2024年操作系统期末复习重点知识点总结

填空

绪论:批处理系统、分时系统、实时系统的概念与特点,原语与原子操作。

1.批处理操作

(1)单道批处理系统概念

单道批处理系统是指系统通过作业控制语言将作业组织成批，使其能自动连续运行，不过，在内存中任何

时候只有一道作业的系统。

单道批处理系统特性

次序性单道性自动性

(2)多道批处理系统概念

系统对作业的处理是成批进行的，并且在主存中能同时保存多道作业的系统。多道批处理系统的重要目标

是提升系统吞吐率和各种资源的利用率。

多道批处理系统特性

无序性多道性调度性

2.分时系统

(1)概念

分时操作系统是指在一台.主机上连接了多个联机终端，并允许多个用户通过终端以交互的方式使用主计算

机，共享主机资源的系统。

(2)分时系统的重要目标是实现人与系统的交互性。分时系统设计的目标是确保用户响应时间的及时性。

(3)分时系统的特性

多路性独立性及时性：满足用户对响应时间的要求交互性

3.实时操作系统

（1）概念

实时操作系统是指系统能够及时响应外部（随机）事件的祈求，并能在要求的时间内完成对该事件的处理，

控制系统中所有的实时任务协调一致地工作。

（2）实时操作系统的特性

多路性独立性及时性：满足实时任务截止时间的要求交互性可靠性

4.原语：操作系统内核或微核提供核外调用的过程或函数称为原语，是由若干条指令组成，用于完成特定功效

的一段程序。原语在执行过程不允许被中断。

5.原子操作：执行中不能被其他进程（线程）打断的操作就叫原子操作。当该次操作不能完成的时候，必须回

到操作之前的状态，原子操作不可拆分。

进程管理:什么是进程？进程与程序的区分与联系？进程的特性有哪些？进程之间的关系有哪

些?什么是信号量?信号量的物理含义?

1.进程定义

可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分派和调度的基本单位。

2.进程特性

（1）动态性（2）并发性（3）独立性（4）异步性（5）结构特性：

3.进程与程序的关系

（1）程序是一组指令的集合，是静态的概念；进程是程序的执行，是动态的概念。（本质区分）

（2）进程有生命周期，它的存在是暂时的;程序的存在是永久的。

（3）进程包括程序代码、数据和“进程控制块”三部分。

（4）进程是一个独立的运行单位，是系统进行资源分派和调度的独立单位。

（5）一个程序在执行中可对应多个进程，一个进程也也许包括多个程序段。

4,进程的基本状态

（1）运行状态（Running）:己得至I]CPU,正在执行的状态。

（2）就绪状态（Ready）：得到了除CPU以外的所有资源，正在等候CPU的状态。

（3）等候状态（Blocked,也称阻塞状态）：进程等候某一事件的发生而暂时停止运行的状态。

5.进程之间的关系有哪些

同时互斥

6.什么是信号量？

信号量是实现进程同时的一个变量。是一个有效的进程同时工具，可分为：整型信号量、结构型信号量、

信号量集等.

7.信号量的物理含义

S>0表示有S个资源可用

s=o表示无资源可用

S<0则ISI表示S等候队列中的进程个数

P（S）:表示申请一个资源

V（S）表示释放一个资源。信号量的初值应当不小于等于0

设备管理:设备的分类

按数据传输单位，设备可提成:

