计算机操作系统复习10级

1、计算机系统与系统系统复习,考试题型 单选题、填空题、简答题、综合应用题 考试章节 第1章 操作系统概论 第2章 作业管理和用户接口 第3章 进程和处理机管理 第4章 存储管理 第5章 设备管理 第6章 文件系统,第1章 操作系统概论,知识重点,1. 操作系统的定义,操作系统是管理和控制计算机硬软资源，合理地组织计算机的工作流程，方便用户使用计算机系统的软件。,2. 操作系统特性,（1）并发性 （2）共享性 （3）不确定性,3. 操作系统的功能,(1). 处理机管理 (2). 存储管理 (3). 设备管理 (4). 文件管理 (5).作业管理（用户接口）,4. 操作系统的3种基本类型,(1).

2、批处理操作系统 (2). 分时操作系统 (3). 实时操作系统,(1). 批处理操作系统,用户将作业分类整理，并将控制意图编写成作业说明书，然后成批提交系统，由系统按作业说明书自动调度作业执行。 主要特点： 脱机操作； 成批处理； 多道程序运行； 无交互性。,(2). 分时操作系统,把处理机的时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式把处理机轮流分配给所有联机用户使用，使得一台计算机能够为多个终端用户服务的系统。 主要特点： 协调性； 独立性； 交互性； 共享性。,(3). 实时操作系统,用于实时控制和实时信息处理的专用操作系统。 主要特点： （1）实时时钟管理。 （2）连续人机对话。 （3）过

3、载保护。 （4）高可靠性、安全性。,5. 多道程序系统,多道程序系统：指控制多个程序同时进入内存运行的系统。它是让多作业同时进入内存轮流交替占用CPU运行的技术，是提高CPU利用率的关键技术。 多道程序系统的特征： （1）多道性 （2）宏观上并行 （3）微观上串行,1操作系统负责管理计算机系统的（ ），其中包括处理机、内存、外围设备和文件。 A 程序 B 文件 C 资源 D 进程 2 引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有（ ）。 A 多个CPU B 多个终端 C 分时功能 D 足够大的内存 3从使用的角度上看，批处理系统的主要缺点是（ ）。 A.失去了批量性 B.设备利用率低 C.无交互性

4、 D.文件利用率低 4. 按资源管理观点看，操作系统把资源分为 资源和 资源两大类。 5. 多道程序系统的主要特征是多道性、 和 。 6.什么是操作系统,操作系统主要有哪些功能？ 7. 何谓分时系统， 简述其特点。 8. 操作系统主要有哪些特征？,第1章 操作系统概述-重点练习,第2章 作业管理和用户接口,知识重点,1. 作业和作业步,作业： 用户在一次算题过程中或一个事务处理中要求计算机系统所做工作的集合。 作业步：在一次业务处理中，要求计算机系统做的一项相对独立的工作叫一个作业步 。,2. 作业的状态,一个作业在进入系统到运行结束的生命期内，有4种状态： （1）提交状态 （2）后备状态 （

5、3） 运行状态 （4）完成状态,3. 用户和计算机之间的接口,(1) 命令接口：操作系统为用户提供的各种操作命令，供用户直接组织作业的工作流程和控制作业的运行； (2) 程序接口：操作系统为用户提供的一组系统功能调用，供用户编程时调用系统的功能，请求操作系统提供的服务。,4. 作业调度的功能,(1) 按照调度算法，从后备作业中选取一个或多个作业。 (2) 为被选中的作业分配资源。如分配主存和外设资源。 (3) 为被选中的作业运行做准备。创建相应进程，将作业的后备状态改为运行状态。 (4) 在作业结束时，再回收资源，作善后处理。,（1）先来先服务调度算法（FCFS） 总是按作业到达的先后次序进行

6、调度。 （2）短作业优先调度算法（SJF） 每次总是调度运行时间最短的作业运行。 （3）响应比高者优先调度算法 （4）优先数调度算法,5. 作业调度的算法,6. 算法性能衡量及周转时间计算,平均周转时间 T 其中 TiT完成T提交 平均带权周转时间 W 其中 Wi周转时间/运行时间,例：已知4个作业的提交时间和运行时间如下 分别按FIFC算法和SJF算法计算周转时间。,FCFS调度算法计算周转时间例子,FCFS调度算法 (调度顺序：123-4),SJF调度算法计算周转时间例子,SJF调度算法 (调度顺序：134-2),1.一般地，一个作业由（ ）组成。 A.一个进程 B.两个进程 C.多个子进

