惠州学院2013操作系统复习整理

一、什么是操作系统你都用过什么操作系统各有什么特点操作系统是管理计算机硬件资源,控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合;操作系统是计算机系统的关键组成部分,负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务;DOS系统都是以命令的方式运行指令,有的也支持鼠标,甚至也可以做成菜单方式,但跟windows的亲和性相比是无法相比的;windos系列的操作系统主要特点就是简单,图形操作,不需要死记命令,适合非专业人士使用;unix系列由于是开源的,所以操作复杂,功能强大,可以按自己的需求设计与改造,适合专业人士,不适合初学者;二、试说明操作系统系统的主要功能模块及其主要任务处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换; 进程同步：为多个进程含线程的运行进行协调;进程通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换;处理机调度：1作业调度;从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为他们分配运行所需的资源首选是分配内存;2进程调度：从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程,把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行;内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充;内存分配：为每道程序分配内存;内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行,彼此互不干扰;地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址;内存扩充：用于实现请求调用功能,置换功能等;设备管理主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等;主要任务: 完成用户提出的I/O 请求,为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备.文件管理的主要功能是文件存储空间的管理,目录管理,文件的读写管理和文件的共享与保护;主要任务是对用户文件和系统文件进行管理,以方便用户使用,并保证文件的安全性;三、什么是多道程序设计技术试叙述多道程序运行的特征;所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法;也就是说,计算机内存中可以同时存放多道两个以上相互独立的程序,它们都处于开始和结束之间;从宏观上看是并行的,多道程序都处于运行中,并且都没有运行结束；从微观上看是串行的,各道程序轮流使用CPU,交替执行;多道程序技术运行的特征：多道、宏观上并行、微观上串行;四、在一个分时操作系统中,用户提交了一个作业,作业的内容包括：①请求内存memory；②计算并将结果存于memory；③请求打印机printer；④将memory中的内容在printer上输出；⑤释放printer；⑥释放memory；⑦结束;试用分时系统对资源管理的观点论述该作业从提交开始到结束为止,操作系统为其提供服务与控制的全过程;五、某系统的进程状态转换如图所示,请说明：1引起各种状态转换的典型事件有哪些2当我们观察系统中某些进程时,能够看到某一进程产生的一次状态转换能引起另一进程作一次转换;在什么情况下,当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换1在本题所给的进程状态转换图中,存在四种状态转换;当进程调度程序从就绪队列中选取一个进程投入运行时引起转换1；正在执行的进程如因时间片用完而被暂停执行就会引起转换2；正在执行的进程因等待的事件尚未发生而无法执行如进程请求完成I/O则会引去转换3；当进程等待的事件发生时如I/O完成则会引起转换4;如果就绪队列非空,则一个进程的转换3会立即引去另一个进程的转换1;这是因为一个进程发生转换3意味着正在执行的进程由执行状态变为阻塞状态,这时处理机空闲,进程调度程序必然会从就绪队列中选取一个进程并将它投入运行,因此只要就绪队列非空,一个进程的转换3能立即引起一个进程的转换1;六、设系统中仅有一类数量为M的独占型资源,系统中N个进程竞争该资源,其中各进程对该类资源的最大需求量为S;当M、N、S分别取下列值时,试判断哪些情况会发生死锁为什么1M=2,N=2,S=1 2M=3,N=2,S=23M=3,N=2,S=3 4M=5,N=3,S=25M=6,N=3,S=31,不会死锁,因为每个进程的资源都可以得到满足;2,不会,总共两个进程,总有一个进程的申请可以得到满足,当它退出时会释放占有的资源,从而满足另一个进程;3,可能,比如说其中一个进程占有两个资源,另一个进程占有1个,两个进程的资源都得不到满足,相互等等,出现死锁;4,不会,因为总有两个进程的资源申请得到满足,它们运行完后会释放资源,满足另一个进程;5,可能,3个进程,每个进程都分配两个资源的情况下,这时三个进程都没有得到资源的满足,出现相互等待,从而产生死锁;七、有三类资源A17、B5、C20,括号内为资源的数量;有5个进程P1、P2、P3、P4、P5;T0时刻系统状态如下：问1、T0时刻是否为安全状态,给出安全序列;2、T0时刻,P2: Request0,3,4,能否分配,为什么八、在具有快表的段式存储管理方式中,如何实现地址变换及存储保护在CPU给出有效地址后,由地址变换机构自动将页号P送入高速缓冲寄存器,并将此页号与高速缓存中的所有页号比较,若找到匹配页号,表示要访问的页表项在快表中;可直接从快表读出该页对应物理块号,送到物理地址寄存器中;如快表中没有对应页表项,则再访问内存页表,找到后,把从页表项中读出物理块号送地址寄存器；同时修改快表,将此页表项存入快表;但若寄存器已满,则OS必须找到合适的页表项换出;九、某多道程序设计系统配有一台处理器和两台外设IO1和IO2,现有3个优先级由高到低的作业J1、J2和J3都已装入了主存,它们使用资源的顺序和占用时间分别是：J1:IO230ms,CPU10ms,IO130ms,CPU10msJ2:IO120ms,CPU20ms,IO240msJ3:CPU30ms,IO120ms处理器调度采用可抢占的优先数算法,忽略其他辅助操作时间,回答下列问题：1分别计算作业J1、J2和J3从开始到完成所用的时间；23个作业全部完成时CPU的利用率；1J1占用IO2传输30ms时,J1传输完成,抢占J2的CPU,运行10ms,再传输30ms,运行10ms,完成;由图1-2可见,J1从开始到完成所用的时间为：30+10+30+10=80ms;J2与其并行地在IO1上传输20ms,抢占J3的CPU,J2运行10ms后,被J1抢占CPU,等待10ms之后,J2再次得到CPU,运行10ms,J2启动IO2传输,40ms完成;由图1-2可见,J2从开始到完成所用的时间为：20+10+10+10+40=90ms;J3在CPU上执行20ms,被J2抢占CPU,等待30ms,再运行10ms,等待10ms,J3启动IO1进行20ms的传输,完成;J3从开始到完成所用的时间为：20+30+10+10+20=90ms;2三个作业全部完成时,CPU的利用率为：10+20+30+10/90=7/9=78%;3三个作业全部完成时,外设IO1的利用率为：20+30+20/90=7/9=78%;十、某程序在内存中分配三个块,访问页的走向为4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,按FIFO、 LRU、OPT算法分别计算缺页次数假设开始时所有页均不在内存;十一、什么是缓冲池设计一个数据结构及相应的操作来管理缓冲池;十二、试说明实现打印机共享的SPOOLing系统的组成,并说明其工作原理; SPOOLing 系统由输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程 SPi 和输出进程 SPo 三部分组成;将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机,是应用SPOOLing技术的典型实例;具体做法是：系统对于用户的打印输出,但并不真正把打印机分配给该用户进程,而是先在输出井中申请一个空闲盘块区,并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表,将该表挂到请求打印队列上;若打印机空闲,输出程序从请求打印队首取表,将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区,再进行打印,直到打印队列为空;十三、什么是文件分配表FAT假定磁盘块的大小为1K,对于540M的硬盘,其文件分配表FAT至少需要占用多少存储空间一种供MS-DOS及其它Windows操作系统对文件进行组织与管理的文件系统;文件分配表FAT是当您使用FAT或FAT32文件系统对特定卷进行格式化时,由Windows 所创建的一种数据结构;Windows将与文件相关的信息存储在FAT中,以供日后获取文件时使用;硬盘总块数为：540M/1K＝540K个因为：220>540K 即文件分配表的每个表目为20/8＝字节则FAT占用：540＝1350K十四、如果磁盘的每个磁道分成9个块,先有一文件共有A、B、C、D、E、F、G、H、I共 9个记录,每个记录的大小与块的大小相等,设磁盘转速为27ms/转,每读出一块后需要2ms的处理时间;若忽略其他辅助时间,试问：1如果顺序存放这些记录并顺序读取,处理该文件需要多少时间2如果要顺序读取该文件,记录如何存放处理时间最短最短多少时间十五、下图给出了4个进程P1、P2、P3、P4,合作完成某一任务的前趋图,试用P、V操作描述这4个进程间的同步关系;十六、某寺庙有小、老和尚若干;庙中有一水缸,由小和尚提水供老和尚饮用;水缸可容纳10桶水,水取自同一井中;水井很窄,每次只能容纳一个水桶打水;水桶总数为3个;每次和尚取缸水仅为1桶水,且不可同时进行;试给出有关小和尚从井中提水放入缸中、老和尚从缸中取水的算法描述;十七、如图所示的交通管理例子各方向的汽车是单行、直线行驶,试用P、V操作实现各方向上汽车行驶的同步;。

