操作系统复习要点教程文件.docx

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操作系统复习要点教程文件

填空题：

•1、解决死锁问题的基本方法有_预防死锁_、_避免死锁_、_检测死锁_和_解除死锁_。

•2、当前进程若因时间片用完而被暂停执行时，该进程应转变为_就绪_状态；若因发生某事件而不被继续运行时，该进程应转变为_阻塞_状态。

处于就绪状态的进程被调度转变为_执行_状态。

•3、在分页系统中的地址结构可分为_页号_和_位移量_两部分；在分段系统中的地址结构可分

•为_段号_和_段内地址_两部分。

•4、在段页式系统中（无快表），为获得一条指令或数据，都需三次访问内存。

第一次从内存中取得_页表始址_，第二次从内存中取得_该页所在的物理块号_，第三次从内存中取得_指令或数据_。

5、在作业_装入_时进行的链接称为静态链接；在作业运行中_调用_时进行的链接称为动态链接。

静态链接是在程序编译时进行，动态链接是在执行时进行。

•6、利用缓冲区能有效地缓和_cpu_和_I/O设备_之间速度不匹配地矛盾。

•7、虚拟设备功能是使_独立设备_变成能被多个进程同时使用的_共享设备_。

•1、设计现代OS的主要目标是_有效性_、_方便性_、_可扩充性_和_开放性_。

•2、设备分配程序在分配外部设备时，先分配_设备_，再分配_控制器_，最后分配_通道_。

•3、内存管理的主要功能是：

_内存分配_、_内存保护_、_地址映射_和_内存扩充_等。

•4、页是信息的_物理_单位，进行分页是出于_系统管理_的需要；段是信息的_逻辑_单位，进行分段是出于_用户_的需要。

•5、在内存分配的动态分区分配方式中，可利用_首次_适应算法、_循环首次_适应算法和_最佳_适应算法等分区分配算法。

•6、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，PCB是_进程_存在的唯一标志.

