操作系统期末复习纲要

1、操作系统?期末复习指导 2021.12 、说明：期末测试方案出 5种题型： 选择、填空、判断、简答、计算 ,每种题型均占 20分左右, 其中,最后的两类大题简做题和计算题共计 40 分更加局限,不会超出下面复习资料给 定的范围,请大家认真复习,不要大意, 免得遗恨终生.二、简做题范围约占 20 分,三套考题的简答都不会超越这个范围 ：1 什么是进程？进程由哪几个局部构成？为什么要引进进程？ 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；进程都是由程序段、数据段及 PCE三个局部组成； 为了使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和限制, 人们引入了“进程的概念；

2、什么是线程？为什么要引进线程？线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元；为了既能提升程序的并发程度,又能减少 OS的开销,操作系统设计者引入 了线程；进程和程序有什么区别和联系？1、进程的实质是进程实体的一次执行过程,进程实体有一定的生命期,而程序那么只是一组有序指令的集合；2、进程具有并发性,而程序是不能并发执行的；3、进程实体是一个能独立运行、 独立分配资源和独立接受调度的根本单位, 而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行.一个进程可以执行一 个或多个程序,一个程序可以应对多个进程.进程和线程有什么区别和联系？不同的操作系统, 其线程的实现方式都是一样的吗？线程

3、有 哪几种实现方式？进程是资源拥有的根本单位,线程是分派和调度资源的根本单位； 进程拥有资源,线程不拥有资源；进程和线程都拥有并发性；进程的系统开销远大于线程的系统开销.2. 什么是地址重定位？ 将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称 为地址重定位或地址映射什么是静态地址重定位？什么是动态地址重定位？静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的.它 根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻 辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换；动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并不立即把逻辑

4、地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU访问程序和数据的时候,才进行地址转换；静态地址重定位和动态地址重定位区别何在？内存分配中的“紧凑技术,是在哪种地址重定位机制中用的？静态重定位的时机在作业装入时； 动态重定位的时机在作业调度时.3. 在进程的整个生命周期中,可能要经历哪几种状态？这几种状态在什么情况下会发生什 么样的变迁请画出三状态模型转换示意图？三种根本状态：a.就绪状态b.执行状态c.阻塞状态；通莒我们所认为的迸程育五大伏査新逮态|就绪态,阻塞态运行态退岀區 下面是示意图：事实上还存在锻拄起的迸程.进程的五状态模型、七状态模型都包括哪些不同的状态？这几种状态在什么情况下会发

5、生什 么样的变迁请画出五状态、七状态模型转换示意图？4. 什么是临界资源？什么是临界区？举一个临界资源的例子.操作系统中将一次仅允许一个进程访问的资源称为临界资源； 操作系统中把每个进程中访问临界资源的那段代码段称为临界区. 打印机.对于一个临界资源,它的信号量最大值是多少？最小值能确定吗？5. 内存治理有哪两大类？实存共有哪几种内存分配方法？虚存共有哪几种内存分配方法？1实存：单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式2虚存：请求式分页、请求式分段、请求段页式6、简述一下单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式这些方法都是怎样 对内存进行分配和回收的.单一连续分区：内存

6、的整个用户区域只分为一个区,在一段时间内只能有 一个用户程序在内存中执行,只有一个程序运行完毕退出内存后, 其它程序才能 调入内存执行固定分区：将整个用户空间划分为假设干个固定大小的区域,每个分区只装入一道作业.可变分区：根据进程的实际需要,动态地为之分配内存空间分页：将用户程序的地址空间分为假设干个固定大小的区域称为 “页,相应 的,也将内存空间分为假设干个物理块,页和块大小相等.这样可将任一页放入任 一块.分段：地址空间分为假设干段,每个段包含一局部地址空间,又标识了逻辑关 系,其逻辑地址由段号和段内地址组成.段页式：首先,给整个物理内存分块；然后,给作业或进程分段；每个段 再进行分页；将

7、每一页分配到一个个内存块中.为了实现从逻辑地址到物理地址的转换,系统要为每个进程或作业建立一张段表,还要为该作业进程的每 个段建立一张页表；内碎片、外碎片在哪些内存分配方法中出现？固定分区可产生内碎片；可变分区可产生外碎片；为解决该问题可采用紧凑技术；分页存储治理技术较好地解决了碎片问题.页表是在哪些内存分配机制中使用的？它包括哪些方面的信息？ 一个进程会有几个页表？段页式和请求段页式；页号、块号；假设干个页表段表是在哪些内存分配机制中使用的？它包括哪些方面的信息？ 一个进程会有几个段表？段页式和请求段页式；段号、段长、基址；一个段表7、请求式分页、请求式分段都是怎么进行内存分配与回收的？在进

