计算机操作系统复习资料
- 格式:doc
- 大小:153.35 KB
- 文档页数:9
第一章2.计算机系统的资源可分成哪几类?试举例说明。
答:软件和硬件。
软件:系统软件和应用软件;硬件:CPU、内存条、外部I/O设备,以及系统总线。
3.什么是操作系统?计算机系统配置操作系统的主要目标是什么?答:操作系统:管理系统资源,控制程序执行,改善人机界面,提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。
主要目标:(1)方便用户使用(2)扩充机器功能(3)管理各类资源(4)提高系统效率(5)构筑开放环境5.操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务?答:基本服务:创建程序和执行程序;数据I/O和信息存取;通信服务;差错检测和处理;资源分配;统计;保护;共性服务:系统调用(程序接口)和命令管理(操作接口);15.什么是多道程序设计?多道程序设计技术有什么特点?答: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。
也就是,主存中的相互独立的程序均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过程中,但未结束;从微观上是串行的,各程序轮流占用CPU交替执行。
优点:1.提高CPU,主存和设备的利用率;2.提高系统的吞吐率,是单位时间内完成的作业数增加;3.充分发挥系统的并行性,设备与设备之间,cpu与设备之间均可并行工作。
20.试比较批处理操作系统和分时操作系统的不同点。
答:分时与批处理区别:1.追求目标不同:批处理OS以提高系统资源利用率和作业吞吐能力为目标;分时OS强调公平性对于联机用户的立即执行命令需要快速响应。
2.适应作业不同:批处理操作系统适应已调试好的大型作业;分时系统适应正在调试的小型作业。
3.资源利用率不同:批处理操作系统可合理安排不同负载的作业,使资源利用率达到最佳。
在分时系统中,多个终端的作业使用同类型的系统、运行系统和共同子程序使系统的调度开销小,能公平的调配CPU和主存资源。
4.作业控制方式不同:批处理操作系统由用户通过JCL书写作业控制流,预先提交脱机作业。
计算机操作系统复习资料一、填空题1.进程是一个程序对某个数据集的执行过程。
进程从结构上讲,包括程序、数据和PCB三部分。
2. 进程是一个动态的概念,程序是一个静态的概念。
3. 操作系统中,可以并行工作的基本单位是进程,它是由程序、数据集和 PCB 组成。
4. 进程存在的唯一标志是 PCB 的存在。
当系统创建一个进程时,系统为其建立一个 PCB ,当进程被撤销时系统就将其收回。
5.进程有三种基本状态,即(1) 运行状态、(2) 就绪状态、(3) 等待状态。
当进程由(1)变换到(2)或(3)时,就会立即引起重新调度。
6. 在操作系统中,不可中断执行的操作称为原语。
7. 并发进程之间的基本关系是同步或互斥。
其中互斥是指进程之间的一种间接关系。
8. 临界资源是指一次只允许一个进程访问的资源,而临界区是指进程中访问临界资源的那段程序代码。
9. P,V操作原语是在信号量上操作的。
10. 信号量的物理意义是:当信号量的值大于零时,表示可用资源的数量;当信号量值小于零时,其绝对值为等待使用信号量所代表资源的进程的数量。
11. 有n个进程共享同一个临界区,若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问,则信号量值的变化范围是 1~-(n-1)。
12.如果系统中有n个进程,则在等待(阻塞)队列中进程的个数最多可为 n 个。
13. 如果信号量的当前值为-5,则表示系统中在该信号量上有5个等待进程。
14.某程序运行时经常需打印中间结果。
计算时,该进程处于用户态,打印时处于系统态,打印结束时进程处于用户态。
(指系统状态)、15. 在操作系统中引入线程的主要目的是减少程序并发执行时的时空开销,使OS具有更好的并发性。
16. 如果一个程序能为多个进程同时共享执行,那么它应该以纯码形式编写,即该程序是可重人码程序,这种程序的特点是:在它执行过程中自身不可修改。
17. 中断优先级是由硬件规定的,若要调整中断的响应次序可通过系统调用。
18. 进程初建时处于就绪态,运行时因为时钟中断而处于就绪态,因等待事件或资源而处于阻塞态。
一、单项选择题(1)操作系统是一种系统软件,它( B )。
A 、方便用户使用计算机B 、既能管理软件,又能管理硬件C 、控制程序的执行D 、只能管理(2) 以下有关操作系统设计目标描述错误的是( C )。
