操作系统第四版期末复习资料整理.docx

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操作系统第四版期末复习资料整理

二、填空：

（每空1分，共20空*1分=20分）

1、操作系统的特征有并发、共享、虚拟、异步性。

2、程序员在编写程序时可使用_系统调用（或程序接口、编程接口）_接口来请求操作系统服务。

3、进程在内存中的三种基本状态是就绪、执行、阻塞。

4、进程同步机制应遵循的4条准则是：

空闲让进、_忙则等待、有限等待、让权等待_。

5、在操作系统中，不可中断也不可并发执行的原子操作称为_原语（或原子操作）。

6、在FCFS调度中，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，其带权周转时间（即响应比）是_3_。

8、进程调度算法采用时间片轮转法时，若时间片过大，就会使轮转法转变为_先来先服务（或FCFS_调度算法。

9、分页式存储管理中，页表是用来指出进程的_逻辑页号_与_内存物理块号_之间的对应关系。

10、已知某页式管理中页长为2KB/页，逻辑地址为2500处有一条指令，问：

该指令的页号为_1__，页内地址为_452_。

11、按存取控制属性分类，可将文件分为只执行文件、只读文件、读写文件_三类。

12、操作系统的五大主要功能是_处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理_、用户接口。

13、设A进程正在执行，突然被更高优先权的B进程抢占了CPU，则A进程应转入_就绪__队列。

14、在记录型信号量中，某进程在执行_Signal（或V）__原语时可能会唤醒另一个阻塞进程（用英文标识符作答）。

15、页式存储管理中，记录逻辑页号到物理块号映射关系的数据结构称为_页_表，该表的长度是由进程大小和_页面大小（或页长）_共同决定的。

16、进程存在的唯一标志是它的进程控制块（或PCB）存在，作业存在的唯一标志是它的作业控制块（或JCB）存在。

17、进程运行时因为时间片到而转向_就绪_态，因等待事件或资源而转向_阻塞_态。

18、若无进程处于运行状态，则_就绪_队列必为空。

19、在分页存储管理中，地址结构由页号P和位移量W组成，地址转换时页号P与页表长度L进行比较，如果P_大于等于（或≧）_L，则产生越界中断。

20、抢占式调度的开销比非抢占式调度的开销大，

21、某页式存储系统中，地址结构的第0到11位表示页内偏移量，第12到15位表示页号，则进程的页长为_4_KB，最多允许有_16_页。

22、通道的类型有_字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道。

23、文件的外存分配方式有三类，分别为：

连续分配、_链接分配、索引分配__。

24、在一个具有2个处理器的操作系统中共有n 个进程，在不考虑进程状态过渡的情况下，阻塞进程队列中最多有（n）个进程。

某一时刻，处于执行状态的进程为0个，且当前处理机空闲，处于就绪状态的进程有（n）个。

25、当处理器空闲时，调度程序从 （就绪）进程队列中选择一个进程给其分配CPU，处于（阻塞）状态的进程是不会获得CPU的。

26、在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，（运行时间短的）的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，（等待时间长）的作业得到优先调度。

28、 设有8页的逻辑空间，每页有1024字节，它们被映射32块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效 位是（13）位，物理地址至少是（15）位。

29、 在一个分页存储管理系统中，页长为4KB，某一作业的页表如右图所示，虚拟地址3000对应的物理地址为（15288）    

30．若信号量S的初值定义为10，则在S上调用了16次P操作和15次V操作后S的值应该为（     9      ）。

31．进程调度的方式通常有（抢占 ）和（非抢占）两种方式。

32．每个索引文件都必须有一张（ 索引结点 ）表，其中的地址登记项用来指出文件在外存上的位置信息。

33．程序并发执行时的特征是（ 间断性 ）、（ 失去了封闭性 ）、（ 不可再现性 ）和独立性。

34、 进程主要由__程序段_____、___数据_段____和_____PCB段_______三部分内容组成，其中____PCB____是进程存在的惟一标识，而_____数据_____部分也可以为其它进程共享。

公式：

逻辑页号=逻辑地址/（页长*1024），，，页内地址=逻辑地址%（页长*1024 ）

物理地址=

三、名词解释：

（每题2分，共5题*2分=10分，答对要点就适量给分）

1、并发——一个程序的执行尚未结束而另一个程序的执行已开始的方式，是操作系统最重要的特征。

2、信号量——OS中管理公有资源的有效手段，用来代表可用资源实体的数量。

3、死锁——一组并发进程中的每个成员彼此互相等待对方所拥有的资源，且在得到对方资源之前不会释放自己拥有的资源，从而导致各并发进程无法继续推进的状态。

4、虚拟存储器——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，其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，运行速度接近于内存的一种性能优越的存储器管理技术。

5、设备驱动程序——又称为设备处理程序，它是I/O进程与设备控制器之间的通信程序，主要任务是接受来自上层软件发来的抽象要求，再把它转换为具体要求后发送给设备控制器，启动设备去执行，也将由设备控制器发来的信号传送给上层软件，与硬件密切相关。

7、临界资源——在一段时间内只允许一个进程访问的资源。

如打印机、缓冲区等。

8、进程控制块——系统为每个进程定义的一个数据结构，是进程实体的一部分，PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息，是进程存在的唯一标志。