1什么是操作系统及四个基本特征操作系统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。

P9操作系统的四个基本特征是并发、共享、虚拟和异步。

P142操作系统的主要功能，什么是分时操作系统操作系统的主要功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理p18分时操作系统是指，在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过主机的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

P103操作系统的接口有几种类型用户与操作系统的接口通常可分为两大类：1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统的服务2程序接口。

它是提供给程序员在编程时使用的接口，是用户程序取得操作系统的唯一途径p224 在OS为什么要引入进程的概念，为什么要引入线程为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念。

P37在操作系统中引入线程，是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。

P725进程控制块是什么？作用及构成为了使程序（含数据）能独立运行，应为之配置一进程控制块，即PCB（Process Control Block）；PCB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，PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。

在进程控制块中，主要包括下述四方面的信息。

1进程标示符2处理机状态3进程调度信息4进程控制信息因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其他进程并发执行的进程。

P416进程的基本状态有哪些？进程实体是由什么组成的进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态。

事实上，运行中的进程可能具有以下三种状态。

1就绪状态2执行状态3阻塞状态p38由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体。

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。

这种因共享资源而产生的制约关系称为进程的互斥。

—间接相互制约关系2.同步关系并发执行进程之间通过在执行时序上的某种限制而达到相互合作的这种约束关系称为进程的同步—直接相互制约关系临界资源：凡是以互斥方式使用的共享资源都称为临界资源。

