操作系统期末考试复习题(全)与提纲总结.doc
《操作系统期末考试复习题(全)与提纲总结.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统期末考试复习题(全)与提纲总结.doc（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
一填空：
1．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。
2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式有程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式和通道控制方式。
3．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。
4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：
封闭性和可再现性。
5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地址称为逻辑地址。
6．文件的逻辑结构分流式文件和记录式文件二种。
7．进程由程度、数据和FCB组成。
8．对信号量S的操作只能通过原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。
9．操作系统是运行在计算机裸机系统上的最基本的系统软件。
10．虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。
11．文件系统中，用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是文件控制块。
12．段式管理中，以段为单位，每段分配一个连续区。
由于各段长度不同，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之间不要求连续。
13．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现设备独立性。
14在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为缺页和越界等原因而产生中断。
16.段的共享是通过共享段表实现的。
17．文件的物理结构分为顺序文件、索引文件和索引顺序文件。
18．所谓设备控制器，是一块能控制一台或多台外围设备与CPU并行工作的硬件。
19. UNIX的文件系统空闲空间的管理是采用成组链接法。
20分页管理储管理方式能使存储碎片尽可能少，而且使内存利用率较高，管理开销小。
20. 计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件。
21. 操作系统目前有五大类型：
批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
22.按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结构文件，又称为记录式文件和无结构文件，又称流式文件。
23.主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。
24、在设备管理中，为了克服独占设备速度较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了虚拟分配技术，即用共享设备模拟独占设备。
25、常用的内存管理方法有分区管理、页式管理、段式管理和段页式管理。
26、动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现重定位。
27、在存储管理中常用虚拟存储器方式来摆脱主存容量的限制。
28、在请求页式管理中，当硬件变换机构发现所需的页不在内存时，产生缺页中断信号，中断处理程序作相应的处理。
29、置换算法是在内存中没有空闲页面时被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页面。
如果内存中有足够的空闲页面存放所调入的页，则不必使用置换算法。
30、在段页式存储管理系统中，面向用户的地址空间是段式划分，面向物理实现的地址空间是页式划分。
31、文件的存储器是分成大小相等的物理块，并以它为单位交换信息。
32、虚拟设备是通过SPOOLing技术把独占设备变成能为若干用户共享的设备。
33、缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、多缓冲和缓冲池。
34、在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把相对地址转换为物理地址，这是操作系统的地址重地位功能。
