《操作系统》复习课科技学院.docx
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《操作系统》复习课科技学院
题型:
1:
名字解释（5X4=20）
2:
填空（2X10=20）
3:
选择题（2X10=20）
4:
简答题（6X5=30）
5:
应用题（10X1=10）
《操作系统》重要知识点
复习目的
通过复习，使学生加深对教材各章重要知识点的理解，贯穿知识点，更好地掌握教程
复习主体
关键以学生复习为主，老师起个引导，掌握一个方向
复习方式
点面结合：
a）学生在课堂上各自先对每一章写一个总结（10分钟/章，写好后交上来，纳入平时成绩）
b）要点复习
复习时间
3节课
备注
标示
内容
掌握
程度
第一章
Q1
操作系统的定义
A1
操作系统是计算机系统中控制和管理计算机系统资源、合理组织计算机工作流程、提高资源利用率和方便用户使用计算机系统的计算机程序的集合。
Q2
设计现代OS的主要目标
A2
方便性，有效性，可扩充性和开放性
Q3
脱机I/O和联机I/O
A3
a.脱机输入输出方式（Off-LineI/O）是为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配而提出的.它
减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下，预
先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入到内存，从而
大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间，这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一
段落，CPU需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果输出到磁带上，然后在
外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是脱机输出技术.
b.若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.
Q4
单道与多道批处理系统的特点及优缺点
A4
a.单道批处理系统是最早出现的一种OS，它具有自动性，顺序性和单道性的特点；---多道批处理系统则
具有调度性，无序性和多道性的特点；
b.单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系统
资源利用率和系统吞吐量，但是仍然不能很好的利用系统资源；---多道批处理系统是对单道批处理系统
的改进，其主要优点是资源利用率高，系统吞吐量大；缺点是平均周转时间长，无交互能力.
Q5
操作系统的特征?
它的最基本特征
A5
a.并发（Concurrence）,共享（Sharing）,虚拟（Virtual）,异步性（Asynchronism）.
b.其中最基本特征是并发和共享
Q6
操作系统主要的功能模块
A6
处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理
Q7
比较网络OS和分布式OS
A7
a.网络OS是基于由一些互联的自主计算机系统组成的计算机网络，以计算机技术和通信技术高度发展为
基础，能实现相互通信和相互合作功能的系统.分布式OS是指多个分散的处理单元，经互联网络连接而形
成的系统.
b.在分布性上，两者都具有分布处理功能，但网络OS的控制功能大多集中在某个（些）主机或网络服务器
中，即集中式，而分布式OS则是较均匀地分布在系统的各个站点上，是完全分布式的.
---在并行性上，分布式OS的任务分配程序可将多个任务分配到多个处理单元上而实现并行，网络OS中
通常无任务分配功能,每个用户的任务通常在自己（本地）的计算机上处理.
---在透明性上，两者都具透明性，但网络OS指在操作实现上的透明性，而分布式OS则在系统内部的细节上实现了很好的隐藏，即具有物理上的透明性.
---在共享性上，分布式OS是比较完全的实现共享，而网络OS共享的资源大多是在主机或网络服务器中.
---在健壮性上，分布式系统由于处理和控制功能是分布的，还拥有容错技术实现系统重构，因而具有很
强的健壮性；而网络OS的控制功能大多集中在主机或服务器中，是系统具有潜在的不可靠性，健壮性差.
Q8
操作系统提供给用户的接口包括
A9
命令接口,图形接口，程序接口
Q10
处理机管理具有的功能?
它们的主要任务是什么
A10
a.进程控制，进程同步，进程通信和调度.
1.进程控制的主要任务是为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换.
2.进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.
3.进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.
4.调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个
作业，为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一新进程，
把处理机分配给它，并为它设置运行现场，是进程投入运行.
Q11
是什么原因使操作系统具有异步性特征
A11
a.程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.
b.b.每个程序在何时执行，多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.
Q12
何谓“并发性”、“并行性”
A12
并行性：
是指两个或多个事件在同一时刻发生。
并发性：
是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
Q13
何谓“虚拟”
A13
操作系统中的“虚拟”，是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上对应物。
第二章
Q1
试画出下面条语句的前趋图：
S1:
a=5-x;S2:
b=ax;S3:
c=4x;S4:
d=b+c;S5:
e=d+3.
A1
S1->S2->S4->S5
......../
......S3
Q2
何谓“进程”
A2
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。
Q2
程序并发执行为什么会产生间断性，会失去封闭性和可再现性
A2
a.因为程序在并发执行过程中存在相互制约性
b.因为程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，资源状态需要多个程序来改变，即存在资源共享性使程序失去封闭性；
c.而失去了封闭性导致程序失去可再现性.