•1、在操作系统中，进程是一个_能独立运行_的基本单位，也是一个_独立分配资源_和_独立接受调度_的基本单位。

•2、一般说来，用户程序中所使用的地址是_逻辑地址_,而内存中各存储单元的地址是_物理地址_；将前者转换为后者的过程称作_重定位_。

•3、虚拟存储器所具有的基本特征是_多次性_，__对换性__，_虚拟性_和__离散性__。

•4、在剥夺调度方式中,有_优先级_剥夺原则、_短进程优先_剥夺原则和__时间片_剥夺原则。

•5、文件存取控制是解决文件的___文件保护__、____文件保密____和__文件共享____。

•6、同步机构应遵循基本准则有：

_空闲让进_、__忙则等待_、_有限等待_、_让权等待_。

•1、从资源管理角度来看，操作系统的四个主要功能有_处理器管理__、_存储管理_、_设备管理_和_文件管理_。

•2、进程由三部分组成，它们是_程序段_、__相关的数据段_和_PCB_组成。

•3、常用的进程通信方式有管道、_共享存储区_、_消息机制__和邮箱机制。

•4、一般说来，用户程序中所使用的地址是_逻辑地址_,而内存中各存储单元的地址是_物理地址_；将前者转换为后者的过程称作_重定位_。

•5、分段保护中的越界检查是通过_段表寄存器__中存放的_段表长度信息_和段表中的_每个段设置有段长字段_等数据项。

•6、通道是一个独立于_CPU_的专管__输入/输出__的处理机，它控制__设备__与内存之间的信息交换。

•7、常用的文件存取方法有_顺序存取法__，_直接存取法__和按键存取法。

•1、操作系统的基本特征是_并发性_，_共享性_，_虚拟性_和_异步性_。

•2、处理机在执行系统程序时的状态称为__系统态_，在执行用户程序时的状态称为_用户态_。

•3、进程间通信的方式有_消息传递系统_、共享存储区和_管道通信_。

•4、地址变换机构的基本任务是将虚地址空间中的_逻辑地址_变换为内存中的_物理地址_。

•5、能方便实现信息共享的存储管理办法有_段页_存储管理和_分段_存储管理。

•6、虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。

•7、按存取控制属性分类，文件可分为_只执行文件_、__只读文件_和_读写文件_三种。

•8、设备从资源分配角度可分为独占设备，_共享设备_和_虚拟设备_。

•1、操作系统目前有五大类型，它们是：

_批处理_操作系统、_分时_操作系统、_实时_操作系统、_网络_操作系统和_分布式_操作系统。

•2、在操作系统中，进程是一个资源分配的基本单位，也是一个独立运行和调度的基本单位。

•3、操作系统中，进程可以分为__系统_进程和_用户_进程两类。

•4、进程间通信的类型有：

共享存储区、_消息传递系统_、_管道通信__和信箱机制。

•5、在动态分区式内存分配算法中，倾向于优先使用低地址部分空闲区的算法是_首次适应算法_；能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是_循环首次适应算法_。

•6、段式管理中，提供_二_维的地址结构。

以段为单位进行空间分配，每段分配一个_不固定__内存区。

•7、实现SPOOLING系统时必须在磁盘上辟出称为__输入#__和__输出#__的专门区域，以存放作业信息和作业执行结果。

•8、按用途分类，文件可分为_系统文件__、_用户文件__和__库文件__三种。

•1、多个事件在同一时刻发生称为_并行性_，多个事件在同一时刻间隔内发生称为_并发性_。

•2、进程最基本的特性是_动态性_和_并发性_；每个进程都有惟一的_PCB_，系统对进程的管理就是利用PCB_实现的。

•3、在信号量机制中，信号量S>0时的值表示_可用资源数_；若S<0，则表示_资源已分配完毕_，此时进程应_调用blook原语，进行自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表中_。

•4、将一个用户源程序变为一个可在内存中执行的程序，通常要经过以下几步：

_编译_，__链接_和_装入_。

•5、动态分区管理内存分配算法有_首次适应算法__、_循环首次适应算法_和最佳适应算法。

•6、I/O控制的方式有程序直接控制方式、_中断驱动控制方式_、_直接存储器访问控制方式（DMA控制方式）_和通道控制方式。

•7、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。

•8、按文件的物理结构分有_顺序文件_、_链式文件_和索引文件三种。

•1、操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和程序接口和图形用户界面。

•2、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：

__封闭性_和__可再现性_。

•3、处理机调度可分为三级，它们是__高级调度__，__低级调度_和__中级调度_；在一般操作系统中，必须具备的调度是_低级调度_。

•4、常用的内存管理方法有_分区_、_分页_、_分段_和__段页式_。

•5、操作系统的设备管理应具备的主要功能是_缓冲区管理_、__设备分配_和_设备处理__以及_虚拟设备_。

•6、在段页式存储管理系统中，面向_用户_的地址空间是段式划分，面向_物理实现_的地址空间是页式划分。

•7、按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结构文件，又称为_记录式文件_和无结构文件，又称__流式文件_。