9、设备控制器——计算机中的一个实体，其主要职责是控制一个或多个I/O设备，以实现I/0设备和计算机之间的数据交换，它是CPU和I/O设备之间的接口，它接收从CPU发来的命令并去控制I/O设备工作，以使处理机从繁杂的设备控制事务中解脱出来。

10、原子操作：

一个操作中的所有动作要么全做，要么全不做，它是一个不可分割的操作。

11、缺页中断：

请求分页式存储管理允许作业在执行过程中，如果所要访问的页面不在主存中，则产生的中断称“缺页中断”   

四、简答题：

（每题5分，共6题*5分=30分，答对要点就适量给分）

1、什么是操作系统？

它有什么功能？

答：

操作系统是计算机系统中直接配置于硬件之上的一个系统软件。

它是一些程序模块的集合，负责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、使用方便的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口的作用。

（2分）

操作系统的功能有：

处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、用户接口。

（3分）

2、在操作系统中引起进程调度的因素有哪些？

答：

处于执行状态的进程执行完毕时；（1分）

处于执行状态的进程将自己阻塞时；（1分）

处于执行状态的进程时间片用完时；（1分）

执行完系统调用并返回到用户态时；（1分）

抢占式OS中就绪队列中出现高优先权进程时。

（1分）

3、简述进程调度中“抢占式”和“非抢占式”两种方式的含义？

哪一种的系统开销更大？

答：

抢占式：

允许调度程序根据某种原则，去暂停某个正在执行的进程，将已分配给该进程的CPU重新分配给另一进程。

非抢占式：

一旦把CPU分配给某进程后，便让该进程一直执行，直至该进程完成或发生某事件而阻塞时，才再把CPU分配给其它进程，绝不允许某进程抢占已经分配出去的CPU。

（3分）

抢占式的系统开销大于非抢占式。

（2分）

4、何谓作业调度、进程调度和交换调度？

答：

作业调度，按一定原则选取外存作业队列中的某些作业进入内存并为之创建进程、分配资源，然后入就绪队列。

（2分）

进程调度，按一定原则选取就绪队列中的某个进程占用处理机并完成进程的上下文切换。

（2分）

交换调度，按一定原则将处于外存交换区中的静止进程调入内存或将处于内存的活动进程调至外存交换区。

（1分）

5、何谓对换？

在存储管理中引入对换后会带来哪些好处？

答：

对换：

把内存中暂时不能运行的进程或暂时不用的程序或数据，调出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把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（3分）。

带来的好处：

对换技术能从逻辑上扩充内存空间，从而使整个系统资源的利用更为充分有效（2分）。

6、列出设备控制器的基本功能？

答：

设备控制器的基本功能有：

接收和识别命令；数据交换；标识和报告设备的状态；地址识别；数据缓冲；差错控制。

7、简述进程的定义，以及构成一个进程的3个组成部分？

答：

进程定义：

一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的动态执行过程和分配资源的基本单位。

（或者：

进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

）

构成一个进程的3个组成部分：

程序段（Code）、数据段（Data）、进程控制块（PCB）。

8、在操作系统中为什么要引入缓冲？

答：

缓和CPU、I/O设备、用户进程三者之间速度不匹配的矛盾。

减少中断次数，减少CPU的中断处理时间。

解决了DMA或通道方式的瓶颈问题，提高了CPU和I/O设备之间的并行性。

9、简述多道程序的概念和好处？

答：

概念：

若干进程同时驻留内存且轮流使用CPU及共享系统中的各种资源。

（2分）好处：

提高CPU利用率；提高内存和I/O设备利用率；增加系统吞吐量。

（3分）

11、简述进程和线程的关系和区别？

答：

进程是分配资源的基本单位，线程是独立调度的基本单位。

（1分）

多线程创建、切换、撤消比多进程创建、切换、撤消的系统开销小，并发性更好。

（1分）多线程在多处理器系统上的优势较明显。

（1分）

一个进程至少有一个线程，任一线程唯一地隶属于某一进程。

（1分）

同一进程中的线程之间切换不会引起进程切换，但一个进程中的线程切换到另一进程中的线程时将引起进程切换。

（1分）

12、引入分段存储管理方式的原因是什么？

答：

方便编程和编译（1分）；有利于信息共享（1分）；有利于信息保护（1分）；适于动态增长（1分）；适于动态链接（1分）。

13、列举常见的设备I/O控制方式？

答：

常见的I/O控制方式有：

程序I/O方式；中断驱动I/O控制方式；直接存储器访问（DMA）I/O控制方式；I/O通道控制方式。

（每小点1分，答对4个就给满分）

14、试列举用户可以对文件施加的主要操作？

答：

创建文件、删除文件、读文件、写文件、设置文件的读/写指针、打开文件、关闭文件等。

（答对上述任何一点就给1分，满分5分）

15．进程调度中"可抢占"和"非抢占"两种方式，哪一种系统的开销更大？

为什么？

（1）可抢占式会引起系统的开销更大。

（2）可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间开销增大。

 16．试比较进程调度与作业调度的不同点 

（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。

进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机 

（或）作业调度是高级调度，它位于操作系统的作业管理层次。

进程调度是低级调度，它位于操作系统分层结构的最内层。

（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。

进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。

四、综合题：

利用记录型信号量实现生产者与消费者的问题，要求提供数据结构的定义，生产者程序，消费者程序。

数据结构定义：

Semaphoremutex=1,empty=n,full=0;

Itembuffer[n],nextp,nextc;

intin=0,out=0

六、论述题：

（15分）

（一）请就作业、程序、