操作系統(tǒng)第四版(湯小丹)期末復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、第一章 操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對(duì)硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充。 抽象 方便性、有效性、可擴(kuò)展性和開放性（使用編譯指令或S提供的命令操縱系統(tǒng)（系統(tǒng)的吞吐量、系統(tǒng)資源利用率（可添加或修改功能、模塊（能遵循世界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，兼容性強(qiáng)） 展。處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理并發(fā)、共享、虛擬、異步。答：并發(fā)性是指多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生；并行性是指多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。答：指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中的多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問資源；交替訪問的答：把通過某種技術(shù)將一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物的功能稱為“虛擬 （虛擬處理機(jī)、虛擬設(shè)備。虛擬為n 個(gè)

2、，平均速度1/n） （答：指進(jìn)程以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。答：將一批作業(yè)以脫機(jī)方式（使用外圍機(jī)，脫離主機(jī)）連續(xù)處理。 提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。單道性、順序性、自動(dòng)性。I/O 操作而暫停執(zhí)行時(shí)的 CPU 定算法，調(diào)度后備隊(duì)列的另一個(gè)程序運(yùn)行，使多道程序交替運(yùn)行，保持CPU 處于忙碌狀態(tài)。 資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量達(dá)。 多道性、無序性、調(diào)度性時(shí)通過自己的終端，以交互方式使用計(jì)算機(jī)，共享主機(jī)資源。 及時(shí)接收、及時(shí)處理。 多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性（用戶間互不干擾（及時(shí)響應(yīng)（人機(jī)對(duì)話）的系統(tǒng)。 多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性。 工業(yè)（武器）控制系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、嵌

3、入式系統(tǒng)。答：分為用戶接口（脫機(jī)圖形用戶接口）和程序接口 無結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)、分層式結(jié)構(gòu)早期的操作系統(tǒng)的內(nèi)部既復(fù)雜又混亂，是無結(jié)構(gòu)的，又稱整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊間的相互聯(lián)系和相互影響程度。耦合度越低，模塊獨(dú)立性越高。每一步設(shè)計(jì)都建立在可靠的基礎(chǔ)上，各層間只存在單向依賴關(guān)系（高層依賴于緊貼著的低層）答：完全無軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，僅由硬件組成第二章 進(jìn)程的描述與控制答： 是指一個(gè)有向無循環(huán)圖，用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的先后順序。把沒有前趨的結(jié)點(diǎn)稱為初始結(jié)點(diǎn)，把沒有后繼的結(jié)點(diǎn)稱為終止結(jié)點(diǎn)。前趨圖中不允許有循環(huán)，否則必然產(chǎn)生不可實(shí)現(xiàn)的前趨關(guān)系。答：程序是指令的有序集合，可以作為一種軟件資料長(zhǎng)期保存。OS 按規(guī)定的順

4、序操作；封閉性：程序運(yùn)行時(shí)獨(dú)占全機(jī)資源，執(zhí)行結(jié)果不受外界因素干擾；可再現(xiàn)性：只要執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，執(zhí)行結(jié)果就相同。答：只有在不存在前趨關(guān)系的程序之間才有可能并發(fā)執(zhí)行。 失去封閉性；不可再現(xiàn)性。：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享系統(tǒng)資源，以及為完成同一項(xiàng)任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的程序之間形成了相互制約的關(guān)系，而相互制約導(dǎo)致了并發(fā)程序的 序控制塊、程序段、數(shù)據(jù)段構(gòu)成（撤消。 動(dòng)態(tài)性（生命期、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性（程序不具備這些特性） 就緒狀態(tài) CPU；執(zhí)行狀態(tài) Running； Block：也稱等待狀態(tài)或封鎖狀態(tài)。答：申請(qǐng)空白（包括向B 填寫用于控制和管理進(jìn)程的信息；初始化 PCB

5、；將進(jìn)程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)并插入就緒隊(duì)列。 保證進(jìn)程的調(diào)度在創(chuàng)建工作完成后執(zhí)行，確保對(duì)進(jìn)程控制塊操作的完整性。 進(jìn)程收集。當(dāng)其他進(jìn)程完成對(duì)其的信息提取后就刪除該進(jìn)程。時(shí)不接受調(diào)度。與之對(duì)應(yīng)的是激活操作。從B 集合中檢索出該進(jìn)程的并置調(diào)度標(biāo)志為真；將其所擁有的資源歸還給父進(jìn)程或系統(tǒng)；將其移出隊(duì)列。答：分為內(nèi)存表、設(shè)備表、文件表、進(jìn)程表。要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理所需要的信息；提供進(jìn)程調(diào)度所需要的信息；實(shí)現(xiàn)與其它進(jìn)程的同步與通信。PSW；用戶棧指針。所需的其他信息；事件，即阻塞原因。答：線性方式（將B 組織在線性表中；鏈接方式（隊(duì)列；索引方式。OS 內(nèi)核中，使它們常駐內(nèi)存。答：支撐功能：中斷處理、時(shí)鐘管理、