35.在操作系统中，进程是一个资源分配的基本单位，也是一个独立运行和调度
的基本单位。
36.在信号量机制中，信号量S>0时的值表示可用资源数目；若S<0，则表示等待该资源的进程数，此时进程应阻塞。
37.操作系统提供给编程人员的唯一接口是系统调用。
38.设备从资源分配角度可分为独占设备，共享设备和虚拟设备。
39.设备管理的主要任务是控制设备和CPU之间进行I/O操作。
40.常用的文件存取方法有顺序存取法，随机存取法和按键存取法。
41.在页面置换算法中最有效的一种称为LRU算法。
42.地址变换机构的基本任务是将虚地址空间中的逻辑地址变换为内存中的物理地址。
43．在UNIX系统中采用的页面置换算法是页面缓冲算法。
44．现代操作系统的两个重要特征是并发和共享。
45．为文件file.c的同组用户增加修改权限的UNIX命令为chmodg+wfile.c。
46．显示目录mydir中文件的详细信息的UNIX命令为Ls–lmydir。
47.操作系统的基本类型有批处理操作系统，分时操作系统和实时操作系统三种。
48．采用对换方式在将进程换出时，应首先选择处于阻塞且优先权低的进程换出内存。
49.能方便实现信息共享的存储管理办法有段式和段页式。
50．选择距当前磁头最近，且方向一致的磁盘调度算法循环扫描算法。
51．在页面置换算法中可实现的最有效的一种称为LRU。
52．UNIX系统向用户提供的用于创建新进程的系统调用是fork（）。
53．UNIX系统中用于建立无名管道的系统调用是pipe（）。
54．在成组链结法中，将第一组的空闲块号和该组的空闲块数目记入到内存的工作栈中，作为当前可供分配的空闲盘块号。
54．现代操作系统的两个重要特征是并发和共享。
55．为文件file增加执行权限的UNIX命令为chmod+xfile。
56．显示目录mydir中文件的详细信息的UNIX命令为ls–lmydir。
57．在动态分区式内存分配算法中，倾向于优先使用低地址部分空闲区的算法是首次适应算法；能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是循环首次适应算法。
58．在分时系统中，当用户数目为100时，为保证响应时间不超过2秒，此时时间片最大应为20ms。
分时系统采用的调度方法是时间片轮转调度算法。
59.常用的进程通信方式有管道、共享存储区、消息机制和邮箱机制。
60.正在执行的进程等待I/O操作，其状态将由执行状态变为阻塞状态。
61．页是信息的物理单位，进行分页是出于系统管理的需要；段是信息的逻辑单位，分段是出于用户的需要。
62．存储管理中的快表是指联想存储器。
63．分段保护中的越界检查是通过段表寄存器中存放的段表长度和段表中的段长等数据项。
64．在请求调页系统中的调页策略有预调入策略，它是以预测为基础的；另一种是请求调入，由于较易实现，故目前使用较多。
65．若干个事件在同一时刻发生称为并行，若干个事件在同一时间间隔内发生称为并发。
66．使用缓冲区能有效地缓和I/O设备和CPU之间速度不匹配的矛盾。
67．用户编写的程序与实际使用的物理设备无关，而由操作系统负责地址的重定位，我们称之为设备无关性（设备独立性）。
68．用户是通过命令方式或者程序接口向计算机发出请求的。
69．在操作系统中的异步性主要是指在系统中进程推进的顺序是走走停停。
70．进程间通信的方式有管道、共享存储区和消息传递方式。
71．计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机系统资源的系统软件。
72.在多道程序环境中，用户程序的相对地址与装入内存后的实际物理地址不同，把相对地址转换为物理地址，这是操作系统的地址重地位功能。
73．操作系的动态分区管理内存分配算法有首次适应算法、循环首次适应算法、和最佳适应算法。
74．动态存储分配时，要靠硬件地址变换机构实现重定位。
75．在存储管理中常用虚拟存储器方式来摆脱主存容量的限制。
76．在请求页式管理中，当硬件变换机构发现所需的页不在内存时，产生缺页中断信号，中断处理程序作相应的处理。
77．置换算法是在内存中没有空闲页面时被调用的，它的目的是选出一个被
淘汰的页面。
如果内存中有足够的空闲页面存放所调入的页，则不必使用置换算法。
78．在段页式存储管理系统中，面向用户的地址空间是段式划分，面向物理实现的地址空间是页式划分。
79．文件的存储器是分成大小相等的物理块，并以它为单位交换信息。
80．通道是一个独立于CPU的专管I/O的处理机，它控制 设备与内存之间的信息交换。
81．缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池。
其中关于缓冲池的操作有提取输入、提取输出、收容输入和收容输出。
82．操作系统为用户编程所提供的接口是系统调用。
83．文件的逻辑结构分为流式文件、顺序文件、索引文件和索引顺序文件。
84．进程由程序、数据和PCB组成。
