《操作系统》复习
1、什么是操作系统？简述操作系统的类型。
（1）操作系统是配置在计算机硬件平台上的第一层软件，是一组系统软件。，
（2）操作系统的类型：DOS , Linux , UNIX , Windows , TURBP-ASM , VI , FoxPRO ,
TURBO-C 。
2、什么为核心态、用户态、特权指令？
（1）核心态是操作系统内核所运行的模式，运行在该模式的代码，可以无限制地对系统存储、外部设备进行访问；
（2）用户态为一个进程执行应用程序的自身代码；
（3）特权指令是指具有特殊权限的指令，它主要用于系统资源的分配和管理
3、简述信号量的定义和作用。
（1）定义：信号量是一个具有非负初值的整型变量，信号量除初值以外，仅能通过两个操作P、V来访问。
（2）作用：一种解决并发进程间互斥与同步关系的通用方法，并被广泛地应用于单处理机和多处理机系统以及计算机网络中。
4、什么是进程？什么是线程？有何区别？
（1）进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动。
（2）线程是进程内一个相对独立的可以并行执行的单元，是进程内的一个可调度实体。（3）区别：
1)调度
在引入线程的操作系统中，线程是调度的基本单位，而进程是拥有资源的基本单位。
在同一进程中，线程的切换不会引起线程的切换。
2）并发性
在引入线程的操作系统中，不同的进程之间，同一个进程中的多个线程之间可以
并发执行。
3）拥有资源
不论是传统的操作系统还是引入线程的操作系统，进程都是拥有资源的一个独立
单位，线程除了一些必不可少的资源外，基本不拥有系统资源，但它可以访问其
隶属进程的资源。
4）系统开销
在进行进程切换时，涉及当前进程整个CPU环境的保存以及新被调度运行的进程
的CPU环境的设置；而线程切换只需保存和设置少量寄存器的内容，所以进程切
换的开销远大于线程切换的开销。此外，同一进程中的多个线程由于具有相同的
地址空间，所以他们之间同步和通信的实现也比较容易。
5、什么是死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？
（1）死锁是指多个进程在运行中因争夺资源而造成的一种僵局，此时若无外力的作用，他们都将无法再向前推进。
(2)原因：1.竞争资源 2.进程间推进顺序非法
必要条件：1.互斥条件 2.请求和保持条件
3.不剥夺条件
4.环路等待条件
6、说明高级、中级和低级调度的区别。
高级调度：又称作业调度。其主要功能是根据一定的算法，从输人的一批作业中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输人、输出进程），最后把它们的程序和数据调人内存，等待进程调度程序对其执行调度，并在作业完成后作善后处理工作。
低级调度：又称进程调度。其主要功能是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。执行低级调度功能的程序称做进程调度程序，由它实现CPU在进程间的切换。进程调度的运行频率很高，在分时系统中往往几十毫秒就要运行一次。进程调度是操作系统中最基本的一种调度。在一般类型的操作系统中都必须有进程调度，而且它的策略的优劣直接影响整个系统的计能。
中级调度：又称交换调度。为了使内存中同时存放的进程数目不至于太多，有时就需要把某些进程从内存中移到外存上，以减少多道程序的数目，为此设立了中级调度。特别在采用虚拟存储技术的系统或分时系统中，往往增加中级调度这一级。所以中级调度的功能是在内存使用情况紧张时，将一些暂时不能运行的讲程从内存对换到外存上等待。当以后内存有足够的空闲空间时，再将合适的进程重新换人内存，等待进程调度。引人中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。它实际上就是存储器管理中的对换功能
7、请画出进程的状态转换图。
8、简述操作系统中的调度有哪些类型？
（1）FCFS(First Come First Server，先来先服务)算法
（2）SSTF(Shortest Seek Track First，最短寻道时间优先)算法
（3）SCAN(扫描)算法
（4）CSCAN(Circle SCAN，循环扫描)算法
（5）N-STEP-SCAN算法
（6）FSCAN算法
9、某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。若此时P3提出还需要使用2台打印机的请求，试问：按银行家算法能分配给P3吗？
系统能为进程P3分配二台打印机。因为尽管此时10台打印机已分配给进程P1 4台，P2 2台和P3 4台，全部分配完，但P3已分配到所需要的全部4台打印机，它不会对打印机再提出申请，所以它能顺利运行下去，能释放占用的4台打印机，使进程P1，P2均可能获得乘余的要求4台和5台，按银行家算法是安全的.
10、什么是进程的互斥与同步？有何联系？
（1）进程的互斥是并发执行的进程因竞争同一资源而导致的相互排斥的关系。
进程的同步是因多个进程要共同完成一项任务而需要相互等待、相互合作，以达到各进程按相互协调的速度执行的过程。
（2）联系：进程间的合作；共享系统中的资源。
11、在信号量S上执行P、V操作时，S的值发生变化，当S>0，S=0，S<0时，他们的物理意义是什么？P（S）、V（S）的物理意义呢？
（1）S>0时，S表示可使用的资源数；或表示可使用资源的进程数；
S＝0时，表示无资源可供使用；或表示不允许进程再进入临界区；
S<0时，－S表示等待使用资源的进程个数；或表示等待进入临界区的进程个数；（2）P（S）：当有S资源可用时，S减一；如果没有S资源可用时，阻塞当前进程；
V（S）：当资源不再使用时，S加一；如果有进程因为等待当前资源而阻塞，需要唤醒他们。
12、考虑一个请求分页系统，测得如下的时间利用率：CPU：20%；分页磁盘：97.7%；其它外设：5%下列措施中，哪个(些)可改善CPU的利用率？说明理由：(1)更换速度更快的CPU (2)更换更大容量的分页磁盘(3)增加内存中用户进程数(4)挂起内存中的某个(些)用户进程。
解：因为分页磁盘占95%，主要是考虑页表的存储问题，挂起某个进程，可扩大进程的存储空间；更换更大容量的分页磁盘，可增加页表的分页速度，从而改善CPU的利用率。所以应选择（2）和（4）。
13、对于一个利用快表且页表存于内存的分页系统，假定CPU一次访问时间为1us，访问快表的时间可以忽略不记。如果85%的地址影射可直接通过快表完成，那么进程完成一次内存读写的平均有效时间是多少？
解：0.85*1u+0.15*2u=1.15us
14、考虑一个由8个页面，每页有1024个字节组成的逻辑空间，把它装入到有32个物理块的存储器中，问：逻辑地址需要多少位二进制表示？绝对地址需要多少位二进制表示？
解：因为页面数位8=23，故需要3位二进制数表示。每页有1024个字节，1024=210，于是页内地址需要10位二进制数表示。32个物理块，需要5位二进制数表示（32=25）。
（1）页的逻辑地址由页号和页内地址组成，所以需要3+10=13位二进制数表示。
（2）页的物理地址由块号和页内地址的拼凑，所以需要5+10=15位二进制数表示。
15、试述分页系统和分段系统的主要区别。
（1）分页是信息的物理单位，是为实现离散分配方式，以消减内存的外部碎片，提高内存的利用率。分页是由于系统管理的需要；分段是信息的逻辑单位，目的是为了满足用户的需要。
（2）分页的大小是由系统决定的，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由计算机硬件实现的；分段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，根据信息的性质来划分。
（3）分页的作业地址空间是一维的；而分段的作业地址空间是二维的。
16、设有一页式存储管理系统，向用户提供的逻辑地址空间最大为16页，每页2048字节，内存总共有8个存储块，试问逻辑地址至少应为多少位？内存空间有多大？
解：2的4次方=16，所以页号占4位，页长为2048=2的11次方，所以页内地址占11位，逻辑地址15位，存储块有8个，每个存储块对应2048B大小的页框，所以主存空间为16KB。
17、有一页式系统，其页表存放在主存中。如果对主存的一次存取需要1.5微秒，试问实现一次页面访问的存取时间是多少？如果系统加有快表，平均命中率为85%，当页表项在快表中时，其查找时间忽略为0，试问此时的存取时间为多少？
解：页表在主存的存取访问时间=1.5*2=3（us）
增加块表后的存取访问时间=0.85*1.5+（1-0.85）*2*1.5=1.725（us）
18、某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7，试将虚拟地址0A5C和093C 变换为物理地址。
解：程序空间的大小为32KB，因此逻辑地址的有效位数是15位。内存储空间的大小事16KB，因此物理地址至少需要14位。
当页面为1KB时，虚地址0A5C表示页号为00010，页内地址是1001011100。该页在内存的第4块，即块号为0100，因此0A5C的物理地址是01001001011100，即125CH。
用同样的办法可以求得，093C的物理地址是113CH。
19、设备驱动程序是什么?为什么要有设备驱动程序，用户进程怎样使用驱动程序?
