操作系統(tǒng)期末復習.doc

1、名詞解釋：1. 進程互斥：兩個或兩個以上的進程由于不能同時使用同一臨界資源，只能一個進程使用完，另一個才能使用，這種現(xiàn)象稱為進程互斥。2. 頁表：每一個作業(yè)的虛頁號到內(nèi)存的頁架號之間的映射關系的表。3. 文件目錄：為了實現(xiàn)對文件的“按名訪問”，記錄文件基本信息的數(shù)據(jù)結構，主要有“文件名、類型、屬性、日期時間、長度、物理地址”等進行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。4. DMA：不需要CPU參與，而在專門硬件控制電路控制之下進行的外設與存儲器間直接數(shù)據(jù)傳送的方式，稱為直接存儲器存儲DMA.5. 進程同步：相互合作的幾個進程需要在某些確定點上協(xié)調(diào)他們工作，一個進程到達這些點后，另一個進程已完成

2、某些操作，否則就不得不停下來等待這些操作的結束，這就是進程間的同步。6. 段表：每個進程都有一張邏輯空間與內(nèi)存空間映射的段表，其中每一個段表項對應進程的一個段，段表記錄該段在內(nèi)存中的起始地址和段長度。7. 文件保護：是防止文件被破壞8. 通道：通道又稱為I/O處理機，它能完成主存與外設支架你的信息傳輸，并與中央處理器并行操作。9. 線程：CPU調(diào)度的單位10. 地址重定位：當裝入程序?qū)⒖蓤?zhí)行代碼裝入內(nèi)存時，程序的邏輯地址與程序在內(nèi)存的物理地址一般是不相同的，必須通過地址轉(zhuǎn)換將邏輯地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址，這個過程稱為地址重定位。11. FAT：FAT是文件配置表，是一種由微軟發(fā)明并擁有部分專利的文件

3、系統(tǒng)，供MS-DOS使用，也是所有非NT核心的微軟窗口使用的文件系統(tǒng)12. 中斷：CPU控制器執(zhí)行指令時，突然接受到更加緊急的任務，則CPU暫停當前任務轉(zhuǎn)去執(zhí)行緊急任務的過程。問答題：1. 什么是進程？程序和進程有什么聯(lián)系和區(qū)別？進程：多道程序并發(fā)執(zhí)行的一個動態(tài)過程。聯(lián)系：程序是進程的一部分，是進程的實體；區(qū)別：進程是程序的一次執(zhí)行，是種動態(tài)的；而程序是一組有序的指令，是靜態(tài)的。一個進程可以執(zhí)行一個或多個程序，同一程序可能被多個進程同時執(zhí)行。程序可作為軟件資源長期保留，而進程是程序的一次執(zhí)行過程，是暫時的。進程有并發(fā)性，可以其他進程并發(fā)運行，同時也是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。2.

4、試寫出“生產(chǎn)者/消費者”算法，并作必要文字說明。設置兩個私用信號量和一個公用信號量 公用信號量S，初值為1，表示沒有進程進入臨界區(qū)，它用于實現(xiàn)進程互斥； 私用信號量S0，用于表示產(chǎn)品數(shù)目，初值為0； 私有信號量Sn，用于表示可用緩沖區(qū)數(shù)，初值為n。算法：begin B:array0n-1 of integer; P,R:integer; S ,Sn, S0:semaphore; P：=R:=0; S:=1; Sn：=n; S0:=0； cobegin process producer i(i=1,2.,m) begin L1: produce a product; P(Sn); P(S); B

5、P:=product; P:=(P+1)mod n; V(S0); V(S); go to L1; end; process consumer j(j=1,2,k); begin L2:P(S0); P (S); take a product from BR; R:=(R+1) mod n; V(Sn); V(S); consume go to 12; end; coend; end;3. 有哪幾種存儲管理技術可以實現(xiàn)虛擬存儲器，簡要說明其工作原理。1.請求分頁存儲管理：（1） 頁框：物理地址分成大小相等的許多區(qū)，每個區(qū)稱為一塊；（2）址分成大小相等的區(qū)，區(qū)的大小與塊的大小相等，每個稱一個頁面