85．一张1.44M的软盘，其FAT表占的空间为2.16K。
86．缓冲池包括空白缓冲队列、装满输入数据的缓冲队列和装满输出数据的缓冲队列三种队列。
87．在生产者—消费者问题中，消费者进程的两个wait原语的正确顺序为
Wait（full）；和wait（mutex）;。
88．段式管理中，提供二维维的地址结构。
以段为单位进行空间分配，每段分配一个连续内存区。
89．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现逻辑设备到物理设备的映射。
90．在一个请求分页系统中，假如系统分配给一个作业的物理块数为3，且此作业的页面走向为2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。
OTP算法的页面置换次数为3，LRU算法的页面置换次数为4，CLOCK算法的页面置换次数为5 。
91．设单CPU环境下，有三道作业，它们的提交时间及运行时间如下表：
作业
提交时间（单位：
基本时间单位）
运行时间（单位：
基本时间单位）
J1
J2
J3
0
2
3
7
4
2
若采用短作业优先调度策略，作业单道串行运行时的调度次序为J1,J3,J2，平均周转时间=8。
92．进程间通信的类型有：
共享存储区、管道机制、消息队列和信箱机制。
93．在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。
94．若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20，44，40，4，80，12，76，移动臂当前位于40号柱面，则先来先服务算法的平均寻道长度为292；最短寻道时间优先算法的平均寻道长度为120；扫描算法（当前磁头移动的方向为磁道递增）的平均寻道长度为116。
95.系统为一个有6页的进程分配4个物理块，其页表如下所示（时间单位：
滴答），页的大小为1K，请计算逻辑地址为0x17C8的物理地址。
页号 块号 装入时间 上次引用时间 R（读） M（修改）
0 7 126 279 0 0
1 4 230 260 1 0
2 2 120 272 1 1
3 9 160 280 1 1
按CLOCK算法为0x03C8；按FIFO算法为0x0BC8；按LRU算法为0x07C8。
96.有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是（3*T1+2*T2+T3）/3。
97．位示图是利用二进制的一个位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。
98．在SPOOLing系统中，进程执行输出的过程是：
将进程产生的数据送到磁盘的输出井，输出程序再将数据提出，通过内存的输出缓冲区送往输出设备。
45.（7分）假设计算机系统采用CSCAN（循环扫描）磁盘调度策略,使用2KB的内存空间记录16384个磁盘的空闲状态
（1）请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。
（2）设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相临磁道间的平均移动的时间为1ms.
若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动（如下图所示），磁道号的请求队列为50，90，30，120对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？
需要给出计算过程。
45、
（1）2KB=2*1024*8bit=16384bit
因此可以使用位图法进行磁盘块空闲状态管理，每1bit表示一个磁盘块是否空闲。
（2）根据CSCAN算法，被访问的磁道号顺序为100、120、30、50、90，
因此，寻道用去的总时间为：
（20+90+20+40）*1ms=170ms
每分钟6000转，转一圈的时间为0.01s，通过一个扇区的时间为0.0001s，总共要随机读取四个扇区，用去的时间为：
（0.01*0.5+0.0001）*4=0.0204s=20.4ms
所以，读完这个扇区点共需要170ms+20.4ms=192.4ms
46.（8分）设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。
某进程最多需要6页数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框。
页号
页框号
装入时间
访问位
0
7
130
1
1
4
230
1
2
2
200
1
3
9
160
1
当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。
请回答下列问题：
（1）该逻辑地址对应的页号是多少?
