操作系统复习题

操作系统复习题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】操作系统复习题填空题 1*10选择题 1*15判断题 1*10简答题 5*5综合体 4*10操作系统和多道程序的概念，操作系统的主要特征和基本功能进程、原语的概念，进程实体的组成，进程的特征，工作状态及其转换，PCB组织，信号量的物理意义。

操作系统：操作系统是合理地组织计算机的工作流程，实现计算机资源管理，方便用户使用计算机的系统软件。

多道程序的概念：把若干个用户程序同时存放在主存当中，并使这些程序同时处于执行过程之中。

操作系统的基本特征有：并发性、共享性、虚拟性和异步性。

操作系统的基本功能有五个：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口。

原语：所谓原语，就是有若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程原语是在系统态下执行的，常驻内存，其执行不可中断（原子操作）。

进程的实体：数据、程序，PCB进程的特征动态性：进程的实质是程序的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的，进程在其生命周期内，在三种基本状态之间转换。

是进程最基本的特性。

并发性：任何进程都可以同其他进程一起向前推进。

是进程的重要特征。

独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进进程的工作状态其初值： Value表示某类资源的总个数。

指针P指向PCB的等待队列。

系统运行期间信号量的值：≥0表示可利用资源的个数＜0其绝对值为该等待队列上进程个数作业的概念，作业的组成，调度的层次，调度算法及周转时间的计算，死锁的概念，产生死锁的原因和必要条件，处理死锁的策略，银行家算法作业的概念：它不仅包含了通常的程序和数据，而且还应配有一份作业说明书，系统根据该说明书来对程序的运行进行控制。

在批处理系统中，是以作业为基本单位从外存调入内存的。

作业的组成：程序、数据、作业说明书。

调度的层次：高级调度、低级调度、中级调度。

★调度算法及周转时间的计算：P89死锁的概念：如果一组进程中的每一个进程都在等待仅由该组进程中的其他进程才能引发的事件，那么该组进程是死锁的。

产生死锁的原因和必要条件：死锁的原因：通常是源于多个进程对资源的争夺，不仅对不可抢占资源进行争夺时会引起死锁，而且对可消耗资源进行争夺时，也会引起死锁。

①竞争不可抢占资源引起死锁②竞争消耗资源引起死锁③进程推进顺序不当引起死锁必要条件：①互斥条件②请求和保持条件③不可抢占条件④循环等待条件处理死锁的方法：①预防死锁②避免死锁③检测死锁④解除死锁★银行家算法P111存储的五个基本策略，地址重定位的概念，动态分区存储管理的内存分配算法，页式存储管理的地址变换。

存储的五个基本策略：地址重定位的概念：地址重定位指把中的逻辑成主存空间的物理地址。

其计算方法为：（PA）= 块号×页长+页内地址。

★动态分区存储管理的内存分配算法：P130★页式存储管理的地址变换P158数据传输控制方法，引入缓冲的目的，设备分配中的数据结构，设备独立性的概念。

数据传输控制方法：①程序I/O方式②中断驱动I/O控制方式③直接存储器访问DMA控制方式④I/O通道控制方式引入缓冲的目的①以缓解CPU与外部设备之间速度不匹配的矛盾②减少对CPU的中断次数放宽对CPU的中断响应时间的限制③解决数据粒度不匹配问题④提高CPU和I/O设备之间的并行性设备管理中采用的数据结构：设备控制表DCT、控制器控制表COCT、通道控制表CHCT、系统设备表SDT设备独立性：为了提高系统的可适应性和可扩展性，我们希望所编制的应用程序与具体使用的物理设备无关，这就是所谓与设备无关性，也称为设备独立性文件及文件系统的概念，文件的分类（用户观点【普通、目录、特殊】；数据形式【源、目标、可执行】），文件的组成，目录结构，文件的逻辑结构，文件的物理结构文件：文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。

文件系统：是操作系统中统一管理信息资源的一种软件，管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用。

文件系统是指文件和对文件进行操纵和管理的软件集合。

文件的分类：按组织形式和处理方式分类：①普通文件②目录文件③特殊文件按文件中数据的形式分类：①源文件②目标文件③可执行文件按存取控制属性分类：①只执行文件②只读文件③读写文件按用途分类：①系统文件②用户文件③库文件文件的组成：文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间目录结构：单机文件目录、两级文件目录、树形目录结构（P235）文件的逻辑结构：这是从用户观点触发所观察到的文件组织形式，即文件是由一系列的逻辑记录组成的，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于文件的物理特性，又称为文件组织。

文件的物理结构：又称为文件的存储结构。

这是指系统将文件存储在外存上所形成的一种存储组织形式，是用户不能看见的。

文件的物理结构不仅与存储介质的存储性能有关，而且与采用的外存分配方式有关。

无论是文件的逻辑结构，还是其物理结构，都会影响对文件的检索速度。

磁盘调度算法磁盘调度算法：P217操作系统提供的接口，联机命令接口，系统调用操作系统为用户提供哪些接口它们的区别是什么操作系统为用户提供了命令控制界面接口和系统调用两个接口。