6、。（3） 邏輯地址形式：與此對應，分頁存儲器的邏輯地址由兩部分組成，頁號和單元號。（4）頁表和地址轉(zhuǎn)換：采用的辦法是動態(tài)重定位技術，讓程序的指令執(zhí)行時作地址變換。 2.分段存儲管理： 一個用戶作業(yè)的程序按其邏輯結構可劃分為若干段，這些段中的每一段都是完整的。在分段存儲管理系統(tǒng)中，可以用類似于分頁管理用過的地址變換機構，實現(xiàn)分段管理的地址變換。這里使用的是段變換表SMT，它把作業(yè)地址空間變換為物理存儲空間，作用地址空間的段與主存中的段大小相等，地址變換是在作業(yè)執(zhí)行過程中由硬件自動完成的。 3.段頁式存儲管理：是基本分段存儲管理方式和基本分頁存儲管理方式原理的結合，即先將用戶程序分成若干個段，再把

7、每個段分成若干個頁，并為每一個段賦予一個段名。4. 為什么說通道技術是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的主要硬件支持，簡要說明通道的工作原理。（1）采用通道技術解決了I/O操作的獨立性和各部件工作的并行性，把CPU從繁瑣的輸入輸出操作中解放出來，能實現(xiàn)CPU與通道的并行操作，而且通道與通道間也能實現(xiàn)并行操作，各通道上的外設也能實現(xiàn)并行操作，從而大大提高計算機系統(tǒng)的效率。(2)工作原理（采用通道技術后，I/O操作過程為）：CPU在執(zhí)行用戶程序時如果遇到I/O請求，則它用I/O指令啟動指令通道上選址的設備，一旦啟動成功，通道開始控制設備進行操作。當設備I/O操作完成后，由通道發(fā)出I/O，結束中斷，CPU停止當前工作，

8、轉(zhuǎn)向中斷處理程序。5. 進程有哪幾種基本的調(diào)度狀態(tài)？這些調(diào)度狀態(tài)又根據(jù)什么條件如何進行轉(zhuǎn)換？（1）運行狀態(tài)。（2）就緒狀態(tài)。（3）阻塞狀態(tài)。進程的各種調(diào)度狀態(tài)，可以根據(jù)一定的條件而發(fā)生變化。處于運行狀態(tài)的進程可能因某種事件的發(fā)生而變成阻塞狀態(tài)。相應事件發(fā)生之后，該進程可以從阻塞狀態(tài)變成就緒狀態(tài)。當系統(tǒng)的進程調(diào)度程序把處理機分配給某一就緒狀態(tài)的進程時，它就從就緒狀態(tài)進入運行狀態(tài)。6. 試寫出“哲學家就餐”算法，并作必要文字說明begin S1,S2,S3,S4,S5:semaphore; S1:=S2:=S3:=S4:=S5:=1 Cobrgin process Pi(i=1,2,3,4) be

9、gin Li:thinking; hungry; P(Si); pickup ri; P(Si+1); pickup ri+1; eating; putdown ri; putdown ri+1; V(Si); V(Si+1); go to Li end; process P5 begin L5:thinking; hungry; P(S1); pickup r1; P(S5); pickup r5; eating; putdown r1; putdown r5; V(S1); V(S5); go to L5 end; coend; end 7. 試述請求頁式存儲管理技術的工作原理，分析其主要

10、優(yōu)缺點，可以采用什么技術方法來改進其主要缺點。工作原理：請求分頁即：基本分頁+請求調(diào)頁+頁面置換優(yōu)點：可以離散存儲程序，降低磁片數(shù)量；提供虛擬存儲器，提高主存利用率，有利于多道運行。缺點：必須有硬件支持；有些系統(tǒng)會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象；程序最后一頁任然存在未被利用空間。8. 什么是文件？什么是文件系統(tǒng)？文件系統(tǒng)有哪些主要功能？文件：外存上的賦名信息集。文件系統(tǒng)：OS與管理文件有關的軟件，被管理的軟件及相關的數(shù)據(jù)結構。功能：（實現(xiàn)按名訪問）（1） 文件的結構及有關存取方法（2） 文件的目錄機構和有關處理（3） 文件存儲空間的管理（4） 文件的共享和存取控制（5） 文件操作和使用9. 試述現(xiàn)代操作系統(tǒng)的主

