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操作系统

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操作系统复习 一、考试题型 1、填空题 30 分 2、判断题 10 分 3、简答题 24 分 4、分析题 36 分(一共 4 题) 一、详细题 填空题 1、操作系统的四个基本功能是什么? 处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理 2、分时系统的 3 个特征是什么? (1)多个用户同时联机操作。

(2)各用户独立。

(3)交互性。

3、进程主要有哪 3 部分构成?进程的唯一标志是什么? PCB 结构、程序与数据集合,进程标识符 4、信号量的物理意义:一、信号大于 0 时,表示什么意义?二、当信号小于 0 时,表示什么意义 s>0,表示系统中空闲的该类临界资源的个数。

s=0,表示系统中该类临界资源刚好全部被占用,而且没有进程在等待该临界资 源。

s<0,s 的绝对值表示系统中等待该类临界资源的进程的个数 5、导致死锁产生的 4 个必要条件是什么? (1)互斥条件。

(2)占有且申请条件。

(3)不可抢占条件,也称为不剥夺条件。

(4)环路条件 6、在作业调度算法中, 哪两个作业调度的搭配运行, 才能保证资源的均衡运行?

CPU 忙碌作业、I/O 忙碌作业 7、交互系统与 p 处理系统,哪一个系统是用户不能干预的? 批处理系统 8、在多任务程序设计中,应该考虑哪两个设备的并行运行? (答案:cpu 和什么?) CPU 和 I/O 设备 9、进程的 5 个特征是什么? (1)动态性。

(2)并发性。

(3)独立性。

(4)异步性。

(5)结构特征。

10、在内存管理中,地址重定位有哪两种方法? 动态重定位和静态重定位 11、中断源的定义是什么? 引起中断的 12、p 处理系统分哪 2 种? 单道批处理系统、多道批处理系统 13、进程有哪 3 种状态? (1)就绪状态(Ready) 。

(2)执行状态(Running) 。

(3)阻塞状态(Blocked) 。

14、p 或(v)操作对进程的作用,是阻塞进程 or 唤醒进程? P 操作:阻塞进程(阻塞原语)V 则相反 15、进程和程序的区别? (有一个答点是:进程是动态概念,程序是静态概念。

) (1)程序是静态的概念,本身可以作为一种软件资源长期保存,而进程是程序 的一次执行过程,是动态的概念,它有从创建到消亡的过程。

(2)进程是一个能独立运行的单位,能与其他进程并发执行。

(3)程序和进程不存在一一对应的关系。

(4)各个进程在并发执行过程中会产生相互制约的关系,造成各自前进速度的 不可预测性,而程序本身是静态的,不存在这种异步特征。

16、解除死锁的 3 种方法是什么? 1.终止进程 2.抢占资源 3.进程回退策略 简答题(需要简单的展开回答) 1、处理机有哪几种工作状态? (1)提交状态。

一个作业在处于从输入设备进入外部存储设备的过程称为提交 状态。

(2)后备状态。

也称收容状态,输入管理系统不断将作业输入外存中对应部分 (输入井) 。

若一个作业的全部信息已全部被输入到输入井,则在它还未被调度 执行之前,该作业处于后备状态。

(3)执行状态。

作业调度程序从后备作业中选取若干个作业到内存投入运行, 以及为被选中作业建立进程并分配必要的资源,这时,这些被选中的作业处于执 行状态。

(4)完成状态。

当作业运行完毕,但它所占用的资源尚未全部被系统回收时, 该作业处于完成状态。

2、操作系统有哪几种用户界面? (第一种是命令接口, 第二种是系统调用接口。

需要对这两种接口的区别展开简 单的回答! ) 1.命令级接口。

用户可以通过该接口向作业发出命令以控制作业的运行,该接口 又分为联机用户接口和脱机用户接口 2.程序级接口。

操作系统的程序级接口由一组系统功能调用命令以及完成这 些命令的程序模块组成。

3.图形界面。

以 Windows 为代表的操作系统为用户了图形界面 3、处理机调度分哪几级? (答:4 级,分别是 xxx,最好对每一级有一点简单的介绍)

分四级, 1.作业调度。

作业调度又称高级调度或长调度,用于选择把外存上处于后备队列 中的哪些作业调入内存,并为它们创建进程、分配必要的资源。

然后,再将新创 建的进程排在就绪队列上,准备执行 2.对换。

对换又称交换调度或中级调度,其主要任务是按照给定的原则和策略, 将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存, 或把处于内存就绪 状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区 3.进程调度。

进程调度又称为低级调度或微观调度,其主要任务是按照某种策略 和算法,将处理机分配给一个处于就绪状态的进程 4.线程调度:对统一进程内的线程进行调度。

用户级线程由线程库进行管理和调度, 并运行在一个可以得到的轻权进程上。

核心级线程则由系统内核来调度 4、存储管理有哪 5 大功能? (1)内存分配:内存分配是为每道程序分配内存空间 (2)地址变换:地址变换是指逻辑地址到物理地址的变换 (3)内存保护:确保每个进程都受到保护,以免被其他程序有意或无意的干扰 (4)内存扩充:通过某种手段实现内存空间的逻辑扩充 (5)内存共享:指两个以上的作业使用同一个子程序段或数据段 5、解释什么是临界区域?什么是进程互斥、 什么是 P、 V 操作原语?什么是进程 同步? 临界区域:不论硬件临界资源,还是软件临界资源,多个进程必须互斥地对其进 行访问。