>字符设备（输入输出设备）：字符设备中存储和传送的是不定长的数据，是以字符为单位发送或和接收

一个字符流，传输速度低、不可寻址（源地址或目标地址）。如打印机、键盘、网卡和显示器等。

①依照文献中统计特性分：定长统计文献变长统计文献

②文献的组织方式（逻辑结构）：次序文献索引文献索引次序文献

2.文献物理结构

（1）概念

是指文献在外存上的存储结构，也称文献存储结构。文献的物理结构决定了文献信息在存储设备上的存储

位置。

（2）物理结构的类型

连续文献串联文献（链接文献）索引文献hash文献

简答

L进程的概念与特点、进程的同时与互斥。

进程概念

有关进程的定义有多个，其中最具代表性的定义有如下几个：

（1）进程是程序的一次执行

（2）进程是能够与别的计算并发执行的计算

（3）进程是一数据结构及能在其上进行操作的一个程序

（4）进程是一个程序及共数据在处理机上次序执行时所发生的活动

（5）进程是程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分派和调度的一个独立单位

进程痔性

（1）动态性：动态性是进程的基本特性。进程具备生命周期，它由创建而产牛.，经调度而执行，由撤消而消亡。

（2）先发惺一在内存中的多个进程实体能在一段时间内同时运行。

（3）独立性j进程是系统进行资源分派和调度的一个基本单位，是一个能够进行独立运行的基本单位。

（4）柱宏性-每个进程在运行时都在以不可预知的速度向前推进。

（5）结构特性：进程实体实际上是由三部分所组成:程序段、数据段和进程控制块PCB。在UNIX系统中，

也把这三部分称为“进程映像”。

进程同时与互基本概念

（1）并发进程之间的协作控制一般称为进程同时。——直接制约关系（协作）

（2）并发进程之间的竞争控制一般称为进程互用。一一间接制约关系（竞争）

进程同时与互斥的重要任务就是确保多个并发进程能有效地合作并共享系统资源，使并发进程的执行成果

具备可再现性。

2.死锁的概念、死锁产生的原因、死锁的预防和防止措施、资源分派图的简化、死锁定理。

（1）死琐概念

死锁是指多个并发执行的进程因资源争夺而出现的一个彼此都不能继续向前推进的僵持局面,

（2）产生死琐的原因

①竞争资源一一竞争非剥夺性资源（如，打印机）和竞争暂时资源（如，某进程生产的数据、消息）

②进程推进的次序非法

（3）死琐的预防

①避开“祈求和保持”条件：一次性祈求，一次性分派。在进程运行期间不再提出资源祈求。这种措施也

称“预先静态分派法

②避开“不剥夺”条件：进程逐一提出资源祈求，目前祈求不能满足时，必须释放它所拥有的所有资源。

③避开“环路等候”条件：将所有资源按类型进行线性排队，并赋予不•样序号，要求进程申请资源时按序

号递增的次序提出。这种措施也称“有序资源分派法”。

（4）死锁的防止一一银行家算法，死锁的预防一一资源有序分派法。

（5）资源分派图的简化

从图找一个进程结点pi,若它对资源Rj的祈求满足（既非阻塞也非孤立）：

abs（Pi,Rj）+

其中：Wj表示j类资源的总数，（Pi,Rj）表示进程Pi申请j类资源的数量，（Rj,pk）表示分派给进程Pk

的j类资源数。

简化操作：

①释放pi所占有的资源，即去担它所有的祈求边和分派边使其成为一个孤立结点。

②重复执行前两步，直到找不到满足条件的进程结点为止。

（6）死锁定理

系统状态S为死锁状态的充足条件，当且仅当S状态的系统资源分派图是不可完全简化的。（最少有一个

进程结点不能简化为孤立结点。）该充足条件被称为死锁定理。

3.文献的多级目录结构（文献的物理结构、文献控制块、索引节点等）

文献物理结构

（1）概念

是指文献在外存上的存储结构，也称文献存储结构。文献的物理结构决定了文献信息在存储设备上的存储

位置。

（2）物理结构的类型

连续文献串联文献（链接文献）索引文献hash文献

文献控制块

（1）概念

是文献存在的标志，为提升查找速度，一般把FCB集中起来组织成文献目录（目录文献）。目录项分两种：

子F1录和文献的FCB。一个文献由FCB和文献体（文献内容）两部分组成。

FCB是操文献系统为每个文献建立的唯•管理数据结构,FCB重要包括下列信息：

＞文献标识符和控制信息：文献名、用户名、存取权限、文献类型和文献口令等

＞逻辑结构信息：统计类型、统计个数和统计长度等

＞物理结构信息：设备号、文献物理结构类型、文献索引位置等

＞使用信息：共享进程数、文献最大长度、目前大小和修改情况等

＞管理信息：文献的建立口期、访问口期和保存期限等

（2）文献目录

一个文献系统中所有FCB的有序集合称为文献目录。一个FCB就是一个文献目录项。一个文献目录也被看

作是一个文献，称为目录文献。

（3）索引结点（i结点）

是由除文献名外的其他文献描述信息所组成的一个数据结构。

为何要引入索引结点？

①文献目录占用大量的盘块，检索时间长

②在检索目录文献过程中只用到文献名

种类

①磁盘索引结点

存储在外存上的索引结点。基本信息包括：文献主标识符、文献类型、文献存取权限、文献物理地址（磁盘

上的地址）、文献长度、和文献存取时间等信息。

②内存索引结点

存储在内存上的索引结点。内存索引结点包括磁盘索引接点的所有信息，并增加内存索引结点编号、状态、

访问计数、文献所属的逻辑设备号和链接指针等信息。

（4）文献的目录结构