（1）设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，可以说相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动
程序未能正确安装，便不能正常工作。因此，驱动程序被誉为“ 硬件的灵魂”、“硬
件的主宰”、和“硬件和系统之间的桥梁”等。
（2）驱动程序能使计算机能识别BIOS不能支持的各种硬件设备，从而保证它们的正常运行，以便充分发挥硬件设备性能的特殊程序。简单地说就是用来驱动硬件工作的
特殊程序。从理论上讲，所有的硬件设备都需要安装相应的驱动程序才能正常工
作。
（3）系统完成I/O请求的具体处理过程是，用户进程发出I/O请求→系统接受这个I/O 请求→设备驱动程序具体完成I/O操作→I/O完成后，才向设备控制器发送一条启
动命令。
20、试说明SPOOLing系统的组成。
（1）输入井和输出井；
（2）输入缓冲区和输出缓冲区；
（3）输入进程SPi和输出进程SPo。
21、磁盘访问时间由哪几部分组成？每部分时间应如何估算？
（1）磁盘访问时间由寻道时间、旋转延迟时间、传输时间组成。
（2）寻道时间估算：Ts = s + mn
传输时间估算：Tt = b / rN
22、某硬磁盘有5 个记录面，记录面上有效记录区域的内径为20cm，外径为30cm。磁道上记录的位密度为250bit／mm，道密度为10 道／mm，每一磁道上分为16个扇区，每个扇区记录1KB(字节)，磁盘旋转速度为10000 转／分。则该硬磁盘的非格式化容量约为（1） MB；格式化容量约为（2） MB；该硬磁盘的数据传输速率约为(3) MB／S。[选项] （1）：A、37 B、42 C、47 D、56 （2）：A、25 B、29 C、33 D、39 （3）：A、1.8 B、2.2 C、2.6 D、3.1 请写出计算过程。
（1）、非格式化容量：
可表达如下：非格式化容量=记录面数*每面的容量=记录面数*（每面的磁道数*每个磁道的字节数）此公式可进一步演化为其它很多形式，如：非格式化容量=记录面数*（内直径的周长*位密度）*内外半径之间的磁道数
在本题中：
非格式化容量=5*（π*20*10*250/8*）*(30-20)/2*10*10
=49062500B
=46.79MB
≈47MB
（注：题中的内径，外径均是指直径）
（2）、格式化容量：
可表达如下：格式化容量=记录面数*每面的容量=记录面数*（每面的磁道数*每个磁道的字节数）=记录面数*（每面的磁道数*每个磁道的扇区数*每个扇区的字节数）
在本题中，格式化容量=5*（30-20）/2*10*10*16*1024
=40960000B
=39.0625M
≈39M
（3）、数据传输率：
公式：数据传输率=一个磁道上的字节数/旋转一周的时间在本题中，数据传输率=（1024*16）/(60/10000)
=2730666.667B
≈2.6MB
通过以上的分析，本题（1）应选C，（2）应选D，（3）应选（C）。
23、某磁盘有40个磁道，磁头从一个磁道移至另一磁道需要6ms。文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻数据块的平均距离为13磁道，每块的旋转延迟时间及传输时间分别为l00ms、25ms，问读取一个100块的文件需要多少时间？如果系统对磁盘进行了整理，让同一文件的磁盘块尽可能靠拢，从而使逻辑上相邻数据块的平均距离降为2磁道，这时读取一个100块的文件需要多少时间?
解：磁盘访问时间=寻到时间+延迟时间+传输时间
整理前：读取一个数据块的时间为：13*6+100+25=203ms
读取一个100块的文件需要：100*203=20300ms
整理后：100*（2*6+100+25）=13700ms
24、文件系统要解决哪些问题？
操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件以及实施文件管理所需的数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。
25、若盘块大小为4KB，每个盘块号占4个字节，在两级索引分配时，允许的最大文件是多少？
解：一个索引块中可存放：4KB/4B=1K个盘块号，在二级索引时，最多可包含的、存放文件的盘块号总数N=1K*1K=1M个盘块号，允许的最大文件长度=1M*4KB=4GB
26、有一磁盘组共有10个盘面，每个盘面上有100个磁道，每个磁道有16个扇区。假定分配以扇区为单位，若使用位示图管理磁盘空间，问位示图需要占用多少空间？若空白文件目录的每个表目占用5个字节，问什么时候空白文件目录大于位示图？
解：由题目所给条件可知，磁盘组扇区总数为：16*100*10=16000
因此，使用位示图描述扇区状态需要的位数为：16000位=2000字节
又由题目所给条件可知，空白文件目录的每个表目占5个字节，由上述计算知位示图需要占2000字节，2000字节可存放表目数位：2000/5=400
所以当空白区数目大于400时，空白文件目录大于位示图。
27、设某文件为链接文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512字节，并依次存放在50、121、75、80、63号磁盘块上。若要存取文件的第1569逻辑字节处的信息，都要访问哪一个磁盘块？
解：因为：1569=512*3+33
所以要访问字节的逻辑记录号为3，对应的物理磁盘块号为80,。故访问第80好磁盘块
28、若磁盘容量为12GB，盘块大小为4KB时，FAT表共需占用多少内存？
(12×2^10×2^10/4)×(12/8)KB
29、简述什么是内存的覆盖和交换技术？两者有什么区别？
答：在多道系统中，对换是指系统把内存中暂时不能运行的某部分作业写入外存交换区，腾出空间，把外存交换区中具备运行条件的指定作业调入内存。对换是以时间来换取空间，减少对换的信息量和时间是设计时要考虑的问题。
由于CPU在某一时刻只能执行一条指令，所以一个作业不需要一开始就全装入内存，于是将作业的常驻部分装入内存，而让那些不会同时执行的部分共享同一块内存区，后调入共享区的内容覆盖前面调入的内容，这就是内存的覆盖技术。
两者的区别主要有：交换技术由操作系统自动完成，不需要用户参与，而覆盖技术需要专业的程序员给出作业各部分之间的覆盖结构，并清楚系统的存储结构；交换技术主要在不同作业之间进行，而覆盖技术主要在同一个作业内进行；另外覆盖技术主要在早期的操作系统中采用，而交换技术在现代操作系统中仍具有较强的生命力
30、什么是物理设备？什么是逻辑设备？两者之间有什么区别和联系？
（1）物理设备是指硬盘和系统所挂接的各种设备，物理设备是实际存在的。
（2）逻辑设备：能进行逻辑运算(与,或,非等)的设备,是由逻辑元件构成的。
（3）物理设备是实际存在的,逻辑设备是依靠物理设备存在的.没有物理设备不可能存在逻辑设备,但有物理设备不一定有逻辑设备.