A 、 操作系统的目标之一是使得计算机系统能高效地工作B 、 操作系统是一种系统程序,其目的是提供一个供其他程序执行的良好环境C 、 操作系统的目标是虚拟机D 、 操作系统的目标之一是使得计算机系统使用方便 (3) 下列系统中, ( A )是实时系统。
A 、火炮的自动控制系统B 、管理信息系统C 、办公自动化系统D 、计算机集成制造系统 (4) 下列关于批处理操作系统的叙述中错误的是( C )。
A 、 “通道”和“中断”技术的出现,使得输入 /输出设备与CPU 可并行工作B 、 批处理系统可分为单道批处理系统和多道批处理系统C 、 批处理系统具有用户与计算机的直接交互能力,提高了系统资源的利用率D 、 单道批处理系统是一种单用户操作系统(5) 实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( C )。
A 、不必向用户反馈信息B 、十分注重系统资源的利用率C 、不强求系统资源的利用率D 、不强调响应速度 (6) 以下关于计算机操作系统类型说法错误的是(D )。
A 、 网络操作系统和分布式操作系统都可以配置到计算机网络上B 、 实时操作系统是实现实时控制的系统,它由外部信号触发而工作C 、 基本操作系统包括批处理系统、分时系统、实时系统A 、 进程是具有特定功能的一组指令的集合,它指出了处理器执行操作的步骤B 、 进程可以并发执行C 、 进程具有动态性,多个不同的进程可以包含相同的程序D 、 进程具有3种基本状态:就绪状态、运行状态和阻塞状态 (9) 在一个单处理器系统中,处于运行状态的进程(C )。
A 、不能被打断B 、不能请求系统调用C 、只有一个D 、可以有多个 (10) 操作系统根据( D )控制和管理进程,它是进程存在的标志。
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。
《计算机操作系统》复习资料⼀卷⼀、选择题、1-5 ABCDC 6-10 DBDAD1. 在分时系统中, 时间⽚固定时,()响应时间越长。
A ⽤户数⽬越多B ⽤户数⽬越少C 内存越多D 内存越少2. 下⾯对线程的描述中,错误的是()。
A 同⼀进程中的线程可共享该进程的主存空间B 线程是资源分配单位C 不同的线程可执⾏相同的程序D 线程是调度和执⾏单位3. ⽤信箱实现进程间互通信息的通信机制要有两个通信原语,它们是()。
A “发送”原语和“执⾏”原语B “就绪”原语和“执⾏”原语C “发送”原语和“接收”原语D “就绪”原语和“接收”原语4. 操作系统根据()控制和管理进程,它是进程存在的标志。
A 中断装置B 中断寄存器C 程序状态字D 进程控制块5. 如果有4个进程共享同⼀程序段,每次允许3个进程进⼊该程序段,若采⽤记录型信号量机制,则信号量的取值范围是()。
A 4,3,2,1,-1B 2,1,0,-1,-2C 3,2,1,0,-1D 2,1,0,-2,-36. ( )是设计操作系统最重要的两个⽬标。
A 可扩充性和开放性 B ⽅便性和开放性C 可扩充性和有效性D ⽅便性和有效性7.为了解决不同⽤户⽂件的“命名冲突”问题,通常在⽂件系统中采⽤()。
A 约定的⽅法B 多级⽬录C 路径D 索引8. 在请求分页存储管理中,若采⽤FIFO页⾯淘汰算法,则当可供分配的页帧数增加时,缺页中断的次数()。
A 减少B 增加C ⽆影响D 可能增加也可能减少9.在以下存贮管理⽅案中,不适⽤于多道程序设计系统的是( ) 。
A.单⽤户连续分配B.固定式分区分配C.可变式分区分配D.页式存贮管理10.任何两个并发进程之间( ) 。
A.⼀定存在互斥关系B.⼀定存在同步关系C.⼀定彼此独⽴⽆关D.可能存在同步或互斥关系⼆、填空题1. 进程的三种基本状态是:()、()、()。
1. 就绪状态执⾏状态阻塞状态3. 在引⼊线程的操作系统中,()是拥有资源的基本单位,()是调度和分派的基本单位。
操作系统学习指导书操作系统课程组信息工程学院计算机系第1章操作系统引论知识点总结1、什么是操作系统操作系统: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。
1) OS是什么:是系统软件(一整套程序组成,如UNIX由上千个模块组成)2) 管什么:控制和管理系统资源(记录和调度)2、操作系统的主要功能操作系统的功能:存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理和用户接口管理。