•1、操作系统的五大功能是CPU管理、__存储器管理_、_设备管理_、_文件管理_和提供用户接口。

•2、在单处理机环境下的多道程序，宏观上可以_并发_运行，微观上则是_串行_运行。

•3、银行家算法中，当一个进程提出的资源请求将导致系统从__安全状态_进入__不安全状态_时，系统就拒绝它的资源请求。

•4、在请求分页存储管理中，当_硬件地址机制发现所需的页不在_内存_时，产生_缺页_中断信号，_中断处理程序_作相应的处理。

•5、缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、多缓冲和缓冲池。

•6、段式管理中，以段为单位_分配内存，每段分配一个_连续的分_区。

由于各段长度__不固定_，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求__连续存放__。

•7、在有结构文件中，文件由若干个相关_记录_组成；而无结构文件则被看成是一个_字符流_。

•1、操作系统是计算机系统的一种系统软件，它以尽量合理、有效的方式组织和管理计算机的硬件和软件资源，并控制程序的运行，使整个计算机系统能高效地运行。

•2、进程调度的主要功能是保存处理机现场信息，按某种算法选取进程和把处理器分配给进程。

•5、置换算法是在内存中没有空闲页面时被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页面。

如果内存中有足够的空闲页面存放所调入的页，则不必使用置换算法。

•4、关于缓冲池的操作有收容输入、收容输出提取输入、和提取输出。

•5、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。

•6、逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现逻辑设备名到物理设备名的映射。

•7、从文件的逻辑结构来看，有结构文件分为顺序文件、索引文件，索引顺序文件三种。

第一章

1、设计现代OS的主要目标是什么?

1.有效性（提高系统资源利用率；提高系统的吞吐量）

2.方便性3.可扩充性4.开放性

2、什么是操作系统，作为资源管理者有哪些主要功能？

操作系统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。

是一个管理计算机系统资源，控制程序运行的系统软件，它为用户提供了一个方便，安全，可靠的工作环境和界面。

OS作为资源管理者的主要功能：

1.处理机管理，用于分配和控制管理机

2.存储器管理，主要负责内存的分配与回收

3.I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵

4.文件管理，负责文件的存取，共享和保护

3、OS的作用可表现为哪几个方面?

（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

4、OS具有哪些主要特征?

P14

1.并发性：

指两个或多个事件在同一时间间隔内发生

2.共享性：

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

3.虚拟性：

指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物

4.异步性：

即不确定性。

在多道程序设计中，各个程序之间存在着直接或间接的联系，程序的推进速度受它的运行环境的影响。

这时同一程序和数据的多次运行可能得到不同的结果；程序的运行时间，运行顺序也具有不确定性；外部输入的请求，运行故障发生的时间难以预测。

这些都是不确定性的表现。

5、什么是脱机输入输出方式?

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。

6、什么是分时，实现分时系统的关键问题是什么?

P9-10

●分时是指多个用户分享使用同一台计算机。

多个程序分时共享硬件和软件资源。

●实现分时系统的关键问题是：

如何使用户能与自己的作业进行交互。

7、处理机管理的主要功能？

Ø处理机管理的主要功能：

创建和撤销进程（线程），对诸进程（线程）的运行进行协调，实现进程（线程）之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程（线程）

●进程控制：

为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。

●进程同步：

为多个进程（含线程）的运行进行协调

●进程通信

●调度，在后备队列上等待的每个作业都需经过调度才能进行。

8、微内核中通常提供了哪些主要功能？

微内核操作系统的描述：

足够小的内核；基于客户/服务器模式；应用“机制与策略分离”原理；采用面向对象技术。

1.进程（线程）管理2.低级存储器管理3.中断和陷入处理

第2、三章

1、为什么程序并发执行会产生间断性特征？

程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，为完成同一项任务需要相互合作，致使这些并发执行的进程之间，形成了相互制约关系，从而使得进程在执行期间出现间断性。

2、程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？

程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态由多个程序改变，致使程序运行失去了封闭性，也会导致其失去可再现性。

3、什么是进程，有哪些基本特征？

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。

（进程实体由程序段，相关数据段和ＰＣＢ（进程控制块）构成。

）

进程的特征：

1.结构特征2.动态性3.并发性4.独立性5.异步性

4、在操作系统中为什么要引入进程概念？

它会产生什么样的影响?

为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，在操作系统中引入了进程概念。

影响:

使程序的并发执行得以实行。

5、6、什么是PCB？

试说明PCB的作用，为什么说PCB是进程存在的唯一标志?

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。

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，成为能与其它进程并发执行的进程。

OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。

7、试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。

（1）就绪状态→执行状态：

进程分配到CPU资源

（2）执行状态→就绪状态：

时间片用完

（3）执行状态→阻塞状态：

I/O请求

（4）阻塞状态→就绪状态：

I/O完成

8、为什么要引入挂起状态？

该状态有哪些性质？

引入挂起状态处于五种不同的需要:

终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换需要和负荷调节需要。

处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。

9、在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么？

（1）OS发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat（）；

（2）申请空白PCB；

（3）为新进程分配资源；

（4）初始化进程控制块；

（5）将新进程插入就绪队列.

