計算機操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)10級

1、計算機系統(tǒng)與系統(tǒng)系統(tǒng)復(fù)習(xí),考試題型 單選題、填空題、簡答題、綜合應(yīng)用題 考試章節(jié) 第1章 操作系統(tǒng)概論 第2章 作業(yè)管理和用戶接口 第3章 進程和處理機管理 第4章 存儲管理 第5章 設(shè)備管理 第6章 文件系統(tǒng),第1章 操作系統(tǒng)概論,知識重點,1. 操作系統(tǒng)的定義,操作系統(tǒng)是管理和控制計算機硬軟資源，合理地組織計算機的工作流程，方便用戶使用計算機系統(tǒng)的軟件。,2. 操作系統(tǒng)特性,（1）并發(fā)性 （2）共享性 （3）不確定性,3. 操作系統(tǒng)的功能,(1). 處理機管理 (2). 存儲管理 (3). 設(shè)備管理 (4). 文件管理 (5).作業(yè)管理（用戶接口）,4. 操作系統(tǒng)的3種基本類型,(1).

2、批處理操作系統(tǒng) (2). 分時操作系統(tǒng) (3). 實時操作系統(tǒng),(1). 批處理操作系統(tǒng),用戶將作業(yè)分類整理，并將控制意圖編寫成作業(yè)說明書，然后成批提交系統(tǒng)，由系統(tǒng)按作業(yè)說明書自動調(diào)度作業(yè)執(zhí)行。 主要特點： 脫機操作； 成批處理； 多道程序運行； 無交互性。,(2). 分時操作系統(tǒng),把處理機的時間分成很短的時間片，按時間片輪轉(zhuǎn)的方式把處理機輪流分配給所有聯(lián)機用戶使用，使得一臺計算機能夠為多個終端用戶服務(wù)的系統(tǒng)。 主要特點： 協(xié)調(diào)性； 獨立性； 交互性； 共享性。,(3). 實時操作系統(tǒng),用于實時控制和實時信息處理的專用操作系統(tǒng)。 主要特點： （1）實時時鐘管理。 （2）連續(xù)人機對話。 （3）過

3、載保護。 （4）高可靠性、安全性。,5. 多道程序系統(tǒng),多道程序系統(tǒng)：指控制多個程序同時進入內(nèi)存運行的系統(tǒng)。它是讓多作業(yè)同時進入內(nèi)存輪流交替占用CPU運行的技術(shù)，是提高CPU利用率的關(guān)鍵技術(shù)。 多道程序系統(tǒng)的特征： （1）多道性 （2）宏觀上并行 （3）微觀上串行,1操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計算機系統(tǒng)的（ ），其中包括處理機、內(nèi)存、外圍設(shè)備和文件。 A 程序 B 文件 C 資源 D 進程 2 引入多道程序技術(shù)的前提條件之一是系統(tǒng)具有（ ）。 A 多個CPU B 多個終端 C 分時功能 D 足夠大的內(nèi)存 3從使用的角度上看，批處理系統(tǒng)的主要缺點是（ ）。 A.失去了批量性 B.設(shè)備利用率低 C.無交互性

4、 D.文件利用率低 4. 按資源管理觀點看，操作系統(tǒng)把資源分為 資源和 資源兩大類。 5. 多道程序系統(tǒng)的主要特征是多道性、 和 。 6.什么是操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)主要有哪些功能？ 7. 何謂分時系統(tǒng)， 簡述其特點。 8. 操作系統(tǒng)主要有哪些特征？,第1章 操作系統(tǒng)概述-重點練習(xí),第2章 作業(yè)管理和用戶接口,知識重點,1. 作業(yè)和作業(yè)步,作業(yè)： 用戶在一次算題過程中或一個事務(wù)處理中要求計算機系統(tǒng)所做工作的集合。 作業(yè)步：在一次業(yè)務(wù)處理中，要求計算機系統(tǒng)做的一項相對獨立的工作叫一個作業(yè)步 。,2. 作業(yè)的狀態(tài),一個作業(yè)在進入系統(tǒng)到運行結(jié)束的生命期內(nèi)，有4種狀態(tài)： （1）提交狀態(tài) （2）后備狀態(tài) （