1) 存储器管理:内存分配,地址映射,内存保护和内存扩充2) 处理机管理:作业和进程调度,进程控制和进程通信3) 设备管理:缓冲区管理,设备分配,设备驱动和设备无关性4) 文件管理:文件存储空间的管理,文件操作的一般管理,目录管理,文件的读写管理和存取控制5) 用户接口:命令界面/图形界面和系统调用接口3、操作系统的地位操作系统是裸机之上的第一层软件,是建立其他所有软件的基础。
它是整个系统的控制管理中心,既管硬件,又管软件,它为其它软件提供运行环境。
4、操作系统的基本特征操作系统基本特征:并发,共享和异步性。
1) 并发: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。
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:每个程序什么时候执行,向前推进速度快慢,是由执行的现场所决定。
但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。
5、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1) 多道批处理系统(1) 批处理系统的特点:多道、成批(2) 批处理系统的优点:资源利用率高、系统吞吐量大(3) 批处理系统的缺点:等待时间长、没有交互能力2) 分时系统(1) 分时:指若干并发程序对CPU时间的共享。
它是通过系统软件实现的。
共享的时间单位称为时间片。
(2) 分时系统的特征:同时性:若干用户可同时上机使用计算机系统交互性:用户能方便地与系统进行人--机对话独立性:系统中各用户可以彼此独立地操作,互不干扰或破坏及时性:用户能在很短时间内得到系统的响应(3) 优点主要是:响应快,界面友好多用户,便于普及便于资源共享3) 实时系统(1) 实时系统:响应时间很快,可以在毫秒甚至微秒级立即处理(2) 典型应用形式:过程控制系统、信息查询系统、事务处理系统(3) 与分时系统的主要区别:4) 个人机系统(1) 单用户操作系统单用户操作系统特征:个人使用:整个系统由一个人操纵,使用方便。
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。
1.1操作系统的目标:有效性方便性可扩充性开放性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(命令方式,系统调用方式,图像和窗口式。
)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1.3操作系统的定义: 操作系统是一组控制和管理计算机硬件呵呵软件资源,合理地对各类作业进行跳读,以及方便用户使用的程序集合.1.4操作系统的基本特性1.并发性2.平行性3.引入进程4.引入线程5.共享性:是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。
(互斥共享、同时访问方式)6.虚拟技术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。
分为时分复用和空分复用技术。
7.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。
1.5操作系统的主要功能1.处理机管理功能:进程控制,进程同步,进程通信,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/管理和保护。
操作系统与用户之间接口用户接口、程序接口时间片以略大于一次典型的交互所需要的时间为宜,这样可使大多数进程在一个时间片内完成。
区分系统态和用户态?在什么情况下进行两种方式的转换?从资源管理和程序控制执行的角度出发,将指令系统分为两大部分:特权指令和非特权指令。
在程序执行时,根据执行程序对资源和机器指令的使用权限,把机器设置为两个状态:核心态和用户态。
也就是说,当系统处于核心态时,就可以使用所有指令、资源,并具备改变CPU状态的能力;而当CPU在用户态时,只能使用非特权指令。
如果CPU执行用户程序时(用户态)出现了中断,系统将自行转到中断处理程序,CPU就由用户态转换到核心态;中断处理结束后,返回继续执行用户程序,此时CPU又由核心态转到用户态。
2.1进程的特征:结构特征:程序段,数据段,进程控制块(PCB)动态性:是程序的一次执行过程,因而是动态的。
计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。
软件系统:有系统软件、支撑软件和应用软件三类。
系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件;支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件;应用软件是特定应用领域的专用软件。