8、程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入局部页面,之后根据进程运行的需要, 动态装入其他页面,当内存空间已满,又需要装入新的页面时,根据某种算法淘汰某个页 面,以便装进新的页面.通过共享段表和共享段的分配和回收.请求式分页的 页表和纯分页的 页表结构一样吗？在原来页表的根底上又增加了哪些信息? 各代表什么含义？不一样 请求式分段的 段表和纯分段的 段表结构一样吗？在原来段表的根底上又增加了哪些信息? 各代表什么含义？不一样 8什么是虚拟存储技术？实现虚拟内存必须有哪些物质根底？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 储技术? 一定容量的内存和外存.? 页表机制或段表

9、机制,作为主要的数据结构.? 中断机构,当用户程序要访问的局部尚未调入内存,贝U产生中断.? 地址变换机构,逻辑地址到物理地址的变换9、为什么要引入联想存放器快表？存放器中存放的是什么信息？什么时机查询快表？引入联想存放器是为了提升查表的速度；用来存放页表最常用局部的内容页号、块号；当处理机给出逻辑地址p, W时,分页机构一方面取出页号 p,并从页表 中查找其对应的块号,另一方面自动把页号 p送入联想存储器,并和联想存放 器中各单元进行比拟；如与联想存放器中某单元页号相符,贝U输出对应块号b,并与页内地址w形成物理地址进行访问,同时停止前面页表的查找工作.10、什么是页面抖动？页面抖动有什么解

10、决方法？如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最小值,进程的运行将很频繁地产生缺页中断,这种频率非常高的页面置换现象称为抖动.解决方法：好的页替换算法；减少运行的进程数；增大内存P17211. 简述设备分配的根本过程.标明分配过程中使用的表格.即先分配什么、后分配什么；先查询什么表、后查询什么表？设备分配的过程：1分配设备2分配限制器3分配通道分配过程：先扫描SDT系统设备表得到设备表项,再扫描 DCT设备控 制表中可用的设备,得到与该设备连接的设备限制器,再扫描COCT限制器限制表中可用的设备限制,得到与该设备连接的通道；再扫描CHCT通道控制表得到可用的通道；这样一次设备分配完成.假设

11、在此分配过程中,无可用 设备或设备限制器或通道,那么请求I/O进程将阻塞在相应的队列中.12. 操作系统中的设备治理,具体来说管的是什么?负责I/O设备的分配与操纵；在设备治理中为什么要引入缓冲区？常见的缓冲技术有哪几种？现在最常用的是哪种？主要原因：1缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；2减少对CPU 的中断频率,放宽对 CPU中断响应时间的限制；3提升CPU和I/O设备之间 的并行性.常见的缓冲技术：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池目前最常用 .13. 有哪几种常见的输入输出限制机制？简述其工作原理.程序直接限制：特点只适合那些CPU执行速度较慢,且外设较少的系统； 好处工作过程简单

12、；害处CPU勺利用率相当低、CPU和外设以及外设和外 设之间只能串行工作,且 CPU大局部时间都处于循环测试状态.中断限制：好处提升了 CPU的利用率,并能支持设备的并行操作 ；坏 处每台设备每输入/输出一个数据都要求中断 CPU这样在一次数据传送过程 中,中断发生次数太多,从而耗去了大量 CPL时间.DMA空制：特点1数据传送的根本单位是数据块,即 CPU和I/O设备 之间,每次传送的至少是一个数据块；2所传送的数据是从设备送往内存,或 相反；3仅在传送一个或多个数据块的开始时刻和结束时刻,才需要中断CPU请求干预.整块数据的传送都是在DMAI制器的限制下完成的.好处减少了 CPU对I/O限

