操作系统 复习提纲文档格式.docx
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地址空间和其他资源（如打开文件）：
进程间相互独立，同一进程的各线程间共享－－某进程内的线程在其他进程不可见。
（2）
通信：
进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信－－需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
（3）
调度和切换：
线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
线程的优点:
线程的创建时间比进程短；
线程的终止时间比进程短；
同一进程内的线程切换时间比进程段；
由于同一进程内线程之间共享内存核文件资源，因此可进行直接通信而不需要通过OS的内核。
4．为什么引入进程概念？
？
引入多进程，提高了对硬件资源的利用率，但又带来额外的空间和时间开销，增加了OS的复杂性
5．进程实体的组成
6．进程在三个基本状态之间转换的主要原因。
7．同步机制应遵循哪些基本原则？
空闲则入：
其他进程均不处于临界区；
忙则等待：
已有进程处于其临界区；
有限等待：
等待进入临界区的进程不能“死等”；
让权等待：
不能进入临界区的进程，应释放CPU（如转换到阻塞状态）
第三章
何谓死锁？
产生死锁的原因和必要条件。
死锁：
指多个进程因竞争共享资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程永远不能向前推进。
产生死锁的原因：
竞争资源、顺序不当
必要条件：
互斥：
任一时刻只允许一个进程使用资源
请求和保持：
进程在请求其余资源时，不主动释放已经占用的资源
不剥夺：
进程已经占用的资源，不会被强制剥夺
（4）
环路等待：
存在一个处于等待状态的进程集合{P0,P1,…,Pn}，其中进程P0正在等待目前被进程P1所拥有的资源，进程P1正在等待目前被进程P2所拥有的资源，…,进程Pn–1正在等待目前被进程Pn所拥有的资源,进程Pn正在等待目前被进程P0所拥有的资源.
说明如何预防死锁。
破坏死锁的四个必要条件之一即可预防死锁。
第四章
动态重定位：
在可执行文件中记录虚拟内存地址，装入和执行时通过硬件地址变换机构，完成虚拟地址到实际内存地址的变换。
交换：
一个进程可以从内存临时交换到后备存储器（外存）上存放，其后需要执行时再将其调入内存中。
1．可以采用哪几种方式将程序装入内存？
三种方式：
绝对装入（absoluteloading）、静态重定位装入、动态重定位装入
2．简述在具有快表的请求分页系统中，将逻辑地址变换为物理地址的过程。
3．简述覆盖技术原理。
任何时候在内存中仅保留需要的指令和数据,将程序的必要部分的代码和数据常驻内存，可选部分平时存放在外存中，需要时装入。
当进程的大小比分配给他的内存地址空间大时，可以考虑使用覆盖技术
4．分页和分段的区别。
页是物理单位，而段是逻辑单位。
分页是出于系统管理的需要，分段是出于用户应用的需要。
因此，一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处，而不会跨越两个段的分界处。
页大小是系统固定的，而段大小则通常不固定。
逻辑地址表示：
分页是一维的，各个模块在链接时必须组织成同一个地址空间；
而分段是二维的，各个模块在链接时可以每个段组织成一个地址空间。
在分页中，只需要一个标识符，即可表示一个地址，是一维的。
分段时，既要给出段名，又需要给出段内地址，是二维的。
通常段比页大，因而段表比页表短，可以缩短查找时间，提高访问速度。
5．虚拟存储器有哪些特征？
离散性、多次性、对换性、虚拟性。
其中最本质的特征是什么？
6．实现请求分页系统的硬件和软件支持。
硬件：
软件：
一、页表机制
二、缺页中断机构
三、地址变换机构
7．
在请求分页系统中，页表应包含哪些数据项？
每项的作用是什么？
8．
状态位P：
存在位（presentbit，内存页和外存页）