5、3） 運行狀態(tài) （4）完成狀態(tài),3. 用戶和計算機之間的接口,(1) 命令接口：操作系統(tǒng)為用戶提供的各種操作命令，供用戶直接組織作業(yè)的工作流程和控制作業(yè)的運行； (2) 程序接口：操作系統(tǒng)為用戶提供的一組系統(tǒng)功能調(diào)用，供用戶編程時調(diào)用系統(tǒng)的功能，請求操作系統(tǒng)提供的服務(wù)。,4. 作業(yè)調(diào)度的功能,(1) 按照調(diào)度算法，從后備作業(yè)中選取一個或多個作業(yè)。 (2) 為被選中的作業(yè)分配資源。如分配主存和外設(shè)資源。 (3) 為被選中的作業(yè)運行做準(zhǔn)備。創(chuàng)建相應(yīng)進程，將作業(yè)的后備狀態(tài)改為運行狀態(tài)。 (4) 在作業(yè)結(jié)束時，再回收資源，作善后處理。,（1）先來先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS） 總是按作業(yè)到達(dá)的先后次序進行

6、調(diào)度。 （2）短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法（SJF） 每次總是調(diào)度運行時間最短的作業(yè)運行。 （3）響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法 （4）優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法,5. 作業(yè)調(diào)度的算法,6. 算法性能衡量及周轉(zhuǎn)時間計算,平均周轉(zhuǎn)時間 T 其中 TiT完成T提交 平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 W 其中 Wi周轉(zhuǎn)時間/運行時間,例：已知4個作業(yè)的提交時間和運行時間如下 分別按FIFC算法和SJF算法計算周轉(zhuǎn)時間。,FCFS調(diào)度算法計算周轉(zhuǎn)時間例子,FCFS調(diào)度算法 (調(diào)度順序：123-4),SJF調(diào)度算法計算周轉(zhuǎn)時間例子,SJF調(diào)度算法 (調(diào)度順序：134-2),1.一般地，一個作業(yè)由（ ）組成。 A.一個進程 B.兩個進程 C.多個子進

7、程 D.多個進程 2.一個作業(yè)處于運行狀態(tài)，則所屬該作業(yè)的進程可能處于( )狀態(tài)。 A. 運行 B.就緒 C.等待 D. A或B或C 3.在批處理系統(tǒng)中，一個作業(yè)調(diào)度算法的優(yōu)劣主要以平均周轉(zhuǎn)時間 和 平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 時間來衡量。 4. 操作系統(tǒng)提供用戶兩個基本接口是： 和 。 5. 作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間是完成時間與提交時間之差；也是 等待時間與 執(zhí)行時間之和。,第2章 作業(yè)管理和用戶接口-重點練習(xí),知識重點,第3章 進程和處理機管理,1. 進程順序執(zhí)行及特點,進程在處理機上的執(zhí)行是嚴(yán)格按序的。 特點： 順序性 封閉性 可再現(xiàn)性,2進程的并發(fā)性及特點,程序在處理機上的執(zhí)行時間是交叉重疊的，是提高CP

8、U利用率而采取的一種同步操作技術(shù)。 特點： (1) 失去了程序的封閉性 (2) 間斷性 (3) 通信性 (4) 獨立性,3. 進程的定義及引入目的,定義 進程是一個具有一定獨立功能的程序，是關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。是分配資源的基本單位。 引入目的 為了控制和協(xié)調(diào)并發(fā)程序?qū)浻布Y源的共享和競爭。 為了描述程序動態(tài)執(zhí)行的過程和分配資源的基本單位。 進程的描述 程序 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集 進程控制塊（PCB）,4. 進程的基本特征,（1）動態(tài)性 （2）并發(fā)性 （3）獨立性 （4）異步性/間斷性 （5）結(jié)構(gòu)特征,5. 進程的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換,就緒執(zhí)行 因調(diào)度而執(zhí)行 執(zhí)行就緒 時間片用完而落選 執(zhí)行等待 因等

9、待事件而阻塞 等待就緒 事件發(fā)生而喚醒,6. 臨界資源與臨界區(qū),臨界資源：一次只允許一個進程訪問的資源。 臨界區(qū)：不允許多個并發(fā)進程交叉執(zhí)行的程序段。 管理原則 進程不能相互阻塞； 每次至多一個進程進入臨界區(qū)； 進程不能無限期留在臨界區(qū)；,7. 兩種制約,（1）間接制約（競爭關(guān)系）：是并發(fā)執(zhí)行進程之間互相共享公用資源而引起的制約，導(dǎo)致進程互斥。 （2）直接制約（協(xié)作關(guān)系）：是并發(fā)執(zhí)行進程之間互相共享對方私用資源而引起的制約，導(dǎo)致進程同步。,8. 信號量與PV原語,信號量（Semaphore）表示系統(tǒng)中資源實體數(shù)目或資源使用情況的整型量,其值只能由PV原語操作改變。 P(S) ：代表申請使用資源