7、程 D.多个进程 2.一个作业处于运行状态，则所属该作业的进程可能处于( )状态。 A. 运行 B.就绪 C.等待 D. A或B或C 3.在批处理系统中，一个作业调度算法的优劣主要以平均周转时间 和 平均带权周转时间 时间来衡量。 4. 操作系统提供用户两个基本接口是： 和 。 5. 作业的周转时间是完成时间与提交时间之差；也是 等待时间与 执行时间之和。,第2章 作业管理和用户接口-重点练习,知识重点,第3章 进程和处理机管理,1. 进程顺序执行及特点,进程在处理机上的执行是严格按序的。 特点： 顺序性 封闭性 可再现性,2进程的并发性及特点,程序在处理机上的执行时间是交叉重叠的，是提高CP

8、U利用率而采取的一种同步操作技术。 特点： (1) 失去了程序的封闭性 (2) 间断性 (3) 通信性 (4) 独立性,3. 进程的定义及引入目的,定义 进程是一个具有一定独立功能的程序，是关于某个数据集合的一次运行活动。是分配资源的基本单位。 引入目的 为了控制和协调并发程序对软硬件资源的共享和竞争。 为了描述程序动态执行的过程和分配资源的基本单位。 进程的描述 程序 数据结构集 进程控制块（PCB）,4. 进程的基本特征,（1）动态性 （2）并发性 （3）独立性 （4）异步性/间断性 （5）结构特征,5. 进程的状态及转换,就绪执行 因调度而执行 执行就绪 时间片用完而落选 执行等待 因等

9、待事件而阻塞 等待就绪 事件发生而唤醒,6. 临界资源与临界区,临界资源：一次只允许一个进程访问的资源。 临界区：不允许多个并发进程交叉执行的程序段。 管理原则 进程不能相互阻塞； 每次至多一个进程进入临界区； 进程不能无限期留在临界区；,7. 两种制约,（1）间接制约（竞争关系）：是并发执行进程之间互相共享公用资源而引起的制约，导致进程互斥。 （2）直接制约（协作关系）：是并发执行进程之间互相共享对方私用资源而引起的制约，导致进程同步。,8. 信号量与PV原语,信号量（Semaphore）表示系统中资源实体数目或资源使用情况的整型量,其值只能由PV原语操作改变。 P(S) ：代表申请使用资源

10、的操作 将S减1； 若S0 ，则将调用P(S)的进程置为等待状态； 若S0 ，则进程继续。 V(S) ：代表释放归还资源的操作 将S加1； 若S0 ，则唤醒一个等待S的进程； 若S0 ，则进程继续。 n个进程共享m个资源，信号量S变化范围 （m-n）S m,9. 进程的互斥与同步,进程互斥是指不允许两个或以上共享资源的并发进程同时进入临界区。 进程同步是指相互合作的并发进程之间在某些点要相互通信，互相协调，共同完成任务的过程。 合作进程有两种同步关系： （1）在执行次序上的同步 （2）共享缓冲的同步,10. PV原语实现进程执行次序上的同步,设同步消息信号量s1，初值为0，表示进程P2还不能执

11、行；如果信号量s2为1，则进程P2就可以开始执行。 它们的同步关系如下,main( ) /主程序 int S1=0; cobegin P1 ( ); P2 ( ); coend ,PV原语实现进程执行次序上的同步的例子,main( ) /主程序 int Sb=0; int Sc =0; cobegin Pa ( ); Pb ( ); Pc ( ); coend ,Pa ( ) /进程 Pa ; V(Sb); V(Sc); ,Pb ( ) /进程 Pb P(Sb); ; ,Pc ( ) /进程 Pc P(Sc); ; ,有3个进程合作完成一项任务，它们的流程如图所示，S、f分别表示任务的开始和结