（2）若采用先进先出（FIFO）置换算法，求该逻辑地址对应的物理地址？
要求给出计算过程。
（3）采用时钟（Clock）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？
要求给出计算过程。
（设搜索下一页的指针按顺时针方向移动，且指向当前2号页框，示意图如题目所示）
解答、
（1）17CAH转换为二进制为：
0001011111001010,页的大小为1KB，所以页内偏移为10位，于是前6位是页号，所以其页号为000101，转换为10进制为5，所以，17CA对应的页号为5
（2）若采用先进先出置换算法，则被置换出的页号对应的页框号是7，因此对应的二进制物理地址为：
0001111111001010，转换为16进制位的物理地址为1FCAH
（3）若采用时钟算法，且当前指针指向2号页框，则第一次循环时，访问位都被置为0，在第二次循环时，将选择置换2号页框对应的页，因此对应的二进制物理地址为：
0000101111001010，转换为16进制物理地址为0BCAH
第一章操作系统引论
1、操作系统的目标：
有效性（提高系统资源利用率、提高系统的吞吐量）、方便性、可扩充性、开放性
2、操作系统的作用：
OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口、OS作为计算机系统资源的管理者、OS实现了对计算机资源的抽象。
3、推动提高计算机系统发展的主要动力：
不断提高计算机资源的利用率、方便用户、器件的不断更新换代、计算机体系结构的不断发展。
4、OS作为用户与计算机硬件之间接口的含义是：
OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。
5、OS:
OS是一个系统软件，因而这种接口是软件接口。
用户可以通过三种方式使用计算机：
命令方式，系统调用方式，图形、窗口方式。
6、操作系统：
是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
操作系统的发张过程：
（1）无操作系统的计算机系统：
1、人工操作方式
2、脱机输入/输出方式
（2）单道批处理系统：
由于系统对作业的处理都是成批的进行的且在内存中始终只保持一道多页。
单道批处理系统的特征：
自动性、顺序性、单道性。
（3）多道批处理系统用户所提交的作业都先寸放在外村上并排列成一个队列，称为后备队列，然后由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。
优缺点：
资源利用率搞、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力。
需要解决的问题：
处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题。
（4）分时系统：
能很好多的将一抬计算机提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。
分时系统实现中的关键问题：
及时接受、及时处理。
分时系统的特征：
多路性、独立性、及时性、交互性。
（5）实时系统
实时系统是指系统能及时火即时响应外部时间的请求，在规定的时间内完成对时间的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。
7、操作系统的基本特性
（1）并发性
并行性：
是指两个或多个时间在同一时刻发生；
并发性：
是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生。
（2）引入进程
进程概念：
是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位。
它由一组机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体。
目的：
为了使得多个程序能并发执行。
（3）引入线程
概念：
作为独立运行和独立调度的基本单位。
（4）共享性
概念：
是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程（线程）共同使用，相应的把这种资源共同使用称为资源共享。
或称为资源复用。
方式：
互斥共享方式、同时访问方式
（5）虚拟技术
概念：
是指通过某种技术把一个物理试题变为若干个逻辑上的对应物。
实现方式：
时分复用技术（实现虚拟处理机、虚拟设备等，以提高资源的利用率）、空分复用技术（虚拟磁盘技术、虚拟存储器技术）。
（6）异步性
8、操作系统的主要功能
（1）处理机管理功能：
是创建和撤销进程（线程），对诸进程（线程）的运行进行协调，实现进程（线程）之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程（线程）。
进程控制：
是为了作业创建进程，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。
进程同步：
为使多个进程能有条不紊的运行，系统中必须设置进程同步机制。
方式：
进程互斥方式是之诸进程（线程）在对临界资源进行访问时，应采用互斥方式。
进程同步方式：
是指在相互合作去完成共同任务的诸进程（线程）间，由同步机构对它们的执行次序加以协调。
进程通信任务：
就是用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
调度包括作业调度和进程调度：