13、制的干预,进一步提升了 CPU的利用率,提升了 CPU与 I/O设备的并行操作程度；害处多个DMA空制器同时使用可能会引起 内存地址的冲突,同时每台设备都需要一个 DMA限制器,也是不经济的.通道限制：特点在通道限制方式中,数据传送的方向、存放数据的内存 始址以及传送数据块的长度均通过一个专门的硬件一一通道来限制；好处提高了 CPU勺工作效率及与外设间的并行工作程度.14什么是SPOOLING 技术？ SPOOLING 系统由哪几个局部构成？系统怎样通过 SPOOLING技术将一台物理打印机虚拟成多台逻辑上的打印机？在主机的直接限制下,实现脱机输入输出功能.此时的外围操作与CPU对数据的处理同

14、时进行.把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为 SPOOLING 或称为假脱机操作.构成：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程Spo系统对于用户的打印输出,并不真正把打印机分配给该用户进程,而是先 在输出井中申请一个空闲盘块区,并将要打印的数据送入其中；然后为用户申 请并填写请求打印表,将该表挂到请求打印队列上.假设打印机空闲,输出程序 从请求打印队首取表,将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区,再进行打 印,直到打印队列为空.选择:三、计算题题型和范围：约占20分共有6种计算题,每套试卷会选考 4种,每种题型5分1、作业调度：分别用先来先效劳、最短作业优先、响应

15、比高者优先算法调度,计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间.C. 1.975D=斡时日=；处I宅古片匠戸土讣痒交賦叵n哒比咆山学邹7囲作妙行旳叵烬竝;亍町冋竺提空时.呉mi作业,竝血,n茁阖鶉时间圭岔 此时捕司为协J2, J1.4蛋交时.S3于正在玫行因tt尊行*当小执行完宇冋同为2比工J4的寺薩时瓦月喝対：Wz； . 1J/0 6+1-3 33 1 Z*0 2+17 W 5*1=3,国比血fU曳 J3匏玛加词为id=i 0爭J3罚行克壬 < 卅序厨间矢10曰J第471吾时1同新1內1 5.1 2.冥荫迈比廿別左：1一匕电.71=3.品1.2/L.b+1=3.4,J2mWTP1.t4U

16、.b=2.2执行毕鈕磋HO也接下辛执厅讥肉石站时时间为口艮财的周祷时囘为2 3二厚平坟周转E叵詁?+1 4+2 2-I-? 3 .'J=1 C75作业提殳鬧闾运的间幵挣侗11tc2.010.020J2K.e10.2I0.S22J31.10 210 0to 21 49.00.510.B11J2J平均咼M同=C.U-2-l.4+23) 4=1J>75如駁烦件业几乎同时到迄柯曲£就純平均许出司祐时间號的算迭是矩作业优云2、信号量机制和 P、V操作.理解P、V操作的定义,理解信号量值的含义.能够在具体的应用里,根据题意,建立信 号量,并用伪代码类 C来表达进程之间的同步与互斥关

17、系.3、银行家算法：一种典型的死锁防止策略银行家算法是一种防止死锁的策略一一即当用户进程要申请资源的时候,先根据当前系统资源的情况,预先计算一下该次分配是否平安, 假设平安就放心地分配给用户使用, 假设不平安就 表示有死锁的可能,先不予分配.一般会给定一个资源分配表,能问的问题也很死,如：1计算一下系统当前可供使用的资源还有多少？2判断一下系统当前的状态是否平安？3假设有某一个进程需要申请资源,系统会不会分配给它？为什么？4假设还有进程想要分配资源,可不可以分配给它？4、逻辑地址到内存地址的转换：对于段式内存治理：给定一系列逻辑地址段号,段内地址和段表,要求给出对应的物理地址;在T股式存话治理

18、泵统中冥段表见表咅7.诺戒表弓8中的逻地址所对应匡切现址o 表吳7段表段吕内与砂逊址段扎0 210 5001 2350 202 1OD 903 1350 59041938 95表3七遁翹也址段号段内位移0 4301 10? 5003 400411?S32® 丁确酋章1宙黒磁.第o屋网与绘也2他 me尢丹d.切g同也山o. 4迪是卸割竝,对应潮理也为210-430-E>40,涉由衆為辽 笔貞内施1估2站0.屋云力2D茲逻砂1常:1 P寻刍肚加h厂馬护?3WT心2 J50* 10=2360.3田国團心坯2盂円呵首览育100,段氏郑0 故灣i0il?址£ W0旳殿的位铝別0

