操作系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)資料

1、一、選擇題（20*2=40分）（理解題為主）1、 多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)（P9）2、 分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)：了解，什么時(shí)候用到（P9、P11）根據(jù)實(shí)際情況選擇使用哪一類型系統(tǒng)，eg：航班系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)3、 進(jìn)程的三種基本狀態(tài)（P38）4、 進(jìn)程的同步：兩種形式的制約關(guān)系（P47）、信號(hào)量機(jī)制（P50，理解初始值、類型）、經(jīng)典的進(jìn)程同步問題5、 線程的概念、引入原因（P72）6、 處理機(jī)調(diào)度的層次（P84）7、 調(diào)度算法：重點(diǎn)FCF、短作業(yè)，注意P92的兩個(gè)表的計(jì)算（P91）8、 系統(tǒng)安全狀態(tài)（P107）9、 分區(qū)分配算法：知道，重點(diǎn)掌握FF算法、BF算法、WF算法（P123）10、回收內(nèi)存（P12

2、5）11、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)重定向（P127）12、基本分頁和分段存儲(chǔ)器（P130、P135）在內(nèi)存中地址，段式的程序一段是連續(xù)的，段頁式是不連續(xù)的。13、I/O系統(tǒng)的層次及功能：（P179，圖）重點(diǎn)設(shè)設(shè)備獨(dú)立性軟件和備驅(qū)動(dòng)程序（功能、特點(diǎn)，P182）14、設(shè)備分配的四個(gè)表：縮寫、順序（P186）15、通道程序：標(biāo)志代表的含義，表（P171）16、空閑盤塊的組織：怎么申請(qǐng)（P233）二、填空題（20*1=20分）1、操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理地對(duì)各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。2、操作系統(tǒng)的基本特性有：并發(fā)、共享、虛擬和異步；最基本的是并發(fā)。3、并發(fā)性是指兩個(gè)或

3、多個(gè)事物在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。4、操作系統(tǒng)的主要功能：處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理各個(gè)具體的功能理解（P18）。5、微內(nèi)核的基本功能有：進(jìn)程（線性）管理、低級(jí)存儲(chǔ)器管理、中斷和陷入處理。6、進(jìn)程實(shí)體由程序段、相關(guān)的數(shù)據(jù)段和PCB構(gòu)成，其中PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。7、預(yù)防死鎖的方法：摒棄“請(qǐng)求和保持”條件、摒棄“不剝奪”條件、摒棄“環(huán)路等待”條件（銀行家）。（P106）8、頁表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁號(hào)到物理快號(hào)的地址映射。9、虛擬存儲(chǔ)器的理論根據(jù)是局部性原理，表現(xiàn)在時(shí)間局部性和空間局部性。（P142）10、虛擬存儲(chǔ)器是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存

4、儲(chǔ)器系統(tǒng)。11、設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的因素：設(shè)備的固定屬性、設(shè)備分配算法、設(shè)備分配時(shí)的安全性、設(shè)備獨(dú)立性三、簡(jiǎn)答題（3*X=20分）1、在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念?它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響?（P37）原因：（在多道程序環(huán)境下，程序的執(zhí)行屬于并發(fā)執(zhí)行，此時(shí)它們將失去其封閉性，并具有間斷性及不可再現(xiàn)性的特性。這決定了通常的程序是不能參與并發(fā)執(zhí)行的，因?yàn)槌绦驁?zhí)行的結(jié)果是不可再現(xiàn)的。這樣，程序的運(yùn)行也就失去了意義。）為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并能對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，而引入了進(jìn)程概念.影響: 使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行.2、何謂死鎖?產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么?（P103）a.

5、死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn);b. 產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競(jìng)爭(zhēng)資源，二是進(jìn)程推進(jìn)順序非法；c. 必要條件是: 互斥條件，請(qǐng)求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條件. 3、分頁和分段的主要區(qū)別（P138）a. 分頁和分段都采用離散分配的方式，且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)地址變換，這是它們的共同點(diǎn)；b. 對(duì)于它們的不同點(diǎn)有三，第一，從功能上看，頁是信息的物理單位，分頁是為實(shí)現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率，即滿足系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要；而段是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對(duì)完整的信息，目的是為了能更好地滿

6、足用戶的需要；c. 頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長(zhǎng)度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序；d. 分頁的作業(yè)地址空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的. 4、實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要哪些硬件支持（P143）a. 對(duì)于為實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式的系統(tǒng)，除了需要一臺(tái)具有一定容量的內(nèi)存及外存的計(jì)算機(jī)外，還需要有頁表機(jī)制，缺頁中斷機(jī)構(gòu)以及地址變換機(jī)構(gòu)；b. 對(duì)于為實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式的系統(tǒng)，除了需要一臺(tái)具有一定容量的內(nèi)存及外存的計(jì)算機(jī)外，還需要有段表機(jī)制，缺段中斷機(jī)構(gòu)以及地址變換機(jī)構(gòu)；5、有哪幾種I/O控制方式？（P167）I/O控制方式：程序I/O方式、中斷舉動(dòng)I/O控制方式、直接存儲(chǔ)器訪問（DMA

