《计算机操作系统》知识点

1、计算机操作系统知识点1. 操作系统能管理计算机资源和用户程序执行，提高系统资源利用率，但不能增强计算机的功能。2. page16操作系统主要功能是：处理机管理，存储器(内存)管理，设备管理，文件管理，用户接口3. 用户程序通过系统调用获得操作系统的服务。4. 引入多道程序是为了充分利用CPU资源。 5. page36操作系统中进程基本特征是：动态性和并发性6. page36进程的就绪状态是进程具有除CPU外的所有资源。7. page37进程的三种基本状态及其转换。 8. page37创建原语只在进程创建时作用一次。9. page39使用激活原语可将静止就绪进程变为活动就绪状态。 具有挂起状态的

2、进程状态图。10. 使用唤醒原语使进程由阻塞变为就绪。11. 引起进程切换的事件有：上一个进程时间片用完，进程由运行态变为就绪态，进程调度程序从就绪队列中选择一个进程开始执行；发生一个实时任务；上个进程执行完毕。一个进程创建后将进入就绪队列，等待调度。12. 如果系统有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多有n-1个，阻塞队列中进程的个数最多有n个。处理机空闲时CPU执行空转进程IDLE。13. 进程执行wait操作申请资源时，如果申请不到资源，则引起进程阻塞。14. 进程从运行态变为就绪态是由于发生了进程调度，比如时间片完，或者有高优先级进程到来。15. 并发进程之间的关系是可能无关也可能有交

3、往。16. page56 信号量在实现多个进程互斥访问时，信号量的值为正表示当前可用的资源数量；负值数表示在等待队列中进程数。17. 若有m个进程共享同一临界资源（即只能被一个进程使用），信号量的初值设为1，如果m个进程都申请该信号量，则信号量的值为1-m，仅有一个进程获得该资源，而m-1个进程处于等待状态。18. 信号量可用于进程同步，进程互斥，控制进程的前驱关系。19. page51同步机制应遵循的准则让权等待、空闲让进、忙则等待、有限等待。20. page50一段时间内只允许一个进程访问的资源，称为临界资源，只能互斥访问。进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。21. page51 同步

4、机制遵循的准则：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待。同步机制不会使进程无限等待。22. 信箱是一种间接通信方式。23. 管道是一个共享文件用于连接两个进程实现进程间通信。24. 在操作系统内核支持线程的情况下，操作系统分配资源以进程为基本单位，调度以线程为单位。一、 处理及调度与死锁25. page86批处理系统的目标。周转时间短，提高吞吐量。26. page93分时系统轮转调度算法，提供用户交互方式使用计算机。27. page10实时系统与分时系统特征的比较。实时操作系统追求安全性、可靠性、及时响应快速处理，但不要求资源利用率，有冗余设备来保证可靠性。28. 在进程调度算法中，先来先服务

5、，抢占式动态优先权法，时间片轮转调度算法可对进程实现公平原则，抢占式静态优先级算法，如果后来的进程优先级高持续到达，将会使低优先级进程长期得不到cpu。29. 调度算法中先来先服务，短作业优先，高优先权算法即可用于作业调度，又可用于进程调度。30. 时间片轮转调度算法的时间片很大时，在单个时间片内进程即可执行完毕，进程将按到达顺序执行即先来先服务。31. page93在使用时间片轮转的调度算法中，若分时系统当进程数目为N，则每个进程大约获得1/n个处理机时间。 32. 影响时间片大小的主要因素包括响应时间、系统开销和进程数量等。时间片越短，进程切换次数越多，系统开销会越大。时钟中断发生后，系统

6、会修改当前进程在时间片内的剩余时间。当前进程的时间片用完后，该进程状态由执行态变为就绪态。33. page107操作系统中的死锁指的是若干进程由于竞争资源，进程推进顺序不当造成多个进程循环等待都无法推进的状态。造成机器性能下降。34. page105产生死锁的主要原因是进程推进顺序非法，资源分配不当和系统资源不足。35. 时间片轮转算法只适用于进程调度不能用于作业调度。36. 多个进程并发执行时，进程使用CPU的时间由进程自身特性和系统进程调度策略决定。37. 一次分配所有资源的方法破坏了死锁条件的“占有（保持）并请求”，进程不会只占有部分资源。38. 死锁状态必定是不安全状态，不安全状态有可