11、要特征。（1）并發(fā)性：并發(fā)指的是在操作系統(tǒng)中存在著許多同時的或并行的活動。例如，在多道程序設計的環(huán)境下，各個程序同時在處理機上交替、穿插地執(zhí)行。 （2）共享性：系統(tǒng)中存在的各種并發(fā)活動，要求共享系統(tǒng)的硬、軟件資源。（3）虛擬性：虛擬指的是講一個物理實體映射為若干個邏輯實體。前者是客觀存在的，后者是虛構的。（4）不確定性：1.程序執(zhí)行結果不確定，程序執(zhí)行結果不能再現(xiàn)。2. 多道程序設計環(huán)境下，程序按異步方式運行。10. 試述操作系統(tǒng)與用戶的接口并舉例說明。概念：為了方面用戶對計算機系統(tǒng)的使用和編程，操作系統(tǒng)向用戶提供了用戶與操作系統(tǒng)的接口，簡稱為用戶接口。操作系統(tǒng)提供了兩類接口：一類是程序級接口

12、，即系統(tǒng)調(diào)用或稱操作系統(tǒng)應用程序接口；另一類是作業(yè)控制級接口，即鍵盤控制命令與作業(yè)控制命令。 作業(yè)控制級接口（即命令程序）：分為脫機用戶接口和聯(lián)機用戶接口。脫機用戶接口由一組作業(yè)控制命令或稱作業(yè)控制語言組成。聯(lián)機接口由一組操作系統(tǒng)命令組成，用于聯(lián)機作業(yè)的控制。例如，系統(tǒng)管理、環(huán)境設置、權限管理、文件管理等。11. 存儲管理的主要研究課題是什么？(1）：存儲分配問題：重點是研究存儲共享和各種分配算法。 （2）：地址再定位問題：研究各種地址變換機構，以及靜態(tài)和動態(tài)再定位方法。 （3）：存儲保護問題：研究保護各類程序，數(shù)據(jù)區(qū)的方法。 (4）：存儲擴充問題：主要研究虛擬存儲問題及其各種調(diào)度算法.12.

13、 桌上有一只盤子，每次只能放入一個水果。爸爸專向盤中放蘋果，媽媽專向盤中放桔子，一個女兒專吃盤中蘋果，一個兒子專吃盤中的桔子。試用P、V操作寫出他們能同步的程序。 int empty=1; int orange=0; int apple=0; 爸爸進程（） P(empty); 將水果放入盤中； 若放入的是桔子 則V(orange); 否則，V(apple); 兒子進程（） P(orange); 從盤中取走桔子； V(empty); 吃桔子； 女兒進程（） P(apple); 從盤中取走蘋果； V(empty); 吃蘋果；應用題：1. Windows 操作系統(tǒng)采用了什么存儲管理技術？請簡要說明其

14、工作原理。（1） 請求分頁 （2）二級頁表（3）三次訪存：意味著時間*3,性能降低1/3（4）快表技術:(硬件加速)是專用預留給頁表 （5）Cache：公用 （6）FIFO（7）預置頁面2. Windows 操作系統(tǒng)支持的文件系統(tǒng)具體有哪幾種？請結合相關數(shù)據(jù)結構簡要說明在硬盤上創(chuàng)建一個文件的過程。(1)數(shù)據(jù)結構：FDT （2）文件目錄表 （3）FAT文件分配表過程：（1）、在創(chuàng)建一個文件時，可以通知WindowsNT，哪些用戶可以讀該文件，哪些用戶可以修改該文件；（2）、指定誰可以列出一個目錄的內(nèi)容和誰可以在該目錄下增加文件。即使用戶知道文件的路徑，仍可以禁止訪問目錄中的文件，只有NTFS分區(qū)

