操作系統(tǒng)復習大綱(一二章)

1、文檔供參考，可復制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 第一章1. 操作系統(tǒng)的目標(1).有效性(2).方便性 (3).可擴充性 (4).開放性2. OS 引入多道程序設(shè)計帶來的好處:(1) 提高CPU的利用率。(2) 可提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率。(3) 增加系統(tǒng)吞吐量。3. 批處理操作系統(tǒng)的特點:(1) 資源利用率高。由于在內(nèi)存中駐留了多道程序，它們共享資源，可保持資源處于忙碌狀態(tài)，從而使各種資源得以充分利用。(2) 系統(tǒng)吞吐量大。系統(tǒng)吞吐量是指系統(tǒng)在單位時間內(nèi)所完成的總工作量。能提高系統(tǒng)吞吐量的主要原因可歸結(jié)為：第一，CPU和其它資源保持“忙碌”狀態(tài)； 第二，僅當作業(yè)完成時或運行不下去時才進行切

2、換，系統(tǒng)開銷小。(3) 平均周轉(zhuǎn)時間長。作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間是指從作業(yè)進入系統(tǒng)開始，直至其完成并退出系統(tǒng)為止所經(jīng)歷的時間。在批處理系統(tǒng)中，由于作業(yè)要排隊，依次進行處理，因而作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間較長，通常需幾個小時，甚至幾天。(4) 無交互能力。用戶一旦把作業(yè)提交給系統(tǒng)后，直至作業(yè)完成，用戶都不能與自己的作業(yè)進行交互，一旦發(fā)現(xiàn)作業(yè)錯誤不能及時改正，這對修改和調(diào)試程序是極不方便的。所以適用于成熟的程序。 4. 分時系統(tǒng)實現(xiàn)中的關(guān)鍵問題:如何使用戶能與自己的作業(yè)進行交互，即：（1） 及時接收（2） 及時處理5. 分時系統(tǒng)的特征:(1) 多路性。允許在一臺主機上同時聯(lián)接多臺聯(lián)機終端，系統(tǒng)按分時原則為每個用戶服務(wù)。

3、宏觀上，是多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)資源；而微觀上，則是每個用戶作業(yè)輪流運行一個時間片。多路性即同時性，它提高了資源利用率，降低了使用費用，從而促進了計算機更廣泛的應(yīng)用。(2) 獨立性。每個用戶各占一個終端，彼此獨立操作，互不干擾。因此，用戶所感覺到的，就像是他一人獨占主機。(3) 及時性。用戶的請求能在很短的時間內(nèi)獲得響應(yīng)。此時間間隔是以人們所能接受的等待時間來確定的，通常僅為13秒鐘。(4) 交互性。用戶可通過終端與系統(tǒng)進行廣泛的人機對話。其廣泛性表現(xiàn)在：用戶可以請求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理和資源共享等。6. 操作系統(tǒng)的基本特征:并發(fā)性共享性虛擬技術(shù)異步性7. 操作系統(tǒng)的

4、主要功能:處理機管理功能存儲器管理功能S1S2S3S4設(shè)備管理功能文件管理功能操作系統(tǒng)與用戶之間的接口n 第二章P81:28. 什么是程序的并發(fā)執(zhí)行。 在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性史指在一段時間內(nèi)宏觀上有多個程序在同時進行，但在單處理機系統(tǒng)中，每一刻卻僅能有一道程序使行，故微觀上這些程序只能是分時地交替。9. 程序并發(fā)執(zhí)行的特征：1) 間斷性：程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于它們共享系統(tǒng)資源，以及為完成同一項任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的程序之間，形成了相互制約的關(guān)系。相互制約將導致并發(fā)程序具有“執(zhí)行暫停執(zhí)行”這種間斷性的活動規(guī)律。2) 失去封閉性：程序在并發(fā)執(zhí)行時，是多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源（軟