①单级目录结构

整个文献系统只建立一张目录表，每个文献在目录表中占有一目录项。

缺陷：

＞查找速度慢

＞不允许重名

＞不以便实现文献共享

②两级目录结构

在系统中建立一个主文献目录MFD,同时还为每个用户建立一用户文献目录UFD。

优点：

＞处理了文献的重名问题和文献共享问题一一用户名I文献名

＞提升了目录检索的速度，减少查找时间

缺陷：增加了系统开销

③树型目录结构（多级）

在两极目录的基础上，允许用户创建自己的子目录，子目录创建自己的子目录，依次类推,

优点：层次结构清楚，便于管理和保护：有利于文献分类；处理了文献的重名问题；提升了文献的检索速度；

能进行存取权限的控制

缺陷：查找一个文献按途径名逐层检查，因为每个文献都放在外存，数次访盘影响存取速度。

4.磁盘调度（磁盘调度措施:FCFS、SSTF,SCAN）

（1）先来先服务FCFS

依照进程祈求访问磁盘的先后次序进行调度。

缺陷：平均寻道时间长

（2）最短寻道时间优先SSTF

选择与目前磁头所在的磁道距离最近的磁盘访问祈求服务。

缺陷：出现“饥饿”现象。

（3）扫描（SCAN）算法（电梯调度算法）

首先考虑磁盘祈求的磁头移动方向，在方向一致的情况下选择与目前磁头最近的磁盘祈求服务。若同方向没有

祈求，磁头转向反方向移动。

寻道时间Ts（开启磁臂时间s+滋头移动时间）Ts=mXn+s（移动n条磁道）

旋转延迟时间Tr=l\2r传输时间Tt=b\Rn

其中，b为传输的字节数，N为一条磁道上的字节数，r为磁盘每秒的转数。

5.虚拟设备、缓冲技术、SPOOLING系统

虚拟女备

操作系统使用共享设备来模拟独占设备的操作，通过操作系统虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备V

在虚拟设备环境中，一个独占设备能够允许两个或两个以上的进程并行使用，并且每个进程都感觉在独占

使用该设备。

缓冲技术

（1）为何要引入缓冲技术

＞缓解CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾

＞减少对CPU的中断次数。

＞提升CPU和I/O设备之间的并行性

（2）缓冲的种类

单缓冲双缓冲循环缓冲缓冲池

SPOOLing系统

SPOOLing技术是实现虚拟设备以提升独占设备利用率的技术，也是一个以空间换时间的技术。

SPOOLing技术是在批处理操作系统时代引入的，即假脱机输入输出技术。把这种技术实质就是对输入/输

出数据成批处理.

（1）概念

SPOOLing技术是指在联机情况实现的同时外围操作，也称假脱机操作。它通过共享设备来模拟独占设备

的动作，使独占设备成为共享设备，也称为虚拟设备技术。

（2）SPOOLing技术实现原理

SP（X）Ling输入--------作业预输入（输入机=输入井）

SPOOLing输出--------作业缓输出（输出井=输出机）

由SPOOLing程序控制通道完成

（3）SPOOLing系统的组成

①输入井和输出井（外存：暂存I/O设备传送的数据）

②输入缓冲区和输出缓冲区（内存：匹配CPU与磁盘之间速度不匹配的矛盾）

③输入进程和输出进程（假脱机进程）

（4）SPOOLing系统的优点与缺陷

优点:

①提升了I/O速度。用户程序对慢速独占设备的独占时间大大缩短了，提升了慢速独占设备的利用率；

②用户程序自身的执行时间大大缩短了，提升了系统吞吐量和资源的利用率。

③使独占设备成为共享设备，实现了虚拟设备的功效。

缺陷：必须有高速、大容量和可随机存取的外存的支持。

综合应用题

1.多道系统、作业调度、进程调度、抢占式调度、非抢占式调度、周转时间、带权周转时间

（1）概念

作业调度：是指按一定的作业调度算法,从外存的后备作业队列中选择若干个作业调入主存的过程。

进程调度：按一定的进程调度算法,从已在内存的进程中选择一个进程并把CPU分派给它的过程。

作业周转时间：从作业提交进入系统到结束退出系统所经历的一段时间。

平均周转时间：多道作业周转时间的平均值。

系统吞吐展（吞吐率）：单位时间系统所完成的总工作量（一般用作业数表示）。

（2）调度可分为三个层次：

但幽度一也称高级调度或长期调度，决定每次接收多少个作业和接纳哪些作业的问题。

互换调度：重要负责内外存上的进程互换。一般通过“挂起”和“解挂”的措施来实现，也称“中期调

度”.

进程/线程调度：将处理器分派给一个或多个进程/线程的调度措施,也称“低级调度”和“短期调度”和

“处理器调度”。

带权周转时间:周转时间/运行时间

例1：先来先服务调度（非抢占）

在一个单道批处理系统中，一组作叱的提交时刻和运行时间如下表所示，请计算其平均周转时间T和平均算权

执行提交时运行时等候时开始时完成时周转时带权周转

周转时间也

作业提交时刻运行时间次序刻间间刻刻间时间

18.01.0

28.50.518.01.00

39.00.2

28.50.50.5

49.10.1

39.00.20.5

19.10.10.6

例2：若采取抢占的高优先级调度算法，进作业平均周转时间

优先数越小的作业，优先权越高。）

作业提交时刻运行时间优先数作业平均带权周转时间

18.01.03—时间；8.059.09.19.29.39.8

28.50.51作业：123⑵43(4)1(3)(1)