Q3
在操作系统中为什么要引入进程概念?
它会产生什么样的影响
A3
a.为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念.
b.使程序的并发执行得以实行.
Q4
试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序
A4
a.动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以
及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.
b.并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征.引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程
的程序并发执行，而程序是不能并发执行的.
c.独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本
单位.而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行.
Q5
试说明PCB的作用?
为什么说PCB是进程存在的唯一标志
A5
a.PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构.PCB中记录了操作系统所需的用于
描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息.因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的
程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程.
b.在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何
别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志.
Q6
试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因
A6
a.处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.
b.当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞
状态.
c.当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态.
Q7
在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些
A7
a.进程当前暂存信息；
b.下一条指令地址信息；
c.进程状态信息；
d.过程和系统调用参数及调用地址信息.
Q8
在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么
A8
a.操作系统发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat（）；
b.申请空白PCB；
c.为新进程分配资源；
d.初始化进程控制块；
e.将新进程插入就绪队列.
Q9
在撤消一个进程时，需完成的主要工作是什么
A9
a.OS调用进程终止原语；
b.根据被终止进程的标志符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态；
c.若被终止进程正处于执行状态，应立即中止该进程的执行，并设置调度标志为真；
d.若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程予以终止；e.将该进程所拥有的全部资源，或者归还
给其父进程，或者归还给系统；
f.将被终止进程（它的PCB）从所在队列（或链表）中移出，等待其它程序来搜集信息.
Q10
试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销几个方面，对进程和线程进行比较
A10
a.在引入线程的OS中，把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；
b.在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，
因而使OS具有更好的并发性；
c.进程始终是拥有资源的一个独立单位，线程自己不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；
d.在创建，撤消和切换进程方面，进程的开销远远大于线程的开销.
Q11
什么是用户级线程和内核级线程?
并对它们进行比较
A11
a.内核级线程是依赖于内核的，它存在于用户进程和系统进程中，它们的创建，撤消和切换都由内核实
现；
---用户级线程仅存在于用户级中，它们的创建，撤消和切换不利用系统调用来实现，因而与内核无关，
内核并不知道用户级线程的存在.
b.内核级线程的调度和切换与进程十分相似，调度方式采用抢占式和非抢占式，调度算法采用时间轮转
法和优先权算法等，当由线程调度选中一个线程后，再将处理器分配给它；而用户级线程通常发生在一个
应用程序的诸线程之间，无需终端进入OS内核，切换规则也较简单，因而，用户级线程的切换速度较快.
---用户级线程调用系统调用和调度另一个进程执行时，内核把它们看作是整个进程的行为，内核级线程
调用是以线程为单位，内核把系统调用看作是该线程的行为.
---对于用户级线程调用，进程的执行速度随着所含线程数目的增加而降低，对于内核级线程则相反.
Q12
什么是临界资源和临界区
A12
a.一次仅允许一个进程使用的资源成为临界资源.
b.在每个进程中，访问临界资源的那段程序称为临界区.
Q13
同步机制应遵循哪些基本准则
A13
a.空闲让进.
b.忙则等待.
c.有限等待.
d.让权等待.
Q14
你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则
A14
a.在整型信号量机制中，未遵循"让权等待"的准则.
b.记录型信号量机制完全遵循了同步机构的"空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待"四条准则.
Q15
管程由哪几部分组成
A15
管程由三部分组成:
局部于管程的共享变量说明；对该数据结构进行操作的一组过程；对局部于管程的数
据设置初始值的语句.
Q16
在单处理机环境下，进程间高级通信机制可以归为哪三类
A16
a.共享存储器系统通信方式;
b.消息传递系统通信方式;
c.管道通信方式.
Q17
试比较进程间的低级通信工具与高级通信工具
A17
用户用低级通信工具实现进程通信很不方便，因为其效率低，通信对用户不透明，所有的操作都必须由程
序员来实现.而高级通信工具则可弥补这些缺陷，用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令，高效
地传送大量的数据.
Q18
进程同步的信号量机制包括：
A18
整数信号量、记录型信号量、AND型信号量、信号量集。
Q19
读者-写者问题
第三章
Q1
高级调度与低级调度的主要任务是什么?
为什么要引入中级调度
A1
a.作业调度又称宏观调度或高级调度，其主要任务是按一定的原则对外存上处于后备状态的作业进行选择，给选中的作业分配内存，输入输出设备等必要的资源，并建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利.
b.进程调度又称微观调度或低级调度，其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程，将处理机分配给它.
c.为了提高内存利用率和系统吞吐量，引入了中级调度.