硬件系统:借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合,是系统赖以工作的实体。
如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理(有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu,把输入输出设备统称为I/O设备)。
关于计算机系统的详细:Cpu的四大组件构成:ALU、CU、寄存器和中断系统。
存储器:理想存储器是大容量、高速度和低价位。
在计算机系统中存储器的分层结构:寄存器、高速缓存(cache)(用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配)、主存(RAM和ROM)、磁盘和磁带。
I/O系统:由I/O软件和I/O硬件组成,前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户,实现I/O系统与主机工作的协调。
I/O硬件包括接口模块和I/O设备。
关于系统中断:利用中断功能,处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。
第1章操作系统引论操作系统的定义:控制和管理计算机软、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,以便用户使用的程序集合。
计算机的四代发展:(1)没有操作系统的计算机(没有晶体管,使用机器语言写成的)(2)有监控系统的计算机(出现晶体管,使用汇编语言和高级语言,出现了单道批处理系统)(3)带操作系统的计算机(出现了小规模的集成电路,出现了多道程序设计技术—相当于系统中断,由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求,出现了分时系统。
多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。
)(4)多元化操作系统的计算机(出现了大规模集成电路,分布式操作系统)操作系统的特征并发性:两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。
软工班OS复习1... 处理器执行的指令被分成两类,其中有一类称为特权指令,它只允许( C )使用。
A、操作员B、联机用户C、操作系统D、目标程序2... 采用动态重定位方式装入的作业,在执行中允许( B )将其移动。
A、用户有条件地B、操作系统有条件地C、用户无条件地D、操作系统无条件地3.实时系统的主要特征是( D )。
A、同时性B、交互性C、独立性D、响应时间快4... 已经获得了除( C )以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
A、存储器B、打印机C、CPUD、磁盘空间5... 使用文件前必须先( B )文件。
A、命名B、打开C、建立D、备份6... ( A )存储扩充方式,能够实际增加存储单元。
A、物理扩充B、虚拟存储技术C、交换技术D、覆盖技术7... 下面有关进程的描述中,错误的是( D )。
A、进程是动态的概念B、进程执行需要处理机C、进程是有生命周期的D、进程是指令的集合8... ( C )存储管理兼顾了段式在逻辑上清晰和页式在存储管理上方便的优点。
A、分段B、分页C、段页式D、可变分区方式9... 按记录中的某个或某些数据项的值的大小顺序排列和查找,这是指( D )。
A、流式文件B、记录式文件C、连续结构文件D、有序结构文件10.为了对文件系统进行安全管理,任何一个用户进入系统时都必须进行注册,这一级安全管理是 ( A )安全管理。
A、系统级B、目录级C、用户级D、文件级11.计算机发展到第三代,操作系统已成为软件的一个重要分支,最早的操作系统是( D )A、分布式系统B、实时系统C、分时系统D、批处理系统12.设计实时操作系统时,( B )不是主要的追求目标。
A、安全可靠B、资源利用率C、及时响应D、快速处理13.( D )是操作系统中采用的以时间换空间的技术。
A、缓冲技术B、并行技术C、通道技术D、虚拟存储技术14.若信号量S的初值为3,且有4个进程共享此信号量,则S的取值范围是( C )。
一、单项选择题1.所谓()是指将一个以上的作业放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机的时间和外围设备等其它资源。
