2023年操作系统期末复习考点总结

第一章

(1)操作系统(Operating

System):操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地

对各类作业进行调度，以及以便顾客使用日勺程序日勺集合。

(2)操作系统最基本的特性:共享性、并发性

(3)操作系统的特性：并发性:两个或多种事件在同一事件间隔发生;

共享性：系统中的资源可供内存中多种并发进程共同使用，也称为资

源共享或资源复用；

虚拟技术：把一种物理实体变成若干个逻辑上的对应物；

异步性:进程是以人们不可预知日勺速度，停停走走地向前推进的。

(4)OS的J重要任务:为多道程序日勺运行提供良好日勺环境，保证多道程

序能有条不紊地、高效地运行，并能最大程度地提高系统中多种资源

日勺运用率和以便顾客日勺使用。

(5)OS的J功能：(1)处理机管理:对处理机进行分派，并对其运行进行

有效日勺控制和管理；

(6)存储器管理：内存分派、内存保护、地址映射(变换)、内存扩充；(3

)设备管理：

(4)文献管理:文献昨J存储空间管理、目录管理、文献日勺读/写管理和

保护；(5)操作系统和顾客之间的接口：命令接口、程序接口(系统调

用构成)、图形接口(6)面向网络的服务功能

(7)

多道批处理系统(吞吐量、周转时间)：多道性、宏观上并发、微观上串

行、无序性、调度性；

分时系统(响应时间)：多路性、交互性、独占性、及时性；

实时系统(实时性和可靠性)：

(8)多道程序设计技术是操作系统形成的标志

(9)分时系统：响应时间=

顾客数*时间片，时间片=切换时间+处理时间

(10)实时系统:系统能及时响应外部事件日勺祈求，在规定日勺时间内完

毕对该事件日勺处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。

(11)并发:两个或多种事件在同一时间间隔发生;并行:两个或多种事

件在同一时刻发生。

（12）虚拟:通过某种技术把一种物理实体变为若干个逻辑上日勺对应物

O

（13）微内核OS构造:能实现OS关键功能日勺小型内核，并非一种完整

昨JOS,与OS日勺服务进程（如文献服务器、作业服务器等）共同构成。

So

基本原理：

只有最基本的操作系统功能才能放在内核中。不是最基本日勺服务和应

用程序在微内核之上构造，并在顾客模式下执行。

微内核一般提供最小日勺进程和内存管理以及通信功能。微内核日勺

重要功能是提供客户程序和运行在顾客空间日勺多种服务之间进行通

信日勺能力。通信以消息传递形式提供，一般采用客户/服务器模式.

第二章

（1）程序（不是进程）并发执行时的特性：间断性、失去封闭性、不可再

现性

（2）进程与程序的J区别：（1）程序是为了完毕某项工作时需要计算机执

行的指令的集合，是静态日勺概念；而进程是程序日勺执行，是动态的概

念。（2）程序是永远存在日勺，进程则有生存期，它的存在是临时的。（3）

进程是一种独立调度并能和其他进程并发运行日勺单位，而程序和程序

段则不能作为一种独立调度运行昨J单位，也不能并发执行。

(3)进程日勺静态描述：由程序、数据段、PCB构成。进程是一种程序段

在一种数据集合上日勺一次运行日勺过程。

(4)进程与线程：线程为调度和分派的基本单位。

进程为拥有资源日勺基本单位。线程不拥有资源。

进程间可并发执行，一种进程中的多种线程间也可并发执行。

线程切换日勺开销远不不小于进程切换日勺开销；

(5)1)

就绪状态：除了CPU,其他所需资源都已占有，一旦得到处理机即可

运行，则称此进程处在就绪状态；2)执行状态：占有CPU;3)

阻塞状态，又称等待状态:等待某些事件

(6)就绪到阻塞不存在，阻塞到运行也不会发生。

(7)执行□阻塞:进程因等待I/O而阻塞;时间片到:执行□就绪;进程调

度:就绪□执行;I/O完毕:阻塞口执行(改为图)