6、原語操作；資源管理功能：存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、進(jìn)程管理。權(quán)，僅能執(zhí)行規(guī)定的指令（一般情況下應(yīng)用程序只能在用戶態(tài)運(yùn)行）答：原語是由若干條指令組成的、用于完成一定功能的過程。與一般過程的區(qū)別在于：原語是即操作中的所有動(dòng)作是一個(gè)不可分割的整體，要么全做要么全不做。所以原語執(zhí)行時(shí)不允許被中斷。常見 blocksuspendactive。答：間接相互制約：進(jìn)程-資源-進(jìn)程；直接相互制約：進(jìn)程-進(jìn)程答：一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源，訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)。答：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待（、讓權(quán)等待（不了臨界區(qū)時(shí)釋放處理機(jī)，避免“忙等）鎖。鎖測(cè)試和關(guān)鎖操作必須是連續(xù)的，不可分開進(jìn)行。

7、斷。使用原語 Test-and-Set 指令：boolean TS(boolean *lock) boolean old;old=*lock;*lock=TRUE;/TRUE 表資源空閑return old;使用 Swap 指令：為每個(gè)臨界資源設(shè)置一個(gè)全局布爾變量lock，在每個(gè)進(jìn)程使用局部布爾變量key。void swap(boolean *a,boolean *b) boolean temp;temp=*a;*a=*b;*b=temp; 存在忙等狀態(tài)（不停地鎖測(cè)試，不符合讓權(quán)等待的原則。整形信號(hào)量：除初始化外僅能通過原子操作 wait(S)和 signal(S)（也稱 P、V 操作）來訪問

8、。并未遵循“讓權(quán)等待”原則。記錄型信號(hào)量：遵循“讓權(quán)等待t 源的進(jìn)程，value wait 申請(qǐng)資源后，value value0 表示資源已分block signal value value 0， 表示仍有申請(qǐng)?jiān)撡Y源的進(jìn)程被阻塞，此時(shí)應(yīng)調(diào)用wakeup list 鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程。AND 程使用完后一起釋放。信號(hào)量集：可設(shè)置信號(hào)量測(cè)試值n，一次性申請(qǐng)n 個(gè)資源，并可設(shè)置分配下限值（，表示只有一個(gè)信號(hào)量，允許每次申請(qǐng)n 小于 時(shí)允許多Ssignal（S，n）答： ：線程和進(jìn)程都是能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，但線程被調(diào)度時(shí)的開銷更??；。進(jìn)間可以并發(fā)，進(jìn)程內(nèi)的線程間或不同進(jìn)程的線程間也可以并發(fā)，更加

9、有效地提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞 吐量進(jìn)程可以擁有資源線程不僅可以擁有少量資源還可以共享該進(jìn)程的資源同一進(jìn)程的線程間的獨(dú)立性遠(yuǎn)低于不同進(jìn)程間的獨(dú)立性； ：線程的創(chuàng)建、撤消、切換遠(yuǎn)低于程。答：指進(jìn)程間的信息交換。四種通信機(jī)制/類型：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)；管道通信系統(tǒng)；消息傳遞系統(tǒng)；客戶機(jī)-服務(wù)器系統(tǒng)答：為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開銷，使OS 具有更好的并發(fā)性。第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖答：高級(jí)調(diào)度：調(diào)度對(duì)象是作業(yè)，又稱長(zhǎng)程調(diào)度或作業(yè)調(diào)度，將外存作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，創(chuàng)建進(jìn)程，分配資 源，插入就緒隊(duì)列；低級(jí)調(diào)度：調(diào)度對(duì)象為進(jìn)程，又稱短程調(diào)度或進(jìn)程調(diào)度，運(yùn)行頻率最高列的進(jìn)程分配處理機(jī)；中級(jí)調(diào)度：又稱內(nèi)存調(diào)