10、的操作 將S減1； 若S0 ，則將調(diào)用P(S)的進程置為等待狀態(tài)； 若S0 ，則進程繼續(xù)。 V(S) ：代表釋放歸還資源的操作 將S加1； 若S0 ，則喚醒一個等待S的進程； 若S0 ，則進程繼續(xù)。 n個進程共享m個資源，信號量S變化范圍 （m-n）S m,9. 進程的互斥與同步,進程互斥是指不允許兩個或以上共享資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)。 進程同步是指相互合作的并發(fā)進程之間在某些點要相互通信，互相協(xié)調(diào)，共同完成任務(wù)的過程。 合作進程有兩種同步關(guān)系： （1）在執(zhí)行次序上的同步 （2）共享緩沖的同步,10. PV原語實現(xiàn)進程執(zhí)行次序上的同步,設(shè)同步消息信號量s1，初值為0，表示進程P2還不能執(zhí)

11、行；如果信號量s2為1，則進程P2就可以開始執(zhí)行。 它們的同步關(guān)系如下,main( ) /主程序 int S1=0; cobegin P1 ( ); P2 ( ); coend ,PV原語實現(xiàn)進程執(zhí)行次序上的同步的例子,main( ) /主程序 int Sb=0; int Sc =0; cobegin Pa ( ); Pb ( ); Pc ( ); coend ,Pa ( ) /進程 Pa ; V(Sb); V(Sc); ,Pb ( ) /進程 Pb P(Sb); ; ,Pc ( ) /進程 Pc P(Sc); ; ,有3個進程合作完成一項任務(wù)，它們的流程如圖所示，S、f分別表示任務(wù)的開始和結(jié)

12、束。請用PV操作描述這3個進程的同步關(guān)系。 解： 分別設(shè)同步信號量Sb、 Sc ，初值都為0，表示進程Pb、Pc還不能執(zhí)行.,11.處理機調(diào)度,處理機調(diào)度（進程調(diào)度） 按照某種調(diào)度算法從就緒隊列中選取一個進程，分配CPU給它運行。 調(diào)度方式： （1）剝奪調(diào)度 （2）非剝奪調(diào)度 常用調(diào)度方法 （1）先來先服務(wù) （2）輪轉(zhuǎn)法（RR法） （3）多級反饋輪轉(zhuǎn)法 （4) 優(yōu)先數(shù)法,12. 死鎖及死鎖的必要條件,死鎖 一組并發(fā)執(zhí)行進程中的每一個進程都彼此等待對方占有的不可搶占的資源而出現(xiàn)的永遠(yuǎn)不能向前推進的狀態(tài)。 如果系統(tǒng)死鎖，則必同時滿足4條： 互斥條件 不剝奪條件 部份分配 環(huán)路條件 解決死鎖的方法

13、(1) 死鎖的預(yù)防 (2) 死鎖的避免 (3) 死鎖的檢測 (4) 死鎖的恢復(fù),1.程序執(zhí)行的最終結(jié)果不受外界因素的影響，稱為程序順序執(zhí)行的（ ）。 A.可再現(xiàn)性 B.獨立性 C.順序性 D.封閉性 2.某個信號量S初值為3，當(dāng)前值為2，則等待在該信號量上的進程數(shù)為( )。 A.1個 B.2個 C.3個 D.5個 3.用打破資源的（ ）條件來預(yù)防死鎖，是通過預(yù)先分配并發(fā)進程需要的所有資源來實現(xiàn)。 A.環(huán)路分配 B.部分分配 C.剝奪 D.不剝奪 4.某種進程調(diào)度算法的特點是以每個進程在就緒隊列中的等待時間與享受服務(wù)的時間成比例，該調(diào)度算法稱為（ ）。 A.FCFS B.優(yōu)先級法 C.輪轉(zhuǎn)法 D