2进程三种的基本状态

1）就绪状态（Ready）«除了CPJ其它所需资源都已

麻木一旦得到处理机即可运行,

2）执行状态（Running）：占有CP

3）阻塞状态，又称等待状态

1.进程因等待LO而阻塞

2.时间片到

3.进程调度

4.1/0完成

（8）被优先级高日勺进程抢占了CPU,由运行态转换为就绪态

（9）一种只有一种处理机日勺系统中，0S日勺进程有运行、就绪、阻塞三

个基本状态。假如某时刻该系统中有10个进程并发执行，在略去调度

程序所占用时间状况下试问：

1）这时刻系统中处在运行态日勺进程数最多几种？至少

几种？

2）这时刻系统中处在就绪态日勺进程数最多几种？至少

几种？

3）这时刻系统中处在阻塞态的进程数最多几种？至少

几种？

解：1)由于系统中只有一种处理机，因此某时刻处在运行态日勺进程数

最多只有一种。而至少也许为0,此时其他10个进程一定所有排在各

阻塞队列中，在就绪队列中没有进程。

2)而某时刻处在就绪态的进程数最多只有9个，不也许出现10个状况

,由于一旦CPU有空，调度程序立即调度，当然这是在略去调度程序

调度时间时考虑。

3)处在阻塞态的进程数至少是0个。

(8)挂起状态：进程被互换到磁盘上。活动就绪一挂起一＞静止就绪;