A. 多重处理B.多道程序设计C. 实时处理D. 共同执行2.下列进程调度算法中,可能引起进程长时间得不到运行的算法是( )。
A. 时间片轮转法B. 不可抢占式静态优先级算法C. 可抢占式静态优先级算法D. 不可抢占式动态优先级算法3.信箱通信是一种( )的通信方式。
A. 直接通信B. 间接通信C. 低级通信D. 信号量4.既要考虑作业等待时间,又要考虑作业执行时间的调度算法是( )。
A. 响应比高者优先B. 短作业优先C. 优先级调度D. 先来先服务5. 操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和()。
A.为用户提供良好的工作环境和接口B.对用户的命令做出快速响应C.作为服务机构向其他站点提供优质服务D.防止有人以非法手段进入系统6. 设计实时操作系统时,首先应考虑系统的()。
A.可靠性和灵活性B.实时性和可靠性C.优良性和分配性 D.灵活性和分配性7. 进程有三种基本状态,下面关于进程状态变化的说法正确的是()。
A.进程一旦形成,首先进入的是运行状态B.若运行的进程因时间片用完而让出处理机,则该进程将转入就绪状态C.在分时系统中,一个正在运行的进程时间片到,该进程将转入就绪状态D.因进程执行中存在不确定性,一个进程可能同时处于某几种状态中8. 临界区是指并发进程中访问临界资源的()段。
A. 管理信息B. 信息存储C. 数据D. 程序9. 有n个进程需要访问同一类资源,假定每个进程需要3个资源,系统至少要提供()个资源才能保证不会死锁。
A.3n B.2n C.2n+1 D.3n-110. 设与某资源相关联的信号量初值为3,当前值为1,若M表示该资源的可用个数,N表示等待资源的进程数,则此时M,N分别是()。
A. 0,1B. 1,2C. 1,0D. 2,011. 在可变分区存储管理中,最先适应分配算法要求对空闲分区表项按()进行排列。
计算机操作系统复习资料(考试全攻略)第1章绪论计算机系统都是由两部分组成:计算机硬件和计算机软件。
计算机软件包括:系统软件和应用软件。
引入操作系统的目的可从三方面来考察:(1) 从系统管理人员的观点来看:引入操作系统是为了合理地组织计算机工作流程,管理和分配计算机系统硬件及软件资源,使之能为多个用户高效率地共享。
(2) 从用户的观点来看:引入操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面,以使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节,就能方便灵活地使用计算机。
(3) 从发展的观点看:引入操作系统是为了给计算机系统的功能扩展提供支撑平台,使之在追加新的服务和功能时更加容易和不影响原有的服务与功能。
操作系统定义为:操作系统是计算机系统中的一个系统软件,它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源,合理地组织计算机工作流程,以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境,从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。
操作系统的5个功能:①处理机管理、②存储管理、③设备管理、④信息管理(文件系统管理)、⑤用户接口研究操作系统的几种观点:①操作系统是计算机资源的管理者、②用户界面的观点、③进程管理观点、第2章操作系统用户界面作业的定义:在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业,它由程序、数据和作业说明书组成。
作业的阶段:作业的提交、后备、执行以及完成阶段。
第3章进程管理现代操作系统的重要特点是程序的并发执行,及系统所拥有的资源被共享和系统的用户随机地使用系统。
程序的并发执行可总结为:一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中,其执行时间在客观上互相重叠,即一个程序段的执行尚未结束,另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。
程序的并行执行是指一组程序按独立的、异步的速度执行。
并行执行不等于时间上的重叠。
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。
第一章概述基本概念1.操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是现代计算机系统中最为重要的系统软件。