7、能进入死锁也可能不死锁。安全状态一定不会死锁。39. 当系统处于安全状态时，系统中一定没有死锁进程，银行家算法用来避免死锁，不安全状态可能死锁也可能不死锁40. page116。用于检测死锁的方法是采用资源分配图简化算法。41. 死锁定理是指当S状态资源分配图不可完全化简，则S为死锁状态。它用来检测死锁。42. M个进程中，如果每个进程最多需要N个资源，当资源数<=M*(N-1)可能会造成死锁，因为没有进程可以执行完成。若资源数>= M*(N-1)+1则不会有死锁。43. page123静态重定位是在作业的装入过程进行的。绝对装入方式中程序使用的是绝对地址，地址值由编译器生成或者由

8、程序员指定。动态重定位程序使用的物理地址是在程序运行时确定。44. page130。内存动态分区分配算法。 45. 存储管理中采用的覆盖与交换技术是为了减少程序占用主存空间，将内存中暂时不会被调用的进程交换到外存上。有效提高内存利用率，减少程序占的主存空间。这是在逻辑上扩充主存，但不能从物理上扩充主存容量。46. page150段页式存储管理方式即能减少存储碎片，又能方便实现数据和程序的共享。47. 虚拟内存的容量由内存容量和外存容量之和决定，由逻辑地址位数决定。48. page156请求页式存储管理中，页面不在内存会引起缺页中断。49. 当页面置换算法选择不当时会引起系统"抖动&q

9、uot;现象，刚置换出去的页面又要调入，造也系统执行性能下降。50. page154基于程序的局部性原理而特别设置的有虚拟存储器管理机制，最近最久未使用页面置换算法也是基于程序的局部分性原理。 51. 在请求分面存储管理系统中，采用FIFO页面淘汰算法(LRU算法等)，由于进程执行顺序无法预测，页面数(物理块数)增加，缺页中断次数可能增也可能减，但综合来看，增加页面数，有减小的趋势。52. page169，当机器进数数量很多，而CPU利用率很低的时候，而磁盘利用率较高时，系统发生"抖动"现象。 53. UNIX操作系统中，输入/输出设备看作是特殊文件。54. 串行通讯设置一

10、次传输一位(bit)，CPU每次填充一次缓冲寄存器，寄存器位数*中断频率=数据传输率。例如 10000=16(位)*62.5(次)，用另一种算法，每填满一次寄存器/传输率=每次cpu中断时间。55. 在几种I/O控制方式中，CPU干预由高到低排序为：程序I/O>中断控制>DMA控制>通道控制56. page207打印机I/O控制主要采取SPOOLING技术，将要打印的数据暂存于磁盘中，等待打印机使用。57. page197磁盘的I/O控制主要采用DMA方式。58. 单处理机系统中，处理机和通道可实现并行操作。59. 磁盘上文件以块为单位读写。60. 磁盘调度的目的是为了缩短寻

11、道时间。61. page217-219磁盘调度算法有最短寻道时间优先，先来先服务，电梯算法（SCAN算法、扫描算法），循环扫描（CSCAN）算法，N步SCAN算法。62. page218磁盘调度SSTF算法中可能出现"饥饿"现象。 63. SPOOLING技术是操作系统中采用的一种将独占设备改造为共享设行，通过这种技术独占设备成为虚拟设备。64. SPOOLing技术采用可随机存取的外存，通过预输入及缓冲输出减少CPU等待慢速设备，将独享设备改造成共享设备。覆盖与交换技术则是通过将一部分数据暂时存储在外部存储中，是用交换时间为代价换来更大可用虚拟内存的技术。65. SPOO

12、Ling技术将低速I/O设备上数据传送到高速磁盘上，将独占设备改造成共享设备，使得多个作业同时使用设备。设备与输入/输出井之间数据传输是由外围控制机实现，并非由用户程序控制。66. page233 文件控制块FCB包括：文件名，扩展名，物理位置，逻辑结构，物理结构，存取权限，建立日期，修改日期，使用信息等等。67. 使用open命令首次打文件时，把文件的FCB调入内存，但没有将文件内容读入内存。68. 删除文件时要删除文件关联的目录项和文件控制块，释放文件关联的内存缓冲区，但不能删除文件所在的目录。69. 文件目录实现文件按名存取的功能。70. 文件系统采用多级目录结构的目的是解决文件命名冲突