19、口应爭过了茂民战为莊汪堆 応亦由眾耘.菲弓氏冈有姑圮为丈 尿號比阴山辱劇址乳4Q0是合法地工对应的扫注堆1350*400-1750.乩由衆丢JC 需斗氐內茅涸:已切9阴 殴匾为95 血自即就虫! M2的設円乜棒112己织此眾民 故胡瞄地 匕4田希耘I,不祥7T竿弓田,茁潯和站 久 龙力非诜t扛卜.对于页式内存治理：给定一个进程的页表以及一个页面的大小,求一系列逻辑地址对应的物理地址其实就是地址重定位进一步,假设采用 虚拟内存分配,根据段表和页表,根据给出的逻辑地址,计算对应的物理内 存地址.对于请求分页、请求分段的页表和段表,每个列代表的含义都要很清楚.例趣題目及牌埶下：義5只存彳辭的用戶翊呈

20、空免共“个卫耳 每页为IKfl.园荐为TKR.假走早时列一隹户贡表申已澜人匹飙 页曲的页写利】瘀欢雪的対聆表如下：贡W物湮妊0玄1 72 1138逻辑地址：A=0A5C H页面大小：L=1KB=1024页号：P=INT A/L 页内地址：d=A MOD L解答：A=2652P=2对应块号为 11页内地址 d=604所以物理地址=块的大小就是页面大小L *块号+页内地址d=11868;5、页面淘汰算法：对于请求式分页内存治理,给定一个页面的访问序列,会用以下几种算法分别计算页面的缺页中断数和缺页中断率：最正确淘汰算法OPT 、先进先出淘汰算法FIFO、最久未使用淘汰算法LRU 01：好佩BTBS

21、tlhh 7, 0, 1, 2, 0p 3, 0, 4, a, 3, 0. 3, i 1, 2P 0, 1, 7, 0, 1 当囱存块数量.RII#法Jim蒔法4PT算注魏貝中断苔裔少次7 輙故障畳各为多少仁最住海汰芻铉OPT,从内存中移走那些I垢永远不会再哽用的页面：如无这样的更齐曲*那么咗择移走以岩最长时间内不冉访恻的貝曲0*1*Q *'3*4*2*2*OF7*0*主存页面升2彳2卢2*2-2*/J7+幵王存賀面加一0+眞44-&*质(W0至存前S押缶1 -3+器扣3J*1+1.VVV5VVVa77*2/樹帀巾断各9枕,議可故障奏昔为4第"先进先出准I誌算袪FIF

22、O.先缶弑那些旺留在内存间最长的贝面,即最先进入内存'的贝曲费先被莖U内存?42*3饥春2*4*2斗加1屏主存页iEjJ升7r碁2*+J4-0-OCoJDt7-7r12PO3+3+2,2-2*2十1+1 +卄Q+叫主祁乖W1.-卄卄加0 '、3-b2*22-2 -琏页酚V'VV4vVVVVVpVVV<-缺页山舒各岀次 鉄页做障車&为丫如6、磁盘调度算法：给定一个磁盘访问序列,会分别用以下几种磁盘调度算法计算寻道总长度 和平均寻道长度先来先效劳(FCFS )、最短寻道时间优先(SSTF)扫描算法(SCAN)又叫电梯算法、循环扫描算法(CSCAN)二歯至令T卡

23、未育一下技令店11>-年和计寡茫*活秸円烧栢老.曜跆的醴芫圧仃号菱农访何的越直号虹客力皑為阳9殆氐知出比上电駁蝕；严生电矽64辰建道弓沏00司 HK準总田铮苧刊是：琦址晞总距裔di加口厅=伶&斫叫簡-?勺+衍升25)+(9&3H(945BHl5bH】*(5；5H+(5555)H5W SSTFWi的眼寿序见是咼弧版阳同骂庖97朋13头网曲S睦 IWiStarKE = (67-6 3)+163-6)+6 &-S5J+(55-S5>+(55-51)+51-251+(25-6+(97-6)+(9 B-y?)讯AN县法FHB书陽列辱：右汀h阪T/1.巧启聊佈建曲动的占

24、距勲阮护2 =苗7-显)+6卜5时*巧金砖)-(55呜可*(砧嗚0+勺叫药-6)*灼卜射*侶87)枚删弦星创子简也于SSTFtSLAKMII韦和岸旱一粋1 期！啟去穆刊旳忘距离dbdig = (67*6y-；63-56)+i565)-(55Sj*(55-51)*(5>25(25-6) + l008>8-97)四、其它三种题目(选择、填空、判断)约占 60分要在理解下面章节要点的根底上答复出来：第一章?操作系统概述?1 什么是操作系统？操作系统的目标和作用是什么？2 操作系统给用户提供哪几种接口来操纵和使用计算机？体会这些接口的含义.3. OS作为计算机系统资源的治理者,主要治理哪几