5、件資源和硬件資源），因而這些資源的狀態(tài)將由多個程序來改變，致使程序的運行失去了封閉性。這樣，某程序在執(zhí)行時，必然會受到其它程序的影響。3) 不可再現(xiàn)性：上述情況說明，程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于失去了封閉性，其計算結(jié)果已與并發(fā)程序的執(zhí)行速度有關(guān)，從而使程序的執(zhí)行失去了可再現(xiàn)性，亦即，程序經(jīng)過多次執(zhí)行后，雖然它們執(zhí)行時的環(huán)境和初始條件相同，但得到的結(jié)果卻各不相同。10. 進程的特征（1） 結(jié)構(gòu)特征：從結(jié)構(gòu)上看，進程的實體是由一個程序段和相應(yīng)的數(shù) 據(jù)集，以及一個PCB三部分組成。（2） 動態(tài)特征：其動態(tài)特征表現(xiàn)在，因創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停，由撤消而消亡。可見，進程有一定的生命周期。

6、 （3） 并發(fā)特征：引入進程的目的就是為了能使程序并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率。 （4） 獨立特征：進程是一個能獨立運行的單位，也是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。（5） 異步特征：進程按照各自獨立的，不可預(yù)知的速度向前推進。所以要求系統(tǒng)為它們提供某些設(shè)施，使進程之間能協(xié)調(diào)操作和共享資源。11. 進程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖：（1） 就緒狀態(tài)（2） 執(zhí)行狀態(tài)（3） 阻塞狀態(tài)12. 進程控制塊（PCB）中的信息：（1） 進程標識符（內(nèi)，外）（2） 處理機狀態(tài)（3） 進程調(diào)度信息（4） 進程控制信息13. 什么是臨界區(qū)P50：把在每個進程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)14. 同步機制應(yīng)遵循

7、的規(guī)則：(1) 空閑讓進。(2) 忙則等待。(3) 有限等待。(4) 讓權(quán)等待。15. 記錄型信號量s中s.value各種值的含義P51:Type semaphore=record Value:integer；/變量類型 L:list of process;/進程鏈表指針EndProcedure wait(S)Var S:semaphore;BeginS.value=S.value-1;If S.value<0 then block(S.L);EndProcedure signal(S)Var S:semaphore;BeginS.value:S.value+1;If S.value&l

8、t;=0then wakeup(S.L);End在記錄型信號量機制中，S.value資源信號量（系統(tǒng)中某類資源的數(shù)目）對它的每次wait操作，異味著進程請求一個單位的該類資源，使系統(tǒng)中可分配的資源數(shù)減少一個S.value= S.value-1;當S.value<0時，表示該類資源分配完畢，進程調(diào)用block原語，進行自我阻塞，放棄處理機，并插入到信號量鏈表S.L中。（“遵循讓權(quán)等待”）此時S.value的絕對值表示鏈表中已阻塞的進程數(shù)目。Signal的操作，表示執(zhí)行進程釋放一單位資源，使系統(tǒng)中可分配的該類資源數(shù)增加一個，S.value= S.value+1表示資源數(shù)加1.若加1后仍是S.

9、value<=0，則表示在該信號鏈表中，仍有等待該資源的進程阻塞，故還要調(diào)用wakeup原語，將S.L鏈表中的第一個等待進程喚醒。如果S.value初值為1，表示允許一進程訪問臨界資源。16. 能夠用記錄型信號量解決生產(chǎn)者-消費者問題、哲學家進餐問題、讀者-寫者問題P58-6517. 能夠利用信號量實現(xiàn)前驅(qū)關(guān)系P82:22答：（a）Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; begin parbegin begin S1; signal(a); signal(b); end; begin wait(a);

10、 S2; signal(c); signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(e); end; begin wait(c); S4; signal(f); end; begin wait(d); S5; signal(g); end; begin wait(e); S6; signal(h); end; begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end; parend end （b）Var a, b, c, d, e, f, g, h,i,j; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0, 0;

