汤子瀛_计算机操作系统第四版期末总复习
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具有作业调度和进程调度的调度队列模型子主题资源利用率:CPU利用率=CPU有效工作时间/CPU总工作时间平衡性:协调CPU和IO,使系统资源都经常处于忙碌状态策略强制执行高优先权优先,重要计算先来先服务短作业优先的优缺点实时调度的算法把内存中暂时不能运行的程序,或暂时不用的程序和数据换出到外存1.将逻辑地址的页号和页表长度进行比较,如果页号大于页表长度,发生越界中断2.如果小于页表长度,则页表始址+页号*位置得到物理块号3.物理块号*页面大小+页内地址=得到物理地址快表、联想寄存器、TLB1.将逻辑地址的页号与页表寄存器的页表长度进行比较,如果页号大于页表长度,越界中断1.将逻辑地址的段号和段表长度进行比较,如果段表长度<段号,产生越界中断请求分页的内存分配(请求调入软件)最小物理块的确定:作业正常运行所需要的最小物理块内存分配策略固定分配局部置换:只分可变分配局部置换:先分可变分配全局置换:没有内存,可换他人物理块分配算法:如何为不同的进程分配物理块预测页策略:预计不久之后会被访问的页优先调入内存,可一次调入多页,但是预测效率低下请求调页策略:需要的页面不在内存,发出请求,一次调入一页从打开文件表的表目删除直接-->物理地址哈希文件目录管理的要求1.实现按名存取2.允许文件重名3.提高检索速度4.文件共享基本信息类使用信息类为每一个用户建立一个单独的用户文件目录缺点用户相互隔离,无法合作创建者不用链接创建一个Link文件,存有共享文件的路径非创建者,连接到Link1.顺序访问容易消除了磁盘的外碎片,提高了外存的利用率(内碎片是消除不了的,因为每个盘块的大小固定)显式的“显”在哪里:链接文件各盘块的指针显式地存放在内存的一张链接表隐式的“隐”在哪里:下一个盘块号存在于上一个盘块中,而不是显示地放在外存有多少扇区,优点:支持直接访问优点大大加快了对大型文件的查找速度分配和回收:与内存的动态分区分配算法相同。
操作系统的定义:操作系统是以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。
1.1.1操作系统的目标:1.方便性2.有效性3.可扩充性4.开放性2.1.2 操作系统的作用: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用作扩充机器1.1.3 推动操作系统发展的主要动力:1.不断提高计算机资源利用率2.方便用户3.器件的不断更新换代4.计算机体系结构的不断发展1.2操作系统的发展过程:1.2.1无操作系统的计算机系统:1.人工操作方式2.脱机输入输出(Off-Line I/O)方式1.2.2单道批处理系统(特征:自动性;顺序性;单道性)1.2.3多道批处理系统:1.多道程序设计的基本概念:(1)提高CPU的利用率)(2)可提高内存和I/O设备利用率(3)增加系统吞吐量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(3)平均周转时间长(4)无交互能力4.多道批处理系统需要解决的问题:(1)处理机管理问题(2)内存管理问题(3)I/O设备管理问题(4)文件管理问题(5)作业管理问题1.2.4分时系统:分时系统是指,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自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。
1.分时系统的产生:推动分时系统形成和发展的主要动力,是用户的需求(需要的具体表现:人-机交互、共享主机、便于用户上机)2.分时系统实现中的关键问题:(1)及时接收(2)及时处理3.分时系统的特征:(1)多路性(2)独立性(3)及时性(4)交互性1.2.5实时系统:实时系统是指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求,在规定的时间内对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
1.应用需求:(1)实时控制(2)实时信息处理2.实时任务:1)按任务执行时是够呈现周期性来划分:(1)周期性实时任务(2)非周期性实时任务2)根据对截至时间的要求来划分:(1)硬实时任务(2)软实时任务3. 实时系统与分时系统特征的比较:(1)多路性(2)独立性(3)及时性(4)交互性:仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序,它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理、资源共享等服务(5)可靠性:实时系统要求更高P111.3操作系统的基本特性:1.3.1并发: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个时间在同一时间间隔内发生。
