《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》期末復(fù)習(xí)

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復(fù)習(xí)要點(diǎn)

第一章操作系統(tǒng)概述

1、操作系統(tǒng)的定義及特征

答：OS定義：操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、合理地組織和管理計(jì)算機(jī)的工作流程以便利用戶使用的程序的集合。

OS特征：并發(fā)，共享，虛擬，異步性。

操作系統(tǒng)最重要的兩個(gè)目標(biāo)是有效性和便利性

2、操作系統(tǒng)分類：批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)；三種系統(tǒng)的特點(diǎn)；聯(lián)機(jī)批處理到脫機(jī)批處理的解決方法Spooling

批處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是解決了作業(yè)間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換問(wèn)題，提高了CPU的利用率，所以系統(tǒng)吞吐量大，資源利用率高主要缺點(diǎn)就是交互性差，一旦作業(yè)提交，其中間過(guò)程就很難控制。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)其主要特征是實(shí)時(shí)性和可靠性。

分時(shí)操作系統(tǒng)具有以下特性：（1）多路性（同時(shí)）（2）獨(dú)立性（3）及時(shí)性（4）交互性。Q:批處理系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：（清華大學(xué)1996年試題）A．CPU利用率低。B．不能并發(fā)執(zhí)行。C．缺少交互性。D．以上都不是。選擇C。

Q:1.多道運(yùn)行的特征之一就是宏觀并行，它的含義是（）（2000年，華中科技大學(xué)）2.多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是多道、（）和（）（2000年XX電子科技大學(xué)）答案：1.計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序2.宏觀上并行，微觀上串行

Q：填空題：批處理系統(tǒng)主要解決（）問(wèn)題，分時(shí)系統(tǒng)主要解決（）問(wèn)題（華中科技大學(xué)2023）答案：吞吐量交互性Q：填空題：實(shí)時(shí)信息處理是實(shí)時(shí)應(yīng)用的一種，例如（）和（）是實(shí)時(shí)處理的例子（華中科技大學(xué)2000）答案：飛機(jī)訂票系統(tǒng)圖書(shū)資料查詢系統(tǒng)

Q:選擇題：（B）不是設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要要追求的目標(biāo)：A安全可靠B資源利用率C及時(shí)響應(yīng)D快速處理

Q:選擇題：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必需在（）內(nèi)處理完來(lái)自外部的事件。A.一個(gè)機(jī)器周期B.被控對(duì)象規(guī)定時(shí)間C.周轉(zhuǎn)時(shí)間D.時(shí)間片答案：B

3、理解并發(fā)與并行

并行性：多個(gè)事件在同一時(shí)刻同時(shí)發(fā)生

并發(fā)性：宏觀上在同一時(shí)間段內(nèi)同時(shí)運(yùn)行，微觀上交替執(zhí)行單處理機(jī)系統(tǒng)：宏觀上并發(fā)，微觀上交替執(zhí)行。多處理機(jī)系統(tǒng)：微觀有并行。

Q：在單處理器中，可并行的是（2-3-4）Ⅰ.進(jìn)程和進(jìn)程Ⅱ.處理器與設(shè)備Ⅲ.處理器與通道Ⅳ.設(shè)備與設(shè)備

Q：在程序中在試圖讀取某個(gè)磁盤(pán)上的第100個(gè)規(guī)律塊，使用操作系統(tǒng)提供的（A）接口A.系統(tǒng)調(diào)用B.圖形用戶接口C.原語(yǔ)D.鍵盤(pán)命令

Q:在用戶程序中要將一個(gè)字符送到顯示器上顯示，應(yīng)使用操作系統(tǒng)提供的__接口。A系統(tǒng)調(diào)用B鍵盤(pán)命令C原語(yǔ)

D子程序調(diào)用

（2000年，華中科技大學(xué)）答案A

4、特權(quán)指令與非特權(quán)指令

特權(quán)指令：只有在管態(tài)才能執(zhí)行的指令。(影響系統(tǒng)狀態(tài))開(kāi)關(guān)中斷，置程序狀態(tài)字，停機(jī)，IO，??.非特權(quán)指令：在算態(tài)和目態(tài)下均可執(zhí)行的指令。取數(shù)，四則運(yùn)算，??5、處理機(jī)狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換（目態(tài)、管態(tài)）處理機(jī)狀態(tài)：系統(tǒng)態(tài)：(管態(tài)，核態(tài))用戶態(tài)：(目態(tài)，常態(tài))狀態(tài)轉(zhuǎn)換：管態(tài)→目態(tài)(置程序狀態(tài)字)目態(tài)→管態(tài)(中斷，trap)Q:操作系統(tǒng)程序都是在核心態(tài)下才能運(yùn)行。（大連理工大學(xué)2000年試題）錯(cuò)。操作系統(tǒng)提供的服務(wù)，一部分必需在核心態(tài)下才能運(yùn)行，如進(jìn)程調(diào)度、目錄服務(wù)等。還有一些功能，如DOS下的外部命令，則可以由用戶調(diào)用，運(yùn)行在用戶態(tài)下。