14、.最高響應(yīng)比法 5 進程調(diào)度是從 隊列中選擇一個 分配CPU運行。 6. 引入 PV 操作的目的是為了研究進程之間的 和 。 7. 進程調(diào)度的方式通常有2種： 調(diào)度和 調(diào)度 。 8. 解決死鎖的方法一般可以分為 、 和檢測與恢復(fù)。 9. 程序順序執(zhí)行的主要特點是 、 和可再現(xiàn)性。 10. 什么是臨界資源,什么是臨界區(qū)？ 11.什么是進程？進程主要有哪幾種狀態(tài)？ 12.并發(fā)進程執(zhí)行中存在哪兩種制約關(guān)系，由什么原因引起？,第3章 進程和處理機管理-重點練習(xí),知識重點,第4章 存儲管理,1.兩種地址空間,（1）邏輯地址空間（虛擬空間） 用戶程序用來訪問信息的一系列地址單元的集合。這些地址單元的編號稱

15、為邏輯地址或虛擬地址。 (2)物理地址空間（存儲空間） 內(nèi)存中用來存放信息的一系列地址單元的集合。這些地址單元的編號稱為物理地址或存儲地址。,2. 重定位,將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換映射成內(nèi)存中物理的過程。 靜態(tài)重定位 程序執(zhí)行前，由軟件一次性完成。 (2) 動態(tài)重定位 程序執(zhí)行中，由專門硬件地址變換機構(gòu)實現(xiàn)。,3. 分區(qū)分配管理,(1) 固定分區(qū) 預(yù)先把主存儲器空間分成若干個連續(xù)區(qū)域。 (2) 可變分區(qū) 根據(jù)作業(yè)大小的需求和內(nèi)存情況動態(tài)分配區(qū)域。分配算法： 首次適應(yīng)法 將空閑分區(qū)按地址從低到高順序分配使用 最佳適應(yīng)法 將空閑分區(qū)按從小到大順序分配使用 最壞適應(yīng)法 將空閑分區(qū)按從大到小順序分配使用

16、,4. 分頁式存儲管理基本原理,將作業(yè)邏輯地址空間分成若干大小相同頁，同時將內(nèi)存空間分成若干塊，塊大小與頁相同；存儲分配時，以塊為單位分配，但塊與塊之間不一定連續(xù)；由頁表及相應(yīng)硬件地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換。保證程序正確運行。,5. 頁式地址表示,頁式邏輯地址由頁號P和頁內(nèi)地址d兩部分構(gòu)成： 即用數(shù)對(p,d)表示一個地址，p、d各占多少位與系統(tǒng)有關(guān)，通常頁的大小為2的整數(shù)次方冪。 例 一個8個頁面（頁面大小為1024字節(jié)）組成邏輯地址裝入到16MB的物理存儲器中。 （1）邏輯地址需要13位； （2）物理地址需要24位。,214,6. 頁式地址轉(zhuǎn)換,Step1:將執(zhí)行進程邏輯地址表示成（P,d）

17、，并將進程的頁表始地址及長度送控制寄存器； Step2: 通過控制寄存器讀頁表，由頁號p查頁表得相應(yīng)塊號b; Step3: 將塊號b乘以塊長直接與頁內(nèi)地址d拼接成內(nèi)存物理地址，即: 物理地址b*塊長d,例 頁式地址轉(zhuǎn)換,設(shè)頁長為1K 虛擬地址2500 2 452 頁 表 8644 8 452 物理地址,7. 缺頁中斷率的計算,設(shè)作業(yè)P有n頁,系統(tǒng)分配m個內(nèi)存塊（1mn） 若作業(yè)P執(zhí)行時訪問的頁在內(nèi)存的次數(shù)為S； 訪問的頁不在內(nèi)存的次數(shù)為F； 則作業(yè)P 缺頁中斷 F 次 缺頁中斷率 f %,8.頁面淘汰算法,1.最佳算法 2.先進先出算法(FIFO算法) 3.最近最久未使用頁面淘汰法 (LRU算

18、法) 4.時鐘算法,例：按FIFO算法計算缺頁中斷率,設(shè)問頁的順序為： 7、0、1、2、0、3、0、4、2、3、0、3、2 如果系統(tǒng)為它分配3個塊，采用FIFO算法。計算缺頁中斷率是多少？ 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 7 7 7 2 2 2 2 44 4 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 2 2 22 2 1 1 1 1 0 00 3 3 3 3 產(chǎn)生缺頁中斷10次。 缺頁中斷率f10/1376.9。,1.頁式存儲管理中,要對內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進行一次存取至少要訪問內(nèi)存（ ）。 A.1次 B.2次 C.3次 D.4次 2.頁式存儲管理中，如果用地址的低10位來表示頁內(nèi)地