临界资源具有一次只允许一个进程使用的属性。

计算机操作系统复习知识点汇总第一章绪论1、操作系统的定义、目标、作用1OS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..2OS的主要目标是：方便性;有效性;可扩充性和开放性.3OS的作用可表现为：a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；一般用户的观点b. OS作为计算机系统资源的管理者；资源管理的观点c. OS实现了对计算机资源的抽象.2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统联机输入输出方式的联系和区别脱机输入输出技术Off-Line I/O是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间;提高了I/O速度.由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的;或者说;它们是在脱离主机的情况下进行的;故称为脱机输入输出方式；反之;在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式联机输入输出技术也提高了I/O的速度;同时还将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..3、多道批处理系统需要解决的问题处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么a. 并发性Concurrence;共享性Sharing;虚拟性Virtual;异步性Asynchronism.b. 其中最基本特征是并发和共享.c. 并发特征是操作系统最重要的特征;其它特征都是以并发特征为前提的..5、并行和并发并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念;并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生..6、操作系统的主要功能;各主要功能下的扩充功能a. 处理机管理功能：进程控制;进程同步;进程通信和调度.b. 存储管理功能：内存分配;内存保护;地址映像和内存扩充等c. 设备管理功能：缓冲管理;设备分配和设备处理;以及虚拟设备等d. 文件管理功能：对文件存储空间的管理;目录管理;文件的读写管理以及文档的共享和保护7、操作系统与用户之间的接口a. 用户接口：是给用户使用的接口;用户可通过该接口取得操作系统的服务b. 程序接口：是给程序员在编程时使用的接口;是用户程序取得操作系统服务的惟一途径..第二章进程管理1、进程的定义、特征;进程实体的组成1进程是进程实体的运行过程;是系统进行资源分配的一个独立单位..2进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性..3进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成..2、进程的三种基本状态及其转换运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态..3、引起进程进入挂起状态的原因如下：a. 终端用户的请求b. 父进程请求c. 负荷调节的需要d. 操作系统的需要具有挂起状态的进程转换图— P394、创建进程的主要步骤a. 为一个新进程创建PCB;并填写必要的管理信息..b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中..5、进程控制块PCB的作用1系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构;存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息..2系统利用PCB来控制和管理进程;所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志3进程与PCB是一一对应的为什么说PCB是进程存在的唯一标志在进程的整个生命周期中;系统总是通过其PCB对进程进行控制;系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的;所以说;PCB是进程存在的唯一标志..6、进程控制块的组织方式链接方式、索引方式7、原语的定义、组成、作用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;与一般过程的区别在于：它们是“原子操作”;是一个不可分割的基本单位;在执行过程中不允许中断..原子操作在管态下执行;常驻内存..原语的作用是为了实现进程的通信和控制;系统对进程的控制如不使用原语;就会造成其状态的不稳定性;从而达不到进程控制的目的..8、引起创建进程的事件用户登录、作业调度、提供服务、应用请求9、引起进程终止的事件正常结束、异常结束、外界干预10、引起进程阻塞和唤醒的事件请求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做11、临界资源和临界区1临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源..属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等;软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等..诸进程间应采取互斥方式;实现对这种资源的共享..2每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section;不论是硬件临界资源;还是软件临界资源;多个进程必须互斥地对它进行访问..12、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待13、进程通信的类型进程间通信机制包括：共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统..14、线程的定义、属性在多线程OS中;通常一个进程中包含多个线程;每个线程都是作为利用CPU的基本单位;是花费最小开销的实体..线程具有下述属性：1轻型实体—线程中的实体基本上不拥有系统资源;只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源..2独立调度和分派的基本单位3可并发执行..4共享进程资源..15、进程和线程的比较a. 调度性..在传统的操作系统中;拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程;在引入线程的OS中;则把线程作为调度和分派的基本单位;而把进程作为资源拥有的基本单位；b. 并发性..在引入线程的OS中;不仅进程之间可以并发执行;而且在一个进程中的多个线程之间;亦可并发执行;因而使OS具有更好的并发性；c. 拥有资源..无论是传统的操作系统;还是引入了线程的操作系统;进程始终是拥有资源的一个基本单位;而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外;本身基本不拥有系统资源;但它可以访问其隶属进程的资源；d. 系统开销..由于创建或撤销进程时;系统都要为之分配和回收资源;如内存空间等;进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程;因此;操作系统在创建、撤销和切换进程时所付出的开销将显着地大于线程..16.进程与程序的区别①程序是静态的;进程是动态的;②进程更能真实地描述并发;而程序不能;③进程具有创建其他进程的功能;而程序没有④进程只是一次执行过程;有生命周期；而程序可作为软件资源长期保存;是相对长久的;进程是系统分配调度的独立单位;能与其他进程并发执行;17.进程互斥与同步的基本概念i.进程互斥：由于各进程要求共享资源;而有些资源需要互斥使用;因此各进程间竞争使用这些资源;进程的这种关系为进程的互斥..ii.