命令控制界面接口是提供给用户的，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统。

系统调用是提供给编程人员的，编程人员使用系统调用来请求操作系统提供服务。

联机命令接口：P278附加概念：分时系统的特征有多路性、独占性、及时性和交互性。

进程的实体由程序段、数据段和进程控制块组成。

进程被创建后，最初处于就绪状态，然后经调度程序选中后进入运行状态。

静态优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。

在进程通信机制中，高级通信机制可归结为三大类：共享存储器系统、消息传递系统和管理通信系统。

在消息缓冲队列通信机制中，消息队列的首指针在进程的进程控制块中。

一个作业是由程序、数据及作业说明书三部分组成。

在为多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁，但是，不适当的进程推进顺序也可能产生死锁。

产生死锁的必要条件是：互斥条件、不剥夺条件和环路等待条件在页式虚拟存储管理中，为实现地址变换应建立页表。

而在段式虚拟存储管理中应建立段表。

虚拟存储器的特点有：多次行、对换性和虚拟性。

UXIX操作系统的SHELL是负责解释并执行来自终端的命令的模块。

综合：1、信号量机制解决进程间的同步问题；2、银行家算法计算系统安全性，并确定是否可以满足对某进程的资源请求；3、页式存储管理中的地址转换（将虚地址即逻辑地址、相对地址、有效地址转换为实地址即物理地址）；4、请求页式存储管理中的缺页次数和缺页率的计算；5、处理机调度算法中的周转时间、平均周转时间、带权周转时间以及平均带权周转时间的计算。

6、可变分区存储管理中内存的分配与回收。

7、根据磁盘调度算法计算总寻道长度和平均寻道长度。

简答题：1、请简述文件的链接分配方式的优缺点。

答：优点：提高了磁盘空间利用率；不存在外部碎片问题；有利于文件插入和删除；有利于文件动态扩充。

缺点：存取速度慢，不适于随机存取；可靠性问题，如指针出错；更多的寻道次数和寻道时间；链接指针占用一定的空间。

2、PCB有何作用为什么说PCB是进程存在的唯一标志答：PCB的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，一个能与其他进程并发执行的进程。

进程创建时，操作系统首先就要为它分配一个PCB，并通过PCB对进程实施有效的管理和控制，进程终止时，系统必须收回其PCB，因为进程与PCB是一一对应的，系统通过PCB“感知”到某个进程的存在。

所以PCB是进程存在的唯一标志。

3、什么是操作系统操作系统的主要特点有哪些答：操作系统是合理地组织计算机的工作流程，管理计算机软硬件资源，方便用户使用计算机的系统软件。

其主要特点有并发性、共享性、虚拟性和异步性。

4、请简述I/O控制方式中的直接存储器访问I/O控制方式的优缺点。

答：优点：除了数据传送的开始和结束时，需要CPU参与之外，不需要CPU 频繁干涉。

因此可以大大提高系统性能，非常适合大量数据的I/O传送。

缺点：处理器和DMA传送不完全并行（有时会有总线竞争的情况发生）；在外设多的情况下，多个DMA控制器的同时使用，会引起内存地址冲突并使控制过程复杂化。

5、请问低级调度又称为什么低级调度的工程是什么答：低级调度又成为进程调度或短程调度。

低级调度的工程有：1）保存处理机的现场信息；2）按某种算法选取进程；3）把处理机分配给进程。

6、试述分区管理方案的优缺点。

答案：优点：便于动态申请内存；便于共享内存；便于动态链接缺点：碎片问题（外碎片）；内存利用率不高，受实际内存容量限制7、请简述I/O控制方式中程序I/O方式的优缺点。

答：程序I/O方式的有点：控制简单，不需要多少硬件支持。

而其缺点：处理器必须关注I/O处理单元的状态，因而会造成对CPU的极大浪费；CPU与外设、外设与外设之间只能串行工作，严重地降低了系统性能。

8、什么是实时系统实时系统的主要特点是什么答：实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的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运行。

其主要特点是：及时性要求高，系统可靠性高。

9、请简述终端处理程序的作用和命令解释程序的功能。

答：终端处理程序是用于接收用户的键盘输入。

命令解释程序的主要功能；对用户输入的命令进行解释，并转入相应的命令处理程序去执行。

10、为什么说请求页式存储管理中的最佳页面置换算法可以保证获得最低的缺页率，可以得到最好的置换性能但又为什么该算法在实际系统中无法实现答：该算法所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的，或许是在最长（未来）时间内不再被访问的页面。

因此，采用最佳置换算法，通常可保证获得最低的缺页率。

由于无法预计进程将来的执行情况，即无法得知哪页才是在最长（未来）时间内不再被访问的页面，因此此算法在实际系统中无法实现。

但我们可以利用该算法去评价其他算法的优劣。