操作系统期末复习纲要(完整版)

操作系统期末审查指南(2017.12)一、说明：期末考试由选择、填空、判断、弱答案、计算等5种类型计划，各占20分左右，其中最后两个大问题(单答和计算问题都是40分)更为有限，下面的复习资料不会超出指定的范围，请注意复习，永远不要悲叹。第二，短答的范围(大约20分，3个考试问题中短答不超出范围):1.过程是什么？流程由多少部分组成？为什么要引入流程？进程是进程实体的执行进程，是系统分配和调度资源的单独单元。流程由三部分组成：程序段、数据段和PCB。引入了进程概念，以允许程序同时运行，并说明和控制同时运行的程序。什么是线程？为什么要引入线程？线程是进程中相对独立的、可以独立调度和分配的执行单元。操作系统设计者引入了线程，以提高程序的并发性并降低操作系统的开销。过程和过程之间有何区别？1、进程的本质是进程实体的执行进程，进程实体具有特定的生命周期，程序只是一系列有序的指令集。2、流程具有并发性，程序不能同时运行。3、进程实体是独立运行、独立分配资源和独立接受计划的基本单元，未设置PCB的程序不能作为独立单元运行。一个流程可以运行一个或多个程序，一个程序可以响应多个流程。流程和线程之间有何区别？线程在其他操作系统中是否以相同的方式实现？线程是如何实现的？进程是资源拥有的基本单位，线程是资源调度和调度的基本单位。进程拥有资源，线程不拥有资源。进程和线程都具有并发性。过程的系统开销大于线程的系统开销。2.什么是地址重新定位？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的过程称为地址重新定位或地址映射什么是静态地址重新定位？什么是动态地址重新定位？静态地址重新定位由操作系统的重新定位加载程序在程序运行之前执行。根据要装载的内存起始地址，直接修改所有相关的逻辑地址，一次更改逻辑地址到物理地址，在程序运行期间不再执行地址转换。动态地址映射也称为动态地址重新定位，它在将目标程序加载到内存中时不会立即将逻辑地址转换为物理地址，而是仅在程序运行时CPU访问程序和数据时执行地址转换。静态地址重新定位和动态地址重新定位有何区别？内存分配的“小”技术用于什么地址重新定位机制？加载作业时的静态重新定位时间；调度作业时动态重新定位的时间。3.在进程的整个生命周期中可以经历什么状态？这几种状态在什么情况下会发生变化(请画出三种状态模型转换示意图)？三种基本状态：a .准备状态b .执行状态c .阻塞状态；流程的5状态模型和7状态模型包含哪些不同的状态？这几种状态在什么情况下会发生变化(请画5种状态，7种状态模型转换图)？4.什么是重要资源？什么是临界区域？举个重要资源的例子。操作系统中一次只能访问一个进程的资源称为重要资源。操作系统访问每个进程的重要资源的片段称为临界区域。打印机。一个临界资源的最大信号量是多少？可以确定最小值吗？可以。内存管理的两个主要类别是什么？物理内存有哪些内存分配方法？虚拟内存有多少种内存分配方法？(1)实际：基于单个连续分区、固定分区、可变分区、分页、分区、段页(2)虚拟：基于请求的分页，基于请求的段，请求段页6.概述了单个连续分区、固定分区、可变分区、分页、分区和基于段页的方法如何分配和回收内存。单个连续分区：内存的整个用户区域仅分为一个区域，一次只能在内存中运行一个用户程序，只有在一个程序退出内存执行后，另一个程序才能转入内存执行固定区域：将整个使用者空间分割为多个固定大小的区域，每个区域仅载入一个工作。可变分区：根据流程的实际需求动态分配内存空间分页：将用户程序的地址空间分为称为页面(page)的固定大小区域，将具有相同页面和块大小的内存空间分为多个物理块。这会将所有页面放在一个片段中。节段：地址空间分为节段，其中每个节段包含地址空间的一部份，并识别节段编号与节段中地址组成的逻辑关系。区段页面：第一，整个实体记忆体区块；然后将任务(或进程)分段。每个段落都会重新分页。将每个页面分配给一个内存块。为了从逻辑地址转换到物理地址，将为每个进程(或作业)创建一个段表，并为该作业(进程)的每个段创建一个页表。