12、束。请用PV操作描述这3个进程的同步关系。 解： 分别设同步信号量Sb、 Sc ，初值都为0，表示进程Pb、Pc还不能执行.,11.处理机调度,处理机调度（进程调度） 按照某种调度算法从就绪队列中选取一个进程，分配CPU给它运行。 调度方式： （1）剥夺调度 （2）非剥夺调度 常用调度方法 （1）先来先服务 （2）轮转法（RR法） （3）多级反馈轮转法 （4) 优先数法,12. 死锁及死锁的必要条件,死锁 一组并发执行进程中的每一个进程都彼此等待对方占有的不可抢占的资源而出现的永远不能向前推进的状态。 如果系统死锁，则必同时满足4条： 互斥条件 不剥夺条件 部份分配 环路条件 解决死锁的方法

13、(1) 死锁的预防 (2) 死锁的避免 (3) 死锁的检测 (4) 死锁的恢复,1.程序执行的最终结果不受外界因素的影响，称为程序顺序执行的（ ）。 A.可再现性 B.独立性 C.顺序性 D.封闭性 2.某个信号量S初值为3，当前值为2，则等待在该信号量上的进程数为( )。 A.1个 B.2个 C.3个 D.5个 3.用打破资源的（ ）条件来预防死锁，是通过预先分配并发进程需要的所有资源来实现。 A.环路分配 B.部分分配 C.剥夺 D.不剥夺 4.某种进程调度算法的特点是以每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成比例，该调度算法称为（ ）。 A.FCFS B.优先级法 C.轮转法 D

14、.最高响应比法 5 进程调度是从 队列中选择一个 分配CPU运行。 6. 引入 PV 操作的目的是为了研究进程之间的 和 。 7. 进程调度的方式通常有2种： 调度和 调度 。 8. 解决死锁的方法一般可以分为 、 和检测与恢复。 9. 程序顺序执行的主要特点是 、 和可再现性。 10. 什么是临界资源,什么是临界区？ 11.什么是进程？进程主要有哪几种状态？ 12.并发进程执行中存在哪两种制约关系，由什么原因引起？,第3章 进程和处理机管理-重点练习,知识重点,第4章 存储管理,1.两种地址空间,（1）逻辑地址空间（虚拟空间） 用户程序用来访问信息的一系列地址单元的集合。这些地址单元的编号称

15、为逻辑地址或虚拟地址。 (2)物理地址空间（存储空间） 内存中用来存放信息的一系列地址单元的集合。这些地址单元的编号称为物理地址或存储地址。,2. 重定位,将程序中的逻辑地址转换映射成内存中物理的过程。 静态重定位 程序执行前，由软件一次性完成。 (2) 动态重定位 程序执行中，由专门硬件地址变换机构实现。,3. 分区分配管理,(1) 固定分区 预先把主存储器空间分成若干个连续区域。 (2) 可变分区 根据作业大小的需求和内存情况动态分配区域。分配算法： 首次适应法 将空闲分区按地址从低到高顺序分配使用 最佳适应法 将空闲分区按从小到大顺序分配使用 最坏适应法 将空闲分区按从大到小顺序分配使用

16、,4. 分页式存储管理基本原理,将作业逻辑地址空间分成若干大小相同页，同时将内存空间分成若干块，块大小与页相同；存储分配时，以块为单位分配，但块与块之间不一定连续；由页表及相应硬件地址转换机构实现地址转换。保证程序正确运行。,5. 页式地址表示,页式逻辑地址由页号P和页内地址d两部分构成： 即用数对(p,d)表示一个地址，p、d各占多少位与系统有关，通常页的大小为2的整数次方幂。 例 一个8个页面（页面大小为1024字节）组成逻辑地址装入到16MB的物理存储器中。 （1）逻辑地址需要13位； （2）物理地址需要24位。,214,6. 页式地址转换,Step1:将执行进程逻辑地址表示成（P,d）

17、，并将进程的页表始地址及长度送控制寄存器； Step2: 通过控制寄存器读页表，由页号p查页表得相应块号b; Step3: 将块号b乘以块长直接与页内地址d拼接成内存物理地址，即: 物理地址b*块长d,例 页式地址转换,设页长为1K 虚拟地址2500 2 452 页 表 8644 8 452 物理地址,7. 缺页中断率的计算,设作业P有n页,系统分配m个内存块（1mn） 若作业P执行时访问的页在内存的次数为S； 访问的页不在内存的次数为F； 则作业P 缺页中断 F 次 缺页中断率 f %,8.页面淘汰算法,1.最佳算法 2.先进先出算法(FIFO算法) 3.最近最久未使用页面淘汰法 (LRU算