活劫阻塞一挂起一

＞静止阻塞。挂起过程:Suspend。原语;激活过程:active。原语。

(9)处在静止阻塞状态日勺进程，其阻塞条件与挂起条件无关。当进程

等待日勺事件出现后，该进程从静止阻塞转换为静止就绪。

(10)在处理器日勺存储保护中，重要有两种权限状态，一种是关键态(

管态)，也被称为特权态;一种是顾客态(目态)。运行于处理器关键态

的代码不受任何日勺限制，可以自由地访问任何有效地址，进行直接端

口访问。而运行于顾客态日勺代码则要受到处理器日勺诸多检查，它们只

能访问映射其地址空间日勺页表项中规定日勺在顾客态下可访问页面日勺

虚拟地址，且只能对任务状态段中I/O许可位图中规定日勺可访问端口

进行直接访问

(11)顾客可通过系统调用建立和撤销进程

例题：

1:在操作系统中，进程是一种具有一定独立功能程序在某个数据集合

上日勺一次口口人口运行过程口，进程是一种动态口概念，而程序是一

种DC静态□日勺概念。在一单处理机中，若有5个顾客进程，在非管态

的某一时刻，处在就绪状态的顾客进程最多有口口4□个，至少有DE

0□个。

A:⑴并发活动;(2)运行过程;⑶单独操作;(4)关联操作。

B,C:⑴组合态;(2)关联态;(3)运行态;(4)等待态;(5)静态;(6)动态。

D,E:(l)l;(2)2;(3)3;(4)4;(5)5;(6)0o

2:从静态角度看，进程由□A

PCBD.DLIB程序段UL和ULC数据空间□□三部分构成，顾客可通过

□D系统调用□建立和撤销进程。

A:(1)JCB;(2)DCB;(3)PCB;(4)PMT0

B:(1)程序段;(2)文献体;(3)1/0;(4)子程序。

C:⑴文献描述块;⑵数据空间;⑶EOF;(4)1/0缓冲区。

D:(l)函数调用;(2)宏指令;(3)系统调用；(4)过程调用。

3:正在执行的进程由于其时间片完而被暂停执行，此时进程应从运行

态变为口口人就绪□状态;处在阻塞/挂起状态日勺进程，在进程等待日勺事

件出现后，应转变为DDB就绪/挂起口状态;若进程正处在运行态时，

应终端日勺祈求而暂停下来以便研究其运行状况(执行挂起进程原语)，

这时进程应转变为DC就绪/挂起□□状态，若进程已处在阻塞状态，则

此时应转变为口阻塞/挂起□状态，若进程已处在就绪状态，则此

时应转变为就绪/挂起□□状态;执行解除挂起进程原语后，如挂

起进程处在就绪/挂起状态，则应转变为□就绪(活动就绪)DF□□态，

如处在阻塞/挂起状态，则应转变为DDG□阻塞（活动阻塞）□态;一种

进程刚被创立时，它日勺初始状态为□DH□匚就绪（活动就绪）。

A，…，H:（l）阻塞/挂起（静止阻塞）;（2）阻塞（活动阻塞）;（3）

就绪/挂起（静止就绪）；（4）就绪（活动就绪）：⑸执行。

（12）PCB（进程控制块）的作用:使一种在多道环境下不能独立运行的

程序成为一种能独立运行日勺基本单位，一种能与其他进程并发执行日勺

进程。

OS根据PCB来对并发执行日勺进程进行控制和管理。PCB是进程存在

的唯一标志。

（13）一种进程刚被创立时，它的J初始状态为就绪（活劫就绪）。

（14）PCB一般包括:进程标识符、处理机状态、调度信息、控制信息

（15）处理机的执行状态：系统态（在系统程序中执行，OS内核）；顾客

态（在顾客程序中执行）

（16）进程的J创立：1）申请空白PCB:申请唯一的数字标识符;2）为新进

程分派资源:为程序、数据、顾客栈分派必要日勺空间;3）初始化进程控

制块:标识信息、处理机状态信息、处理机控制信息;4）将新进程插入

就绪队列

(17)原语由若干条指令构成日勺“原子操作”，原语是操作系统关键的)一

种构成部分，它必须在关键态下执行，并且常驻内存。

(18)原语和系统调用日勺区别:原语有不可中断性，通过在其执行过程

中关闭中断实现日勺，且一般由系统进程调用；许多系统调用都可在顾

客态下运行日勺系统进程完毕，而不一定要在关键态下完毕。

(19)同步与互斥：

进程同步也是进程之间直接日勺制约关系，是为完毕某种任务而建立

日勺两个或多种线程，这个线程需要在某些位置上协调他们日勺工作次序

而等待、传递信息所产生日勺制约关系。进程间日勺直接制约关系来源于

他们之间日勺合作。

进程互斥是进程之间日勺间接制约关系。当一种进程进入临界区使用

临界资源时，另一种进程必须等待。只有当使用临界资源的进程退出

临界区后，这个进程才会解除阻塞状态。

(20)临界区:每个进程中访问临界资源日勺那段代码(一段程序)。

(21)同步机制应遵照的准则:空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等

待

（22）信号量实现互斥：初值为1;同步：取决于问题。互斥:wait和signal

在一起，同步:signal在前一种操作，wait在后一种操作

（23）关键级线程:#长处:对于多处理器，内核可以同步调度同一进程

的多种线程。阻塞是在线程一级完毕。线程日勺切换速度较快，切换开

销小。内核例程是多线程的。#缺陷:在同一进程内日勺线程切换调用内

核，导致速度下降。

顾客级线程:#长处：线程切换不调用内核。调度是应用程序特定日勺：

可以选择最佳日勺算法。ULT可运行在任何操作系统上（只需要线程库）

。#缺陷：大多数系统调用是阻塞日勺，因此内核阻塞进程，进程中所有

线程将被阻塞。内核只将处理器分派给进程，同一进程中的两个线程

不能同步运行于两个处理器上

例题

1.若P、V操作的信号量S初值为2,目前值为-

1,则表达有D等待进程。

A.0个B.1个C.2个D.3个

2.用P、V操作管理互斥区时，信号量日勺初值应定义为Co

A.-1B.0C.1D.任意值

3_.用V操作唤醒一种等待进程时，被唤醒进程日勺状态变为—B—

O

A.等待B.就绪C运行D.完毕

4.

有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的

互斥访问，则信号量值日勺变化范围是_l-m〜1—o

5.两个进程合作完毕一种任务。在并发执行中，一种进程要等待其合

作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作

关系被称为进程的—A—o

A.同步B.互斥C.调度D.执行

6.对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex,若mutex=O,则B_

_______O

A.表达没有进程进入临界区

B.表达有一种进程进入临界区

C.表达有一种进程进入临界区，另一种进程等待进入

D.表达有两个进程进入临界区

7.信号量日勺物理意义是当信号量值不小于零时表达—①系统中可供

分派的资源的数目当信号量值不不小于零时，其绝对值为―②—

在信号量链表中已阻塞进程的数目_0

8.临界资源的概念是—①同一时间内只容许一种进程访问的资源称

临界资源而临界区是指—②每个进程中访问临界资源日勺那段代

码

9.下面所述环节中，_A不是创立进程所必需的。

A.由调度程序为进程分派CPUB.建立一种PCB

C.为进程分派内存D.将进程控制块链入就绪队列

10.在多道程序环境下，操作系统分派资源以_c—为基本单位，调

度执行以—D—为基本单位。

A.程序B.指令C进程D.线程

11.某进程日勺一种线程处在阻塞状态，则该进程必然处在阻塞状态。（

F）

12.在操作系统中引入线程概念日勺重要目日勺是处理进程与进程之间的

竞争。（F）

引入进程日勺目的:为了使多种程序并发执行，以提高资源运用率和系

统吞吐量;进入线程的目日勺：减少程序在并发执行时所付出日勺时空开

销，使OS具有更好日勺并发性。

13.