39.00.22

49.10.11

例3：短作业优先调度（短作业优先调度算法产生的平均周转时间短，系统吞吐量大。非抢占）

作业提交时刻运行时间

执行提交运行开始完成时周转时带权周转时

18.01.0次序时刻时间时刻刻间间

28.50.518.01.0

39.00.2

39.00.2

49.10.1

49.10.1

28.50.5

作业平均周转时间

作业平均带权周转时间

例4：最短剩余时间优先调度（最短作业优先调度算法产生的平均周转时间最短，系统吞吐量最大。抢占式）

作业提交时刻运行时间执行提交运行开始完成时周转时带权周转时

18.01.0次序时刻时间时刻刻间间

2R.50.R

18.01.0

39.00.2

39.00.2

49.10.1

19.10.1

28.50.3

XT717-1m"n-4-lYn

例5：时间片轮转调度算法（是一个基于时间片的抢占式调度算法。）

假定系统要求的时间片大小为0.3,不考虑切换开销。作业提交情况如下表所示:

作业提交时刻运行时间

18.01.0

执行次序提交时运行时间运行及周转带权周

28.10.5

刻完成时刻时间转时间

38.20.2

18.01.0

48.30.1

28.00.5

：・；8.00.2

48.00.1

作业平均周转时间

作业平均带权周转时间

例6：高响应比调度（非抢占）

响应比Rp=等候时间+要求服务时间=响应时间

要求服务时间要求服务时间

作业提交时刻运行时间

执行:提交时刻运行时等候时开始时完成时周转时带权周转

18.01.0次序间间刻刻间时间

28.50.518.01.0

39.00.2

28.50.5

49.10.1

39.00.2

49.10.1

作业平均周转时间

作业平均带权周转时间

egl：在一个具备两道作业的批处理系统中，作业调度采取短作业优先的调度算法，进程调度采取优先数为基础

的抢占式调度算法（作业优先数即为进问题:

执行提交运行优先数运行及周转带权周转

依照下表求它们的平均周转时间。

作业名抵达时间运行时间优先数

A10：0040分钟5

B10：2030分钟3

C10：3050分钟4

D10：5020分钟6

eg2:在某多道程序系统中，用户目前可使用的系统资源：内存空间100K,磁带机2台，打印机1台。系统采取

可变式分辨别配方式管理内存，对磁带机和打印机采取静态分派方式，并假设输入输出操作的时间忽视不计。

假设作业调度采取先来先服务算法，内存分派采取初次适应算法且不准移动已在内存中的作业，进程调度采取

短作业优先的调度算法。作业序列情况如下表。

作业号提交时间运行时间内考需求申请磁带机打印机

18：0030分钟15E11

28；2010分钟30K01

38：2020分钟60E10

48：3020分钟20K10

58：3515分钟10E11

问题：

（1）求作业调度的次序，并给出每道作业进驻内存的时刻（5分

（2）计算每道作业的周转时间（5分）。

解：（1）（5分）

作业调度的次序：1~3-4-2-5

进驻内存的时刻分别为：8：00,8：20,8：30,

8：50,9：00……（5分）

(2)(5分)

作业的周转时间=作业的完成时间-作业抵达系统的时间。

每道作业的周转时间如下：1号作业：30（分钟）2号作业：4（）（分钟）3号作业：3（）（分钟）4

号作业：65（分钟）5号作业：40（分钟）

2.虚拟页式存储器管理系统（页表、快表、虚地址、物理地址、快表命中、页表命中、页面裁减

算法（LRU、CLOCK）,驻留集、置换方略、抖动、缺页中断）

（1）页表：放在系统空间的页表区,存储逻辑页与物理页帧之间的对应关系。每个进程的PCB表中有一个指向

页表的指针，即每一进程拥有一张页表。

有效地址结构：

I页号pI页内位:移质ii~I

逻辑地址=P（页号）*页面大小+d（页内位移）物理地址=f（页帧号））*页面大小+d（同上）

P=线性逻辑地址/页面大小；d=线性逻辑地址-P*页面大小。

例如：页面的大小为1KB,求逻辑地址4101的页号和页内位移。

15141312111096531

86420

00000000

01000011

得到页号P=4,页内位移d=5

进程被调度占用CPU时，进程页表始址被装入页表地址存储器。

例如：有一个32位的分页存储器管理系统，页面的大小要求为1KB,每个页表项占4个字节，求页表所

占的最大内存空间？

32位计算机系统的逻辑地址空间应是232,页表长度（页表项的个数）为：

232/210=222

页表所占的内存空间:222X22=224个字节,即16MB。

(2)快表：由一组高速缓冲存储器组成,用来存储FI前访问过的页表项，以减少地址转换过程中的时间花费。

快表的表目结构：----------------------------------------------

(3)金史生二选用8T2项组成的联想存储器，并采取适当的替代方略，在联想存储器中匹配成功的也许性可

达80-90%o

(4)等效访问时间：设访问主存时间为750ns,搜索联想存储器的时间为50ns,若联想存储器的命中率为80限

则一次访问主存的平均时间为(假设先杳联想存储器再查页表)：

80%*(750+50)+20%*(750+50+750)=950ns

(5)虚拟地址：在虚存管理系统中,一般把运行进程访问的指令和数据的逻辑地址(目标程序中的相对地址)