10、试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么?

a.请求系统服务；b.启动某种操作；c.新数据尚未到达；d.无新工作可做

11、同步机构应遵循哪些基本准则，为什么？

同步机构应遵循的基本准则是：

空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待原因：

为实现进程互斥进入自己的临界区。

12、整型信号量机制是否完全遵循了同步机构的四条准则？

整型信号量机制不完全遵循同步机制的四条准则，它不满足“让权等待”准则。

13、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。

14、在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易于实现？

哪种方法是资源利用率最高？

解决/处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁、检测和解除死锁，其中预防死锁方法最容易实现，但由于所施加的限制条件过于严格，会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低；而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和系统吞吐量。

15、简述引入线程的原因

在操作系统中引入线程，则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，提高CPU的利用率。

进程是分配资源的基本单元，而线程则是系统调度的基本单位。

16、试比较进程间的低级通信工具与高级通信工具。

用户用低级通信工具实现进程通信很不方便,因为其效率低,通信对用户不透明,所有的操作都必须由程序员来实现.而高级通信工具则可弥补这些缺陷,用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令,高效地传送大量的数据.

17、处理机的三极调度分别在什么情况下发生？

在多道程序系统中，一个作业被提交后必须经过处理机调度后，方能获得处理机执行。

对于批量型作业而言，通常需要经历高级调度（作业调度）和低级调度（进程调度）两个过程后方能获得处理机；

对于终端型作业，则通常只需经过低级调度（进程调度）即可获得处理机。

在较完善的操作系统中，为提高内存的利用率，往往还设置了中级调度（中程调度）。

18、试说明低级调度的主要功能。

（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。

19、高级调度与低级调度的主要任务是什么？

高级调度的主要任务是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存。

低级调度是保存处理机的现场信息，按某种算法先取进程，再把处理器分配给进程。

20、什么是进程的非抢占方式调度和抢占方式调度？

进程的非抢占方式：

一旦处理机分配给某进程后，不管它要运行多长时间，都一直让它运行下去，绝不会因为时钟中断等原因而抢占正在进行进程的处理机，也不允许其他进程抢占已经分配给它的处理机。

直至该进程完成，自愿释放处理机，或发生某事件而被阻塞时，才再把处理机分配给其他进程。

抢占方式调度：

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处理机重新分配给另一进程。

21、在抢占式进程调度方式中，抢占的原则是什么？

抢占的原则有：

时间片原则、优先权原则、短作业优先权原则等。

22、什么是静态优先权和动态优先权？

静态优先级是指在创建进程时确定且在进程的整个运行期间保持不变的优先级。

动态优先级是指在创建进程时赋予的优先权，可以随进程推进或随其等待时间增加而改变的优先级，可以获得更好的调度性能。

确定进程优先级的依据：

进程类型、进程对资源的需求和用户要求。

第四章

1、可采用哪几种方式将程序装入内存？

它们分别适用于何种场合？

1.绝对装入方式，只适用于单道程序环境

2.可重定位装入方式，适用于多道程序环境

3.动态运行时装入方式，用于多道程序环境；不允许程序运行时在内存中移位置。

2、在系统中引入对换后可带来哪些好处？

交换技术将暂不需要的作业移到外存，让出内存空间以调入其他作业，交换到外存的作业也可以被再次调入。

目的是解决内存紧张问题，带来的好处是进一步提高了内存利用率和系统吞吐量。

3、在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况？

P125

a.回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接，此时可将回收区与插入点的前一分区合并，不再为回收分区分配新表项，而只修改前邻接分区的大小；

b.回收分区与插入点的后一分区相邻接，此时合并两区，然后用回收区的首址作为新空闲区的首址，大小为两者之和；

c.回收区同时与插入点的前后两个分区邻接，此时将三个分区合并，使用前邻接分区的首址，大小为三区之和，取消后邻接分区的表项；

d.回收区没有邻接空闲分区，则应为回收区单独建立一个新表项，填写回收区的首址和大小，并根据其首址，插入到空闲链中的适当位置.

