠硬件地址变换机 构实现重定位。 27、在存储管理中常用虚拟存储器方式来 摆脱主存容量的限制。 28、在请求页式管理中，当硬件变换机构 发现所需的页不在内存时，产生缺页中断 信号，中断处理程序作相应的处理。 29、置换算法是在内存中没有空闲页面时 被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页 面。如果内存中有足够的空闲页面存放所 调入的页，则不必使用置换算法。 30、在段页式存储管理系统中，面向用户的 地址空间是段式划分，面向物理实现的地 址空间是页式划分。 31、文件的存储器是分成大小相等的物理 块，并以它为单位交换信息。 32、虚拟设备是通过SPOOLing技术把独 占设备变成能为若干用户共享的设备。 33、缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓 冲、多缓冲和缓冲池。 34、在多道程序环境中，用户程序的相对地 址与装入内存后的实际物理地址不同，把相 对地址转换为物理地址，这是操作系统的地 址重地位功能。 35. 在操作系统中，进程是一个资源分配 的基本单位，也是一个独立运行和调度 的基本单位。 36. 在信号量机制中，信号量S > 0时的值表 示可用资源数目；若S < 0，则表示等 待该资源的进程数，此时进程应阻塞。 37. 操作系统提供给编程人员的唯一接口是 系统调用。 38. 设备从资源分配角度可分为独占设备， 共享设备和虚拟设备。 39. 设备管理的主要任务是控制设备和CPU 之间进行I/O操作。 40. 常用的文件存取方法有顺序存取法， 随机存取法和按键存取法。 41. 在页面置换算法中最有效的一种称为 LRU算法。 42. 地址变换机构的基本任务是将虚地址空 间中的逻辑地址变换为内存中的物理地 址。 43．在 UNIX 系统中采用的页面置换算 法是页面缓冲算法。 44．现代操作系统的两个重要特征是 并发和共享。 45．为文件 file.c 的同组用户增加修 改权限的UNIX 命令为chmod g+w file.c。 46．显示目录 mydir 中文件的详细信 息的UNIX 命令为Ls –l mydir。 47. 操作系统的基本类型有批处理操作系 统，分时操作系统和实时操作系统 三种。 48．采用对换方式在将进程换出时，应首先 选择处于阻塞且优先权低的进程换出内存。 49. 能方便实现信息共享的存储管理办法有 段式和段页式。 50．选择距当前磁头最近，且方向一致 的磁盘调度算法循环扫描算法。 51．在页面置换算法中可实现的最有效的一 种称为LRU。 52．UNIX 系统向用户提供的用于创建新进程 的系统调用是fork()。 53．UNIX 系统中用于建立无名管道的系统调 用是pipe()。 54．在成组链结法中，将第一组的空 闲块号和该组的空闲块数目 记入到内存的工作栈中，作为当前 可供分配的空闲盘块号。 54．现代操作系统的两个重要特征是 一、填空 P15 填空题 1.设计现代OS的主要目的是提高资源利用率和方便用户。 2.单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾中发展起来的。 3.在单处理机环境下的多道程序设计具有多道、宏观上同时运行和微观上交替运行的特点。 4.现在操作系统的两个最基本的特征是并发和资源共享，除此之外，它还具有虚拟性和异步性的特征。 5.从资源管理的角度看，操作系统具有四大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理；为了方便用户，操作系统还 必须提供友好的用户接口。 6.操作系统的基本类型主要有批处理系统、分时系统和实时系统。 7.批处理系统的主要优点是资源利用率高和系统吞吐量大；主要缺点是无交互作用能力和作业平均周转时间长。 8.实现分时系统的关键问题他是人机交互，为此必须引入时间片的概念，并采用时间片轮转调度算法。 9.分时系统的基本特征是多路性、独立性、交互性和及时性。 10.若干事件在同一时间间隔内发生称为并发；若干事件在同一时刻发生称为并行。 11.实时系统可分为实时信息处理系统和实时控制系统两种类型；民航销售系统属于实时信息处理系统；而导弹飞行控制系统则 属于实时控制系统。 12.为了使实时系统高度可靠和安全，通常不强求资源利用率。 13.当前比较流行的微内核的操作系统结构，是建立在层次化结构的基础上的，而且还采用了客户机/服务器模式和面向对象程序 设计技术。 P56 填空题 1.在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行程序的操作加以改变，此时的程序执行具有封闭性 和可再现性特征。 2.并发程序之间的相互制约，是由于它们的共享资源和相互合作而产生的，因而导致程序在并发执行时具有间断性或异步性特征。 3.程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性。 4.引入进程的目的是使程序能正确地并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，而引入线程的目的是减少并发执行的开销，提 高程序执行的并发程度。 5.进程是由进程控制块、程序段和数据段组成，其中进程控制块是进程存在的唯一标志 6.进程的最基本特征是动态性和并发性，除此之外，它还有独立特征、异步性和结构特征。 7.由于进程的实现是程序的一次执行，所以进程有动态性的基本特征，该特征还表现在进程由创建而产生，由调度而执行，由撤 销（终止）而消亡，即进程具有一定的生命期。 8.引入进程带来的好处是提高资源利用率和增加系统吞吐量。 9.当前正在执行的进程由于时间片用完而暂停执行时，该进程应转变为就绪状态；若因发生某种事件而不能继续执行时，应转为 阻塞状态；若终端用户的请求而暂停执行时，它应转变为静止就绪状态。 10.用户为阻止进程继续运行，应利用挂起原语；若进程正在执行，应转变为静止就绪状态；以后，若用户要恢复其运行，应利 用激活原语，此时进程应转变为活动就绪状态。 11.系统中共有5个用户进程，且当前CPU在用户态下执行，则最多可有4个用户进程处于就绪状态，最多可有4个用户处于阻 塞状态。 12.同步机制应遵循的准则有空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。 13.在记录型信号量机制中，S.value>0时的值表示可用的临界资源数量；每次wait操作意味着申请一个临界资源，因此应将 S.value减1，当S.value小于0时，进程应阻塞。 14.在记录型信号量机制中，每次signal操作意味着释放一个临界资源，因此应将S.value加1，当S.value≤0时，表示仍有请 求该资源的进程被阻塞，此时应唤醒相应阻塞队列中的首进程。 15.在利用信号量实现进程互斥时，应将临界区置于wait操作和signal操作之间。 16.在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。为实现对它的共享，应保证进程互斥进入自己的临界区，为此，在每个 进程的临界区前应设置进入区，临界区后应设置退出区。 17.进程通信的类型有共享存储器、消息系统、管道通信三类，其中管道通信利用共享文件进行通信。 18.为实现消息缓冲队列通信，应在PCB中增加消息队列首指针mq、消息队列互斥信号量mutex、消息队列资源信号量Sm三 个数据项。 19.在采用用户级线程的系统中，OS进行CPU调度的对象是进程；在采用内核支持线程的系统中，CPU调度的对象是线程。linux期末考试总结
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