每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区 进程管理: 进程管理是操作系统最重要的功能之一。

操作系统将资源分配给各个 进程,让进程间可以分享与交换信息,保护每个进程拥有的资源,不会被其他进 程抢走,以及使进程间能够同步。

为了达到这些要求,操作系统为每个进程分配 了一个数据结构,用来描述进程的状态,以及进程拥有的资源 PV 原语:信号量是由操作系统来维护的,用户进程只能通过初始化和两个标准 原语(P、V 原语)来访问。

初始化可指定一个非负整数,即空闲资源总数。

P 原语:P 是荷兰语 Proberen(测试)的首字母。

为阻塞原语,负责把当前 进程由运行状态转换为阻塞状态,直到另外一个进程唤醒它。

操作为:申请一个

空闲资源(把信号量减 1) ,若成功,则退出;若失败,则该进程被阻塞; V 原语:V 是荷兰语 Verhogen(增加)的首字母。

为唤醒原语,负责把一个被阻 塞的进程唤醒,它有一个参数表,存放着等待被唤醒的进程信息。

操作为:释放 一个被占用的资源(把信号量加 1) ,如果发现有被阻塞的进程,则选择一个唤 醒之 6、进程的同步与互斥是什么? 进程互斥:是指多个进程不能同时使用同一个临界资源 CR,即两个或两个以上 进程必须互斥地使用临界资源,或不能同时进入临界区 CS。

进程同步:是指有协作关系的进程不断地调整它们之间的相对速度或执行过程, 以保证临界资源的合理利用和进程的顺利执行 7、常见的作业调度算法有哪几种? 有七种,1.先来先服务调度算法。

适用于作业调度,也适用于进程调度 2.短作业 (进程)优先调度算法。

适合作业调度、进程调度 3.高响应比优先调度算法。

该 调度策略考虑每个作业等待时间的长短的同时估计所需的执行时间长短, 从中选 出响应比最高的作业投入运行 4.优先级调度算法。

也叫做优先权调度算法,可用 于作业调度和进程调度, 也可用于批处理系统,也可用于实时系统 5.时间片轮转 法。

主要用于分时系统中的进程调度 6.多级队列调度算法。

该调度算法的主要思 想是将系统中的就绪进程, 按其优先级高低不同,分为两级或多级队列 7.多级反 馈队列优先算法。

适合进程调度 8、分区管理与分段管理的区别? (1)页是信息的物理单位,分页是为了实现离散分配,提高内存的利用率,便 于系统管理,而不是用户的需要。

而段是信息的逻辑单位,每一段在逻辑上是相 对完整的一组信息,如一个函数。

一个过程等。

分段的目的是为了满足用户的需 要。

(2)页式存储管理的逻辑空间是一维的,地址从 0 开始编号,知道末尾;而分 段式存储管理作业地址空间是二维的,要识别一个地址,除给出段内地址外,还 必须给出段号。

(3)物理块的长度由系统决定,是等长的;而段的长度是由具有相对完整意义 的信息长度决定的。

9、什么是文件管理系统?操作原理?(IO)设备管理的功能是什么? 文件管理系统: 文件系统是操作系统中对文件进行管理和操作的软件机构与数据 的集合,即文件管理系统 设备管理: (1)设备分配。

根据用户程序的 I/O 请求,为之分配所需的设备 (2) 缓冲管理。

解决 CPU 和外设速度不匹配的, 使它们能够充分并行工作, 提高 CPU 和 I/O 设备的利用率 (3)设备驱动。

设备驱动程序实现 CPU 与设备控制器之间的通信 (4)设备无关性。

又称设备独立性,用户编写的应用程序与实际使用的物理设 备无关 10、解释什么叫做阻塞?什么叫做原语? 阻塞:一个进程期待某一发生,但发生原因还不满足时,该进程自己调用来 阻塞自己,并转换为等待状态 原语: 把系统态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语,原语的特点是不 可被中断 11、中断与 DMA 的异同点是什么? (答:相同点:都属于 I/O 设备通讯机制,xxxxx 不同点:xxxxx) (老师讲的部分答案:DMA 不是时刻占用资源,比中断时 效高、传输快,不需要经过 CPU 数据寄存器中转) 相同点:都属于 I/O 设备通讯机制,都是 CPU 和 I/O 设备并行工作的 不同点:⑴中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发出中断,要求 CPU 进 行中断处理,而 DMA 方式则是在所要求传送的数据块全部传送结束时要求 CPU 进行中断处理。

这就大大减少了 CPU 进行中断处理的次数。

⑵中断方式的数据 传送是在中断处理时由 CPU 控制完成的,而 DMA 方式则是在 DMA 控制器的控 制下,不经过 CPU 控制完成的。

这就排除了 CPU 因并行设备过多而来不及处理 以及因速度不匹配而造成数据丢失等现象(3)DMA 不是时刻占用资源,比中断 时效高、传输快,不需要经过 CPU 数据寄存器中转 12、为什么要引入缓冲区技术?(ppt 第六章 30 页) (1)减少读块设备的次数。

(2)减少对 CPU 的中断次数,放宽对中断响应时间的限制。

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