第1章操作系统引论1.1复习笔记一、操作系统的目标和作用1.操作系统的目标在计算机系统上配置操作系统的主要目标是方便性、有效性、可扩充性和开放性。
(1)方便性配置操作系统(OS)后,系统可以使用编译命令将用户采用高级语言书写的程序翻译成机器代码,用户可以直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机系统,使计算机变得易学易用。
(2)有效性① 提高系统资源利用率早期未配置OS的计算机系统,各种资源无法得到充分利用,配置OS后,能有效分配各种设备的工作状态,提高系统资源的利用率。
② 提高系统的吞吐量OS可以通过合理地组织计算机的工作流程,加速程序的运行,缩短程序的运行周期,从而提高系统的吞吐量。
(3)可扩充性OS必须具有很好的可扩充性,才能适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。
(4)开放性开放性是指系统能遵循世界标准规范,特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准。
开放性是衡量一个新推出系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。
2.操作系统的作用操作系统(Operating System,OS)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。
其主要作用是管理好这些设备,提高它们的利用率和系统的吞吐量,并为用户和应用程序提供一个简单的接口,便于用户使用。
可以从以下几个方面讨论它的作用:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS处于用户与计算机硬件系统之间,用户通过OS来使用计算机系统。
图1-1是OS作为接口的示意图。
图1-1 OS作为接口的示意图从图中可以看出,用户可以通过命令方式、系统调用方式和图标—窗口方式来实现与操作系统的通信,并取得它的服务。
(2)OS作为计算机系统资源的管理者① 管理处理器,用于分配和控制处理器;② 管理存储器,主要负责内存的分配与回收;③ 管理I/O设备,负责I/O设备的分配与操纵;④ 管理文件,负责文件的存取、共享和保护。
注意:当一台计算机系统同时供多个用户使用时,则用户对系统中共享资源的需求有可能发生冲突,因此,操作系统必须对使用资源的请求进行授权,已协调用户对共享资源的使用。
汤子瀛《计算机操作系统》(第4版)章节题库(进程的描述与控制)【圣才出品】第2章进程的描述与控制一、选择题1.某计算机系统中有8台打印机,由K个进程竞争使用,每个进程最多需要3台打印机。
该系统可能会发生死锁的K的最小值是()。
A.2B.3C.4D.5【答案】C【解析】假设K=3,3个进程共享8台打印机,每个进程最多可以请求3台打印机,若3个进程都分别得到2台打印机,系统还剩下2台打印机,然后无论哪个进程申请打印机,都可以得到满足,3个进程都可以顺利执行完毕,这种情况下不会产生死锁。
假设k=4,4个进程共享8台打印机,都得不到满足,产生了互相等待,可能会发生死锁。
如果觉得这种思路不够简略,换个说法或许更好理解。
根据组合数学中鸽巢原理的思想,考虑极端情况,因为每个进程最多需要3台,当每个进程都已经占用了2台时,如果仍然有空闲打印机,则必定能满足某个进程3台的条件;如果没有,则死锁。
所以,将8个打印机分给K个进程的极端情况就是K为4,刚好每个进程2台,没有剩余。
这类型的题通常数字不大,可以凭经验给出正确答案,这样或许会快一些。
下面给出对应计算公式,以便大家加深理解。
假设n为每个进程所需的资源数,m为进程数,A为系统的资源数,则满足(n-1)×m>A的最小整数m即为可能产生死锁的最小进程数,该公式同样可以用于求出每个进程需要多少资源时可能会产生死锁。
该公式可以这样理解:当所有进程都差一个资源就可以执行,此时系统中所有资源都已经分配,因此死锁,其思想和鸽巢原理类似。
2.有关进程的说法不正确的是()A.操作系统通过PCB来控制和管理进程,用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息B.用户进程被创建时,系统为它申请和构造一个相应的PCBC.进程的优先级信息是保存在进程的PCB中的D.同一个程序是不能被创建成多个进程的【答案】D【解析】一个应用程序通常有多个进程组成。