称为虚拟地址。虚拟地址的集合称为虚拟地址空间或逻辑空间。

(6)实地址：主存储器单元的实际地址。主存也称为实地址空间或物理空间。

(7)最近最久未使用(LRU)算法

原理

依照页面在内存中的使用情况，选择最近最久未使用的页面予以裁减。即以“最近的过去”预测“最近的

将来”，即裁减上次使用距目前最远的页。

＞栈实现的LRU法一一存储目前使用的各页面的页号。

实现原理：当进程访问某页时,就将该页的页号从栈底移出压入栈顶，或将新访问的页号压入栈顶。处在栈

底的就是最近最久未使用的页面号。

（7）时钟（Clock）页面置换算法

将二次机会置换算法中的FIFO链组织成一个环状队列，设一指针指向Fl前最老的页面。当产生缺页中断时，

假如指针所指向的页面的访问位为“0”，则裁减，将新调入的页面插入到指针指向的位置，指针前移；假如访

问位为“1”，则将其清“0”，指针前移，直到找到一个访问位为“0”的页面。

（8）页面分派的有关方略

①最小物理块数确实定

最小物理块数是指能确保进程正常运行所需要的最少物理块数。

有关原因：机器指令的格式、功效和寻址方式。

②页面分派和置换方略

＞固定分派局部置换

＞可变分派全局置换：系统维护一个空闲物理块队列

＞可变分派局部置换：依照缺页率来动态增加或减少分派给每个进程的物理块数。

页面置换算法实现目标：不发生抖动现象，缺页率正常。

（9）先触一进程的合法页集合。

（10）抖动：假如分派给进程的存储块数量小于进程所需要的最乙、值,进程的运行将很频繁地产生缺页中断，

这种频率非常高的页面置换现象称为抖动。

（11）缺页中断——目前访问的页面不再主存时产生缺页中断。

缺页中断与一般中断的区分：

①在指令执行期间产生和处理中断信号

②一条指令执行期间也许产生数次缺页中断

编程

信号量P、V操作的编程生产者一一消费者问题读一写问题

步骤：（1）抽象为几类进程（2）分析进程之间的直接和间接制约关系

（3）设置信号量及其初值（4）为各类进程编写代码

补充

1.为何引入进程?进程控制块。

（1）为使程序能并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了进程的概念。

（2）进程控制块PCB

是进程实体的一部分，是操作系统中作重要的统计型数据结构。PCB中统计了操作系统所需的。用于描

述进程的目前情况以及控制进程运行的所有信息。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独

立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程发生并发执行的进程。PCB是进程

存在的唯一标识。

2.特权指令和非特权指令

特权擅”只能由操作系统使用的指令。特权指令的执行一般会引起处理器的状态切换。

处理器的状态:依照运行程序对资源和机器指令的使用权限将处理器设置为不一样状态：

多数系统将处理器工作状态划分为管态和目态：

管态：操作系统管理程序运行的状态，又称为特权态、系统态、管理态或核心态

目态：用户程序运行时的状态，又称为一般态或、用户态

有些系统将处理器状态划分核心状态，管理状态和用户程序状态（目标状态）二种

管态和目态的比较：

＞处理器处在管态时

/能够执行所有指令(包括特权指令)

/可使用所有资源

,具备变化处理器状态的能力

＞处理器处在目态时：只能执行非特权指令

/特权级别不一样，可运行指令集合也不一样

/特权级别越高，能够运行指令集合越大

/高特权级别对应的可运行指令集合包括低特权级的

3.进程的阻塞与唤醒,进程的挂起与激活

(1)引起进程阻塞与唤醒的事件

＞进程祈求系统为之服务

＞开启某种操作

＞需要的数据不能及时抵达

＞本进程无工作可做(如发送进程)

(2)进程的阻塞过程

进程的阻塞通过阻塞原语来实现，阻塞是进程的一个积极行为，过程：

＞将进程状态由运行变为阻塞

＞将阻塞进程插入对应的阻塞队列

＞设调度标志为“真”，进程调度程序调度新的就绪进程运行。

(3)进程的唤醒过程

进程的唤醒通过唤醒原语实现，唤醒是一个被动行为，过程：

＞将要唤醒的进程从阻塞队列中移出

＞将该进程的状态由阻塞变为就绪

＞将该进程插入就绪队列等候CPU调度

（4）进程的挂起（一个进程只能解挂自己的子孙进程，而不能解挂其他族系的进程。）

进程的挂起通过挂起原语来实现，重要过程：检查将要被挂起的进程的状态

若状态为：执行停止，设置CPU调度标志为“真”

活动就绪静止就绪

活动阻塞静止阻塞

（5）进程的激活

进程的激活过程通过激活原语实现，过程:

检查将要被挂起的进程的状态：静止就绪活动就绪

静止阻塞活动阻塞

检查是否要进行重新调度

例如;请判断下列说法哪些的正确的?答案：（2）、＜3）

（1）进程能够由自己创建（2）进程能够由自己阻塞（3）进程能够由自己挂起

（4）进程能够由自己激活（5）进程能够由自己唤醒（6）进程能够由自己撤消

4.进程通信

进程通信通过发送原语和接收原语方式。

5.线程一什么是内核级线程?什么是用户级线程?