31、什么叫设备无关性？
用户编写的应用程序独立于具体使用的物理设备，即使设备更换了，应用程序也不会改变。
32、什么叫通道技术？通道的作用是什么？
（1）通道又称I/O处理器，是一个独立于CPU的专管输入/输出控制的处理器，控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，并在操作结束时向CPU发中断信号。
（2）作用：减轻了CPU的工作负担，增加了计算机系统的并行工作程度，提高系统的工作效率。
33、在设备管理中设置缓冲区的作用是什么？根据系统设置缓冲区的个数，缓冲区可以分为哪几种？
（1）作用：A、缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。
B、减少中断CPU的次数。
C、提高CPU和I/O设备之间的并行性
（2）根据系统设置缓冲区的个数，缓冲区可以分为单缓冲、双缓冲、多缓冲以及缓冲池等四种。
34、什么是文件的逻辑结构和物理结构？他们各自有哪几种形式？
文件的逻辑结构是从用户的观点看到的文件组织形式。它与存储设备的特性无关。分为两种形式：无结构的流式文件和有结构的记录式文件。
文件的物理结构是指文件在外存上的存储组织形式。文件的物理结构与存储设备的特性有很大的关系。
通常有三种形式：顺序结构、链接（或串联）结构、索引结构。
35、有两个用户进程A和B，在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。试说明A、B两进程之间存在什么样的制约关系？
为保证这两个进程能正确地打印出各自的结果，请用信号量和P、V操作写出各自的有关申请、使用打印机的代码。要求给出信号量的含义和初值。
打印机禁止两个或两个以上的进程同时使用，也就是只能A进程或B进程使用打印机。解：设互斥信号量mutex，初值为1
PA：
……
P（mutex）；
使用临界资源R；
V（mutex）；
……
PB：
……
P（mutex）；
使用临界资源R；
V（mutex）；
……
互斥信号量mutex的物理意义：
表示临界资源的使用情况
若mutex＝1表示没有进程进入临界区，临界资源为空闲状态；
若mutex＝0表示有一个进程进入临界区，无可以使用的临界资源；
若mutex＝－1表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入。临界资源为占用状态，并有一个进程处于等待该资源的阻塞队列中。
36、画出段页式存储管理系统的地址变换过程图。
37、假设一个活动头磁盘有200道, 编号从0-199. 当前磁头正在143道上服务, 并且刚刚完成了125道的请求. 现有如下访盘请求序列(磁道号):86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130 试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量(总磁道数).
(1). 先来先服务(FCFS)磁盘调度算法.
(2). 最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法.
(3). 扫描法(SCAN)磁盘调度算法.(假设沿磁头移动方向不再有访问请求时, 磁头沿相反方向移动.)
（1）先来先服务(FCFS)磁盘调度算法.：86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130移动总量：547
（2）最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法.：130、147、150、175、177、102、94、91、86
移动总量：走过143个柱面
（3）扫描法(SCAN)磁盘调度算法：130、147、150、175、177、86、91、94、102 移动总量：除移动臂返回的时间外，走过154个柱面
38、文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为512字节，每个块号长3字节，如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置，分别求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。
解：（512/3=170）
一级索引：170块
二级索引：170*170=28900（块），28900*512=1450K字节
三级索引：170*170*170=4913000（块），4913000*512=2456500K字节
39、化简右图的资源分配图，并说明有无进程处于死锁状态。
P0分得一个r0资源，在请求一个r1资源和一个r2资源；P1
分得一个r0资源和一个r3资源，在请求一个r4资源；P2分
得一个r1资源和一个r2资源；P3分得一个r2资源，在请求
一个r3资源；P4分得一个r4资源，在请求一个r3资源。P3
和P4都在等待r3资源，会造成死锁状态。
40、设备管理中的数据传送控制方式有哪几种？分别简述如何实现的。
（1）数据传送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道方式4种。（2）A、程序直接控制方式就是由用户进程来直接控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。
B、中断控制方式是利用向CPU发送中断的方式控制外围设备和CPU之间的数据传
送。
C、DMA方式是在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通路进行数据传送。
D、通道方式是使用通道来控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。
41、什么是段式存储管理？它从逻辑地址到物理地址是怎么变换的？
将作业地址空间分成若干个逻辑分段，每段都有自己的段名。每段内再分成若干大小固定的页，每段都从零开始为自己的各页依次编写连续的页号。对内存空间的管理仍然与分页存储管理一样，将其分成若干个与页面大小相同的物理块，对内存空间的分配是以物理块为单位的。首先根据段号，将其与段表控制寄存器中的段长比较。若超出段长，则产生越界中断，否则由段号和段表控制寄存器中的段表起始地址相加得到该段在段表中的相应表项位置。由该表项得到该段对应的页表存放的起始地址，再由段内位移分解出页号和页内位移，从而找到对应页表项的位置，从中得到该页所在的物理块号。此时将物理块与段内位移分解出的页内位移拼接起来得到所需的物理地址。
42、什么是虚拟存储器，它有什么特点？
（1）虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。
（2）特点：就有离散性、虚拟性、多次性、对换行
43、比较基于索引节点和基于符号链的文件共享方法。
Linux为每个文件分配一个称为索引节点的号码，可以将索引节点简单理解成一个指针，它永远指向本文件的具体存储位置。系统是通过索引节点(而不是文件名)来定位每一个文件。
符号链，这个文件包含了另一个文件的路径名。可以是任意文件或目录，可以链接不同文件系统的文件。和win 下的快捷方式差不多。链接文件甚至可以链接不存在的文件，这就产生一般称之为"断链"的问题，链接文件甚至可以循环链接自己。利用符号链可是实现文件共享。
基于索引节点和基于符号链的文件共享方法都共同存在一个问题，即每个共享文件都具有多个文件名，就是说，每增加一个链接，就增加一个文件名。
44、死锁和“饥饿”之间的主要差别是什么?
(1) 从进程状态考虑，死锁进程都处于等待状态，忙式等待(处于运行或就绪状态)的进程并非处于等待状态，但却可能被饿死；
(2) 死锁进程等待永远不会被释放的资源，饿死进程等待会被释放但却不会分配给自己的资源，表现为等待时限没有上界(排队等待或忙式等待)；
(3) 死锁一定发生了循环等待，而饿死则不然。这也表明通过资源分配图可以检测死锁存在与否，但却不能检测是否有进程饿死；
(4) 死锁一定涉及多个进程，而饥饿或被饿死的进程可能只有一个。
饥饿和饿死与资源分配策略(policy)有关，因而防止饥饿与饿死可从公平性考虑，确保所有进程不被忽视，如FCFS分配算法。
45、说明内部碎片和外部碎片的不同之处。
在内存管理中，内部碎片是已经被分配出去的的内存空间大于请求所需的内存空间；外部碎片是指还没有分配出去，但是由于大小太小而无法分配给申请空间的新进程的内存空间空闲块。固定分区存在内部碎片，可变式分区分配会存在外部碎片；页式虚拟存储系统存在内部碎片；段式虚拟存储系统，存在外部碎片。为了有效的利用内存，使内存产生更少的碎片，要对内存分页，内存以页为单位来使用，最后一页往往装不满，于是形成了内部碎片；为了共享要分段，在段的换入换出时形成外部碎片，比如5K的段换出后，有一个4k的段进来放到原来5k的地方，于是形成1k的外部碎片。
46、动态重定位分区管理方式中如何实现虚-实地址映射？
作业装入内存时，是将该用户的程序和数据原封不动地装入到内存中。当调度该进程在cpu上执行时，操作系统就自动将该进程在内存的起始地址装入基址寄存器，将进程的大小装入限长寄存器。当执行指令时，如果地址合法，则将相对地址与基址寄存器中的地址相加，所得结果就是真正要访问的内存地址；如果地址越界，则发出相应中断，进行处理。
47、什么是抖动现象和belady现象？
抖动现象是指刚被换出的页很快又要被访问，为此，又要换出其他页，而该页又很快被访问，如此频繁地置换页面，以致大部分时间都花在页面置换上。