在多道程序设计环境中，为了提高CPU的效率，内存中日勺进程越多越

好。（F）

思索题

1、（南京大学硕士试题）桌上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次

只能放入或取出一种水果。父亲专向盘中放苹果，妈妈放专向盘中放

桔子;两个儿子专等吃盘子中日勺桔子，两个女儿专等吃盘子中日勺苹果

o请用P、V操作来实现父亲、妈妈、儿子、女儿之间日勺同步与互斥关系

O

2、某招待所有100个床位，住宿者住入要先登记(在登记表上填写姓

名及床位号)，拜别时要撤销登记(在登记表上删去姓名和床位号)。

请给出住宿登记及撤销登记过程日勺算法描述。

3、一阅览室，读者进入阅览室必须先在一张登记表(TB)上登记，该

表为每一座位设一种表目，读者离开时要消掉其登记信息，阅览室共

有100个座位。请写出进程间的同步算法。

约定：

(l)flag日勺值:0座位空闲，1座位被占用。

⑵用语句1=8611唾(0)可搜索到一种空座位i,用语句i.fhlg=0或1可给

标志位赋值。

(3)用1=8611向116(readername)可搜索到某读者所登记日勺座位号ijffli.na

me=0或=readername可给姓名字段赋值，。表达消除读者姓名。

(4)计数信号量用count,互斥信号量用mutex。

4、某寺庙，有小和尚、老和尚若干。有一水缸，有小和尚提水入缸供

老和尚饮用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次只能

容一种桶取水。水桶总数为3个。每次入、取缸水仅为1桶，且不可同步

进行。试给出有关取水、入水日勺算法描述。

第三章

(1)高级调度(作业调度、长程调度)：把外存上处在后备状态日勺作业

按照一定日勺算法，调入内存，创立该作业日勺进程，再将新进程排在就

绪队列上。低级调度(进程调度、短程调度)：决定在就绪队列中哪一

种进程将分派到处理机，并由分派程序把处理机实际分派给这个进程

o三种操作系统均有低级调度。中级调度波及进程在内外存间的互换

(2)作业:包括程序、数据和JCB(作业控制块)

(3)分时系统和实时系统中没有作业调度

(4)接纳多少个作业取决于多道程序度；接纳哪些作业取决于调度算

法。

(5)进程调度中日勺三个基本机制：排队器、分派器、上下文切换机制(

目前途序一分派程序一新程序)

(6)进程调度方式:非抢占方式、抢占方式

(7)周转时间：从作业被提交给系统开始，到作业完毕为止日勺时间间

隔；响应时间：从顾客提交一种祈求到系统产生初次响应；吞吐量:单

位时间内系统完毕的作业数。

(8)先来先服务(FCFS):

有助于CPU繁忙型日勺作业，不利于I/O繁忙型作业。

有助于长作业(进程)，而不利于短作业(进程)。

不能保证良好日勺响应时间，在处理交互顾客时很少用这种措施。

(9)短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F;优先权(级)调度算法；

(10)高响应比优先调度算法(劫态优先权)：优先权=(等待时间+规定

服务日勺时间)/

实例

作业进程名AJBcDE平均

调度

i

情况到达时间rr234

算法1]

眼努时间T1352一4

完成时间-4-二1418~

FCFSPI__________

国转时间7-1=612-2=10-14-3=U-|18-4=144+^-10+U+14/5

f

常投周转64-3=210-8-5=211+2=5514+4=3$1+2+2+55+3J/5

时间=2.8

完成时局

SJF什3=915+5=18j4+2=6X4=13

国转时目~i~\-8-18-2=163313-4=94+8+16+3诟同

前月转

18^3-2.6716・5=3.1i3+2=15；9-s-4»2251+2.67+3.1+13+

时间2255"2.«

(ll)RR:时间片轮转算法(同一时刻新来昨J进程在刚结束的进程之前

)

(12)多级反馈队列调度算法:插到第一队列队尾，在该时间片下没