Q2
选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么
A2
a.面向用户的准则有周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，以及优先权准则.
b.面向系统的准则有系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用.
Q3
为什么说多级反馈队列能较好地满足各种用户的需要
A3
a.对于终端型作业用户，由于终端型作业用户所提交的作业，大都属于交互型作业，系统只要能使这些
作业（进程）在第一队列所规定的时间片内完成，便可使终端型作业用户都感到满意.
b.对于短批处理作业用户，很短的批处理型作业如果仅在第一队列中执行一个时间片即可完成，便可获
得与终端型作业一样的相应时间.对于稍长的作业，通常也只需在第二队列和第三队列中各执行个时间片
即可完成，其周转时间仍然很短.
c.对于长批处理作业用户，用户也不必担心其作业长期得不到处理.
Q4
何谓死锁?
产生死锁的原因和必要条件是什么
A4
a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进;
b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；
c.必要条件是:
互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件.
Q5
请详细说明可通过哪些途径预防死锁
A5
a.摈弃"请求和保持"条件,就是如果系统有足够的资源，便一次性地把进程所需的所有资源分配给它；
b.摈弃"不剥夺"条件，就是已经保持了资源的进程，当它提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必
须释放它已经保持的所有资源，待以后需要时再重新申请；
c.摈弃"环路等待"条件，就是将所有资源按类型排序标号，所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出.
Q6
在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：
进程
已分配资源数量
还需要的资源数量
目前可用资源数量
P0
0，0，3，2
0，4，0，0
1，6，2，2
P1
1，0，0，0
1，7，5，0
P2
1，3，5，4
2，3，5，8
P3
0，3，3，2
0，6，5，2
P4
0，0，1，4
0，6，5，6
试问：
该状态是否安全？
若进程P2提出请求Request（1，2，2，2）后，系统能否可以把资源分配给它？
A6
①因为存在一条路径使所有的进程执行完成：
P0（1,6,5,4），P3（1,9,8,6）,P1（2,9,8,6）,P2（3,12,13,10）,P4（3,12,14,14）,所以该状态是安全的。
②先把资源试着分给P2，那么当前可用资源变成：
（0,4,0,0）,不存在一条分配路径使所有的进程执行完毕，所以不能满足P2的请求。
Q7
基本的进程调度算法包括,以及每个调度算法的基本思路
A7
先来先服务、短作业优先，高相应比以及多级反馈队列调度算法
Q8
实时调度算法有哪些,基本思路
A8
第四章
Q1
可采用哪几种方式将程序装入内存?
它们分别适用于何种场合
A1
a.首先由编译程序将用户源代码编译成若干目标模块，再由链接程序将编译后形成的目标模块和所需的-
库函数链接在一起，组成一个装入模块，再由装入程序将装入模块装入内存；
b.装入模块的方式有:
绝对装入方式，可重定位方式和动态运行时装入方式；
c.绝对装入方式适用于单道程序环境下；
d.可重定位方式适用于多道程序环境下；
e.动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下.
Q2
何谓静态链接及装入时动态链接和运行时的动态链接
A2
a.静态链接是指事先进行链接形成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链接方式；
b.装入时动态链接是指目标模块在装入内存时，边装入边链接的链接方式；
c.运行时的动态链接是将某些目标模块的链接推迟到执行时才进行.
Q3
在动态分区分配方式中，可利用哪些分区分配算法
A3
a.首次适应算法；
b.循环首次适应算法；
c.最佳适应算法.
Q4
为什么要引入动态重定位?
如何实现
A4
a.为了在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址，
引入了动态重定位.
b.可在系统中增加一个重定位寄存器，用它来装入（存放）程序在内存中的起始地址，程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的,从而实现动态重定位.
Q5
何谓“对换”？
为实现对换，系统应具备哪几方面功能
A5
将内存中暂时不运行的进程或暂时不用的程序和数据，换到外存上，以腾出足够的内存空间，把已具备
运行条件的进程或进程所需的程序和数据换入内存，从而大大地提高了内存的利用率.
a.对对换空间的管理；
b.进程的换出；
c.进程的换入.
Q6
分页和分段有何区别?
A6
a.分页和分段都采用离散分配的方式，且都要通过地址映射机构来实现地址变换，这是它们的共同点；
b.对于它们的不同点有三，第一，从功能上看，页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以
消减内存的外零头，提高内存的利用率，即满足系统管理的需要，而不是用户的需要；而段是信息的逻辑
单位，它含有一组其意义相对完整的信息，目的是为了能更好地满足用户的需要；
c.页的大小固定且由系统确定，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序；
d.分页的作业地址空间是一维的，而分段的作业地址空间是二维的.