belady现象是指：在分页式虚拟存储器管理中，发生缺页时的置换算法采用FIFO 算法时，如果对—个进程未分配它所要求的全部页面，有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。
48、请求分页技术的基本思想是什么？它与简单分页技术之间有何根本区别？
请求分页技术的基本思想是当要执行一个程序时才把它换入内存，但并不把全部程序都换入内存，而是用到哪一页时才换入它，这样就减少了对换时间和所需内存数量，允许增加程序的道数。
它与简单分页技术之间有何根本区别：在简单分页系统中，要求运行的进程必须全部装入内存；请求分页提供虚拟存储器。
49、什么是RAID？采用该技术的优点是什么？
RAID是一种将多块磁盘组成一个阵列整体的技术，它把多个便宜的小磁盘组合到一起，形成一个磁盘组式的逻辑硬盘以便当成单个磁盘使用，其性能达到或超过容量巨大、价格昂贵的磁盘。
优点：成本低，功耗小，传输速率高，可以提供容错功能，大容量逻辑驱动器。
50、假定一个硬盘有100个柱面，每个柱面有10个磁道，每个磁道有15个扇区。当进程要访问磁盘的12345扇区时，计算磁盘的三维物理扇区号。
解：每个柱面的扇区数为：10*15=150
12345/150=82余45，故12345扇区所在的柱面为82
再将45/15，其商为3，余数为0，故求得12345扇区所在的磁盘地址为：82柱面，3磁道，0扇区。
洛阳师范学院2014—2015学年第一学期期末考试试卷（A） 1．在个人计算机上运行的系统一般是（）。 A）手工操作 B）单道批处理 C）多道批处理 D）多用户分时系统 2．早期OS设计追求的主要目标是（）。 A）系统的效率 B）用户的方便性 C）可移植性 D）可扩充性 3．下列进程状态转换不可能发生的是（）。 A）就绪->执行 B）执行->就绪C）执行->阻塞D）阻塞->执行4．从资源管理角度看，进程调度属于（）。 A）I/O管理 B）文件管理 C）处理机管理 D）存储器管理 5．用P、V操作实现进程同步时，信号量的初值一般为（）。 A）-1 B）1 C）0 D）任意值 6．如果系统内存不足，可将进程调至外存挂起。从调度的角度看，该行为属于（）。 A）低级调度B）中级调度C）高级调度D）处理机调度 7．在一次磁盘I/O过程中，时间消耗最长的阶段是（）。 A）寻道 B）旋转 C）传输 D）启动 8．在动态分区分配中，会导致空闲分区链首聚集碎片的是（）。 A）最佳适应算法B）首次适应算法C）循环首次适应算法D）最坏适应算法9．下述I/O控制方法中，CPU干预次数最少的是（）。 A）程序I/O B）中断I/O C）DMA方式D）通道方式 10．下述文件存储方式中，文件读取速度最快的是（）。 A）连续存储 B）链式存储 C）索引存储 D）多级索引存储 1．操作系统设计的目标包括、、可扩充性和开放性。 2．操作系统中，资源分配的基本单位是。 3．不满足“让权等待”准则的信号量机制是。 4．在页式和段式存储管理系统中，存储管理有利于提高内存利用率，存储管理有利于满足用户需求。 5．在高响应比优先调度算法中，进程优先权最初与有关，并随着的增加而增大。
《计算机操作系统》课程教学大纲 一. 课程名称 操作系统原理 二. 学时与学分 学时共64学时（52+12+8） 其中，52为理论课学时，12为实验学时，8为课外实验学时 学分 4 三. 先修课程 《计算机组成原理》、《C语言程序设计》、 《IBM—PC宏汇编程序设计语言》、《数据结构》 四. 课程教学目标 通过本课程的学习，要达到如下目标： 1．掌握操作系统的基本原理与实现技术，包括现代操作系统对计算机系统资源的管理策略与方法、操作系统进程管理机制、现代操作系统的用户界面。 2．了解操作系统的结构与设计。 3．具备系统软件开发技能，为以后从事各种研究、开发工作(如：设计、分析或改进各种系统软件和应用软件) 提供必要的软件基础和基本技能。 4．为进一步学习数据库系统、计算机网络、分布式系统等课程打下基础。 五. 适用学科专业 信息大类各专业
六. 基本教学内容与学时安排 主要内容： 本课程全面系统地阐述计算机操作系统的基本原理、主要功能及实现技术，重点论述多用户、多任务操作系统的运行机制；系统资源管理的策略和方法；操作系统提供的用户界面。讨论现代操作系统采用的并行处理技术和虚拟技术。本书以Linux系统为实例，剖析了其特点和具体的实现技术。 理论课学时：52学时 （48学时，课堂讨论2学时，考试2学时） ?绪论4学时 ?操作系统的结构和硬件支持4学时 ?操作系统的用户界面4学时 ?进程及进程管理8学时 ?资源分配与调度4学时 ?存储管理6学时 ?设备管理4学时 ?文件系统6学时 ?Linux系统8学时 七、教材 《计算机操作系统》(第2版)，庞丽萍阳富民人民邮电出版社，2014年2月 八、考核方式 闭卷考试
第一章操作系统引论 操作系统功能： 1. 资源管理：协调、管理计算机的软、硬件资源，提高其利用率。 2. 用户角度：为用户提供使用计算机的环境和服务。 操作系统特征：1.并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 2.共享性：资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用 3.虚拟性：是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 在操作系统中，虚拟的实现主要是通过分时使用的方法。 4.异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性 客户/服务器模式的优点： 1.提高了系统的灵活性和可扩充性 2.提高了OS的可靠性 3.可运行于分布式系统中 微内核的基本功能： 进程管理、进程间通信、存储器管理、低级I/O功能。 第二章进程 程序和进程区别：程序是静止的，进程是动态的，进程包括程序和程序处理的对象 程序顺序执行：顺序性，封闭性，可再现性 程序并发执行：间断性，无封闭性，可再现性 进程：1.进程是可并发执行的程序的一次执行过程； 2.是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位和实体； 3.是一个动态的概念。 进程的特征： 1.动态性： 进程是程序的一次执行过程具有生命期； 它可以由系统创建并独立地执行，直至完成而被撤消 2.并发性； 3.独立性； 4.异步性； 进程的基本状态： 1.执行状态； 2.就绪状态； 3.阻塞状态； 进程控制块PCB：记录和描述进程的动态特性，描述进程的执行情况和状态变化。 是进程存在的唯一标识。 进程运行状态： 1.系统态（核心态，管态）具有较高的访问权，可访问核心模块。 2.用户态（目态）限制访问权 进程间的约束关系： 1.互斥关系 进程之间由于竞争使用共享资源而产生的相互约束的关系。
操作系统复习题1 一、判断题 1.分时系统中，时间片设置得越小，则平均响应时间越短。（） 2.多个进程可以对应于同一个程序，且一个进程也可能会执行多个程序。（） 3.一个进程的状态发生变化总会引起其他一些进程的状态发生变化。（） 4.在引入线程的OS中，线程是资源分配和调度的基本单位。（） 5.信号量的初值不能为负数。（） 6.最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率。（） 7.为提高对换空间的利用率，一般对其使用离散的分配方式。（） 8.设备独立性是指系统具有使用不同设备的能力。（） 9.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率，但不适合文件的随即存取。（） 10.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。（） 二、选择题 1.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（C）。 A,B,C ：（1）灵活性和适应性；（2）交互性和响应时间；（3）周转时间和系统吞吐量；（4）实时性和可靠性。 2.对一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为（D）状态；如果由于终端用户的请求而暂停下来，则它的状态应转变为（E）状态；如果由于得不到所申请的资源而暂停时下来，则它的状态应转变为（F）状态。D,E,F:（1）；静止阻塞（2）；活动阻塞（3）；静止就绪（4）；活动就绪（5）执行。 3.我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（G）；为照顾紧急作业用户，应采用（H）；为能实现人机交互，应采用（I）；而能使短作业、长作业和交互作业用户满意时，应采用（J）。 G,H,I,J：（1）；FCFS调度算法（2）；短作业优先调度算法；（3）时间片轮转算法；（4）多级反馈队列调度算法；（5）基于优先权的剥夺调度算法。 4.由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（K）；由分页系统发展为分段系统，进而发展为段页式系统的主要动力分别是(L)和(M)。 K,L,M:（1）提高内存利用率；（2）提高系统吞吐量；（3）满足用户需要；（4）更好地满足多道程序进行的需要；（5）既满足用户需求，又提高内存利用率。 5.在存储管理中，不会产生内部碎片的存储管理方式是（N）；支持虚拟存储器，但不能以自然的方式提供存储器的共享和存取保护机制的存储管理方式是（O）。 N：(1)分页式存储管理；(2)分段式存储管理；(3)固定分区式存储管理；(4)段页式存储管理。 