4、试述分页系统和分段系统的主要区别。

1.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。

或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要而不是用户的需要。

段则是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息。

分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。

2.页的大小固定且由系统决定，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，由而在系统中只能有一种大小的页面；

段的长度不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时，根据信息的性质来划分。

3.分页的作业地址空间是一维的，即单一的线性地址空间，程序员只需利用一个记忆符，即可表示一个地址；

分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。

5、分段管理方式有哪些优点？

1.方便编程2.信息共享3.信息保护4.动态增长5.动态链接

6、什么是虚拟存储器，有哪些特性？

虚拟存储器是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系统。

其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。

P144特征：

多次性，对换性和虚拟性。

7、在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法?

三种分配方式：

固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换

8、为什么说分段系统较之分页系统更易于实现信息共享和保护？

a.对于分页系统，每个页面是分散存储的，为了实现信息共享和保护，则页面之间需要一一对应起来，为此需要建立大量的页表项；

b.而对于分段系统，每个段都从0开始编址，并采用一段连续的地址空间，这样在实现共享和保护时，只需为所要共享和保护的程序设置一个段表项，将其中的基址与内存地址一一对应起来即可。

第五章

1、什么叫通道技术？

通道技术是建立独立的I/O操作，不仅使数据的传送能独立于CPU，而且也希望有关对I/O操作的组织，管理及其结束处理尽量独立，以保证CPU有更多的时间去进行数据处理的技术。

2、如何解决因通道不足而产生的瓶颈问题？

P166

增加设备到主机间的通路而不增加通道。

换言之，就是把一个设备连接到多个控制器上，而一个控制器又连接到多个通道上。

3、简述中断处理程序的处理过程。

P180

1.唤醒被阻塞的驱动（程序）进程

2.保护被中断进程的CPU环境

3.转入相应的设备处理程序

4.中断处理

5.恢复被中断进程的现场

4、试说明I/O控制发展的主要推动因素是什么？

促使I/O控制不断发展的几个主要因素如下：

a.尽量减少CPU对I/O控制的干预，把CPU从繁杂的I/O控制中解脱出来，以便更多地去完成数据处理任务。

b.缓和CPU的高速性和设备的低速性之间速度不匹配的矛盾，以提高CPU的利用率和系统的吞吐量。

c.提高CPU和I/O设备操作的并行程度，使CPU和I/O设备都处于忙碌状态，从而提高整个系统的资源利用率和系统吞吐量。

5、I/O控制方式有哪几种？

共有四种I/O控制方式。

（1）程序I/O方式：

早期计算机无中断机构，处理机对I/O设备的控制采用程序I/O方式或称忙等的方式。

（2）中断驱动I/O控制方式：

适用于有中断机构的计算机系统中。

（3）直接存储器访问（DMA）I/O控制方式：

适用于具有DMA控制器的计算机系统中。

（4）I/O通道控制方式：

具有通道程序的计算机系统中。

6、试说明直接存储器访问（DMA）控制方式的特点。

P169

1.数据传输的基本单位是数据块，即在CPU于I/O设备之间，每次传送至少一个数据块。

2.所传送的数据时从设备直接送入内存的，或者相反。

3.仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预，整块数据的传送是在控制器的控制下完成的。

7、什么是缓冲？

为什么要引入缓冲？

缓冲是指把视频、图片、音乐等网络内容存放在本地一段时间，那样以前请求过的信息被再次请求时，就不会再次耗用WAN带宽。

因为缓冲可以缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾，减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制，提高CPU与I/O设备之间的并行性。

8、设备管理的主要任务是什么？

设备管理的主要任务是完成用户提出的I/O请求，提高I/O速率以及提高I/O设备的利用率。

9、什么是虚拟设备？

其实现所依赖的关键技术有哪些？

虚拟设备是指通过虚拟技术，可将一台独占设备变