19、址，則頁大小為（ ）。 A.512B B.1024 B C.2048B D.4096B 3.頁式存儲管理中，頁的大小通常應(yīng)選（ ）。 A.任意值 B.1KB以上 C.1KB以下 D.2的整數(shù)次方冪 4.在分頁存儲管理系統(tǒng)中，對內(nèi)存的分配是以（ ）為單位進行分配。 A.字節(jié) B.作業(yè) C.記錄 D.塊 5.動態(tài)分區(qū)分配算法有：首次適應(yīng)法、 和 。 6. 在請求頁式存儲管理中，當(dāng)查找的頁不在 時，要產(chǎn)生 中斷。 7. 地址重定位方式分為 和 兩種。 8什么是邏輯地址空間？什么是物理地址空間？ 9.簡要說明分頁式存儲管理的基本原理。,第4章 存儲管理-重點練習(xí),知識重點,第5章 設(shè)備管理,1. I/

20、O設(shè)備的分類,1.按數(shù)據(jù)傳輸率分類 低速設(shè)備 中速設(shè)備 高速設(shè)備 2.按信息交換的單位分類 字符設(shè)備 塊設(shè)備 3.按設(shè)備的共享屬性分類 獨占設(shè)備 共享設(shè)備 虛擬設(shè)備,2I/O設(shè)備的控制方式,循環(huán)測試方式； (2)中斷方式 ； (3 DMA方式； (4)通道方式。,3. 緩沖及引入目的,緩沖 內(nèi)存與外設(shè)交換信息時，I/O前后暫時存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域（或緩沖器）。是提高CPU與外設(shè)并行工作能力的技術(shù)。 緩沖種類 單緩沖 雙緩沖 循環(huán)緩沖 緩沖池 引入緩沖的目的 為了匹配外設(shè)與CPU的速度； 為了減少中斷次數(shù)及中斷處理時間； 為了解決通道或DMA方式下的“瓶頸”問題。,1.在一段時間內(nèi)允許多個進程同時

21、訪問的設(shè)備稱為（ ）。 A.脫機設(shè)備 B.聯(lián)機設(shè)備 C.共享設(shè)備 D.獨占設(shè)備 2.一般情況下，以每秒幾個字節(jié)到幾百個字節(jié)傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為（ ）。 A.低速設(shè)備 B.高速設(shè)備 C.系統(tǒng)設(shè)備 D.用戶設(shè)備 3. 沒有下列（ ）設(shè)備的計算機無法工作。 A.硬盤 B.軟盤 C.內(nèi)存 D.打印機 4. 通道是一種特殊的（ ），具有執(zhí)行I/O指令集的能力。 A.I/O設(shè)備 B.設(shè)備控制器 C.處理機 D. I/O控制器 4. 按信息交換的單位分類，可將設(shè)備分為 設(shè)備和 設(shè)備兩類。 5. 在計算機的主要設(shè)備中，打印機是一種典型的獨占設(shè)備，而磁盤是一種共享設(shè)備。 6. 什么是緩沖，在設(shè)備管理中為什么要引入

22、緩沖?,第5章 設(shè)備管理-重點練習(xí),知識重點,第6章 文件系統(tǒng),1. 文件和文件系統(tǒng),1 文件 一組具有名稱的相關(guān)信息的集合。 2 文件系統(tǒng) 操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)。 功能： （1）用戶可執(zhí)行創(chuàng)建、修改、刪除以及讀寫文件的命令。 （2）用戶能以合適的方式構(gòu)造他的文件。 （3）用戶能在系統(tǒng)的控制下，共享其他用戶的文件。 （4）用戶可用文件名訪問文件。 （5）系統(tǒng)具有后備和恢復(fù)文件的能力，防止對文件信息被破壞。 （6）系統(tǒng)能夠提供可靠的保護及保密措施。,2 文件的邏輯結(jié)構(gòu), 流式文件 文件是無結(jié)構(gòu)的依次存放的字符流。 記錄式文件 文件是有結(jié)構(gòu)的相關(guān)邏輯記錄組成。,3. 文件的存取方法,順序存取法 嚴(yán)格地按記錄排列的順序依次存取。 隨機存取法 按文件邏輯記錄編號隨機存取記錄。,4. 文件的物理結(jié)構(gòu)（1