2.操作系统的设计目标:有效性、方便性、可扩充性、开放性3.操作系统的作用:1、用户与计算机系统的接口;2、计算机资源的管理者4.在操作系统引入多道程序设计技术,不但提供了CPU的利用率,增加了系统的吞吐量,还实现了主机和外设的并行运行,提高了内存和I/O 设备的利用率5.现代操作系统具有并发性、共享性、虚拟性、异步性的基本特征,其中,并发性是操作系统的最为重要的特征。
6.并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行。
7.在主机直接控制下进行I/O操作的方式称为联机I/O方式,脱离主机控制,由外围机控制完成的I/O操作称为脱机I/O方式。
脱机I/O方式实现了CPU和I/O的并行操作,减少了CPU的空闲时间,提高了I/O操作的速度。
8.操作系统有以下几种类型:多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统和分布式操作系统。
多道批处理系统的特点:多道、成批;分时系统的特点:同时性、交互性、独立性、及时性;实时系统的特点:交互能力较弱,系统专用,响应时间更严格、及时、可靠性要求更高;网络操作系统的特点:分布性、自治性、互连性、可见性;分布式操作系统的特点:透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩充性。
9.操作系统的主要功能。
处理器管理:进程控制、进程同步、进程通信、调度;存储器管理:内存分配与回收、内存保护、地址映射、内存扩充;设备管理:缓冲管理、设备分配、设备处理;文件管理:文件、存储空间、目录管理,文件的读写管理,文件保护;用户界面:命令行界面、图形界面和系统调用界面10.微内核结构:1)足够小的内核;2)基于C/S模式;3)机制与策略分离;4)OOP关键词:多道程序设计技术、并发、脱机I/O方式、资源管理、操作界面一、选择题1.操作系统是一种(A)A、系统软件B、系统硬件C、应用软件D、支援软件2.多道程序设计是指(D)A、在实时系统中并发运行多个程序B、在分布系统中同一时刻运行多个程序C、在一台处理机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3.下列操作系统中,()不是分时操作系统A、Windows XPB、DOS 6.22C、UnixD、Linux4.若把操作系统看作是计算机系统资源的管理者,下列哪一项不属于操作系统所管理的资源?(D)A、CPUB、内存C、程序D、中断5.操作系统负责管理计算机系统的(C)A、程序B、文件C、资源D、进程6.没有下列哪种设备,计算机系统无法工作(C)A、硬盘B、软盘C、内存D、打印机7.下列(C)是Windows 2000操作系统采用的设计结构A、模块化结构B、OOP结构C、微内核结构D、C/S结构8.下列哪项不是操作系统实现的功能(C)A、内存分配B、进程通信C、磁盘清理D、文件存储二、判断题1.操作系统是配置在计算机系统中的最为重要的系统软件。
第一章操作系统的引论1.计算机系统的主要组成是什么?答案:一个完整的计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的。
通常硬件是指计算机物理装置本身;而软件是相对硬件而言的,简单地说,软件是计算机执行的程序。
2.什么是操作系统(O S)?它的主要功能是什么?答:2.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。
操作系统的主要功能包括:存储器管理,处理机管理,设备管理,文件管理以及用户接口管理。
3. 在计算机系统中操作系统处于什么地位?答: 3.操作系统是裸机之上的第一层软件。
它是整个系统的控制管理中心,既管硬件,又管软件;并为用户和其它软件提供服务。
4. 何谓脱机I/O和联机1/O?答:4.脱机I/O是指输入/输出工作不受主机直接控制,而由卫星机专门负责完成I/O,主机专门完成快速计算任务,从而两者可以并行操作。
联机I/O是指作业的输入、调入内存以及结果输出都在CPU直接控制下进行。
5. 推动操作系统形成和发展的主要动力是什么?答:5.推动操作系统形成和发展的主要动力是硬件技术的发展。
6. 操作系统主要有哪几种基本类型?各有什么特点?答:6.操作系统主要有以下几种类型:多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络操作系统和分布式操作系统。