进程同步：在并发执行过程中;合作完成同一个任务的多个进程;在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作;这种制约性关系叫作进程同步..18、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待19.常用的几种信号量机制整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集..第三章处理机调度1、高级调度与低级调度的区别高级调度又称为作业调度或长程调度;调度对象是作业;作业调度往往发生于一个批作业运行完毕;退出系统;而需要重新调入一个批作业进入内存时;故作业调度的周期长；低级调度又称为进程调度和短程调度;调度物件为进程或内核级线程;进程调度的运行频率最高;是最基本的一种调度;多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度..引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、低级调度的功能保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程3、进程调度方式1非抢占方式—实现简单、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境2抢占方式——原则：优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则4、同时具有三级调度的调度队列模型当在OS中引入中级调度后;人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪;类似的阻塞状态也可以同样划分..5、调度算法▲1、先来先服务FCFS2、短作业进程优先SJFSPF3、高优先权优先4、高响应比优先调度算法HRN..5、时间片轮转法1 要求：掌握算法思想..并能对前4种算法根据算法思想计算周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间;周转时间= 完成时间–到达时间=等待时间+服务时间2 掌握先来先服务、短作业进程优先、高响应优先调度算法三种算法性能评价：a.先来先服务算法即适合于作业调度也适用于进程调度;且算法较为简单;比较适合长作业或长进程不适合短作业或进程..b.短作业进程优先算法;能有效降低作业的平均等待时间;提高系统吞吐量..但该算法与用户做出的估计运行时间有很大的关系;对长作业进程不利;有利于短作业进程..c.高响应比优先调度算法;即照顾了短作业又考虑了长作业到达的先后次序;它不会使长作业长期得不到服务..6 高响应比优先调度算法优先权＝等待时间＋要求服务时间＼要求服务时间响应比＝等待时间＋要求服务时间/要求服务时间＝响应时间/要求服务时间7、最低松弛度优先调度算法即LLF算法该算法是根据任务紧急或松弛的程度;来确定任务的优先级..8、何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局;若无外力作用;这些进程都将永远不能再向前推进；b.产生死锁的原因有二;一是竞争资源;二是进程推进顺序非法；c.必要条件是: 互斥条件;请求和保持条件;不剥夺条件和环路等待条件..互斥条件：一个资源一次只能被一个进程使用..请求和保持条件：保留已经得到的资源;还要求其它的资源..不剥夺条件：资源只能被占有者释放;不能被其它进程强行抢占..环路等待条件：系统中的进程形成了环形的资源请求链..９、处理死锁的基本方法１预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件２避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件３检测死锁—通过系统设置的检测机构;及时检测出死锁的发生４解除死锁—撤销或挂起一些进程10、预防死锁的方法a.摒弃"请求和保持"条件b.摒弃"不剥夺"条件c.摒弃"环路等待"条件11、银行家算法▲要求掌握能够根据安全性检测算法;通过查找安全序列来判断某个时刻系统是否处于安全状态..能利用银行家算法来计算：当某进程提出资源请求时;系统是否分配..12、死锁检测掌握死锁定理的概念：当且仅当一组进程某个状态S的资源分配图是不可完全简化的;则说明S状态为死锁状态..知道在进行死锁的检测常用的工具是资源分配图;并通过对资源分配图的化简判断一组进程是否处于安全状态无环..第四章存储管理１、存储器按存储量、速度怎么划分至少应具有三级：最高层为CPU寄存器、中间为主存、最底层为辅存;较高档点的根据具体功能还可细分为：寄存器；高速缓存、主存储器、磁盘缓存；固定硬盘、可移动存储介质等6层..主存储器简称内存或主存：容量一般为数十MB到数GB;其访问速度远低于CPU执行指令的速度..为此引入寄存器和高速缓存;寄存器访问速度最快;价格昂贵;容量不大；高速缓存容量大于或远大于寄存器;从几十KB到几十MB;访问速度快于主存储器..２、程序的装入方式绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式３、程序的链接方式分类静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接４、对换的定义、分类、实现对换是把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调到外存上;以便腾出足够的内存空间;再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存..以整个进程为单位;称为“整体对换”或“进程对换”；以“页”或“段”为单位;分别称为“页面对换”和“分段对换”;又称为“部分对换”为了实现进程对换;系统必须能实现三方面的功能：对换空间的管理、进程的换出;以及进程的换入..６、基本分页存储管理方式重点考查1、分页的基本原理分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片;称为页面或页;将这些页面装入到内存一些不连续的内存块中..若将一个进程的所有页面一次全部装入到内存叫基本分页；若按进程的运行情况分多次部分装入到内存叫请求式分页..由于进程的最后一页经常装不满一块而形成不可利用的碎片;称为页内碎片系统为每个进程建立一张页面映像表;简称页表..页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射..2、分页系统的地址变换机构▲掌握：能根据给定的逻辑地址和页表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断页号是否越界;并能掌握地址变换机构图..7 、基本分段存储管理方式1、分段存储管理方式的引入原因引入分段存储管理方式;主要是为了满足用户和程序员的一些需要：方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接2、分段系统的基本原理在分段存储管理方式中;作业的地址空间被划分为若干个二维段;每个段定义了一组逻辑信息;逻辑地址由段号和段内地址组成..每个段在表中占有一个表项;其中记录了该段在内存中的起始地址又称为“基址”..段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射..将一个作业的这些段装入到内存一些不连续的区域中在分段中一个作业获得的地址空间是不连续的;但是每个段获得的空间是连续的..当将一个作业的所有段一次全部装入到内存的是基本分段；若按作业的运行情况分多次部分装入到内存的是请求式分段..在分段中也会出现碎片..8、分段系统的地址变换机构▲掌握：能根据给定的逻辑地址和段表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断段号和段地位移量是否越界..9、分段和分页的主要区别a. 分页和分段都采用离散分配的方式;且都要通过地址映射机构来实现地址变换;这是它们的共同点；b. 