Q：以下選項(xiàng)中，會(huì)導(dǎo)致用戶進(jìn)程從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)的操作是（1-3）Ⅰ.整數(shù)除以零Ⅱ.sin()函數(shù)調(diào)用Ⅲ.read()系統(tǒng)調(diào)用

Q：以下選項(xiàng)中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是（）答案：CA.系統(tǒng)調(diào)用B.外部中斷C.進(jìn)程切換D.缺頁(yè)

其次章進(jìn)程管理

1、進(jìn)程的概念：

答：進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，該進(jìn)程可與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行；它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的實(shí)體，在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，進(jìn)程既是資源的基本分派單元，也是基本的執(zhí)行單元。2、進(jìn)程的結(jié)構(gòu)、三種基本狀態(tài)及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件

答：進(jìn)程的組成：PCB（進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志），程序+數(shù)據(jù)段=實(shí)體，工作區(qū)。

Q：假使系統(tǒng)中有N個(gè)進(jìn)程，運(yùn)行的進(jìn)程最多幾個(gè)，最少幾個(gè)；就緒進(jìn)程最多幾個(gè)最少幾個(gè)；等待進(jìn)程最多幾個(gè)，

最少幾個(gè)？

[解答]：在單處理機(jī)系統(tǒng)中，處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程最多為1個(gè)，最少為0個(gè)；處于就緒進(jìn)程最多為N-1個(gè)，最少為0個(gè)；處于阻塞的進(jìn)程最多為N個(gè)，最少為0個(gè)。

Q：一個(gè)進(jìn)程釋放了一臺(tái)打印機(jī)，它可能會(huì)改變（）的狀態(tài)。

A.自身進(jìn)程B.輸入/輸出進(jìn)程C.另一個(gè)等待打印機(jī)的進(jìn)程D.所有等待打印機(jī)的進(jìn)程答案：C

Q：一個(gè)進(jìn)程的基本狀態(tài)可以從其他兩種基本狀態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)去，這個(gè)基本的狀態(tài)一定是（）。答案：CA.執(zhí)行狀態(tài)B.阻塞狀態(tài)C.就緒狀態(tài)D.完成狀態(tài)3、進(jìn)程與程序的聯(lián)系與區(qū)別

（1）程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的。程序是有序代碼的集合；進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行。

（2）進(jìn)程是暫時(shí)的，程序的永久的。進(jìn)程是一個(gè)變化的過(guò)程，有生命周期，暫時(shí)存在，程序沒(méi)有生命周期，可長(zhǎng)久保存。

（3）進(jìn)程還是操作系統(tǒng)資源分派和保護(hù)的基本單位，程序沒(méi)有此功能。

（4）進(jìn)程與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)屢屢執(zhí)行，一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程；通過(guò)調(diào)用關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程可包括多個(gè)程序。（5）進(jìn)程與程序的結(jié)構(gòu)不同。

4、進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行使進(jìn)程失去順序性，可能產(chǎn)生與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。5、共享變量、臨界區(qū)、臨界資源的概念

臨界區(qū)：在每個(gè)進(jìn)程中，訪問(wèn)臨界資源的那段程序能夠從概念上分開(kāi)出來(lái)，稱為臨界區(qū)或臨界段。它就是進(jìn)程中對(duì)公共變量(或存儲(chǔ)區(qū))進(jìn)行審查與修改的程序段，稱為相對(duì)于該公共變量的臨界區(qū)。

臨界資源（獨(dú)占資源）：在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源（如打印機(jī)等硬件；棧、變量、表格等）6、進(jìn)程互斥的概念

7、重點(diǎn)：信號(hào)量機(jī)制——定義整形變量如S表示信號(hào)量，S的初值、S>0表示有S個(gè)資源可用、S0,則調(diào)用V(S)的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；若S

Q：設(shè)有4個(gè)作業(yè)同時(shí)到達(dá)，每個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間均為2個(gè)小時(shí)，它們?cè)谝慌_(tái)處理機(jī)上按單道方式執(zhí)行，則平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為（）