多道批处理系统的特点:·多道·成批分时系统的特点:·同时性·交互性·独立性·及时性实时系统的特点:·交互能力较弱,系统专用·响应时间更严格、及时·可靠性要求更高个人机系统的特点:·个人使用·界面友好·管理方便·适于普及网络操作系统的特点:·分布性·自治性·互连性·可见性分布式操作系统的特点:·透明性·灵活性·可靠性·高性能·可扩充性7.操作系统的基本特征是什么?答:7.操作系统的基本特征是:并发、共享和异步性。
8. 解释以下术语:硬件、软件、多道程序设计、并发、吞吐量、分时、实时。
答:8.硬件:是指计算机物理装置本身,如处理器、内存及各种设备等。
软件:它是与数据处理系统的操作有关的计算机程序、过程、规则以及相关的文档资料的总称,如Windows 98.Windows N T、UNIX以及Word等都属于软件范畴。
简单地说,软件是计算机执行的程序。
多道程序设计:在这种设计技术下,内存中能同时存放多道程序,在管理程序的控制下交替地执行。
这些作业共享CPU和系统中的其它资源。
并发:是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。
是宏观上的概念。
吞吐量:在一段给定的时间内,计算机所能完成的总工作量。
分时:主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。
实时:表示"及时"或"即时"。
9. 操作系统一般为用户提供了哪三种界面?各有什么特点?答:9.操作系统一般为用户提供的三种界面是:命令界面、图形界面和系统调用界面。
命令界面--在提示符之后用户从键盘上输入命令,系统提供相应服务。
图形界面--用户利用鼠标、窗口、莱单、图标等图形用户界面工具,可以直观、方便、有效地使用系统服务和各种应用程序及实用工具。
系统调用界面--用户在自己的C程序中使用系统调用,从而获取系统更基层的服务。
第二章进程管理1. 在操作系统中为什么要引入进程概念?它与程序的差别和关系是怎样的?答:1.在操作系统中,由于多道程序并发执行时共事系统资源,共同决定这些资源的状态,因此系统中各程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系,程序的执行出现"走走停停"的新状态。
这些都是在程序的动态过程中发生的。
用程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。
为此,人们引人"进程"这一概念来描述程序动态执行过程的性质。
进程与程序的主要区别是:·进程是动态的;程序是静态的。
·进程有独立性,能并发执行;程序不能并发执行。
·二者无一一对应关系。
·进程异步运行,会相互制约;程序不具备此特征。
但进程与程序又有密切的联系:进程不能脱离具体程序而虚设,程序规定了相应进程所要完成的动作。
2、PCB的作用是什么?它是怎样描述进程的动态性质的?答:2. PCB是进程组成中最关键的部分。
每个进程有推一的进程控制块;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。
3、进程的基本状态有哪几种?试描绘进程状态转换图。
答:3.进程的基本状态有运行态、就绪态和阻塞态(或等待态)。
进程状态转换图见下图。
4、用进程状态转换图(图2-20)能说明有关处理机管理的大量内容。
试回答:(1)什么事件引起每次显著的状态变迁?(2)下述状态变迁因果能否发生?为什么?(A)2→1(B)3→2(C)4→1答:4.(1)就绪-->运行:CPU空闲,就绪态进程被调度程序选中。
运行-->阻塞:运行态进程因某种条件未满足而放弃对CPU的占用,如等待读文件。
阻塞-->就绪:阻塞态进程所等待的事件发生了,例如读数据的操作完成。
运行-->就绪:正在运行的进程用完了本次分配给它的CPU时间片。
(2)下述状态变迁:(A)2-->1:可以。
运行进程用完了本次分配给它的时间片,让出CPU,从就绪队列中选一个过程投入运行。
(B)3-->2:不行。
任何时候一个进程只能处于一种状态,它既然由运行态变为阻塞态,就不能再变为就绪态。
(C)4-->1:可以。
某一阻塞态进程等待的事件出现了,而且此时就绪队列为空,该进程进入就绪队列后马上又被调度运行。
5.PCB表的组织方式主要有哪几种?分别予以简要说明。
答:5.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。
6、什么是进程的互斥与同步?答:6.进程的互斥:在逻辑上本来完全独立的若干进程,由于竞争同一个资源而产生的相互制约关系。
进程的同步:是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系,也就是说,这些具有伙伴关系的进程在执行时间次序上必须遵循确定的规律。