O：（1）段页式存储管理；（2）请求分区页式存储管理；（3）请求分段式存储管理；（4）可变分区存储管理；（5）固定分区存储管理；（6）单一连续分区式存储管理。 6.磁盘调度主要是为了优化（P），下列算法中能避免磁盘粘着的现象的是（Q）。P：（1）寻道时间；（2）旋转延迟时间；（3）传输时间。 Q：（1）SSTF;（2）FCFS;（3）SCAN;（4）CSCAN;（5）FSCAN。 7.文件系统中，目录管理最基本的功能是（R），位示图的主要功能是（S），FAT 表的主要功能是（T）。 R，S，T：（1）实现按名存取；（2）提高文件存储空间利用率；（3）管理文件存储器的空闲空间；（4）指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址；（5）管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块（首个盘块除外）的地址。 8.文件系统采用多级目录结构，可以（U）和（V）。 U,V：（1）缩短访问文件存储器时间；（2）节省主存空间；（3）解决不同用户文件的命名冲突；（4）方便用户读写文件；（5）提高检索目录的速度。9.计算机系统中信息资源的安全包括（W）、（X）和（Y）三个方面，其中程序被删除属于（W）方面的威胁，数据被非法截取属于（X）方面的威胁，消息被更改属于（Y）方面的威胁。 W,X,Y：（1）保密性；（2）完整性；（3）可用性；（4）方便性。 三、填空题 1.操作系统最基本的特征是（1）和（2），最主要的任务是（3）。 2.引入进程的主要目的是（4），进程存在的唯一标志是（5）。 3.（6）是指通过破坏死锁产生的必要条件来防止死锁的发生。引起死锁的四个必要条件中，（7）是不应该被破坏的，但对某些特殊的资源（如打印机），该条可通过（8）来破坏；而其他能被破坏的三个必要条件分别是（9）、（10）和（11）。 4.虚拟存储器管理的基础是（12）原理，在请求分页管理方式中，页表中的状态位用来只是对应页（13）修改位用来只是对应页（14），引用位则是供（15）使用；而在请求分段系统还增加了增补位，它用来指示（16）。 5.设备驱动程序是（17）与（18）之间的通信程序如果系统中有3台相同的单显和2台相同的彩显则必须为它们配置（19）种设备驱动程序 6.廉价磁盘冗余阵列可组成一个大容量磁盘系统，它利用（20）技术来提高磁盘系统的存取进度，而利用（21）技术来增加磁盘系统的可靠性 7.包过滤防火墙工作在（22）层，采用代理服务技术的防火墙则工作在（23）层 8.UNIX文件系统对文件存储空间采用（23）分配方式，它通过（24）来管理空闲的文件存储空间。 四、问答题 1.假设某多道程序设计系统中有供用户使用的内存100k，打印机1台。系统采用可变分区管理内存：对打印机采用静态分配，并假设输入输出操作的时间忽略不计：采用最短剩余时间优先的进程调度算法，进程剩余执行时间相同时采用先来先服务算法；进程调度时机在执行进程结束时或有新进程到达时。现有一进程序列如下： 假设系统优先分配内存的低地址区域，且不需移动已在主存中的进程，请：（1）给出进度调度算法选中进程的次序，并说明理由。 （2）全部进程执行结束所用的时间是多少？ 2.请用信号量解决以下的过独木桥问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向的行人必须等待：另一方向的行人必须等待：当某一方向无人过桥是，另一方向的行人可以过桥。 3.提高内存利用率的途径有哪些？ 4.何谓脱机输入/输出技术？ 5. 将目录文件当作一般数据文件来处理有什么优缺点？ 操作系统复习题1答案 一、判断题 1、错 2、对 3、错 4、对 5、对 6、错 7、错 8、错 9、对10、错 二、选择题 1、A ：(2)；B：(4)；C：（3）。 2、D：（4）；E:(3)；F:(2)。 3、G：（2）；H:（5）；I:（3）；J：（4）。 4、K：（1）；L：（3）；M：（5）。 5、N：（2）；O：（2）。 6、P：（1）寻道时间；Q：（5）。 7、R：（1）；S：（3）；T：（5）。 8、U：（3）；V：（5）。 9、W：（3）；X：（1）；Y：（2）。
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 操作系统1 一、判断题： 1.资源共享是现代操作系统的一个基本特征。（） 2.信号量机制中，P、V操作必须成对出现。（） 3.若进程资源分配图中含有环，则一定有进程处于死锁状态。（） 4.绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。（） 5.“分页对换”和“分段对换”是为了支持虚拟存储系统。（） 6.通道没有自己的内存，通道所执行的通道程序是放在主机的内存中的。（） 7.程序的并行执行是现代操作系统的一个基本特征。（） 8.一个进程被唤醒意味着重新占有了CPU。（） 9.进程在运行过程中，请问和释放资源顺序不当，同样可以引起死锁。（） 10.分段存储管理的引入是为了满足用户（程序员）在编程和使用上多方面的要求。（） 11.系统中的各个部件，如CPU、存储设备等的连接都是由总线设备来实现的。（） 12.在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。（） 13.程序在并发执行时会失去封闭性。（） 14.由于用户的响应时间要求，因此要求设置大的时间片长度。（） 15.预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。（） 16.内存的单一连续分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（） 17.虚拟存储器的“虚拟”是指用户可使用的内存容量比实际的内存容量大的多。（） 18.在文件系统支持下，用户也需知道文件存放的物理地址。（） 19.在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。（） 20.程序与进程最主要的区别在于程序是静态实体，而进程是动态实体。（） 21.死锁与程序的死循环一样。（） 22.内存固定分区分配模式只能用在单用户、单任务的OS中。（） 23.采用LRU置换算法时，当驻留集增大时，页故障率一定不会增加。（） 24.通道与CPU共享内存。（） 二、填空题： 1.操作系统的基本任务是( )。 2.从资源分配的角度看，P(wait)操作意味着向系统( )一个资源，V(signal)操作意味着( )一个资 源。 3.一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可能要经历下 述三级调度（）、（）、（）。 4.产生死锁的四个必要条件是（）、（）、（）和（）。 5.（）称之为“页内碎片”。 6.文件按其用途可分为：用户文件、（）和（）。 7.分时系统的四个主要特征是（）、（）、（）、（）。 8.进程调度分为以下两种方式（）、（）。 9.死锁的必要条件之一是“互斥”，该条件是指（）。 10.根据链接时间的不同，可把链接分为（）、（）、（）三种。 11.I/O控制方式主要分为（）、（）、（）。 12.直接存储器DMA方式是专对（）设备进行I/O控制的。 13.多道批处理系统的优缺点主要有（）、（）、（）。 14.程序的并发执行的特征有（）、（）、（）。 15.调度队列模型分为（）、（）、（）。 16.程序的装入分为（）、（）、（）。 17.缓冲区可工作在（）、（）、（）和提取输出四种工作方式下。
GDOU-B-11-213 《操作系统》课程教学大纲 课程简介 课程简介: 本课程主要讲述操作系统的原理，使学生不仅能够从系统内部了解操作系统的工作原理，而且可以学到软件设计的思想方法和技术方法。主要内容 包括：操作系统的概论；操作系统的作业管理；操作系统的文件管理原理； 操作系统的进程概念、进程调度和控制、进程互斥和同步等；操作系统的各 种存储管理方式以及存储保护和共享；操作系统的设备管理一般原理。其次 在实验环节介绍实例操作系统的若干实现技术，如：Windows操作系统、Linux 操作系统等。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 本课程计算机学科的软件工程专业中是一门专业方向课，也可以面向计算机类的其它专业。其任务是讲授操作系统的原理，从系统内部了解操作系统的工作原理以级软件设计的思想方法和技术方法；同时介绍实例操作系统的若干实现技术。 二、课程的目的与基本要求： 通过本课程的教学使学生能够从操作系统内部获知操作系统的工作原理，理解操作系统几大管理模块的分工和管理思想，学习设计系统软件的思想方法，通过实验环节掌握操作系统实例的若干实现技术，如：Windows操作系统、Linux操作系统等。 三、面向专业： 软件工程、计算机类 四、先修课程: 计算系统基础，C/C++语言程序设计，计算机组成结构，数据结构。 五、本课程与其它课程的联系：