内部片段，外部片段显示在哪些内存分配方法中？固定分区可以生成内部碎片。可变分区可以生成外部代码段。为了解决这个问题，可以使用小型技术。寻呼存储管理技术可以更好地解决碎片问题。页面表用于哪些内存分配机制？这包括哪些信息？流程有多少页表？区段和要求区段页面；页码，块号；多页表格区段表格用于哪些记忆体配置机制？这包括哪些信息？流程中有多少段表？区段和要求区段页面；段号、段长度、默认地址；一个段表7、请求分页、请求分割如何执行内存分配和回收？不是在流程开始之前装入所有页面，而是装入一些页面，然后根据流程运行的需要动态装入其它页面，当内存空间已满，需要装入新页面时，根据什么算法停放页面以装入新页面。通过共享段表和共享段分配和回收。请求分页的页面表是否与纯分页的页面表结构相同？原始页面表中添加了哪些信息？各代表是什么意思？不一样请求分段的段表是否与纯分段的段表结构相同？将哪些信息添加到原始线束段表中？各代表是什么意思？不一样8.什么是虚拟存储技术？实现虚拟内存需要什么物质基础？通过请求转移功能和更换功能，可以逻辑扩展内存容量的存储技术一定容量的内存和外部存储。页面表格机制(或区段表格机制)作为主要资料结构。干扰机构，如果用户程序尝试访问的部分尚未转入内存，则生成中断。地址转换机制，逻辑地址到物理地址的转换9、为什么要引入联想寄存器(速记表)？寄存器中存储的信息是什么？什么时候查询速记表？引入了关联寄存器以提高查找表的速度。用于存储页面表最常见部分的内容(页码、块号)；如果处理器提供p，w(逻辑地址)，寻呼机构将删除页码p，并在页表中查找相应的块号。相反，页码p会自动发送到联想内存，并与联想寄存器中的每个单元进行比较。如果与联想寄存器中的单元页码相匹配，则输出块号b，形成页面中的地址w和物理地址进行访问，并且停止对上一页表的查询。10、什么是页面抖动？页面抖动的解决方案是什么？如果分配给流程的存储块数小于流程所需的最小值，则流程运行时经常发生页面丢失中断，这种频率极高的页面替换现象称为抖动。解决方案：好的页面替换算法；减少正在运行的进程数增加内存P17211.简述了设备分配的基本过程。标识分配过程中使用的表。(即先分配什么，后分配什么；先查询哪些表，然后查询哪些表？)，以获取详细信息设备分配过程：(1)设备分配(2)控制器分配(3)通道分配分配过程：扫描系统设备表(SDT)以获取设备表条目，扫描设备控制表(DCT)中的可用设备，搜索连接到设备的设备控制器，扫描控制器控制表(COCT)中的可用设备控制以获取连接到这些设备的通道。扫描通道控制表(CHCT)以获取可用通道。这样一次就完成了设备分配。在此分配过程中，如果没有可用的设备或设备控制器或通道，请求I/O进程将在该队列中被阻止。12.操作系统的设备管理，具体管理什么？负责I/O设备的分配和操作。为什么要在设备管理中引入缓冲区？常见的缓冲技术是什么？现在最常用的是什么？主要原因：(1)缓解CPU和I/O设备之间的速度不匹配；(2)降低CPU的中断频率，缓解对CPU中断响应时间的限制。(3)提高CPU和I/O设备之间的并行处理能力。常见缓冲技术：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池(目前最常用)。13.有哪些常见的I/o控制机制？简述其工作原理。程序直接控制： (特性)仅适用于CPU运行速度慢、外围设备少的系统。(好处)操作过程简单。(缺点)CPU利用率明显低，只能在CPU和外围设备、外围设备和外围设备之间进行串行操作，CPU大多处于周期测试状态。中断控制： (优点)提高CPU利用率，支持设备的并行操作。(缺点)每个设备输入/输出一个数据需要CPU中断，因此在数据传输过程中中断太多，占用了CPU时间。DMA控制： (特性)(1)数据传输的基本单位是数据块。这意味着CPU和I/O设备之间每个传输的至少一个数据块。(2)传输的数据从设备发送到内存，反之亦然。(3)仅在传输一个或多个数据块的开始和结束时间停止CPU并请求干预。