对于它们的不同点有三;第一;从功能上看;页是信息的物理单位;分页是为实现离散分配方式;以消减内存的外零头;提高内存的利用率;即满足系统管理的需要;而不是用户的需要；而段是信息的逻辑单位;它含有一组其意义相对完整的信息;目的是为了能更好地满足用户的需要；c. 页的大小固定且由系统确定;而段长度不固定;决定于用户所编写的程序；d. 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.10、虚拟存储器的特征及其内部关联a. 虚拟存储器具有多次性;对换性和虚拟性三大主要特征；b. 其中所表现出来的最重要的特征是虚拟性;它是以多次性和对换性为基础的;而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上..11、页面置换算法▲1、先进先出FIFO2、最佳置换算法OPT3、最近最久未使用LRU置换算法4、Clock置换算法5、最少使用LFU置换算法1要求：掌握算法思想、名称缩写..并能对前3种算法根据算法思想计算缺页中断次数和缺页中断率;参考书P150页和作业题..2掌握先进先出FIFO、最佳置换算法OPT、最近最久未使用LRU置换算法的性能评价–先进先出：实现简单；性能最差;与进程实际的运行不相适应;且有可能会出现Belady现象即在未给进程或作业分配它所要求的全部页面时;有时会出现分配给作业的内存块数增多;缺页次数反而会增多的奇怪现象–最佳置换算法OPT：理论上;性能最佳；实际上;无法实现；通常只用在研究其它算法时;做参考评价..最近最久未使用LRU置换算法：性能较好；实现复杂;需要硬件支持..１2、分段保护采取以下措施保证信息安全：越界检查、存取控制检查、环保护机构第五章设备管理１、Ｉ／Ｏ设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类按设备的使用特性分类：存储设备又称外存、后备存储器、辅助存储器；输入输出设备又可具体划分：输入设备键盘、鼠标、扫描仪、视频摄像、各类传感器、输出设备打印机、绘图仪、显示器、数字视频显示设备、音响输出设备、交互式设备按传输速率分类：低速设备键盘、鼠标、语音的输入输出设备；中速设备行式打印机、激光打印机；高速设备磁带机、磁盘机、光盘机..按信息交换的单位分类：块设备磁盘；字符设备交互式终端、打印机按设备的共享属性分类：独占设备；共享设备磁盘；虚拟设备２、设备控制器的组成设备控制器由以下三部分组成：1设备控制器与处理机的接口;该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信;提供有三类信号线：数据线、地址线和控制线..2设备控制器与设备的接口;可以有一个或多个接口;且每个接口连接一台设备..每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号..3I/O逻辑;用于实现对设备的控制..其通过一组控制线与处理机交互;处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令;I/O逻辑对收到的命令进行译码..３、I/O通道设备如何引入虽然在ＣＰＵ和I/O设备之间增加了设备控制器后;已能大大减少CPU对I/O的干预;但当主机配置的外设很多时;CPU的负担仍然很重;为此;在CPU和设备控制器之间又增设了通道..I/O通道是一种特殊的处理机;它具有执行I/O指令的能力;并通过执行通道I/O程序来控制I/O操作..通道与普通处理机的区别：1没有自己的内存;且与主机共享主机内存2执行的指令单一;主要执行与I/O有关的指令..通道分为：字节多路通道主要连接低速字符设备；数组选择通道主要连接高速块设备；数组多路通道主要连接中高速块设备４、有哪几种I/O控制方式各适用于何种场合1I/O控制方式：程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMA I/O控制方式、I/O通道控制方式..2程序I/O方式适用于早期的计算机系统中;并且是无中断的计算机系统；中断驱动I/O控制方式是普遍用于现代的计算机系统中；DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O 控制方式；当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式;但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器..５、ＤＭＡ控制器的组成1DMA控制器由三部分组成：主机与ＤＭＡ控制器的接口、DMA控制器与块设备的接口、I/O控制逻辑..2DMA方式与中断控制方式的区别：相同点是都是以块为单位进行传输..区别是：1CPU处理中断的时间：●中断控制方式：是在数据缓冲寄存器满之后要求CPU进行中断处理●DMA方式：是在所要求转送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理..这就大大减少了CPU进行中断处理的次数..2数据传送的完成者：●中断控制方式：是在中断处理时由CPU控制完成的;●DMA方式：是DMA控制器完成的..６、为了实现主机与控制器之间成块数据的直接交换;需设置ＤＭＡ控制器中四类寄存器DR：数据寄存器;暂存从设备到内存或从内存到设备的数据MAR：内存地址寄存器DC：数据计数器;存放本次CPU要读或写的字节数CR：命令＼状态寄存器;接收从CPU发来的I/O命令;或相关控制信息;或设备状态７、缓冲的引入原因操作系统引入缓冲机制的主要原因可归结为以下几点：1缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；2减少对CPU的中断频率;放宽对中断响应时间的限制；3提高CPU与I/O 设备之间的并行性..8、缓冲池的组成、工作方式三个队列：空缓冲队列、输入队列、输出队列四种工作缓冲区：1用于收容输入数据的工作缓冲区；2用于提取输入数据的工作缓冲区；3用于收容输出数据的工作缓冲区；2用于提取输出数据的工作缓冲区；9、SPOLLing系统的定义、组成、特点SPOOLing系统是对脱机I/O工作的模拟;其必须有高速随机外存通常采用磁盘的支持..SPOOLing系统主要有以下四个部分：1输入井和输出井;为磁盘上开辟的两大存储空间;分别模拟脱机输入/出时的磁盘;并用于收容I/O设备输入的数据和用户程序的输出数据；2输入缓冲区和输出缓冲区;在内存中开辟;分别用于暂存由输入设备和输出井送来的数据；3输入进程SPi和输出进程SPo;分别模拟脱机输入/出时的外围控制机;用于控制I/O过程；4I/O请求队列;由系统为各个I/O请求进程建立的I/O请求表构成的队列..SPOLLing系统的特点：提高了I/O的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能..10、磁盘的类型和访问时间组成磁盘分为两类：固定头磁盘一般为大容量磁盘和移动头磁盘一般为中小型容量磁盘..磁盘访问时间=寻道时间+旋转延迟时间+数据传输时间11、磁盘磁盘调度算法▲1、先来先服务FCFS2、最短寻道时间优先SSTF3、扫描Scan算法又称为“电梯调度算法“4、循环扫描CScan算法1要求：掌握算法思想、名称缩写..并能根据算法思想计算碰头的寻道轨迹;寻道距离和寻道时间;参考书P194页和作业题..2掌握算法性能评价●先来先服务FCFS：公平、简单；平均寻道时间可能较长;●最短寻道时间优先SSTF：平均寻道时间比FCFS算法短;但可能会出现“饥饿现象”和“磁臂粘着”现象..●扫描Scan算法：消除了“饥饿”现象;但可能会出现“磁臂粘着”现象..●循环扫描CScan算法：改进了对于边缘区磁道访问的不公平;但可能会出现“磁臂粘着”现象..5.N-Step-Scan和FSCAN算法：可避免出现“磁臂粘着”现象..第六章文件管理１、文件的定义、属性文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合;可分为有结构文件和无结构文件..文件的属性包括：文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间。