18、法) 4.时钟算法,例：按FIFO算法计算缺页中断率,设问页的顺序为： 7、0、1、2、0、3、0、4、2、3、0、3、2 如果系统为它分配3个块，采用FIFO算法。计算缺页中断率是多少？ 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 7 7 7 2 2 2 2 44 4 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 2 2 22 2 1 1 1 1 0 00 3 3 3 3 产生缺页中断10次。 缺页中断率f10/1376.9。,1.页式存储管理中,要对内存中的数据进行一次存取至少要访问内存（ ）。 A.1次 B.2次 C.3次 D.4次 2.页式存储管理中，如果用地址的低10位来表示页内地

19、址，则页大小为（ ）。 A.512B B.1024 B C.2048B D.4096B 3.页式存储管理中，页的大小通常应选（ ）。 A.任意值 B.1KB以上 C.1KB以下 D.2的整数次方幂 4.在分页存储管理系统中，对内存的分配是以（ ）为单位进行分配。 A.字节 B.作业 C.记录 D.块 5.动态分区分配算法有：首次适应法、 和 。 6. 在请求页式存储管理中，当查找的页不在 时，要产生 中断。 7. 地址重定位方式分为 和 两种。 8什么是逻辑地址空间？什么是物理地址空间？ 9.简要说明分页式存储管理的基本原理。,第4章 存储管理-重点练习,知识重点,第5章 设备管理,1. I/

20、O设备的分类,1.按数据传输率分类 低速设备 中速设备 高速设备 2.按信息交换的单位分类 字符设备 块设备 3.按设备的共享属性分类 独占设备 共享设备 虚拟设备,2I/O设备的控制方式,循环测试方式； (2)中断方式 ； (3 DMA方式； (4)通道方式。,3. 缓冲及引入目的,缓冲 内存与外设交换信息时，I/O前后暂时存放数据的内存区域（或缓冲器）。是提高CPU与外设并行工作能力的技术。 缓冲种类 单缓冲 双缓冲 循环缓冲 缓冲池 引入缓冲的目的 为了匹配外设与CPU的速度； 为了减少中断次数及中断处理时间； 为了解决通道或DMA方式下的“瓶颈”问题。,1.在一段时间内允许多个进程同时

21、访问的设备称为（ ）。 A.脱机设备 B.联机设备 C.共享设备 D.独占设备 2.一般情况下，以每秒几个字节到几百个字节传输数据的设备称为（ ）。 A.低速设备 B.高速设备 C.系统设备 D.用户设备 3. 没有下列（ ）设备的计算机无法工作。 A.硬盘 B.软盘 C.内存 D.打印机 4. 通道是一种特殊的（ ），具有执行I/O指令集的能力。 A.I/O设备 B.设备控制器 C.处理机 D. I/O控制器 4. 按信息交换的单位分类，可将设备分为 设备和 设备两类。 5. 在计算机的主要设备中，打印机是一种典型的独占设备，而磁盘是一种共享设备。 6. 什么是缓冲，在设备管理中为什么要引入

22、缓冲?,第5章 设备管理-重点练习,知识重点,第6章 文件系统,1. 文件和文件系统,1 文件 一组具有名称的相关信息的集合。 2 文件系统 操作系统中与管理文件有关的软件和数据。 功能： （1）用户可执行创建、修改、删除以及读写文件的命令。 （2）用户能以合适的方式构造他的文件。 （3）用户能在系统的控制下，共享其他用户的文件。 （4）用户可用文件名访问文件。 （5）系统具有后备和恢复文件的能力，防止对文件信息被破坏。 （6）系统能够提供可靠的保护及保密措施。,2 文件的逻辑结构, 流式文件 文件是无结构的依次存放的字符流。 记录式文件 文件是有结构的相关逻辑记录组成。,3. 文件的存取方法,顺序存取法 严格地按记录排列的顺序依次存取。 随机存取法 按文件逻辑记录编号随机存取记录。,4. 文件的物理结构（1