修改位M（modifiedbit）:
是否被修改过
访问字段A：
在近期内被访问的次数，或最近一次访问到现在的时间间隔
外存地址：
磁盘上的地址，供调入该页时使用
9．说明请求分页系统中缺页中断的处理过程。
第五章
磁盘高速缓存：
虚拟设备：
通过SPOOLing技术把原独占设备改造成能为若干用户共享的设备，以提高设备的利用率。
1．为何引入虚拟设备？
在多道程序系统中，专门利用一道程序（SPOOLing程序）来完成对设备的I/O操作。
无需使用外围I/O处理机。
2．实现设备管理所需要的数据结构
一、设备控制表（DCT,DeviceControlTable）
二、系统设备表（SDT,SystemDeviceTable）
三、控制器控制表（COCT,COntrollerControlTable）
四、通道控制表（CHCT,CHannelControlTable）
3．简述OS中设备管理模块的层次结构，及各层的功能。
①设备中断处理程序；
②设备驱动程序；
③与设备无关的操作系统软件；
④用户级软件（指用户空间的软件）。
1．中断层
中断层的主要工作：
（1）寄存器级的I/O；
或DMA操作结束，与缓冲区打交道;
（2）检查状态；
（3）需要时的后续驱动：
发出后续命令。
可能要改变有关进程的状态。
如唤醒阻塞的进程。
2．驱动层
由所有设备驱动程序构成。
设备驱动程序是直接同硬件打交道的软件模块。
（1）解释命令，并向有关控制寄存器发出控制命令。
和I/O有关的队列管理。
执行特定的缓冲区策略
比寄存器级别更高的一些特殊处理。
如代码转换。
3．独立层
负责实现对所有设备来说具有共性的功能。
即提供设备驱动程序的统一接口。
在UNIX中，独立层大部分是文件系统的组成部分。
（1）统一命名：
如UNIX下的/dev/tty00
设备保护：
防止未授权的使用
提供与设备无关的逻辑块
缓冲。
速度匹配、数据块的打包和解包。
注意虽然缓冲区的分配与释放属独立层，但缓冲区的读写则是驱动层的工作。
（5）
存储设备的块分配：
为文件创建服务，分配外存上的物理块。
（6）独占设备的分配和释放：
根据设备的分配状况决定接受请求还是拒绝请求,调用进程的挂起与调度。
（7）错误处理。
4．用户空间软件
大部分I/O软件包含在操作系统之中，但仍然有一小部分与用户程序链接在一起的库函数中的过程，以及运行于核外的整个程序。
（1）库过程
例如：
printf（…）;
API中的write（…）;
假脱机（运行于核外的整个程序）
4．SPOOLing系统的组成。
并以打印机为例简述SPOOLing系统的工作过程。
1．输入井和输出井：
在磁盘上。
2．输入缓冲区和输出缓冲区：
在内存。
3．输入进程和输出进程：
守护（daemon）进程
例：
打印机设备和可由打印机管理器管理的打印作业队列。
如：
WindowsNT中，应用程序直接向针式打印机输出需要15分钟，而向打印作业队列输出只需要1分钟，此后用户可以关闭应用程序而转入其他工作，在以后适当的时候由打印机管理器完成15分钟的打印输出而无需用户干预。
5．为何引入设备独立性？
？
设备独立性指除了直接与设备打交道的底层软件之外，其它部分的软件并不依赖于硬件。
I/O软件独立于设备，就可以提高软件的设计效率。
如何实现？
第六章
文件目录：
目录是由文件说明索引组成的用于文件的检索特殊文件。
文件目录的内容主要是文件访问和控制的信息（不包括文件内容）。
索引结点：
有些系统如UNIX，采用了把文件名与文件描述信息分开的办法。
即把文件描述信息单独形成一个称为索引结点的数据结构，简称i结点；
而在文件目录中的每个目录项，则仅由文件名及指向该文件所对应的i结点的指针所构成。
FCB：
文件控制块（FileControlBlock—FCB）
1．简要说明实现文件共享的两种方法
2．OS中对空闲盘块的管理方法。
空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法
3．OS在磁盘上为文件分配空间的方法有哪些？
简述各种方法的技术要点。
a）连续分配