Q7
在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换
A7
首先，必须配置一段表寄存器，在其中存放段表始址和段长TL.进行地址变换时，先利用段号S，与段长
TL进行比较，若S=TL,表示段号太大，访问越界，产生越界中断信号）于是利用
段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段表中的位置，从中求出该段的页表始址，并利用逻辑地址中
的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再用块号b和页内地址构成
物理地址.
Q8
在请求分页系统中，其页表项中包含那些数据项?
它们的作用是什么
A8
a.在请求分页系统中，其页表项中包含的数据项有页号，物理块号，状态位P，访问字段A，修改位M和
---外存地址；
b.其中状态位P指示该页是否调入内存，供程序访问时参考；
c.访问字段A用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，提供给置换算
法选择换出页面时参考；
d.修改位M表示该页在调入内存后是否被修改过；
e.外存地址用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用.
Q9
一个计算机系统的虚拟存储器，其最大容量和实际容量分别由什么决定
A9
a.最大容量由内存和外存之和决定；
b.实际容量由内存决定.
Q10
虚拟存贮器有那些特征?
其中最本质的特征是什么
A10
a.虚拟存储器具有离散性，多次性，对换性和虚拟性的特征；
b.其中最本质的特征是离散性，在此基础上又形成了多次性和对换性，所表现出来的最重要的特征是虚拟性
Q11
在请求分页系统中，应从何处将所需页面调入内存
A11
a.在进行地址变换时，首先去检索快表，试图从中找出所要访问的页，若找到，便修改页表项中的访问
位，对于写指令，还须将修改位置1，然后利用页表项中给出的物理块号和页内地址，形成物理地址；
b.如果在快表中未找到该页的页表项，则应再到内存中去查找页表，再从找到的页表项中的状态位来了
解该页是否已调入内存，如果该页已调入内存，应将此页的页表项写入快表，当快表已满时，应先调出按
某种算法所确定的页的页表项，然后再写入该页的页表项；
c.如果该页尚未调入内存，这时便应产生缺页中断，请求OS从外存中把该页调入内存;
d.外存分为文件区和对换区，若系统有足够的对换区空间，可在进程运行前，将与该进程有关的文件拷
贝到对换区，需要时从对换区调入；
e.若系统缺少足够的对换区空间，则凡是不会被修改的文件，可直接从文件区调入，需换出时可不必写
入外存，但对于可能被修改的部分，在将它们换出时，便须调到对换区，以后需要时再从对换区调入.
Q12
什么是抖动?
产生抖动的原因是什么
A12
a.抖动（Thrashing）就是指当内存中已无空闲空间而又发生缺页中断时，需要从内存中调出一页程序或数
据送磁盘的对换区中，如果算法不适当，刚被换出的页很快被访问，需重新调入，因此需再选一页调出，
而此时被换出的页很快又要被访问，因而又需将它调入，如此频繁更换页面，以致花费大量的时间，我们
称这种现象为"抖动";
b.产生抖动的原因是由于CPU的利用率和多道程序度的对立统一矛盾关系引起的，为了提高CPU利用率，
可提高多道程序度，但单纯提高多道程序度又会造成缺页率的急剧上升，导致CPU的利用率下降，而系统
的调度程序又会为了提高CPU利用率而继续提高多道程序度，形成恶性循环，我们称这时的进程是处于"
抖动"状态.
第五章
Q1
从共享属性来看，外围设备可分为哪三类？
A1
从共享属性来看，外围设备可分为：
独占设备；共享设备；虚拟设备
Q2
说明设备控制器的构成
A2
设备控制器由以下三部分组成：
（1）设备控制器与处理机的接口，该接口用于实现CPU与设备控制器之间的通信，提供有三类信号线：
数据线、地址线和控制线。
（2）设备控制器与设备的接口，可以有一个或多个接口，且每个接口连接一台设备。
每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号。
（3）I/O逻辑，用于实现对设备的控制。
其通过一组控制线与处理机交互，处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令，I/O逻辑对收到的命令进行译码。
Q3
试说明DMA的工作流程
A3
以从磁盘读入数据为例来说明DMA方式的工作流程：
当CPU要从磁盘读入一数据块时，便向磁盘控制器发送一条读命令，该命令被送入DMA控制器的命令寄存器CR中。
同时，还需发送本次要将数据读入的内存起始目标地址，该地址被送入DMA控制器的内存地址寄存器MAR中；本次要读的字（节）数则送
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