11、begin parbegin begin S1; signal(a); signal(b); end; begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(e); signal(f); end; begin wait(c); S4; signal(g); end; begin wait(d); S5; signal(h); end; begin wait(e); S6; signal(i); end; begin wait(f); S7; signal(j); end; begin wait(g);wa

12、it(h); wait(i); wait(j); S8; end; parend end 18. 進程與線程的區(qū)別： 1) 調(diào)度：在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，作為擁有資源的基本單位和獨立調(diào)度、分派的基本單位都是進程。而在引入線程的操作系統(tǒng)中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而進程作為資源擁有的基本單位，把傳統(tǒng)進程的兩個屬性分開，使線程基本上不擁有資源，這樣線程便能輕裝前進，從而可顯著地提高系統(tǒng)的并發(fā)程度。2) 并發(fā)性：在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進程中的多個線程之間亦可并發(fā)執(zhí)行，使得操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性，從而能更加有效地提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。3) 擁

13、有資源：不論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線程的操作系統(tǒng)，進程都可以擁有資源，是系統(tǒng)中擁有資源的一個基本單位。一般而言，線程自己不擁有系統(tǒng)資源(也有一點必不可少的資源)，但它可以訪問其隸屬進程的資源，即一個進程的代碼段、數(shù)據(jù)段及所擁有的系統(tǒng)資源，如已打開的文件、I/O設(shè)備等，可以供該進程中的所有線程所共享。4) 系統(tǒng)開銷：在創(chuàng)建或撤消進程時，系統(tǒng)都要為之創(chuàng)建和回收進程控制塊，分配或回收資源，如內(nèi)存空間和I/O設(shè)備等，操作系統(tǒng)所付出的開銷明顯大于線程創(chuàng)建或撤消時的開銷。類似地，在進程切換時，涉及到當前進程CPU環(huán)境的保存及新被調(diào)度運行進程的CPU環(huán)境的設(shè)置，而線程的切換則僅需保存和設(shè)置少量寄存器內(nèi)

14、容，不涉及存儲器管理方面的操作，所以就切換代價而言，進程也是遠高于線程的。第三章19. 處理機調(diào)度的層次20. 選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法的面向用戶和系統(tǒng)的準則21. 能夠利用先來先服務(wù)、短作業(yè)（進程）算法計算作業(yè)（進程）各自的開始執(zhí)行時間、完成時間、周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間。22. 實現(xiàn)實時調(diào)度的基本條件23. 產(chǎn)生死鎖的原因24. 產(chǎn)生死鎖的必要條件25. 處理死鎖的基本方法26. 什么是安全狀態(tài)27. 能夠利用銀行家算法判斷系統(tǒng)的安全狀態(tài)第四章28. 計算機中各個存儲層次29. 什么是高速緩存和磁盤緩存30. 什么是重定位、靜態(tài)重定位、動態(tài)重定位31. 什么是物理地址、邏輯地址，能夠利用頁表將

15、邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址32. 能夠利用首次適應(yīng)、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法進行各作業(yè)內(nèi)存的分配，畫出對應(yīng)的內(nèi)存分布圖33. 動態(tài)分區(qū)內(nèi)存回收幾種情況34. 分頁存儲管理的基本思想35. 分段存儲管理方式引入的幾個原因36. 分頁和分段的主要區(qū)別37. 虛擬存儲器的特征38. 請求分頁中頁表各字段及含義39. 能夠利用最佳置換算法和先進先出置換算法、最近最久未使用算法畫出置換圖。第五章40. 從OS觀點看，I/O設(shè)備的重要性能指標以及分類41. 設(shè)備控制器的基本功能42. 通道的分類43. I/O控制幾種方式44. 緩沖引入原因45. 設(shè)計I/O軟件的設(shè)計原則應(yīng)該達到的目標46. 設(shè)備獨立性含義，設(shè)備獨立性軟件的主要功能。47. 基本設(shè)備分配程序48. spooling全稱，如何利用SPOO