主要问题：
随着使用，磁盘碎片增多，性能下降，需要磁盘整理。
优点：
顺序访问速度快，定位容易，只需记录第一个簇的位置。
可以通过紧缩（compact）将外存空闲空间合并成连续的区域。
缺点：
需要连续的空间，当文件长度变化时难于处理，即必须事先知道文件的长度。
b）链接分配
一、隐式链接
解决顺序文件的离散存储的问题。
目录中只存放第一和最后一块的簇号（盘块号）。
在每个簇中有指向下一个簇的指针。
随机访问效率差，可靠性差。
可以通过合并（consolidation）将一个文件的各个簇连续存放，以提高I/O访问性能。
增大了内部碎片
二、显示链接
指针单独存放在一张表中，称文件分配表（FAT），FCB中存放指向记录在该表中的文件首块的地址，表中的序号域物理块号对应。
链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的问题，但又出现了另外两个问题，即：
（1）不能支持高效的直接存取。
要对一个较大的文件进行直接存取，须首先在FAT中顺序地查找许多盘块号。
（2）FAT需占用较大的内存空间。
c）索引分配
一、单级索引
为每个文件分配一个索引块（标）。
记录分配给该文件的块号，FCB中记录指向该所引的指针。
二、多级索引
对于大文件，一个块装不下一个索引，需要多个块。
索引块之间的关系：
①链接；
②再创建索引，即索引块的索引—多级索引。
三、混合方式
4．简述文件系统的层次结构
一、层次文件系统模型
文件系统接口：
命令接口，程序接口
逻辑文件系统：
目录管理，逻辑文件系统结构（记录或流）
基本I/O管理程序：
文件组织模块，完成与磁盘I/O有关的事物、设备目录管理、逻辑块到物理块的转换、空闲磁盘块的管理、I/O缓冲区的指定。
基本文件系统（物理I/O层）：
向设备驱动程序发命令，实现磁盘（带）与缓冲区的数据交换。
I/O控制层（设备驱动程序）：
设备控制、中断处理。
层次文件系统对支持单个文件系统较合适，而对于同时支持多个文件系统则有所不足。
Chap2
一．1、在下列性质中，不是分时系统特征的是
A）交互性B）独立性C）多路性D）成批性
2、引入多道程序设计的主要目的在于
A）有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量
B）提高实时响应速度
C）充分利用CPU，减少CPU等待时间
D）充分利用存储器
3、在下面的进程状态转换过程中，可能发生的转换有
（1）运行→就绪
（2）运行→阻塞（3）阻塞→运行（4）运行→终止
A）
（2）（3）（4）B）
（1）
（2）（3）
C）
（1）
（2）（4）D）
（2）（4）
4、分时系统中，一个运行进程用完了分给它的时间片后，还未完成计算任务，它的状态将变为
A）就绪B）阻塞C）运行D）挂起
5、在非剥夺调度方式下，运行进程执行V原语后，其状态
A）不变B）要变C）可能要变D）可能不变
6、对于大量缓冲区的管理，采用多个生产者-多个消费者方式解决同步或互斥时,通常需要用个信号量。
A）2B）3C）4D）5
7、一个正在访问临界资源的进程由于申请等待I/O操作而被中断时
A）可以允许其他进程进入与该进程相关的临界区
B）不允许其他进程进入任何临界区
C）可以允许其他就绪进程抢占处理器，继续运行
D）不允许任何进程抢占处理器
8、如果信号量的当前值为-2，则系统中在该信号量上等待的进程数目是
9、下面的情况中，进程调度可能发生的时机有
（1）正在执行的进程运行完毕
（2）正在执行的进程提出I/O请求后进入等待状态（3）就绪队列中某个进程的优先级高于当前正在运行进程的优先级
（4）有某个进程从阻塞状态转换成就绪状态
A）
（1）
（2）（3）B）
（1）
（2）（3）（4）
C）
（1）
（2）（4）D）
（1）（3）（4）
二、1、从下述对操作系统的叙述中选出正确的叙述是
A）操作系统的程序都是在核心态下运行。
B）分时系统中常用的原则是使时间片越小越好。
C）批处理系统的主要缺点是缺少交互性。
D）Windows是一个多用户多任务的操作系统。