A1小時(shí)，B5小時(shí)C2.5小時(shí)D8小時(shí)

答案B（平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（2+（2+2）+（2+2+2））+（2+2+2+2））/4=5小時(shí)

Q：某系統(tǒng)采用短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度策略，現(xiàn)有作業(yè)序列：作業(yè)1（提交時(shí)間：8:00,運(yùn)行時(shí)間1.50），作業(yè)2（提交時(shí)間：8:30,運(yùn)行時(shí)間0.80）作業(yè)3（提交時(shí)間：9:00,運(yùn)行時(shí)間0.10），作業(yè)4（提交時(shí)間：9:30,運(yùn)行時(shí)間0.30），單位：小時(shí)，以十進(jìn)制計(jì)。其平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（）A4.65B3.00C5.52D12.23答案B

Q：填空題：在作業(yè)調(diào)度算法中，（短作業(yè)優(yōu)先（SJF））調(diào)度算法的調(diào)度性能要好些。

Q:有一個(gè)具有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法，進(jìn)程調(diào)度采用以優(yōu)先數(shù)為基礎(chǔ)的搶占式調(diào)度算法。在下表所示的作業(yè)序列，作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，優(yōu)先數(shù)越小優(yōu)先級(jí)越高。（1）列出所有作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間及終止時(shí)間。（2）計(jì)算平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。作到達(dá)運(yùn)行優(yōu)先業(yè)時(shí)間時(shí)間數(shù)名ABCD10:004010:203010:305010:502053462、死鎖的概念：組進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程，均無(wú)限期地等待此組進(jìn)程中某個(gè)其他進(jìn)程占有的，因而永遠(yuǎn)無(wú)法得到的資源，這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程死鎖。

3、死鎖四個(gè)必要條件：資源獨(dú)占、保持申請(qǐng)、不可剝奪、循環(huán)等待

4、死鎖四種處理方法：死鎖預(yù)防、死鎖避免、死鎖檢測(cè)（檢測(cè)工具：資源分派圖）、死鎖恢復(fù)5、死鎖預(yù)防的兩種方法：預(yù)先分派策略（保持申請(qǐng)）、有序分派策略（循環(huán)等待）

6、死鎖避免：進(jìn)程提出資源請(qǐng)求，系統(tǒng)在分派之前進(jìn)行安全性檢測(cè)，若使進(jìn)程進(jìn)入擔(dān)憂全狀態(tài)，則拒絕分派。重點(diǎn)：銀行家算法（必需有完整的計(jì)算過(guò)程，只有結(jié)果無(wú)過(guò)程不能給總分值）課本P113

銀行家算法的實(shí)質(zhì)就是要設(shè)法保證系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分派資源后依舊保持安全狀態(tài)，從而避免死鎖的發(fā)生6、死鎖恢復(fù)（解除）四種方式：重新啟動(dòng)、終止進(jìn)程、剝奪資源、進(jìn)程回退產(chǎn)生死鎖的原因:進(jìn)程間推進(jìn)順序非法和競(jìng)爭(zhēng)資源Q:（1）出現(xiàn)以下的狀況可能導(dǎo)致死鎖的是()。

A．進(jìn)程釋放資源B．一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入死循環(huán)C．多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源出現(xiàn)了循環(huán)等待D．多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用共享型的設(shè)備答案：CQ：（2）在操作系統(tǒng)中，死鎖出現(xiàn)是指()。A．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生重大故障B．資源個(gè)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程數(shù)

C．若干進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源而無(wú)限等待其他進(jìn)程釋放已占有的資源D．進(jìn)程同時(shí)申請(qǐng)的資源數(shù)超過(guò)資源總數(shù)答案：C

Q:（3）一次分派所有資源的方法可以預(yù)防死鎖的發(fā)生，它破壞的死鎖四個(gè)必要條件中的()。A．互斥B．占有并請(qǐng)求C．非剝奪D．循環(huán)等待答案：B

Q：（4）死鎖預(yù)防是保證系統(tǒng)不進(jìn)入死鎖狀態(tài)的靜態(tài)策略，其解決方法是破壞產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件之一。以下方法中破壞了“循環(huán)等待〞條件的是()。答案：D