作业调度的基本任务就是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配运行所需的资源。
进程调度的任务是从就绪队列中，按照一定的算法选出一个进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使进程投入执行。
（2）存储器管理功能
主要任务：
为了多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率以及能从逻辑上扩充内存。
存储器管理应具有内存分配，内存保护、地址映射和内存扩充等功能。
（3）设备管理功能：
缓冲管理、设备分配、设备处理
（4）文件管理功能：
文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护（防止未径核准的用户存取文件、防止冒名顶替存取文件、防止以不正确的方式使用文件）
（5）操作体统与用户之间的接口
用户接口：
联机用户接口、脱机用户接口、图形用户接口
程序接口：
是为了用户程序在执行中访问系统资源而设置的、用户程序存取得操作系统服务的唯一途径。
第二章
一、进程的基本概念
1、程序的顺序执行及其特征
特征：
顺序性、封闭性、可再现性
2、前驱图：
是一个有向无循环图、记为DAG、用于描述进程之间执行的前后关系。
3、进程的并发执行及其特征：
间断性、失去封闭性、不可再现性、
4、进程的特征与状态：
结构特征、动态性、并发性、独立性、异步性
定义：
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元。
5、进程的三种状态：
继续状态、执行状态、阻塞状态。
6、挂起状态：
终端用户的请求、父进程请求、负荷雕节的需要、操作系统的转换（活动就绪—静止就绪、活动阻塞—静止阻塞、静止就绪—活动就绪、静止阻塞—活动阻塞）
7、创建状态和终止状态
8、进程控制块（是进程存在的唯一标志）
作用：
为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构
包括的信息：
进程标识符（内部标识符、外部标志符）、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息
二进程控制:
1.进程的创建2.进程的终止，3.进程的阻塞与唤醒4.进程的挂起与激活
三记录型信号量在信号量机制中，除了素要一个用于代表资源数目的整型变量value外，还应增加一个进程链表指针L
四经典进程的同步问题：
五消息传递通信的实现方法：
直接传递间接传递
第三章处理机调度与死锁
概念：
1、调度（HighLevelScheduling）：
高级调度又称作业调度或长程调度，主要功能是据某种算法，把外存中处于后备队列中的那些作业调入内存，也就是说，它的调度对象是作业。
2、中级调度：
中级调度（*intermediatelevelscheduling）：
又称中程调度。
引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。
3、低级调度（lowLevelcheduling）：
称为进程调度或短程调度，他所调度的对象是进程。
进程调度是一中最基本的调度，在多批道处理、分时和实时三种类型的os中，都必须配置这级调度。
4、调度算法的若干准则：
（一）面向用户的准则
周转时间短，响应时间快，截止时间保证，优先权准则
（二）面向系统的准则
系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用
5、进程调度方式
（1）非抢占方式：
采用这种调度方式时，一旦把处理机分配给某进程后，不管它要运行多长时间，都一直让它运行下去，绝不会因为时钟中断而抢占正在运行进程的处理机，也不允许其它进程抢占分配给它的处理机。
直至该进程完成，自愿释放处理机，或发生某种事件而被阻塞时，才在把处理机分配给其他进程。
（2）抢占方式：
这种调度方式允许调度程序根据某种原则暂停某个正在运行的进程，将已经分配给进程的处理机重新分配给另一进程。
6、调度算法
（1）先来先服务调度算法（FCFS）
该算法是一种简单的调度算法，它既可用于作业调度，也可用于进程调度。
在进程调度中采用FCFS算法时，将选择最先进入就绪的进程投入执行，该算法属于非抢占调度方式，其特点是简单、易于实现，但不利于短作业和I\O型作业的运行。
（2）短作业进程优先算法（SJF）
该算法是之短作业或短进程优先调度算法。
短进程优先调度算法是选择就绪队列中估计运行时间最短的进程投入执行，它既可采用抢占方式，也可采用非抢占方式，抢占的SPF算法通常也叫做最短剩余时间优先算法。
SPF算法能有效的缩短作业的平均周转时间，提高系统的吞吐量，但不利于长作业和紧迫作业的运行。
由于估计时间不一定准确，它不一定能真正的做到短作业优先。
（3）高优先权优先算法（HPF）
该算法也是一种既可用于作业调度，也可用于进程调度的算法，在用于进程调度时，它将选择就绪队列中优先权做高的进程投入执行。
它既可采用抢占方式，也可采用非抢占方式。
（4）高响应比优先调度算法（HRRN）
该算法实际上是一种动态优先权调度算法，它以响应比作为进程的动态优先权，即选择响应比最高的进程投入执行。
其目的是既照顾作业，有考虑到作业的等待时间，是长作业不会长期等待；但每次调度前，都要进行响应比的计算，会增加系统开销。
响应比=响应时间/要求服务时间=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
（5）时间片轮转法（RR）
在分时
升级会员 