第一章2.0S的作用可表现在哪几个方面?(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11. OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。

20.试描述什么是微内核0S。

答: 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。

第二章2.画出下面四条语句的前趋图:S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a- b; S4=w:=c+1;答:其前趋图为:6.试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?答: (1) 动态性是进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，由撤销而消亡。

进程有一定的生命期，而程序只是一组有序的指令集合，是静态实体。

(2)并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。

引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。

(3)独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。

对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参加运行。

7.试说明PCB的作用，为什么说PCB是进程存在的惟一标志?答: PCB 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。

作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为-一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。

OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。

11.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。

答: (1) 就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态: I/0 请求(4)阻塞状态→就绪状态: I/0完成21.试从调度性，并收性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。

操作系统一, 选择题第一部分：操作系统概述1.最基本的系统软件是( A) 。

A. 操作系统B. 文字处理系统C. 语言处理系统D. 数据库管理系统2.操作系统是一种( B)。

A. 应用软件B. 系统软件C. 通用软件D. 工具软件3.操作系统是一组( C )。

A.文件管理程序B.中断处理程序C.资源管理程序D.设备管理程序4.下列关于操作系统的叙述中，( D)是不正确的。

A.管理资源的程序B.管理用户程序执行的程序C.能使系统资源提高效率的程序D.能方便用户编程的程序5.以下(C)项功能不是操作系统具备的主要功能。

A.内存管理B.中断处理C.文档编辑D.CPU调度6.操作系统负责为方便用户管理计算机系统的( C)。

A. 程序B. 文档资料C. 资源D. 进程7.操作系统的基本职能是( A)。

A.控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行B.提供用户界面，方便用户使用C.提供方便的可视化编辑程序D.提供功能强大的网络管理工具8.操作系统的主要功能是( C)。