本课程以计算系统基础，C/C++语言程序设计，计算机组成结构，数据结构等为先修课程，在学习本课程之前要求学生掌握先修课程的知识，在学习本课程的过程中能将数据结构、计算机组成结构等课程的知识融入到本课程之中。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章：操作系统概论（2学时） 第一节：操作系统的地位及作用 操作系统的地位（A）；操作系统的作用（A）。 第二节：操作系统的功能 单道系统与多道系统（B）；操作系统的功能（A）。 第三节：操作系统的分类 批处理操作系统（B）；分时操作系统（B）；实时操作系统（B）。 第二章：作业管理（2学时） 第一节：作业的组织 作业与作业步（B）；作业的分类（B）；作业的状态（B）；作业控制块（B）。 第二节：操作系统的用户接口 程序级接口（A）；作业控制级接口（A）。 第三节：作业调度 作业调度程序的功能（B）；作业调度策略（B）；作业调度算法（B）。 第四节：作业控制 脱机控制方式（A）；联机控制方式（A）。 第三章：文件管理（8学时） 第一节：文件与文件系统（1学时） 文件（B）；文件的种类（B）；文件系统及其功能（A）。 第二节：文件的组织结构（1学时） 文件的逻辑结构（A）；文件的物理结构（A）。 第三节：文件目录结构（1学时） 文件说明（B）；文件目录的结构（A）；当前目录和目录文件（B）。 第四节：文件存取与操作（1学时） 文件的存取方法（A）；文件存储设备（C）；活动文件（B）；文件操作（A）。 第五节：文件存储空间的管理（2学时） 空闲块表（A）；空闲区表（A）；空闲块链（A）；位示图（A）。 第六节：文件的共享和保护（2学时）
第一章 操作系统：为裸机配置的一种系统软件。 作用：有效的控制和管理计算机系统中的各种硬件和程序软资源，未用户提高更好的服务。操作系统的主要特性： 并发性：多个事件或活动在同一段时间间隔内同时发生。 共享性：操作系中的资源可被多个并发执行的进程共同使用。 异步性:进程以不同的速度向前推进，执行时间是不可预知的。 操作系统的分类及其特点： 一、批处理操作系统：服务于一系列称为批（batch）的作业。 特点：批量集中处理、多道程序运行、作业脱机工作。 二、分时操作系统：多到程序的一个变种，cpu被多个交互式用户多路复用。 特点：①同时性；②独立性；③及时性；④交互性 三、实时操作系统：当外部事件或数据产生时，能够接收并以足够快的速度处理。 特点：提供及时响应和高可靠性 多道程序设计：是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统的内存并发并启动交替计算的方法。 目的：为了实现cpu和外部设备的并行工作提供坚实的基础。 优点：提高cpu、内存和设备的利用率；提高系统吞吐率，使单位时间内完成的作业数量增加；充分发挥系统的并发性，使设备与设备，cpu与设备之间都可以并行工作。 缺点：作业周转的时间变长。 实现多到程序设计必须解决的3个问题： (1)存储保护与程序浮动 (2)处理器管理与分配 (3)资源管理与调度 系统调用：由系统提供给用户的特殊接口 系统调用的作用：（1）内核可以基于权限和规则对资源访问进行裁决，保证系统的安全性；（2）系统调用对资源进行抽象，提供一致性接口，避免用户在使用资源时发生错误，大大提高了编程效率 系统调用的分类（4个管理+2个信）： (1)进程管理。包括创建和撤销进程、终止或异常终止进程、阻塞和唤醒进程、挂起和激活 进程、监视和追踪进程、获取和设置进程的属性。 (2)文件管理。 (3)设备管理。 (4)存储管理。包括申请和释放内存。 (5)进程通信。包括建立和断开通信连接、发送和接收消息、链接和断开共享内存、套接字 操作、传送状态信息。 (6)信息维护。获取和设置日期及时间、获取和设置系统数据、生成诊断和统计数据。
（答案在后面） 得分 一、填空题(每空 1 分,共10 分) 评分人 1. 常见的I/O 控制方式有程序I/O 方式、中断I/O 控制方式、DMA I/O 控 制方式和 通道I/O 控制方式四种。 2. 操作系统向用户提供的两个基本接口是程序接口和用户接口。 3. 若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。已知页面大小为1024 字节，逻辑地址 (3082) 10转化得到的物理地址是6154 。 页号块号 0 2 1 3 2 1 3 6 4. 具有多路性、独立性、及时性和交互性特征的操作系统是分时操作系统。 5. 通道用于控制设备控制器与内存之间的信息交换。 6. 事务的最基本特性是。
7. 若盘块大小为4KB ，每个盘块号占 4 字节，在采用两级索引时允许的最大文件长度为 4GB 。 得分二、单选题(每题 2 分,共20 分) 评分人 1. 用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成( )。 A. 顺序文件 B. 链接文件 C. 索引文件 D. 目录文件 2. 一作业8：00 到达系统，估计运行时间为 1 小时，若10：00 开始执行该作业，则其响应比是 ( C )。 A. 2 B. 1 C. 3 D. 0.5 3. 文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名( C )。 A. 应该相同 B. 应该不同 C. 可以相同，也可以不同 D. 受系统约束 4. 死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决方法是破坏产生死锁的四个必要条件 之一。下列方法中破坏了“循环等待”条件的是（ D ）。 A. 银行家算法 B. 一次性分配策略 C. 剥夺资源法 D. 资源有序分配法 5. 进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由（ B ）完成的。 A. 作业调度 B. 进程调度 C. 页面调度 D. 设备调度
第一章 1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力 是什么？ 答：相对于集中式系统，分布式系统的优点：1）从经济上，微处理机提供了比大型主机更好的性能价格比；2）从速度上，分布式系统总的计算能力比单个大型主机更强；3）从分布上，具有固定的分布性，一些应用涉及到空间上分散的机器；4）从可靠性上，具有极强的可靠性，如果一个极强崩溃，整个系统还可以继续运行；5）从前景上，分布式操作系统的计算能力可以逐渐有所增加。 分布式系统的缺点：1）软件问题，目前分布式操作系统开发的软件太少；2）通信网络问题，一旦一个系统依赖网络，那么网络的信息丢失或饱和将会抵消我们通过建立分布式系统所获得的大部分优势；3）安全问题，数据的易于共享也容易造成对保密数据的访问。 推动分布式系统发展的主要动力：尽管分布式系统存在一些潜在的不足，但是从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是大量个人计算机的存在和人们共同工作于信息共享的需要，这种信息共享必须是以一种方便的形式进行。而不受地理或人员，数据以及机器的物理分布的影响 2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？ 答：共享存储器的计算机系统叫多处理机系统，不共享存储器的计算机系统为多计算机系统。它们之间的本质区别是在多处理机系统中，所有CPU共享统一的虚拟地址空间，在多计算机系统中，每个计算机有它自己的存储器。 多处理机系统分为基于总线的和基于交换的。基于总线的多处理机系统包含多个连接到一条公共总线的CPU以及一个存储器模块。基于交换的多处理机系统是把存储器划分为若干个模块，通过纵横式交换器将这些存储器模块连接到CPU上。 多计算机系统分为基于总线的和基于交换的系统。在基于总线的多计算机系统中，每个CPU都与他自身的存储器直接相连，处理器通过快速以太网这样的共享多重访问网络彼此相连。在基于交换的多计算机系统中，处理器之间消息通过互联网进行路由，而不是想基于总线的系统中那样通过广播来发送。 3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？ 必须有一个单一的、全局的进程间通信机制。进程管理必须处处相同。文件系统相同。使用相同的系统调用接口。 4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。 答：对于分布式系统而言，透明性是指它呈现给用户或应用程序时，就好像是一个单独是计算机系统。 具体说来，就是隐藏了多个计算机的处理过程，资源的物理分布。 具体类型：
《操作系统课程设计》大纲 一、设计目的和要求 目的：本课程设计是为配合计算机相关专业的重要专业课《操作系统》而开设的，其主要内容是让学生实际进行操作系统功能模块的设计和编程实现。通过本课程设计的实施，使学生能将操作系统的概念具体化，并从整体和动态的角度去理解和把握操作系统，以巩固和补充操作系统的原理教学，提高学生解决操作系统设计及实现过程中的具体问题的能力。 要求：通过本课程设计的实施，要求培养学生以下能力： （1）培养学生在模拟条件下与实际环境中实现功能模块和系统的能力：课程设计要求学生实际进行操作系统功能模块的设计和编程实现，具体包括：基于线程的多任务调度系统的设计与实现；一个简单文件系统的设计与实现。 （2）培养学生设计和实施工程实验的能力，合理分析试验结果的能力：学生在完成项目的过程中，需要进行实验设计、程序调试、错误分析，从而熟悉实验设计方法及实验结果的分析方法。 （3）培养学生综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力：学生需根据设计项目的功能要求及操作系统原理的相关理论提出自己的解决方案，需考虑项目实现的软硬件环境，设计相关数据结构及算法，在实现过程中发现解决方案的问题并进行分析改进。 （4）培养学生分析并清楚阐述设计合理性的能力：要求学生在项目上机验收和实验报告中分析阐述设计思路的合理性和正确性。 （5）培养学生的组织管理能力、人际交往能力、团队协作能力：课程设计分小组进行，每个小组有一个组长，负责组织本组成员的分工及合作。 二、设计学时和学分 学时：32 ；学分：1 三、设计的主要内容 以下三个题目中：1、2中选做一题，第3题必做。 1、基于线程的多任务调度系统的设计与实现 （1）线程的创建、撤消和CPU切换。 掌握线程的定义和特征，线程的基本状态，线程的私有堆栈，线程控制块TCB，理解线程与进程的区别，实现线程的创建、撤消和CPU切换。 （2）时间片轮转调度 理解各种调度算法、调度的原因，完成时钟中断的截取，具体实现调度程序。 （3）最高优先权优先调度 理解优先权的概念，并实现最高优先权优先调度策略。 （4）利用记录型信号量实现线程的同步