（1）级线程ULT：由用户应用程序建立的线程。并且由用户程序负责对他们的调度和管理工作。

（2）内核级线程KLT：此类进程依赖OS内核，所有线程的创建、调度和管理所有由操作系统内核负责。即

所有线程的创建、切换和撤消等操作都需要进行系统调用，由OS内核来实现。

用户线程：运行在用户地址空间的线程。内核线程：运行在内核至回的线程。

所有的用户级线程都是用户线程，内核级线程能够是用户线程，也能够是内核线程。

6.什么是环境调用单位是进程?什么是环境调用单位是线程?

(1)仅设置用户级线程的系统是以进程作为调度的基本单位。

(2)设置内核级线程的系统以线程作为调度的基本单位。

7.产生死琐的必要条件

(1)互斥条件：在一段时间内某资源只允许一进程使用。

(2)祈求和保持条件：既占有乂同时祈求资源。

(3)不剥夺条件：资源在使川完前不能被抢夺。

(4)环路条件：发生死锁时必然存在一个进程-资源的环形链。

7.死琐的解除措施

剥夺资源撤消进程

8.什么是静态重定位?

静态重定位：在装入一个作业时，由链接程序在程序执行前进行的重定位，即把作业中的指令地址和数据地

址所有转换成绝对地址。静态重定位是由重定位装配程序完成，不支持程序浮动。

9.什么是主存的连续分派?

动态分辨别配。依照进程实际需要,动态的分派内存空间。在实现可变分辨别配时，将包括到分辨别配中所

用的数据结构、分辨别配算法和分区的分派与问收操作这么二个问题C

10.可重定位分区

通过移动的措施，把主存中分散的各个小的存储分区拼凑成大存储区的过程，这种措施叫做紧凑。

动态重定位的特点：

＞动态重定位由硬件机构完成，硬件机构包括重定位存储器和加法器。

＞在程序执行的过程中进行逻辑地址到物理地址的转换。

＞目标程序能够在内存中移动且能够不连续。

1L分页与分段的比较

⑴页是信息的物理单位;而段是信息的逻辑单位。

（2）页的大小固定:而段的大小是由它逻辑信息的长度的决定,不一样段的长度一般不一样。

（3）分页管理的地址空间是一维的,而分段管理的地址空间是=维的

（4）段式存储管理能够实现基于完整功效逻辑段的信息共享，便于实现动态链接。

12.信息共享

段的共享：对于那些被多个程序共享的段,在内存中只保存一个副本。副本采取可重入代码，

13.虚拟存储器的实现措施

（1）祈求分页的存储器管理系统

（2）祈求会邀的存储器管理系统

（3）段页式虚存管理系统

14.祈求分页存储器管理方式也许遇到哪些问题?

（1）最小物理块数确实定（2）物理块的分派方略（3）物理块的分派算法

15.分段保护

越界检查：每个进程只能运行在自己的地址空间。

存取控制检查：只读、只执行、读/写

环境保护护机构：不一样的环具备不一样的访问权限。标准是：

/一个程序能哆访问驻留在相同环或较低环中的数据

/一个程序能够调用驻留在相同环或较高环中的服务

16.分页保护

越界保护：设置页表长度存储器，查页表前，先检查页号是否越界。

操作访问保护：在每个页表项中增设一存储保护域，用于阐明对该页的访问权限，每一个对该页存储的访问都

首先要比照是否满足该页访问权限的阐明，满足则访问，否则报错。

17.设备管理的任务和功效

设备管理的事要任务是完成用户提出的I/O祈求，为用户分派I/O设备，以提升CPU和1/（）设备的利用率和系

统的吞吐量。重要包括：

＞缓冲管理：管理好各种类型的缓冲区。

＞设备分派：依照用户的祈求，分派对应的设备。

＞设备处理：通过设备处理程序（设备驱动程序）来实现CPU和设备控制器之间的通信。

＞设备独立性和虚拟设备：通过设备独立性程序可使应用程序独立于详细的物理设备；通过虚拟技术，

可把•次只允许•个进程访问的物理设备改导致可同时供多个进程共享的设备。

18.设备分派的分派次序

分派设备-------分派控制器--------分派通道

19.1/0系统的层次

两层:设备有关层（卵动层）设备无关层（独立层）

四层：用户进程----进行I/O调用；格式化I/O：spooling

设备无关I/O软件（设备独立性软件）一一设备命名；保护；阻塞；缓冲；分派与释放

设备驱动程序一一设置设备存储器；检查状态

中断处理程序——当I/O结束时唤醒驱动

（硬件——执行I/O操作）

中断层详细功效

中断层是I/O子系统的最低层。重要工作是执行与中断有关的操作，并在I/O结束时唤醒驱动程序。

驱动层的详细工作：

（1）确定是否向设备发命令

（2）确定向设备发什么命令

（3）向设备发命令（设置存储器）

（4）监督设备命令的正确执行和等候物理操作的完成

（5）执行后处理：中断时被调用的驱动层物理操作的后续处理

独立层（逻辑I/O层）功效

（1）向用户层软件提供一个统一的接口

（2）设备命名

（3）设备保护：预防无权存取设备的用户存取设备。

（4）缓冲管理

（5）提供与设备无关的块尺寸：向更高一层隐藏不一样设备的物理块大小的差异。

（6）块设备的存储分派

（7）分派和释放独占设备

（8）错误报告（与设备无关的错误报告）

用户空间层I/O软件一一运行于用户空间的I/O软件

（1）与用户程序连接在一起的库过程。（输入输出的格式是由库过程完成的）

（2）在核心外运行的I/O程序。（如假脱机进程）

例如:请阐明下列的各个工作是在设备管理的哪个层次完成的?