7、什么是临界区和临界资源?答:7.临界资源:一次仅允许一个过程使用的资源。
临界区:在每个过程中访问临界资源的那段程序。
8、是否所有的共享资源都是临界资源?为什么?答:8.不是所有的共享资源都是临界资源。
因为临界资源是一次仅允许一个过程使用的资源,而系统中有很多资源可以让多个过程同时使用,例如硬盘、正文段等。
9、简述信号量的定义和作用,信号量的物理含义。
P,V操作原语是如何定义的?答:9.信号量一般是由两个成员组成的数据结构,其中一个成员是整型变量,表示该信号量的值,它是与相应资源的使用情况有关的;另一个是指向PCB的指针。
当多个进程都等待同一信号量时,它们就排成一个队列,由信号量的指针项指出该队列的头。
信号量通常可以简单反映出相应资源的使用情况,它与P,V操作原语一起使用可实现过程的同步和互斥。
信号量S的物理含义:信号量的初始值要大于等于零.S>0表示有S个资源可用S=0表示无资源可用S<0则| S |表示S等待队列中的进程个数P,V操作原语的定义:P(S):表示申请一个资源,顺序执行下述两个动作:(1)信号量的值减1,即S= S-1;(2)如果S>0,则该进程继续执行;如果S<0,则把该进程的状态置为阻塞态,把相应的PCB连入该信号量队列的末尾,并放弃处理机,进行等待(直至其它进程在S上执行V操作,把它释放出来为止)。
V(S):表示释放一个资源,顺序执行下述两个动作:(1)S值加1,即S=S+1;(2)如果S>0,则该进程继续运行;如果S<0,则释放信号量队列上的第一个PCB(即信号量指针项所指向的PCB)所对应的进程(把阻塞态改为就绪态),执行V操作的进程继续运行。
10、设系统中只有一台打印机,有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。
设每个用户程序对应一个进程。
问:这三个进程间有什么样的制约关系?试用P,V操作写出这些进程使用打印机的算法。
答:10.因为打印机是一种临界资源,所以这三个进程只能互斥使用这台打印机,即一个用户的计算结果打印完之后,另一个用户再打印。
设三个进程分别为A、B和c。
设一个互斥信号量mutex,其初值为1。
11、判断下列同步问题的算法是否正确?若有错,请指出错误原因并予以改正。
答:11.(1)这个算法不对。
因为A B两进程共用一个缓冲区Q,如果A先运行,且信息数量足够多,那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的,造成信息丢失,B就不能从Q中读出完整的信息。
改正:AB两进程要同步使用缓冲区Q。
为此,设立两个信号量:empty表示缓冲区Q为空,初值为1;f ull表承缓冲区Q为满,初值为0。
算法框图如图1所示。
(2)这个算法不对。
因为AB两个过程是并发的,它们共享一个临界资源,所以两者应互斥地使用该临界资源,在进入临界区时不存在A先B后的时序关系,而是哪个进程先到一步就先进入自己的临界区。
改正:AB两个过程应互斥地进入临界区。
为此,设立一个信号至:互斥信号至mutex,其初值为1。
算法框图如下图所示。
12、设有一台计算机,有两条I/O通道,分别接一台卡片输入机和一台打印机。
卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中,加工处理后再搬到缓冲区B2中,并在打印机上印出,问:(1)系统要设几个进程来完成这个任务?各自的工作是什么?(2)这些进程间有什么样的相互制约关系?(3)用P,V操作写出这些进程的同步算法。
答:12.(1)系统可设三个进程来完成这个任务:R进程负责从卡片输入机上读人卡片信息,输入到缓冲区B1中;C进程负责从缓冲区B1中取出信息,进行加工处理,之后将结果送到缓冲区B2中;P进程负责从缓冲区B2中取出信息,并在打印机上印出。
(2)R进程受C进程影响,B1放满信息后R进程要等待C进程将其中信息全部取走,才能继续读人信息;C进程受R进程和P进程的约束:B1中信息放满后C进程才可从中取出它们,且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中;P进程受C进程的约束:B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
(3)信号至含义及初值:Blf ull--缓冲区B1满,初值为0;Blempty------缓冲区B1空,初值为0;B2f ull-一缓冲区B2满,初值为0;B2empty------缓冲区B2空,初值为0。