10、度，將進(jìn)程調(diào)至外存或調(diào)入內(nèi)存，目的是提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。答：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所完成的作業(yè)數(shù)。平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短、系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率高響應(yīng)時(shí)間快、均衡性截止時(shí)間的保證、可預(yù)測(cè)性答：搶占方式：允許調(diào)度程序根據(jù)某原則去暫停某個(gè)正在執(zhí)行的進(jìn)程，將已分配給進(jìn)程的處理機(jī)重新分 答：非搶占式調(diào)度算法（輪轉(zhuǎn)調(diào)度、優(yōu)先調(diào)度；搶占式調(diào)度算法（基于時(shí)鐘中斷、立即搶占立即。答：可搶占資源：該資源被進(jìn)程獲得后，還可以被其他進(jìn)程或系統(tǒng)搶占；不可搶占資源：該資源一旦 被分配給進(jìn)程就不能強(qiáng)行收回，只能等進(jìn)程用完后自行釋放（資源：又稱臨時(shí)性資源，由進(jìn)程在運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建和消耗）答：如果一組進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程都在等待

11、僅由該組進(jìn)程中的其它進(jìn)程才能引發(fā)的事件，那么該組進(jìn)程是 死鎖的。（死鎖起因：多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的爭(zhēng)奪，進(jìn)程所等待的資源被雙方占用，雙方都在等待對(duì)方釋放自己 所需的資源，卻無法釋放出自己占有的資源，一直處于僵持狀態(tài)形成死鎖。 ）互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不可搶占條件、循環(huán)等待條件答：預(yù)防死鎖（破壞死鎖必要條件、避免死鎖（資源分配時(shí)采取某方法、檢測(cè)死鎖、解除死鎖運(yùn)行，使用并釋放這些資源后在請(qǐng)求新的所需資源。第四章 存儲(chǔ)器管理答：編譯、鏈接、裝入（模塊裝入內(nèi)存）答： ：將模塊裝入內(nèi)存實(shí)現(xiàn)指定的絕對(duì)地址；：裝入后邏輯地址與物理地址不相同，把在裝入時(shí)對(duì)目標(biāo)程序中指令和數(shù)據(jù)地址的修改過程稱為重定位；：將模塊入

12、內(nèi)存后不立即將模塊邏輯地址轉(zhuǎn)為物理地址，在程序真正執(zhí)行時(shí)才轉(zhuǎn)換。裝入邊鏈接；運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接。配內(nèi)存空間；動(dòng)態(tài)可重定位分區(qū)分配答：將系統(tǒng)中的空閑分區(qū)鏈接成一個(gè)鏈。：從鏈?zhǔn)组_始順序查找，直到找到大小滿足要求的分區(qū)，按照作業(yè)大小分割該分區(qū)。缺點(diǎn)：留下了很多碎片。：從上次找到的空閑分區(qū)的下一個(gè)空閑分區(qū)開始查找，采用循環(huán)查找方式。：總是挑選每組要求又是最小的空閑分區(qū)，缺點(diǎn)同樣是留下碎片。：總是挑選最大的空閑區(qū)，缺點(diǎn)是導(dǎo)致存儲(chǔ)器缺乏大的空閑分區(qū)。答：把原來多個(gè)分散的小分區(qū)拼接成一個(gè)大分區(qū)的方法稱為“拼接”或“緊湊了的程序或數(shù)據(jù)進(jìn)行重定位（緊湊后物理地址變化）置換原來的起始地址，不影響系統(tǒng)效率。答： 前者增

13、加了緊湊功能。/答：整體對(duì)換：以整個(gè)進(jìn)程為單位，例如處理機(jī)中級(jí)調(diào)度；頁面（分段）答：將用戶程序的地址分為若干個(gè)固定大小的區(qū)域（即頁面，并將內(nèi)存空間分若干個(gè)物理塊或頁框，頁和塊的大小相同，可將用戶程序的任一頁放入任一物理塊中實(shí)現(xiàn)離散分配； ；。答：左部分是頁號(hào)P，右部分是位（偏）移量，即頁內(nèi)地址d。若給定邏輯地址A、頁面大小L，可求：P=A/L（整除）,d=A%L地址變換機(jī)構(gòu)答：借助頁表，將用戶地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中的物理地址。物理塊號(hào)。頁表功能由一組專門的寄存器實(shí)現(xiàn)。：將有效地址（相對(duì)地址）的物理塊號(hào)將有效地址寄存器中的頁內(nèi)地址送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中。答：從進(jìn)程發(fā)出請(qǐng)