A. 提高计算的可靠性B. 对硬件资源分配.控制.调度.回收C. 对计算机系统的所有资源进行控制和管理D. 实行多用户及分布式处理9.( D)不是操作系统关心的主要问题。

A. 管理计算机裸机B.设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C. 管理计算机系统资源D.高级程序设计语言的编译器10.下面关于计算机软件的描述正确的是( B)。

A. 它是系统赖以工作的实体B. 它是指计算机的程序及文档C. 位于计算机系统的最外层D. 分为系统软件和支撑软件两大类11.操作系统的发展过程是( A)。

A.设备驱动程序组成的原始操作系统，管理程序，操作系统B.原始操作系统，操作系统，管理程序C.管理程序，原始操作系统，操作系统D.管理程序，操作系统，原始操作系统12.世界上第一个操作系统是( B)。

A.分时系统B.单道批处理系统C.多道批处理系统D.实时系统13.计算机系统的组成包括( B)。

《计算机操作系统》复习题及答案第一章操作系统概述1.1什么是操作系统？操作系统与普通的程序工作方式有何不同？至今没有统一的定义，但人们可以从不同的角度对操作系统加以理解：操作系统作为一台“虚拟机”；操作系统作为资源管理器。

操作系统是管理计算机系统资源的软件，它确保这些资源被高效合理地使用；操作系统作为用户与计算之间的接口。

这一接口为用户提供了两种使用操作系统的方式：命令方式和系统调用方式．总之，操作系统实际上是一组计算机程序，与普通的程序工作方式相同。

主要区别在于程序的意图和运行模式不同。

操作系统控制CPU和其它系统资源的使用，并调度CPU运行普通程序的时间。

OS的程序在核心态(kernel mode)下运行，硬件保护它免受用户程序的破坏；而应用程序都在用户态(user mode)下运行，它们不受硬件保护。

１．２什么是作业？在批处理方式中，一个用户程序及其所需要的数据和操作命令的总和称为一个作业(Job)．１．３什么是通道？什么是中断？所谓通道，实质上是一个功能单一、结构简单的I/O处理器，它独立于CPU并直接控制外设与内存进行数据传输。

所谓中断，指在I/O正常结束或出现硬件故障时，相应硬件向CPU发出中断信号，CPU停止正在执行的操作，转去执行中断处理程序，中断处理完毕后CPU再回到原来的断点继续进行。

１．４什么是多道程序技术的主要思想？在内存中同时放入若干道用户作业，当一个作业需要等待I/O请求时，CPU转去执行另一道作业。

多道程序系统也称为多任务处理(multitasking)♣１．５什么是分时系统(Time Sharing)？♣在分时系统中使用了多道程序设计技术来处理多个交互的进程。

有时也称为多任务分时系统。

在分时系统中处理器的时间被多个用户分享。

在分时系统中多个用户通过终端(Terminal)同时访问系统。

１．６什么是并发？什么是并行并发是指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。

♣并行是指两个或两个以上事件在同一时刻发生。

操作系统期末复习操作系统期末复习第⼀章操作系统引论1.什么是操作系统？牢固掌握操作系统定义：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运⾏的系统软件（或程序集合），是⽤户与计算机之间的接⼝。

2.操作系统在系统中所出的地位？了解操作系统是裸机上的第⼀层软件，是建⽴其他所有软件的基础。

3.操作系统的主要功能？牢固掌握操作系统五⼤主要功能：存储器管理、处理机管理、设备管理、⽂件管理、⽤户接⼝管理。

4.操作系统的基本特征？.记住操作系统的基本特征：并发、共享和异步性。

理解：并发性是指两个或多个活动在同⼀给定的时间间隔中进⾏，类似⼤家都前进了；共享性是指计算机系统中的资源被多个任务所共享，类似⼀件东西⼤家⽤；异步性类似于你⾛我停。

5.操作系统的主要类型？记住并理解操作系统的主要类型：多道批处理系统、分时系统、实时系统、个⼈机系统、⽹络系统和分布式系统。

UNIX系统是著名的分时系统。

6.分时的概念？理解分时系统概念：主要是指若⼲并发程序对CPU时间的共享。

即CPU时间分成⼀个⼀个的时间⽚，操作系统轮流地把每个时间⽚分给各个并发程序，每道程序⼀次只可运⾏⼀个时间⽚。

7.现代操作系统的三种⽤户界⾯？了解现代操作系统为⽤户提供的三种使⽤界⾯：命令界⾯、图形界⾯、系统调⽤界⾯。

8.8UNIX命令的⼀般格式？记住并明⽩UNIX命令⾏的⼀般格式：命令名[选项][参数]。

第⼆章进程管理1.多道程序设计的概念？理解多道程序设计的概念和优点：多道程序设计是多个程序同时在内存并且运⾏；多道程序设计具有提⾼系统资源利⽤率和增加作业吞吐量的优点。