2、在采用线程技术的操作系统中，不正确的说法是
A）线程是资源分配的独立单位。
B）线程是调度执行的单位。
C）同一进程中各线程共享该进程分配到的主存空间。
D）线程运行的系统开销更小。
3、若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程的状态变为
A）就绪
B）等待
C）运行
D）完成
4、在一个单处理系统中，若有4个用户进程，则处于就绪状态的用户进程最多有个，最少有个。
A）4、1B）3、1C）3、0D）4、0
5、进程依靠从阻塞状态过渡到就绪状态。
A）程序员的命令B）系统服务
C）等待下一个时间片到来D）“合作”进程的唤醒
6、临界区是指并发进程涉及共享变量的
A）程序段B）缓冲区C）数据区D）信息区
7、从下列有关进程管理的叙述中，选出正确的描述
A）进程之间同步，主要源于进程之间的资源竞争，是指对多个相关进程在执行次序上的协调。
B）临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源。
C）信号量是一个整型变量，在其上只能进行P操作和V操作。
D）V操作是对信号量执行加1操作，意味着释放一个单位资源，加1后如果信号量的值小于等于零，则从等待队列中唤醒一个进程，现进程变为等待状态，否则现进程继续进行。
8、在操作系统中，对信号量S的P操作中，使进程进入相应阻塞队列等待的条件是
A）S>
0B）S=0C）S<
0D）S≤0
三．1、一个进程独占处理器顺序执行时具有封闭性和可再现性，其含义是。
A）进程执行的结果只取决于进程本身
B）进程执行的速度对执行结果有影响
C）进程多次执行时其执行结果可能不同
D）进程执行时不会发生中断事件
2、在批处理系统中，作业控制说明书是用___________编写而成。
A）C语言B）命令语言C）作业控制语言D）会话语言
3、为避免用户程序中直接使用特权指令，用户进程运行在。
A）系统态B）核心态C）目态D）管态
4、当进程处于阻塞状态时，进程。
A）没有占用处理机B）将进入结束状态
C）将进入执行状态D）等待处理机
5、若有5个进程共享同一数据，而且每次最多允许3个进程存取该数据，则信号量的变化范围是。
A）5，4，3，2，1，0B）3，2，1，0，-1，-2
C）3，2，1，0D）2，1，0，-1，-2
6、在下列各项步骤中，不是创建进程所必须的步骤。
A）建立一个PCBB）进程调度程序为进程分配CPU
C）为进程分配内存等资源D）将PCB插入进程就绪队列
Chap3
1、主要在分时系统中使用的一种调度算法是
A）先来先服务B）短作业优先C）时间片轮转法D）优先数法
2、在死锁预防的方法中，系统要求所有进程在运行前一次性的申请在整个运行过程中所需要的全部资源，得到满足后才得以运行，并在运行期间不允许提出资源请求。
这种方法破坏产生死锁必要条件中的
A）互斥条件B）请求和保持条件C）不剥夺条件D）环路等待条件
3、在多道程序系统中，由于可共享的资源不足，可能会出现死锁。
有时，不恰当的也可能引起死锁。
A）进程调度算法B）资源分配方法
C）进程推进顺序D）进程优先权
1、用户进程从目态（常态、用户态）转换为管态（特态、系统态）的唯一途径是（3），当该用户进程需要使用打印机进行输出时，进程的状态由（4）变为（5），在打印结束后，会产生一个打印中断，此时进程的状态会变为（6）。
1、某系统有4个并发进程，都需要同类资源2个，当系统中这类资源最少数是个时系统不会发生死锁。
A）4B）5C）6D）7
2、某进程被唤醒后，立即被执行，该系统采用的调度方式是
A）抢先调度B）非抢先调度
C）不能确定是否采用抢先调度D）用户抢先调度
3、为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配,这项工作是由完成的。
A）作业调度B）中级调度C）进程调度D）内存调度
4、在下面的调度算法中，算法不是合理的作业调度。
A）时间片轮转B）先来先服务C）短进程优先D）优先权
5、假设系统中有三类互斥资源R1、R2和R3，可用资源数分别为9、8和5。