A．銀行家算法B．一次性分派策略C．剝奪資源法D．資源有序分派策略Q：（5.）死鎖的四個(gè)必要條件中，無(wú)法破壞的是()。答案：B

A．環(huán)路等待資源B．互斥使用資源C．占有且等待資源D．非搶奪式分派判斷題

當(dāng)由于為進(jìn)程分派資源使系統(tǒng)處于擔(dān)憂全狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)一定會(huì)導(dǎo)致死鎖。（）答案：錯(cuò)Q：死鎖的避免是根據(jù)（）采取措施實(shí)現(xiàn)的。A.配置足夠的系統(tǒng)資源B.使進(jìn)程的推進(jìn)順序合理

C.破壞死鎖的4個(gè)必要條件之一D.防止系統(tǒng)進(jìn)入擔(dān)憂全狀態(tài)答案：D

Q:3個(gè)進(jìn)程共享4個(gè)同類資源，這些資源的分派和釋放只能一次一個(gè)。已知每個(gè)進(jìn)程最多占據(jù)2個(gè)資源，則該系統(tǒng)A.有某些資源可能永遠(yuǎn)得不到該類資源B.必然有死鎖

C.進(jìn)程請(qǐng)求該類資源立刻能得到D.必然無(wú)死鎖答案：D

Q:某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有8臺(tái)打印機(jī)，由K個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用，每個(gè)進(jìn)程最多需要3臺(tái)打印機(jī)。該系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生死鎖的K的最小值是()。

A．2B．3C．4D．5答案：C

Q：某系統(tǒng)中共有11臺(tái)磁帶機(jī)，X個(gè)進(jìn)程共享此磁帶機(jī)設(shè)備，每個(gè)進(jìn)程最多請(qǐng)求使用3臺(tái)，則系統(tǒng)必然不會(huì)死鎖的最大X值是()。

A．4B．5C．6D．7答案：BQ：選擇：銀行家算法是一種(B)算法.A死鎖解除B死鎖避免C死鎖預(yù)防D死鎖檢測(cè)

判斷題：銀行家算法是用來(lái)預(yù)防死鎖的.(錯(cuò))

第四章內(nèi)存管理

1、靜態(tài)重定位——在裝入一個(gè)作業(yè)時(shí)，把作業(yè)中的指令地址全部轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址（地址轉(zhuǎn)換工作是在作業(yè)執(zhí)行前集中一次完成的）在作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中就無(wú)須再進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換工作。

2、動(dòng)態(tài)重定位——?jiǎng)討B(tài)地址重地位是在程序執(zhí)行過(guò)程中，在CPU訪問(wèn)內(nèi)存之前,將要訪問(wèn)的程序或數(shù)據(jù)地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址。動(dòng)態(tài)重定位依靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)完成。

3、分區(qū)分派策略——最先適應(yīng)算法、最正確適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。首次適應(yīng)算法(first-fit)

分派方法：將所有的空閑分區(qū)依照地址遞增的順序排列，依照分區(qū)的先后次序，從頭開(kāi)始查找，符合要求的第一個(gè)分區(qū)就是要找的分區(qū)。最正確適應(yīng)算法(best-fit)

分派方法：將所有的空閑分區(qū)依照其容量遞增的順序排列，當(dāng)要求分派一個(gè)空白分區(qū)時(shí)，由小到大進(jìn)行查找，找到最適合的分派。

最壞適應(yīng)算法(worst-fit)

分派方法：與最正確適應(yīng)算法相反，將所有的空白分區(qū)按容量遞減的順序排列，最前面的最大的空閑分區(qū)就是找到的分區(qū)。

4、分頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式：作業(yè)（規(guī)律地址）分頁(yè)、內(nèi)存（物理地址）分塊，一頁(yè)大小等于一塊。頁(yè)表由系統(tǒng)設(shè)置，常駐內(nèi)存，用頁(yè)表實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的地址映射。重點(diǎn)：分頁(yè)式存儲(chǔ)管理地址映射過(guò)程。

將規(guī)律地址轉(zhuǎn)換為（頁(yè)號(hào)，頁(yè)內(nèi)地址）兩部分，然后根據(jù)頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，將實(shí)際的物理塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址拼接成實(shí)際的物理地址。

5、分段式存儲(chǔ)管理方式：用戶作業(yè)（規(guī)律地址）分段。系統(tǒng)要為每一個(gè)作業(yè)建立一張段表。段表中的每一個(gè)表目對(duì)應(yīng)著作業(yè)地址空間的一個(gè)程序段。

6、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本思想：用分段方法來(lái)分派和管理虛存，分頁(yè)方法來(lái)分派和管理實(shí)存，在段頁(yè)式管理系統(tǒng)中，每一