25、方面的资源？4操作系统的根本特征是什么？在操作系统中什么叫并发？什么叫并行？并发是真正的并行处理吗？至少有几个 CPU 的情 况下才可能实现真正意义上的并行？什么叫共享,什么叫虚拟？什么叫异步？5 根本的操作系统有哪几种？它们各有什么特点？通用操作系统指的是什么？6 操作系统做为一个大型的系统软件, 在历史上一共出现过哪几种不同的软件结构？目前 最看好的结构是哪一种？第二章 ?进程的描述与限制?1什么是进程？为什么要引入进程？ 在单道程序环境中有无必要引入进程？进程由哪几个局部构成？系统是通过什么来感知进 程的存在的？2. 进程有哪几种根本的状态？这些状态都在哪些典型情况下会发生哪种变迁？ 挂

26、起有几种状态？当处理机空闲的时候,挂起的进程能获得处理机吗？怎样才能获得处理 机？3. 什么是线程？操作系统根据什么来感知线程的存在？线程有哪几种不同的实现方式？4. 比拟进程和程序有什么异同和联系.5. 为什么要引进线程的概念？比拟线程和进程之间有什么异同和联系.6、原语概念.第三章 ?并发限制进程的同步与互斥?1什么叫进程同步？什么叫进程互斥？通过前趋图进一步感受进程的同步. 同步和互斥,哪种是主动的,哪种是被迫的？2什么叫临界资源？什么叫临界区？ 3什么叫信号量？它是一种解决什么问题的机制？信号量的值可以人为设定几次？它的值 是由哪些操作改变的？4 体会、理解信号量以及 P、V操作的意义

27、.何时用 P操作、何时用 V操作？5管程是一种什么机制？用它来做什么？ 一句话就行6. 什么是进程的低级通信、高级通信？高级通信机制分为哪几大类？7、会用信号量解决实际问题同步、互斥 .第四章 ?处理机调度与死锁?1. 简述三级调度的概念. 是否任何操作系统都必须配置作业调度？哪一级调度是所有操作系 统必备的？2. 常见的作业调度算法有哪些？哪些对短作业不利、哪些对长作业不利？哪些对长作业和短作业都比拟有利？3. 常见的进程调度有哪些？哪些调度是可剥夺的,哪些是不可剥夺的？哪些既可以剥夺也 可以不剥夺？多级反应队列调度算法调度的过程是怎样的？它的好处何在？4. 给定一个作业序列,按先来先效劳、

28、短作业优先、响应比高者优先算法调度,分别计算 该作业序列的平均周转时间和平均带权周转时间5. 什么是死锁？死锁产生的根本原因是什么？至少有几个进程并发才可能发生死锁？6. 总的来说,解决死锁问题有哪几个方面的策略？7. 预防死锁可从哪几个方面着手？常见的举措有哪些？8 银行家算法是解决死锁问题的一种什么策略？什么样的状态为平安状态？什么样的为不 平安状态？会根据具体问题用银行家算法判断系统是否平安.9.什么是死锁定理？死锁定理有什么用？第五章 ?内存治理?1. 内存治理的任务是什么？操作系统的内存治理应具备哪些功能？2. 什么是重定位？什么是静态重定位和动态重定位？它们重定位的时机都在什么时候

29、？ 一个程序在运行的过程中, 可能会在内存中移动位置, 这种定位方式一定是动态还是静态重 定位？3. 体会几种内存治理的实现方法,尤其注意它们引入的原因、优缺点、空闲区的组织方式内存空闲区的回收规定等.1实存：单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式 2虚存：请求式分页、请求式分段、请求段页式4. 上面哪些内存治理有内碎片、哪些有外碎片？解决碎片有哪些方法？5. 什么是页表？什么是段表？里面主要存放了哪些方面的内容？6、引入联想存放器 快表 有什么用处？存放器中存放的是什么信息？什么时机查询快表？7 会借助于页表和段表,把给定的用户程序地址逻辑地址转化为内存的物理地址.8、请求分页、请求分段中的页表和段表,要在分页、分段段表的根底上增加哪些信息？含 义是什么？8. 理解、