在T0时刻系统中有P1、P2、P3、P4和P5五个进程，这些进程对资源的最大需求量和已分配资源数如下表所示。
如果进程按序列____执行，那么系统状态是安全的。
资源
进程
最大需求量
已分配资源数
R1R2R3
P1
652
121
P2
221
211
P3
801
200
P4
120
P5
344
113
A）P1→P2→P4→P5→P3 B）P2→P1→P4→P5→P3
C）P2→P4→P5→P1→P3 D）P4→P2→P5→P1→P3
6、当采用资源有序分配方法预防死锁时，它破坏了产生死锁必要条件中的
在单道批处理系统中，有四个作业进入系统，进入时间及所需时间如下表所示：
现忽略作业调度所花时间，当第一个作业进入系统后就可开始调度。
作业
进入时间
所需计算时间
1
8：
00
2小时
2
8∶30
30分钟
3
9∶00
6分钟
4
9∶30
12分钟
（1）（2分）采用“先来先服务”调度算法时，作业3完成时间是，作业的平均周转时间是。
（2）（2分）采用“非抢先的短作业优先”调度算法时，作业3完成时间是，作业的平均周转时间是。
1.当多道程序系统中发生死锁时，。
A）计算机系统不能处理任何事情
B）某个进程不能执行
C）一组进程相互等待，并进入阻塞状态
D）不能进行输入和输出
2、静态分配资源（所有进程在开始运行之前，都必须一次性地申请其在整个运行过程所需的全部资源）的死锁防止策略。
A）破坏了“循环等待”和“占有并等待”两个条件
B）破坏了“互斥”和“占有并等待”两个条件
C）破坏了“互斥”条件
D）破坏了“不可抢夺”条件
3、对死锁的解除有关描述正确的是。
A）可采用重新启动操作系统来解除死锁
B）可采用强迫进程结束来解除死锁
C）可采用静态分配资源来解除死锁
D）可采用银行家算法来解除死锁
4、在常用的作业调度算法中，综合考虑作业等待时间和CPU使用时间的是。
A）先来先服务算法B）短作业优先算法
C）响应比高者优先算法D）均衡调度算法
1、在5个哲学家问题中，若同时要求就餐的人数不超过
（1）个，则一定不会发生死锁。
2、我们把并发进程中与共享变量有关的程序段称为“
（2）”。
3、在采用线程技术的操作系统中，线程是调度和执行单位，而进程是（3）单位。
4、银行家算法是在能确保系统处于（4）状态下才为进程分配资源的，其目的是为了（5）的发生。
简述死锁的防止和死锁的避免的区别
在一个两道的批处理操作系统中，有6个作业进入系统，他们进入时刻，估计运行时间和优先级如下表所示（高优先数代表高优先级）
作业号
进入时刻
估计运行时间
优先级
90分钟
5
10
30
6
20
50
15
8
9：
40
当系统采用短作业优先的作业调度算法，作业一旦被调度运行不再退出，但当有新的作业投入运行时，可以按照优先级进程调度。
（1）写出各个作业运行时间序列
（2）计算平均周转时间。
Chap4
13、在页式管理中，每个页表中的表项实际上是用于实现
A）内存单元B）静态重定位C）动态重定位D）加载
14、有关资源分配图中存在环路和死锁关系正确的说法是
A）图中无环路则系统可能存在死锁
B）图中有环路则系统肯定存在死锁
C）图中有环路则系统可能存在死锁，也可能不存在死锁
D）以上说法都不对
15、设有12个同类资源可供四个进程共享，目前剩余资源数为2。
现资源分配情况如下：
进程已占用资源数最大需求数
本次申请数
P124
2
P236
3
P347
P414
当进程P1，P2，P3，P4又都相继提出上面的申请要求，为使系统不致死锁，应满足的要求。
A）P1
B）P2
C）P3
D）P4
16、下面关于虚拟存储器的论述中，正确的是
A）要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中必须常驻内存
B）要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存
C）要求作业运行前，不必全部装入内存，但在运行中必须常驻内存
D）要求作
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