7、）I/O控制方式和I/O通道控制方式。6、試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成。（P190）a. SPOOLing系統(tǒng)是對(duì)脫機(jī)I/O工作的模擬，其必須有高速隨機(jī)外存（通常采用磁盤）的支持。b. SPOOLING系統(tǒng)主要有以下四個(gè)部分：（1）輸入井和輸出井，為磁盤上開辟的兩大存儲(chǔ)空間，分別模擬脫機(jī)輸入/出時(shí)的磁盤，并用于收容I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)和用戶程序的輸出數(shù)據(jù)；（2）輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)，在內(nèi)存中開辟，分別用于暫存由輸入設(shè)備和輸出井送來的數(shù)據(jù)；（3）輸入進(jìn)程SPi和輸出進(jìn)程SPo，分別模擬脫機(jī)輸入/出時(shí)的外圍控制機(jī)，用于控制I/O過程；（4）I/O請(qǐng)求隊(duì)列，由系統(tǒng)為各個(gè)I/O請(qǐng)求進(jìn)程建立的I/

8、O請(qǐng)求表構(gòu)成的隊(duì)列。/不確定7、操作系統(tǒng)的主要功能（P18）（1）內(nèi)存管理 主要功能： 內(nèi)存分配，內(nèi)存保護(hù)，地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充等. 主要任務(wù)： 內(nèi)存分配的主要任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，提高存儲(chǔ)器利用率，以減少不可用的內(nèi)存空間，允許正在運(yùn)行的程序申請(qǐng)附加的內(nèi)存空間，以適應(yīng)程序和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的需要. 內(nèi)存保護(hù)的主要任務(wù)是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運(yùn)行，互不干擾. 地址映射的主要任務(wù)是將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對(duì)應(yīng)的物理地址. 內(nèi)存擴(kuò)充的主要任務(wù)是借助虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，從邏輯上去擴(kuò)充內(nèi)存容量. （2）處理機(jī)管理 主要功能: 進(jìn)程控制，進(jìn)程同步，進(jìn)程通信和調(diào)度. 主要任務(wù)：

9、進(jìn)程控制：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束的進(jìn)程，以及控制進(jìn)程在運(yùn)行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換. 進(jìn)程同步：對(duì)諸進(jìn)程的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié). 進(jìn)程通信：實(shí)現(xiàn)在相互合作進(jìn)程之間的信息交換. 調(diào)度分為作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度.作業(yè)調(diào)度基本任務(wù)：從后備隊(duì)列中按照一定的算法，選擇出若干個(gè)作業(yè)，為它們分配必要的資源;進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)：從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定的算法選出一新進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，并為它設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，是進(jìn)程投入運(yùn)行. （3）設(shè)備管理 主要功能：緩沖管理，設(shè)備分配和設(shè)備處理，以及虛擬設(shè)備等. 主要任務(wù)：完成用戶提出的I/O請(qǐng)求，為用戶分配I/O設(shè)備；提高CPU和I/O設(shè)備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用I/O

10、設(shè)備. 緩沖管理：提高CPU的利用率進(jìn)而提高系統(tǒng)的吞吐量 設(shè)備分配：根據(jù)用戶進(jìn)程的I/O請(qǐng)求、系統(tǒng)的現(xiàn)有資源以及按照某種設(shè)備的分配策略，為之 分配其所需的設(shè)備 設(shè)備處理：用于實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信（4）文件管理 主要功能：對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理，目錄管理，文件的讀，寫管理以及文件的共享和保護(hù). 主要任務(wù)：對(duì)用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性. 8、線程與進(jìn)程的比較（P72）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(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程。 在引入線程的操作系統(tǒng)中，把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而進(jìn)程作為資源擁有的基本單位，把傳統(tǒng)進(jìn)程

11、的兩個(gè)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(jìn)，從而可顯著地提高系統(tǒng)的并發(fā)程度。 在同一進(jìn)程中，線程的切換不會(huì)引起進(jìn)程的切換，但從一個(gè)進(jìn)程中的線程切換到另一個(gè)進(jìn)程中的線程時(shí)，將會(huì)引起進(jìn)程的切換。 2) 并發(fā)性在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)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(jìn)程都可以擁有資源，是系統(tǒng)中擁有資源的一個(gè)基本單位。 一般而言，線程自己不擁有系統(tǒng)資源(也有一點(diǎn)必不可少的資源)，但它可以訪問其隸屬進(jìn)程的資源，即一個(gè)進(jìn)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(jìn)程中的所有線程所共享。 4) 系統(tǒng)開銷 在創(chuàng)建或撤消進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)都要為之創(chuàng)建和回收進(jìn)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(shí)的開銷。 就切換代價(jià)而言，進(jìn)程也是遠(yuǎn)高于線程的。此外，由于一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程具有相同的地址空間，在同步和通信的實(shí)現(xiàn)方面線程也比進(jìn)程容易。在一些操作系統(tǒng)中，線程的切換、同步和通信都無須操作系統(tǒng)內(nèi)核的干預(yù)。9、設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的因素