2.什么是进程？进程与程序的区别？1)了解为什么要引⼊进程：因程序这⼀“静态”概念⽆法描述“并发执⾏”的动态性质；2)牢固掌握进程的概念：进程是程序在并发环境中的执⾏过程。

3)掌握进程与程序的主要区别：进程是动态的、程序是静态的；进程是独⽴的，能并发执⾏、程序不能并发执⾏；两者⽆⼀⼀对应关系；进程异步运⾏，会相互制约、承袭不具有此特性。

操作系统复习资料1、什么是操作系统？计算机配置操作系统的主要⽬标是什么？.操作系统是：控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机⼯作流程以及⽅便⽤户使⽤计算机的⼀个⼤型程序；计算机系统配置操作系统的主要⽬标是：⽅便⽤户使⽤、扩充机器功能、管理各类资源、提⾼系统效率、构筑开放环境2、什么是多道程序设计？多道程序设计技术有什么特点？.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主存并启动交替计算的⽅法；多道程序设计技术的特点：主存中多个相互独⽴的程序均处于开始与结束之间，从宏观上看是并⾏的，多道程序都处于运⾏过程中，但尚未运⾏结束；从微观上看是串⾏的，各道程序轮流占⽤CPU以交替地执⾏。

（能改善CPU的利⽤率、提⾼主存和设备的使⽤效率、充分发挥系统的并⾏性。

）3、现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。

现代操作系统基本功能：1）处理器管理：包括进程控制和管理，进程同步；2）存储管理：主要任务是管理主存资源；3）设备管理：主要任务是管理各种外部设备；4）⽂件管理；5）⽹络与通信管理；6）⽤户接⼝；4、阐述操作系统是建⽴在计算机硬件平台上的虚拟计算机系统答：操作系统将物理计算机的功能加以扩展，使之成为接⼝好、功能强、效率⾼、易使⽤的计算机系统，⽽这只是概念和逻辑上的，不是真实的、物理上的，称为虚拟机，每个应⽤程序运⾏在⾃⼰的虚拟机上。

操作系统通过共享硬件资源的⽅式来实现虚拟机抽象，所利⽤的资源管理技术有资源复⽤、资源虚化、资源抽象、组合使⽤抽象和虚化技术。

操作系统的主要特性：并发性、共享性、异步性5、什么是PSW？其主要作⽤是什么？PSW即(program status word)程序状态字，是⽤来指⽰处理器状态，控制指令的执⾏顺序，并且保留和指⽰与运⾏程序有关的各种信息，主要作⽤是实现程序状态的保护和恢复6.硬中断和软中断(中断、异步中断、信号中断、软件中断含义)答：硬中断分为外中断和内中断，分别指来⾃处理器之外和内部的中断信号；外中断⼜分为中断、异步中断。

第一章操作系统的定义：操作系统是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的最基本的一种系统软件。

操作系统的目标：（1）方便用户使用（2）扩充机器功能（3）管理系统资源（4）提高系统效率（5）构筑开放环境计算机系统由硬件和软件两部分组成。

硬件是软件运行的物质基础；软件能充分的发挥硬件的潜能并扩充硬件的功能，完成各种应用任务，两者互相促进，相辅相成，缺一不可。

硬件层：提供基本的可计算性资源，如处理器、寄存器、存储器及各种I/O设备。

操作系统的作用：对内是“管理员”，对外是“服务员”。

（1）OS作为用户接口和服务提供者（2）OS作为作为扩展机或虚拟机（3）OS作为资源管理者和控制者（4）OS作为程序执行控制者和协调者操作系统的功能：（1）处理机管理（2）存储管理（3）设备管理（4）文件管理（5）网络与通信管理（6）用户接口操作系统的主要特性：（1）并发性；（2）共享性；（3）异步性并发性---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---指操作系统中的资源可被多个并发执行的进程所使用。

异步性---给系统带来潜在危险,有可能导致与时间有关的错误。

多道程序设计是指：允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。

三种基本的操作系统类型：(1)批处理操作系统 (2)分时操作系统 (3)实时操作系统分时系统的特征:(1)同时性 (2)独立性 (3)及时性 (4)交互性实时操作系统（Real Time OS) 处理流程:(1)数据采集 (2)加工处理 (3)操作控制 (4)反馈处理其他几种操作系统：（1）微机操作系统（2）网络操作系统（3）分布式操作系统（4）嵌入式操作系统第二章中断的定义：中断是指程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止CPU上现行程序的运行，转去执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回原程序被中断处或调度其他程序执行的过程。