一、三大操作系统的工作原理和任务（P7） 批处理（单道批处理和多道批处理）、分时、实时系统是三种基本的操作系统类型。 多道批处理：用户所提交的作业都先存放在外存并排成一个队列，该队列被称为“后备队列”；然后，由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，使它们共享CPU和系统中的各种资源。 优缺点：（1）资源利用率高；（2）系统吞吐量大；（3）平均周转时间长；（4）无交互能力 分时：多个用户分时使用主机，每一用户分得一个时间片，用完时间片后操作系统将处理机分给另一用户。使处理机能够及时响应用户请求。 实时：系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地的运行。 二、操作系统的四个主要特征：并发性（两个或多个事件在同一时间间隔内发生）、共享性、虚拟、异步性 三、什么是微内核？微内核的工作原理及工作模式？（27） （1）足够小的内核（2）基于客户/服务器模式（3）应用机制与策略分离原理（4）采用面向对象技术 优点：提高可扩展性、增强可靠性、可移植性强、提供对分布式系统支持、融入面向对象技术 四、什么是多道程序技术？（填空）在内存中放多道程序,使它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。 五、操作系统主要功能：处理机管理功能、存储器、设备、文件 一、区别：进程和程序、进程和线程、用户级线程和核心级线程（估计考其中一个） 1、进程和程序（1）进程由程序段和数据段这两个部分组成，因此说进程与程序是紧密相关的。但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外，还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB（进程存在标志）。（2）进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；动态性还表现在进程由创建而产生、由调度而执行、由撤消而消亡，即它具有—定的生命周期。而程序则只是一组指令的有序集合，并可永久地存放在某种介质上，其本身不具有运动的含义，因此是静态的。（3）多个进程实体可同时存放在内存中并发地执行，其实这正是引入进程的目的。而程序(在没有为它创建进程时)的并发执行具有不可再现性，因此程序不能正确地并发执行。（4）进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而因程序(在没有为它创建进程时)不具有PCB，所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。（5）进程与程序不—一对应。 3、用户级线程和核心级线程(1)内核支持线程即核心级线程。它们是依赖于内核的，即无论是用户进程中的线程，还是系统进程中的线程，它们的创建、撤消、切换都由内核实现。(2)用户级线程，对于这种线程的创建、撤消、和切换，都不用系统调用来实现。内核并不知道用户级线程的存在。 进程特征：动态（）独立（）异步（）并发（指多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行） 二、进程的状态转换的条件三状态：就绪状态、执行状态、阻塞状态五状态：创建、就绪、阻塞、执行、终止 七状态：创建、终止、执行、活动就绪、静止就绪、活动堵塞、静止堵塞 三、什么是信号量机制及作用 P操作对信号量进行减1操作和检查信号量 V操作对信号量进行加1操作和检查信号量 (1)Wait（P操作）/ wait(s){s.value = s.value -1 ;if (s.value < 0) block(S.L);} 2）Signal（V操作）signal(s){s.value = s.value +1;if (s.value < = 0) wakeup(S.L);} 记录型信号量：typedef struct{int value；struct process_control_block*list;}semaphore;wait(semaphore*s) {S->value--;if(->value<0)block(S->list);}signal(semaphore*s){S->value++;if(S->value<=0)wakeup(S->list)} 四、什么是原语？列举不少于6个原语原语就是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程，他们是原子操作，对于操作中的所有操作要么全做，要么全不做，原语执行过程中不允许中断。 原语举例：阻塞原语block 唤醒原语wakeup 挂起原语suspend 激活原语active AND型信号量集P原语为Swait AND型信号量集V原语为Ssignal Send 原语Receive原语 临界资源：一次仅允许一个进程访问的共享资源临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区，每次只准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。 五、进程通讯方式共享存储器系统管道通讯系统消息传递系统:直接通信方式；间接通信方式。客户机-服务器系统 三种调度（填空题）作业调度:后备队列上的作业进入内存，创建进程，分配资源并进入就绪队列。也称为作业调度或长程调度，一般在批处理系统中有作业调度中级调度：为了提高内存利用率和系统吞吐量。涉及进程在内外存间的交换从存储器资源管理的角度来看，把进程的部分或全部换出到外存上，可为当前运行进程的执行提供所需内存空间。进程调度：也称微观调度、进程调度，从处理机资源分配的角度来看，处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态。由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效低级调度分两种方式：抢占、非抢占 三、死锁：一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到该资源，这种现象称为进程死锁。产生死锁四个必要条件：互斥条件：涉及的资源是非共享的。不剥夺条件：不能强行剥夺进程拥有的资源。请求和保持（部分分配）条件：进程在等待一新资源时继续占有已分配的资源。环路条件：存在一种进程的循环链，链中的每一个进程已获得的资源同时被链中的下一个进程所请求。 处理死锁的四个基本方法：预防死锁：避免死锁：检测死锁：解除死锁：
《操 作 系 统》 期 末 试 卷 很好地解决了“碎片”问题的存储管理方法是（ A.页式存储管理 B.段式存储管理 C.静态分区管理 D.可变分区管理 多道程序设计是指（D ） A.在实时系统中并发运行多个程序 C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理机上并发运行多个程序 设有3个进程共享同一程序段 而每次最多允许两个进程进入该程序， 若用PV 操作作同步机制，则信号量S 的取值范围为 （ A. 2, 1, 0, -1 B . 3, 2, 1, 0 C . 2, 1, 0, -1 , -2 10、在提供虚拟存储的系统中，用户的逻辑地址空间主要受（ C A.内存空闲块的大小 B .外存的大小 C.计算机编址范围 11、 采用时间片轮转法调度是为了 （ ） ° A.多个终端都能得到系统的及时响应 B ?先来先服务c 优先数高的进程先使用处理器 D ?紧急事件优先处理 12、 （） 必定会引起进程切换。 A. —个进程被创建后进入就绪态 B. 一个进程从运行态变成等待态 C. 一个进程从运行态变成就绪态 D ?一个进程从等待态变成就绪态 13、 操作系统根据（） 控制和管理进程，它是进程存在的标志。 A.程序状态字 B .进程控制块 C ?中断寄存器 D ?中断装置 14、 （ B ）存储管理方式提供二维地址结构。 A.固定分区 B.分段 C.分页 D.可变分区 15、 在进程管理中，当（ ）时，进程从阻塞状态变为就绪状态。 A ?进程被进程调度程序选中 B ?等待某一事件 C .等待的事件发生 D ?时间片用完 二、填空题（20*1分=20分） 1、 在单用户环境下，用户独占全机，此时程序的执行具有 _封闭性 _______ 和_可再现性_° 2、 对于信号量，在执行一次P 操作时信号量-1_ ;当其值为__<0__时，进程应阻塞。在执行V 操作时信号量的值应当_信号量+1 _;当 其值为_<=0__ 时，应唤醒阻塞队列中的进程。 3、 进程的三种基本状态分别是 、进程的三种基本状态分别是 __运行 _______ , _就绪_和_阻塞（等待）__° 4、 多道程序环境下的各道程序， 宏观上它们是—并行__运行，微观上是—串行_运行。 