程序是构成进程的组成部分之一,一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。
第一章 操作系统答:操作系统是一组能有效组织和管理计算机软硬件资源、合理调度作业、方便用户使用的程序的集合, 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。
▲主要作用 作为用户与计算机硬件系统的接口;作为计算机系统资源的管理者:实现对计算机资源的 抽象▲主要目标 方便性、有效性、可扩展性和开放性。
(使用编译指令或 OS 提供的命令操纵系统) (提高 系统的吞吐量、系统资源利用率) (可添加或修改功能、模块) (能遵循世界标准规范,兼容性强)▲主要发展动力 不断提高计算机利用率、方便用户、器件的不断更新换代、计算机体系结构的不断发展。
主要 /基本功能 处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理 基本特征 并发、共享、虚拟、异步。
答:并发性是指多个事件在同一时间间隔内发生;并行性是指多个事件在同一时刻发生。
答:指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用。
答:把通过某种技术将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的功能称为“虚拟” 。
时分复用技术 利用某设备为一用户服务的空闲时间, 转去为其他用户服务, 使设备得到最充分的利用。
(虚拟处理机、虚拟设备。
虚拟为 n 个,平均速度≤ 1/n )空分复用技术 利用存储器的空闲时间分区域存放和运行其他的多道程序, 以此提高内存的利用率。
(虚 拟后,平均内存≤ 1/n )答:指进程以人们不可预知的速度向前推进。
答:将一批作业以脱机方式(使用外围机,脱离主机)输入在磁带上,使作业在监督程序的控制下一个个 连续处理。
内存中只有一道程序,系统资源浪费。
单道性、顺序性、自动性。
精品文档在一段时间内只允许一个进程访问资源;允许多个进程在一段时间内“同时”访问资源, 同时”指的是宏观意义,在微观上是答:将作业输入在外存,排成后备队列,并在由于某程序 I/O 操作而暂停执行时的 CPU 空闲时间,按照一 交替访问的提高系统资源利用率和系统吞吐量。
答:指在一台主机上连接了多个配有显示器和键盘的终端并由此所组成的系统。
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第1章操作系统引论
1.1复习笔记
1.2课后习题详解
1.3考研真题详解
第2章进程的描述与控制
2.1复习笔记
2.2课后习题详解
2.3考研真题详解
第3章处理机调度与死锁
3.1复习笔记
3.2课后习题详解
3.3考研真题详解
第4章存储器管理
4.1复习笔记
4.2课后习题详解
4.3考研真题详解
第5章虚拟存储器
5.1复习笔记
5.2课后习题详解
5.3考研真题解
第6章输入输出系统
6.1复习笔记
6.2课后习题详解
6.3考研真题详解
第7章文件管理
7.1复习笔记
7.2课后习题详解
7.3考研真题详解
第8章磁盘存储器的管理
8.1复习笔记
8.2课后习题详解
8.3考研真题详解
第9章操作系统接口
9.1复习笔记
9.2课后习题详解
9.3考研真题详解
第10章多处理机操作系统10.1复习笔记
10.2课后习题详解10.3考研真题详解
第11章多媒体操作系统11.1复习笔记
11.2课后习题详解11.3考研真题详解
第12章保护和安全12.1复习笔记
12.2课后习题详解12.3考研真题详解。
汤子瀛计算机操作系统第4版知识点总结笔记课后答案第1章操作系统引论1.1复习笔记一、操作系统的目标和作用1.操作系统的目标在计算机系统上配置操作系统的主要目标是方便性、有效性、可扩充性和开放性。
(1)方便性配置操作系统(OS)后,系统可以使用编译命令将用户采用高级语言书写的程序翻译成机器代码,用户可以直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机系统,使计算机变得易学易用。
(2)有效性① 提高系统资源利用率早期未配置OS的计算机系统,各种资源无法得到充分利用,配置OS后,能有效分配各种设备的工作状态,提高系统资源的利用率。
② 提高系统的吞吐量OS可以通过合理地组织计算机的工作流程,加速程序的运行,缩短程序的运行周期,从而提高系统的吞吐量。
(3)可扩充性OS必须具有很好的可扩充性,才能适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。
(4)开放性开放性是指系统能遵循世界标准规范,特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准。