14、求到取出數(shù)據(jù)所花費(fèi)的總時(shí)間。息保護(hù)、動(dòng)態(tài)鏈接及信息的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)等需要。答：在系統(tǒng)中設(shè)置段表寄存器，用于存放段表始址和段表長(zhǎng)度 ：比較段號(hào)和段表長(zhǎng)度讀該段的內(nèi)存始址比較段內(nèi)地址和段長(zhǎng)段內(nèi)地址加基址為物理地址答：采用離散分配方式；通過地址映射機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)地址變換；：頁是信息的物理單位，段是信息的邏輯單位；頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，段長(zhǎng)度不固定且由用戶編寫的程序決定；分頁的用戶程序地址空間是一維的，分段是二維的。第五章 虛擬存儲(chǔ)器直留在內(nèi)存中直至作業(yè)運(yùn)行結(jié)束。答：重復(fù)執(zhí)行某指令或重復(fù)訪問某數(shù)據(jù)：程序在一段時(shí)間內(nèi)所訪問的地可能集中在一定范圍之內(nèi)。答：一種具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)

15、充的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。答：作業(yè)中的程序和數(shù)據(jù)允許被分成多次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行； ：允許在作業(yè)的運(yùn)行過程中進(jìn)行換進(jìn)、換出；：從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。多次性和對(duì)換性是虛擬性的前提條件。答：在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，當(dāng)所要訪問的頁面不在內(nèi)存時(shí)便產(chǎn)生缺頁中斷。缺頁中斷是一種特殊的中斷， 與一般中斷的區(qū)別在于：缺頁中斷在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷信號(hào)，而通常 CPU 完后才檢查是否有中斷的；一條指令在執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次缺頁中斷。答：進(jìn)程訪問頁面失?。错撁娌辉趦?nèi)存中）的次數(shù)F總的頁面訪問次數(shù)A。答：頁面大?。撁嬖酱?，缺頁率越低；進(jìn)程所分配的物理塊的數(shù)目（物理塊越多，缺頁率越低；頁

16、面置換算法的優(yōu)劣；程序固有特性（如編制方法）答：最佳置換算法：淘汰掉以后永不使用的或未來最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不再被訪問的頁面，是一種理想化算法，可作為標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)其他算法的優(yōu)劣；先進(jìn)先出算法：淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存，也就是在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁面，是最早出現(xiàn)的置換算法；最近最久未使用置換算法（最少使用置換算法（k 置換算法：、簡(jiǎn)單版（淘汰掉沒有使用過的頁面；、改進(jìn)版（即考慮頁面使用情況又考慮置換代價(jià)）答：指處理機(jī)的利用率急劇下降并趨于 0 /換出。第六章 輸入輸出系統(tǒng)答：采用輪詢的可編程O 方式；采用中斷的可編程O 方式；直接存儲(chǔ)器訪問方式通道方式。答：用戶層 I/O 軟件、設(shè)備獨(dú)立性軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、中斷

17、處理程序。答：設(shè)備獨(dú)立性軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、中斷處理程序。答：按使用特性分類可分為存儲(chǔ)設(shè)備和I/O 設(shè)備；按傳輸速率分類可分為低速、中速、高速設(shè)備。答：I/O 通道是一種特殊的處理機(jī)，具有執(zhí)行I/O 指令的能力，并通過執(zhí)行通道程序來控制I/O 操作答：字節(jié)多路通道（含有多個(gè)非分配型子通道，一個(gè)子通道連接一臺(tái)O 設(shè)備；數(shù)組選擇通道（一個(gè)分配型子通道，每次只允許一個(gè)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)；數(shù)組多路通道答：通道價(jià)格昂貴，使得機(jī)器中的通道數(shù)量較少，造成整個(gè)系統(tǒng)吞吐量下降。 增加設(shè)備到主間的通路。答：使用輪詢的可編程O 方式（循環(huán)測(cè)試y值；使用終端的可編程O 方式；直接存儲(chǔ)器訪問方式；O 通道控制方式答：與設(shè)備無關(guān)的軟件是I/O 系統(tǒng)的最高層軟件，包括：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口；緩沖管理；差錯(cuò)控制；對(duì)獨(dú)立設(shè)備的分配與回收；獨(dú)立于設(shè)備的邏輯數(shù)據(jù)塊。答：設(shè)備控制表 DCT；控制器控制表、通道控制表和系統(tǒng)設(shè)備表。答：假脫機(jī)技術(shù)：在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)外圍操作的技術(shù)。能夠使一臺(tái)物理I/O 設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯 I/O 設(shè)備，允許多個(gè)用戶共享一臺(tái)物理 I/O 設(shè)備答：輸入井和輸出井；輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)；輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程；井管理程序。答：磁盤緩沖區(qū)；打印緩沖區(qū)；假脫機(jī)管理進(jìn)程和假脫機(jī)打印