15、中的文件才有這種稱為任意訪問控制的能力。（3）、NTFS的第二個優(yōu)點是它具有先進的容錯能力。NTFS使用一種稱為事務(transaction)登錄的技術跟蹤對磁盤的修改，（4）、NTFS可以在幾秒鐘內(nèi)恢復錯誤而不是HPFS的幾分鐘或幾小時（取決于HPFS分區(qū)的大?。＃?）、NTFS的第三個優(yōu)點是其文件不易受到病毒和系統(tǒng)崩潰的侵襲，這種抗干擾直接源于WindowsNT操作系統(tǒng)的高度安全性能。（6）、在FAT和NTFS兩種文件系統(tǒng)在一個磁盤中并存時，由于NTFS文件系統(tǒng)只能被WindowsNT識別，一般的病毒還是很難在NTFS文件系統(tǒng)中找到生存空間。（7）、對于大分區(qū)，NTFS比FAT和HPFS

16、效率都高，F(xiàn)AT和HPFS比NTFS需要更多的空間來存儲文件系統(tǒng)用于管理硬盤上文件和目錄的信息。（8）、由于NTFS文件系統(tǒng)支持長文件名，人們給文件命名時現(xiàn)也不需受8.3命名規(guī)則限制，從而可以給文件起一個反映其意義的文件名。（9）、NTFS支持向下兼容，甚至可以從新的長文件名中產(chǎn)生老式的短文件名。當文件寫入可移動媒體（如軟盤）時，它自動采用FAT文件名FAT文件系統(tǒng)。（10）、實際上NTFS的主要弱點是它只能被WindowsNT所識別。NTFS文件系統(tǒng)可以存取FAT文件系統(tǒng)和HPFS文件系統(tǒng)的文件，但其文件卻不能被FAT文件系統(tǒng)和HPFS文件系統(tǒng)所存取，兼容性不是特別好。但從網(wǎng)絡安全性的角度來

17、說，這種限制也是一種優(yōu)點，它可以保證如果其他操作系統(tǒng)沒有Windows的安全控制，其用戶就不能對NTFS分區(qū)中的文件進行訪問。（11）、如果引導驅(qū)動器（也就是C驅(qū)動器）使用NTFS文件系統(tǒng)，就不能使用Flexboot選項，因為DOS系統(tǒng)只能從C驅(qū)動器引導，但不能從NTFS驅(qū)動器引導。相對WindowsNT來說，它的引導分區(qū)可以是FAT、NTFS和HPFS。最后它還存在一個問題，那就是即使使用WindowsNT驅(qū)動程序，許多備份實用程序在操作NTFS分區(qū)時仍有問題。3. Windows 操作系統(tǒng)為用戶提供了哪些接口？請簡要解釋并舉例說明。API（1）、程序級接口：WindowsAPI提供驗證方式

18、，應用編程接口（API）用于調(diào)用；API分為：Win32API和Win64API（2）、作業(yè)級接口：圖形界面、GUI、字符界面（3）、操作命令接口：又叫做操作接口或作業(yè)接口，它是用戶在操作系統(tǒng)界面上以命令方式來操作和控制計算機的手段。在一般情況下，一個完整的操作系統(tǒng)在啟動后就會提供一個供用戶對計算機進行操作的界面。例如：DOS操作系統(tǒng)會在顯示器上顯示一個字符操作界面；Windows操作系統(tǒng)會顯示一個圖形界面。這樣，用戶就可以輸入命令的方式來使用操作系統(tǒng)的某種功能。API又叫做編程接口，從使用的方式來看，它是在應用程序中以函數(shù)調(diào)用的方式來享用系統(tǒng)服務的。在比較完善的操作系統(tǒng)中，還提供了一些諸如匯編、編譯、編輯等通用的系統(tǒng)軟件供用戶使用。這些程序雖然像應用程序一樣是用來完成特定任務的程序，但由于這種特定任務具有某種程度的通用性（例如C編譯器），所以它們還是屬于系統(tǒng)軟件范疇。為了與應用程序在名稱上區(qū)分開來，就把它們叫做實用程序。根據(jù)處理器執(zhí)行操作系統(tǒng)提供的程序功能模塊在操作系統(tǒng)中所處的層次，操作系統(tǒng)的運行狀態(tài)還可分為兩種：核心態(tài)和用戶態(tài)。處于核心態(tài)的程序模塊可使用處理器的特權指令，而非核心態(tài)的模塊不可使用處理器的特權指令。因此