5、 在单CPU 系统中有 （n>1）个进程，在任一时刻处于就绪的进程最多是 _^1__个，最少是 __0 _______ 个。 6、 分区管理方案不能实现虚存的原因是 —作业地址空间不能大于存储空间 _ ° 7、 段页式存储管理中，是将作业分 _段__段___________ 内分—页 ______ 。分配以_页 _______ 为单位。在不考虑使用联想存储器快表的情况下， 每条访问内存的指令需要 _______ 3___访问内存。其中第_2_次是查作业的页表。 姓名 一、选择题（15*2分=30分） 在操作系统中，JCB 是指（A A .作业控制块B ?进程控制块 C ?文件控制块D ?程序控制块 并发进程之间（D ） A.彼此无关B.必须同步C.必须互斥 D.可能需要同步或互斥 运行时间最短的作业被优先调度，这种调度算法是（ A.优先级调度 B ?响应比高者优先 C )° C .短作业优先 D .先来先服务 某页式存储管理系统中，地址寄存器长度为 A. 210 B. 211 5、（ D ）是一种只能进行P 操作和V A ?调度B .进程C .同步D.信号量 在操作系统中，并发性是指若干事件（ A.在同一时刻 B .一定在不同时刻 24位，其中页号占 C. 214 操作的特殊变量 ° C .在某一时间间隔内 14位，则主存的分块大小是（C ）字节 D. 224 D ?依次在不同时间间隔内 B. 在分布系统中同一时刻运行多个程序 D . 1, 0, -1 , -2 )的限制。 D .页表大小
第一章绪论复习题 1、操作系统有多种类型，允许多个用户将若干个作业提交给计算机集中处理的操作系统，称为_A_。 A. 批处理操作系统 B ?分时操作系统 C.实时操作系统 D .多处理机操作系统 2、_C_操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机系统。 A、单用户 B、分布式 C、批处理 D、监督 3、以下4个特征中，_D_不是分时OS的特征。 A、多路性 B、交互性C 、及时响应性D、批量性 4、操作系统有多种类型，允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统，称为 __B_。 A.批处理操作系统 B. 分时操作系统 C.实时操作系统 D. 多处理机操作系统 5、一个完整的计算机系统是由C组成 的。 A、硬件 B. 软件 C.硬件和软件 D.用户程序6操作系统是一种B ，它负责为用户和用户程序完成所有与硬件相关并与应用无关的工作。 A.应用软件B .系统软件C .通用软件D .软件包 7、把处理机的时间分成很短的时间片（如几百毫秒），并把这些时间片轮流地分配给各联机作业使用的技术称为A_。 A.分时技术 B.实时技术 C.批处理技术 D.多道程序设计技术 8、实时操作系统追求的目标是C 。 A.高吞吐率B .充分利用内存C .快速响应D .减少系统开销 9、分时操作系统通常采用_B_策略为用户服务。 A、可靠性和灵活性 B、时间片轮转 C、时间片加权分配 D、短作业优先 10、操作系统是对丄进行管理的软件。
A、软件 B、硬件 C、计算机资源 D、应用程序 11、现代操作系统的主要目标是提高资源利用率和方便用户。
12、 操作系统的基本类型主要有 分时系统（或分时操作系统）、实时系统（或 实时操作系统）和_批处理系统（或批处理操作系统）。 13、 操作系统五个功能是：处理机管理、 存储器管理 、 设备管理、 以及 __________ 和 为用户提供操作接口 。 14、 操作系统的基本特征是 并发，共享，虚拟 和异步。 15、 操作系统一般为用户提供了三种界面，它们是 命令界面,图形界面 和系统调 用界面 。 第二章进程管理复习题 1、 并发性是指若干事件在 B 发生。 A.同一时刻B .同一时间间隔内 C .不同时刻 D .不同时间间隔内 2、 进程和程序的本质区别是 D 。 A.存储在内存和外存 B .顺序和非顺序执行机器指令 C ?分时使用和独占使用计算机资源 D .动态和静态特征 3、 进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是 D 。 6正在执行的进程由于其时间片完而被暂停执行，此时进程应从执行状态变为 D 。 A.静止阻塞 B.活动阻塞 C.静止就绪 D.活动就绪 7、 下列各项工作中，哪一个不是创建进程必须的步骤_B_。 A.建立一个PCB 进程控制块 B.由进程调度程序为进程调度 CPU C.为进程分配内存等必要的资源 D.将PCB 链入进程就绪队列 8、 已经获得除C_以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。 A.被选中占有处理机 C ?等待的事件已发生 B.等待某一事件 D.时间片用完 4、 一个进程被唤醒意味着B < A.该进程重新占有了 CPU C.它的优先权变为最大 5、 进程和程序的本质区别是D A.存储在内存和外存 B .进程状态变为就绪 D .其PCB 移至就绪队列的队首 B .顺序和非顺序执行机器指令 C ?分时使用和独占使用计算机资源 D .动态和静态特征
摘要 通过操作系统教学网站的建设，完成了对于操作系统课程的远程化授课。可以使学生不受时间空间的限制，通过网络对于这门课程进行学习。建立起了基于B/C的网络化教学系统。本网站采用当前最流行的JSP网络编程技术，可以实现数据的高效、动态、交互访问，具有强大的Server/Client交互能力。本文中所做的主要工作：介绍Win2000 +JSP(J2DK+TOMCAT)系统并且嵌入 JAVABEAN的一般原理；阐述整个操作系统教学网站的概要设计，系统结构及工作原理；分析了系统实现中的特殊性、难点和重点；详细设计实现学院介绍、教学资源、课程表、课堂教学、在线答疑、其他课程、课件下载、留言反馈、自我测试、成绩管理、站内搜索、公告专栏、友情链接、校园风景、新闻中心、栏目导航等程序模块；各个模块的具体实现，且分析并解决实现中的若干技术问题；建立完整的实验网站，进行测试并分析结果。 关键字： JAVABEAN JSP 交互访问 JAVASCRIPT JDBC
Abstract Through the operating system teaching website construction, completed long-distance has taught regarding the operating system curriculum, was allowed to cause the student without the time space limit, and carried on the study through the network regarding this curriculum. Established based on the B/C network teaching system. This website uses the current most popular JSP network programming technology, may realize the data to be highly effective, dynamically, alternately visits, and has the formidable Server/Client interactive ability. In this article does main work: Introduced Win2000 +JSP (J2DK+TOMCAT) the system and to insert JA V ABEAN the general principle; Elaborates the entire operating system teaching website outline design, the system structure and the principle of work; Has analyzed in the system realization particularity, the difficulty and key; The detailed design realization institute introduced, in the teaching resources, the class schedule, the classroom instruction, the on-line Q/A, other curricula, class downloading, the message feedback, the self- test, the result management, the station search, program module and so on announcement column, friendship link, campus scenery, news center, column navigation; Each module concrete realization, also in analysis and solution realization certain technical questions; The establishment integrity experimental website, carries on the test and the analysis result. Key words: JA V ABEAN JSP alternately visits JA V ASCRIPT JDBC