13、。71. page239目录查询技术中的线性检索法。72. 文件保护是指对文件访问权限的保护。73. 文件的物理结构由操作系统根据文件存储器的特性决定。74. 文件的物理结构包括连续分配、链式分配、索引分配三种，其中链式结构不能实现随机访问，连续结构文件不易于扩展。索引结构支持随机访问且易于扩展。75. 要实现快速随机播放，连续结构最优，链表和索引结构查询时间较长。76. page251 连续文件随着文件建立时的分配和删除时的回收，产生很多小块无法用于存储文件即是外部碎片。 77. page261位示图管理磁盘中的盘块使用情况。二、判断题1. 批处理系统没有用户交互能力。2. 并发与并行是不同

14、的概念。3. 原语是一种不可分割的操作。4. 多道程序的顺序执行过程可以再现。5. 进程的PCB由OS管理，进程本身无法操作其对应的PCB。6. 操作系统的程序可运行在核心态和用户态。7. 单CPU系统中，没有任务执行时，系统会执行IDLE进程。8. 当计算机系统没有用户进程执行时，处理机并没有停止工作，而是执行idle程序。9. 需要访问共享变量的进程间需要互斥执行，没有访问共享变量的进程可以并发执行。10. 信号量的初值不能为负数。信号量一般代表资源数量，信号量可用于进程互斥，这时信号量初值为1，信号量也可用于实现前趋关系，这时信号量初值为0。page56 11. 通过一次性分配进程所有需

15、要的资源，可以预防死锁发生。12. 银行家算法中的安全状态表示有安全序列使得进程能够执行完全，非安全状态指没有安全序列，却并非必然进入死锁状态。page11013. 虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。14. page182字符设备是指数据的存取和传输以字符为单位，不可寻址。15. 单处理机环境中多道程序并发执行，但是程序的执行可以与I/O操作并行。16. 每个物理设备配备专属驱动程序，再在设备驱动程序之上设置设备无关的I/O软件，程序可以使用统一接口访问不同设备的方法称为设备独立性。page19817. 磁盘容量=磁道数(柱面数)×盘面数(磁头数)&#

16、215;扇区数×扇区大小，注意盘面数盘片数，柱面数=磁道数。 18. 固定头磁盘读写时不需要寻道时间，移动头磁盘读写时需要寻道时间。19. SPOOLing将一台物理设备虚拟为多台逻辑设备。20. 虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。三、填空题1. 进程等待系统资源时会处于阻塞状态。2. 因为有些资源不能被同时访问，死锁的四个必要条件中，无法破坏的是互斥使用资源。3. 临界区是指并发进程访问共享变量段的代码。4. 分时操作系统通常采用时间片轮转调度算法为用户服务。5. 作业周转时间=作业的结束时间-作业的到达时间。作业平均周转时间=作业的周转时间之和/作

17、业数量。6. 作业的带权周转时间=作业周转时间/运行时间。7. 响应比 =(等待时间+执行时间)/执行时间8. 程序的程序地址空间由其逻辑地址位数决定，32位地址则具有232大小的虚地址空间，与物理内存大小无关。9. 分页存储管理方式中，CPU需要先读页表，没有快表时，页表存放在内存中，再读内存指令，执行一条指令要读两次内存。10. 内存管理分配的最佳适应算法是采用空闲区与请求大小最接近原则。最差适应算法是选择空闲区与请求大小差异最大原则。11. "抖动"现象是指使用分页式存储管理进程时，刚刚被调出到外存的页面由于程序后续执行又再次需要调入，然后调出策略又因为程序运行空间不足，因为页面先择策略再次选择该页面调出，页面频繁调入调出使得进程执行缓慢的现象。12. 读取文件的时间=(寻道时间+旋转延迟+传输时间) ×块数. 其中传输时间相对于寻道时间和旋转延迟比较小，忽略不计。四、计算与简答 1. page36比较进程和程序的区别。2. page111采用银行家算法避免死锁算法。 3. 请分别使用FCFS、时间片轮转、短作业优先及优先级调度算法，计算平均周转时间和平均带权周转时间。 4. 页式存储管理系统地址变换机制。5. page168系统采用请求页式系统，访问内存的有效时间6. a. 查快表+访问内存 b. 查快表+内存