开放性是衡量一个新推出系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。
2.操作系统的作用操作系统(Operating System,OS)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。
其主要作用是管理好这些设备,提高它们的利用率和系统的吞吐量,并为用户和应用程序提供一个简单的接口,便于用户使用。
可以从以下几个方面讨论它的作用:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS处于用户与计算机硬件系统之间,用户通过OS来使用计算机系统。
图1-1是OS作为接口的示意图。
图1-1 OS作为接口的示意图从图中可以看出,用户可以通过命令方式、系统调用方式和图标—窗口方式来实现与操作系统的通信,并取得它的服务。
(2)OS作为计算机系统资源的管理者① 管理处理器,用于分配和控制处理器;② 管理存储器,主要负责内存的分配与回收;③ 管理I/O设备,负责I/O设备的分配与操纵;④ 管理文件,负责文件的存取、共享和保护。
操作系统复习参考题第一章操作系统引论一、填空题:1.裸机是指,虚机器是指。
2.OS向用户提供的接口有、、。
3.多道程序设计的好处有、、。
4.操作系统是。
5.分时系统的特征有、、、。
实时系统除具有以上特征外,还具有特征。
6.OS的公共服务类型有、、、、。
7.系统调用的类型有、、、、。
8.OS的资源管理功能有、、、。
9.MPS是指,它可分为、两类。
10.多处理机OS可分为、两种模式。
11.网络OS的工作模式有、。
12.网络OS的功能有、、、、。
二、回答问题:1.OS的目标有哪些?分别如何?2.画出OS的层次模型。
3.多道批处理的特征有哪些?4.OS有哪些特征?分别如何?5.微机OS可分为哪几种?每种微机OS中具有代表性的OS有哪些?6.比较分布式OS和网络OS。
第二章进程的描述与控制一、填空题:1.前趋图是一个,前趋图中必须。
2.程序顺序执行时的特征有、、;程序并发执行时的特征有、、。
3.进程的挂起状态是指。
4.PCB是,它是标志。
它的组织方式有、。
5.OS的内核是指。
6.引起进程创建的事件有、、、。
7.引起进程终止的异常事件有、、、、、、、。
8.引起进程阻塞和唤醒的事件有、、、。
二、回答问题:1.画出下列五条语句的前趋图,并说明S2和S3语句、S3和S4语句是否可以并发执行,为什么?S1:a=5-x;S2:b=a*x;S3:c=4*x;S4:d=b+c;S5:e=d+3;2.什么是进程?它有哪些特征?分别如何?3.画出进程五种基本状态的转换图。
(注意转换方向和时机)4.列出PCB中包括的信息。
5.什么是原语?它有哪两个特征?6.进程创建的过程是怎样的?7.什么是线程?比较线程和进程。
第三章进程的同步与通信一、填空题:1.进程同步的主要任务是。
2.临界资源是,临界区是。
3.同步机制应遵循的准则有、、、。
4.利用硬件方法解决进程互斥问题时使用的硬件指令有、,它们都不能满足准则。
5.用于实现进程互斥的信号量初始值一般是,用于实现进程同步的信号量初始值一般是。
第一章1.设计现代OS的主要目标是什么答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面答:(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.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4.试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:(1)不断提高计算机资源的利用率;(2)方便用户;(3)器件的不断更新换代;(4)计算机体系结构的不断发展。
5.何谓脱机I/O和联机I/O答:脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6.试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在:CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。
7.实现分时系统的关键问题是什么应如何解决答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设臵多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配臵缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。