1.向设备存储器写命令。2.检杳用户是否有权使用设备。

3.将二进制整数转换成ASCH码打印。4.为一个读操作计算磁道和扇区。

解：1.驱动层；2.设备无关I/O软件层；3.用户空间层I/O软件；4.驱动层.

20.1/0软件

设总体设计目标：是高效率和通用性。前者要确保1/0设备与CPU的并发性，以提升资源利用率；后者则

是指尽也许地提供简单抽象、清禁而统一的接口。

重要标准：i殳法消除或屏蔽设备硬件内部的地基处理过程,为用户提供•个简便、易用、拍象的逻辑设备

接口，确保用户安全、以便的实用各类设备。

21.文献属性结构

文献属性重要有：文献类型、文献长度、文献的物理位置、文献的建立时间等。

22.文献的打开和关闭是干什么的?

所谓“打开”（open）,是指系统将指名文献的属性（FCB——包括该文献在外存上的物理位置）从外存拷贝到

内存打开文献表的一个表目中，并将该文献返回给用户.

所谓“关闭”（close）,系统调用来关闭系文献,OS将会把该文献从打开文献表中的表目上删除掉。

打开文献一一任何一个文献使用前都要先打开，即把文献的FCB送到内存。

关闭文献：把文献在主存中的FCB写入磁盘,并修改系统打开文献表和用户打开文献表。

23.文献的读、写、删除是干什么的?

读文献：在读一个文献时,须在对应系统调用中给出文献名和应读入的内存目标地址。此时，系统同样要查找

目录，找到指定的目录项，从中得到被读文献在外存中的位置。在目录项中，尚有一个指针用于对文献的读、

写。

写文献：在写一个文献时,须在对应系统调用中给出该文献名及该文献在内存中的地址。为此，也同样须查找

目录，找到指定文献的目录项，再利用目录中的写指针进行写操作。

班除文献：当已不再需要某文献时.可将它从文献系统中删除。在删除时，系统应先从目录中找到要删除的文

献找到要删除文献的目录项，使之成为空项，然后回收该文献所占用的存储空间。

24.文献逻辑结构的类型和特点

（1）有结构文献

次序文献：其中统计一般是定长统计,因而能用较快的速度查找文献中的统计。（次序文献的优点适合次

序存取，批量存取的效率高。次序文献的缺陷变长统计文献随机直接存取效率低。）

索引文献：统计为可变长度时,为每个文献建立一张主索引表，每个逻辑统计在索引表中建立一个表项,

以加快对统计的检索速度，每一个表项设一指针指向对应的逻辑统计。（索引文献很轻易实现

对逻辑文献的随机访问。）

次序索引文献：将次序文献的所有统计提成若干个组,并为次序文献建立一张索引表，索引表的表项为每

组第一个统计的键值和指向该统计的指针。（索引次序文献一般按核心字次序组织文献。）

（2）无结构文献

25.目录查询技术

当用户要访问一个已存在文献时，系统首先要利用用户提供的文献名对目录进行查询，找出该文献的文献

控制块对应索引结点；然后，依照FCB或索引结点中所统计的文献物理地址，换算出文献在磁盘上的物理位置;

最后：再通过磁盘驱动程序，将所需文献读入内存。目前对目录进行查询的方式有两种：线性睑索法和Hash

措施,

26.文献的共享

（1）基于索引结点的共享方式（硬链接）

（2）基于符号链的文献共享（软链接）

考研题

进程的描述与控制

D单处理机系统中，可并行的是（）

I进程与进程II处理机与设备III处理机与通道IV设备与设备

A.I、II和IIIB.LII和IVC.I、III和IVD.IkIII和IV

A下列选项中，操作系统提供的给应用程序的接口是（）

A：系统调用B：中断C：库函数D：原语

C下列选项中，导致创进新进程的操作是（）

1用户成功登陆II设备分派HI开启程序执行

A：仅【和nB：仅ii和inc：仅I和inD：LII,in

A下列选项中，减少进程优先权缄的合理时机是（）

A：进程的时间片用完B：进程刚完成I/O,进入就绪队列

C：进程长期处在就绪队列中D：就绪从就绪状态转为运行态

A下列选项中，在用户态执行的是()

A.命令解释程序B.缺页处理程序C.进程调度程序D.时钟中断处理程序

D在支持多线程的系统中，进程P创建的若干个线程不能共享的是()