完整数据传输通过DMA控制器的控制进行。(好处)减少CPU对I/O控制的干预，进一步提高CPU利用率，提高CPU和I/O设备的并行操作水平。(缺点)结合使用多个DMA控制器可能会导致内存地址冲突，每个设备需要一个DMA控制器，并且成本更低。通道控制： (特征)在通道控制方法中，通过专用硬件通道控制数据传输的方向、数据存档的内存起始地址和传输块的长度。(优点)提高CPU的工作效率，提高与外围设备的并行工作能力。14.什么是SPOOLING技术？SPOOLING系统由多少部分组成？系统如何通过SPOOLING技术将一台物理打印机虚拟到多个逻辑打印机？通过主机的直接控制实现离线I/o功能。外围设备操作与CPU的数据处理同时进行。联机时，此并发周围操作称为假脱机或假脱机。创建：输入和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入流程SPi和输出流程Spo系统不会为用户的打印输出实际分配打印机到相应的用户进程，而是首先从输出井请求可用磁盘块区域，然后将要打印的数据发送到此处。然后用户申请并填写请求打印表格，并将该表格挂在请求打印队列中。如果打印机空闲，输出程序将从请求打印组获取表，将其从输出井发送到内存缓冲区，然后打印，直到打印队列为空。选择：3359 Wen ku . B/view/9ce 25605d 4d 8d 15 abf 234 e 60 . html三、计算问题类型和范围： (约20分)共选择6个计算问题，各试卷4个，各题5分1，作业调度：使用优先级服务、最短作业优先级、响应率高的优先级算法计算作业的平均处理时间和平均周转时间。2、信号机机制和p、v操作。理解p，v操作的定义，理解信号强度值的含义。在特定应用程序中，可以根据标题设置信号量，并使用伪代码(类c)表示进程之间的同步和互斥关系。http:/blog . csdn . net/Ryan _ Jian/article/details/3、银行家算法： (一般死锁预防策略)银行家算法是防止死锁的策略。也就是说，当用户进程请求资源时，首先根据当前系统资源的情况预先计算该分配是否安全，如果安全，则放心地分配给用户，如果不安全，则表示可能发生死锁，并且不会首先分配。通常，会给出资源分配表，可以问的问题也会死亡，如下所示：(1)计算一下当前系统中还有多少资源可用？(2)判断一下系统当前的状态是否安全？(3)如果有需要请求资源的进程，系统会分配给该进程吗？怎么了？(4)如果存在分配资源的进程，则无法分配该资源吗？https:/Wen ku . B/view/c 0 a2 ca 0cb 8f 67 C1 CFB d6b 82 b . html？From=search4、逻辑地址到内存地址的转换：对于段内存管理：提供了一系列要求相应物理地址的逻辑地址(段编号、段中的地址)和段表。对于基于页面的内存管理：为查找与一组逻辑地址相对应的物理地址(实际上是地址重新定位)，为一个进程指定了页面表和页面大小此外，使用虚拟内存分配时，将根据段表和页表指定的逻辑地址计算相应的物理内存地址。对于分页请求、段请求页表和段表，每个列表示的含义必须明确。https:/zhidao . B/question/。html逻辑地址：A=0A5C(H)页面大小：L=1KB=1024页码：P=INT(A/L)页面内地址：d=A MOD L答案：A=2652P=2相应的块号为11页面内地址d=604因此，物理地址=块大小(即页大小L)*块编号页内地址d=118885、页面丢弃算法：对于基于请求的分页内存管理，一个页面的访问序列使用以下算法分别计算页面的页面缺失中断数和页面缺失中断率：最佳消除算法(OPT)、先进先出报废算法(FIFO)、最长时间未使用的退役算法(LRU)6，磁盘调度算法：磁盘访问序列使用以下磁盘调度算法分别计算总寻道长度和平均寻道长度：优先服务(FCFS)、最小搜索时间优先(SSTF)扫描算法也称为电梯算法。循环扫描算法(CSCAN)第四，其他三个主题(选择、