A.进程P的代码段B.进程P中打开的文献C.进程P的全局变量D.进程P中某线程的栈指针

互斥与同时

三个进程pl,p2,p3互斥使用一个包括N(N>0)个单元的缓冲区，pl每次用produce。生成一个正整数并用

put。送入缓冲区一个空单元中；p2每次用getodd从缓冲区中取一个奇数，并用countodd()统计奇数个数；p3

每次用geteven从缓冲区中取一个偶数，并用counteven()统计偶数个数：请用信号量机制实现这三个进程之

间的同时与互斥活动，并阐明所定义的信号量的含义。要求用伪代码描述。

设四个信号量：semaphoreodd=0,even=0;emply=N;mutex=l；

Parbegin

P2:P3:

Pl:

(

{X=prodcuce();

P(odd);P(even);

P(enipty);

P(mulex);P(mutex);

P(mutex);

put()；

V(mutex);

if(X%2==0)V(cven);

elseV(odd);

)

调度与死锁

D下列进程调度算法中，综合考虑进程等候时间和执行时间的是（）：

A.时间片轮转调度算法B.短进程优先调度算法C.先来先服务调度算法D.高响应比优先调度算法

C某计算机系统有8台打印机，有K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。该系统也许发生死锁

的K的最小值是（）：

A.2B.3C.4D.5

B设与某资源有关联的信号量初值为3,目前值为I,若M表示该资源的可用个数，N表示等候资源的进程数,

则M.N分别是（）

A.0,1B.1,0C.1,2D.2,0

A下列选项中，减少进程优先权级的合理时机是（）

A：进程的时间片用完B：进程刚完成I/O,进入就绪队列

C：进程长期处在就绪队列中D：进程从就绪状态转为运行态

B下列选项中，满足短任务优先且不会发生饥饿现象的调度算法是

A.先来先服务B.高响应比优先C.时间片轮转D.非抢占式短任务优先

A下列选项中，在用户态执行的是

A.命令解释程序B.缺页处理程序C.进程调度程序D.时钟中断处理程序

C有两个并发执行的进程P1和P2,共享初值为1的变量xoPl对x加1,P2对x减1。加1和减1操作的

指令序列分别如下所示。

〃加1操作//减I操作

loadRI,xloadR2»x

//取x到存储器RI中

incR1decR2

storex,RIstorex,R2

//将RI的内容存入x

两个操作完成后，x的值

A.也许为-I或3B.只能为IC.也许为0、I或2D.也许为-1、0、1或2

某银行提供1个服务窗口和10个供用户等候的座位。用户抵达银行时，若有空座位，则到取号机上领取一

个号，等候叫号。取号机每次仅允许一位用户使用。当营业员空闲时，通过叫号选用一位用户，并为其服

务。

用户和营业员的活动过程描述如下：

cobegin

（

process用户i

|从取号机获取一个号码；等候叫号；获取服务；

）

}coerd

请添加必要的信号量和P、V（或wait。、signalQ）操作，实现上述过程中的互斥与同时。要求写出完整的

过程，阐明信号量的含义并赋初值。

semaphoreseets=10；//有10个坐位的资源信号量

mutex=1；//取号机互斥信号量

havcCustom=0;//用户与营业员同时，无用户时营业员休息

process用户｛

process营业员

P(seets);//等空位

P(mutex);//

申请使用取号机while(True)

从取号机上取号；

V(mutcx);//

取号完成P(haveCustom);

V(haveCustoni);

//通知营业员有新用户到来

等候营业员叫号；

V(seets);//离开坐位

接收服务；

)

主存管理

A分辨别配内存管理方式的重要保护措施是：

A：界限地址保护B：程序代码保护C：数据保护D：栈保护

C一个分段存储管理系统中，地址长度为32位，其中段号占8位，则最大的段长是：

A：28字节B：216字节C：224字节D：232字节

D某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55mb(初始空间)，采取最佳适配(Bestfit)算法，分

派和释放的次序为：分派15mb,分派30mb,释放15mb,分派81nb,此时主存中最大空闲分区的大小是

A：7mbB：9nibC：lOmbD：15mb

虚拟存储器

A29.当系统发生抖动(thrashing)时，可用采取的有效措施是

I.撤消部分进程H.增加磁盘互换区的容量IH.提升用户进程的优先级

A.仅IB.仅I【C.仅n【D.仅I、II

B30.在虚拟内存管理中，地址变换机构将逻辑地址变换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是

A.编辑B.编译C.链接D.装载

设备管理

B某文献占10个磁盘块，现要把该文献磁盘块逐一读入主存缓冲区，并送用户区进行分析，假设一个缓冲

区与一个磁盘块大小相同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为lOOus,将缓冲区的数据传送到用户区的时间是

50us,CPU对一块数据进行分析的时间为50us。在单缓冲区和双缓冲区结构下，读入并分析完该文献的时间分

别是

A.150()us、lOOOusB.1550us、1l(X)usC.1550us、1550usD.us、us

A假设磁头目前位于第105