2023年操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)考點總結(jié)

第一章

(1)操作系統(tǒng)(Operating

System):操作系統(tǒng)是一組控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理地

對各類作業(yè)進行調(diào)度，以及以便顧客使用日勺程序日勺集合。

(2)操作系統(tǒng)最基本的特性:共享性、并發(fā)性

(3)操作系統(tǒng)的特性：并發(fā)性:兩個或多種事件在同一事件間隔發(fā)生;

共享性：系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多種并發(fā)進程共同使用，也稱為資

源共享或資源復(fù)用；

虛擬技術(shù)：把一種物理實體變成若干個邏輯上的對應(yīng)物；

異步性:進程是以人們不可預(yù)知日勺速度，停停走走地向前推進的。

(4)OS的J重要任務(wù):為多道程序日勺運行提供良好日勺環(huán)境，保證多道程

序能有條不紊地、高效地運行，并能最大程度地提高系統(tǒng)中多種資源

日勺運用率和以便顧客日勺使用。

(5)OS的J功能：(1)處理機管理:對處理機進行分派，并對其運行進行

有效日勺控制和管理；

(6)存儲器管理：內(nèi)存分派、內(nèi)存保護、地址映射(變換)、內(nèi)存擴充；(3

)設(shè)備管理：

(4)文獻管理:文獻昨J存儲空間管理、目錄管理、文獻日勺讀/寫管理和

保護；(5)操作系統(tǒng)和顧客之間的接口：命令接口、程序接口(系統(tǒng)調(diào)

用構(gòu)成)、圖形接口(6)面向網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能

(7)

多道批處理系統(tǒng)(吞吐量、周轉(zhuǎn)時間)：多道性、宏觀上并發(fā)、微觀上串

行、無序性、調(diào)度性；

分時系統(tǒng)(響應(yīng)時間)：多路性、交互性、獨占性、及時性；

實時系統(tǒng)(實時性和可靠性)：

(8)多道程序設(shè)計技術(shù)是操作系統(tǒng)形成的標志

(9)分時系統(tǒng)：響應(yīng)時間=

顧客數(shù)*時間片，時間片=切換時間+處理時間

(10)實時系統(tǒng):系統(tǒng)能及時響應(yīng)外部事件日勺祈求，在規(guī)定日勺時間內(nèi)完

畢對該事件日勺處理，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運行。

(11)并發(fā):兩個或多種事件在同一時間間隔發(fā)生;并行:兩個或多種事

件在同一時刻發(fā)生。

（12）虛擬:通過某種技術(shù)把一種物理實體變?yōu)槿舾蓚€邏輯上日勺對應(yīng)物

O

（13）微內(nèi)核OS構(gòu)造:能實現(xiàn)OS關(guān)鍵功能日勺小型內(nèi)核，并非一種完整

昨JOS,與OS日勺服務(wù)進程（如文獻服務(wù)器、作業(yè)服務(wù)器等）共同構(gòu)成。

So

基本原理：

只有最基本的操作系統(tǒng)功能才能放在內(nèi)核中。不是最基本日勺服務(wù)和應(yīng)

用程序在微內(nèi)核之上構(gòu)造，并在顧客模式下執(zhí)行。

微內(nèi)核一般提供最小日勺進程和內(nèi)存管理以及通信功能。微內(nèi)核日勺

重要功能是提供客戶程序和運行在顧客空間日勺多種服務(wù)之間進行通

信日勺能力。通信以消息傳遞形式提供，一般采用客戶/服務(wù)器模式.

第二章

（1）程序（不是進程）并發(fā)執(zhí)行時的特性：間斷性、失去封閉性、不可再

現(xiàn)性

（2）進程與程序的J區(qū)別：（1）程序是為了完畢某項工作時需要計算機執(zhí)

行的指令的集合，是靜態(tài)日勺概念；而進程是程序日勺執(zhí)行，是動態(tài)的概

念。（2）程序是永遠存在日勺，進程則有生存期，它的存在是臨時的。（3）

進程是一種獨立調(diào)度并能和其他進程并發(fā)運行日勺單位，而程序和程序

段則不能作為一種獨立調(diào)度運行昨J單位，也不能并發(fā)執(zhí)行。

(3)進程日勺靜態(tài)描述：由程序、數(shù)據(jù)段、PCB構(gòu)成。進程是一種程序段

在一種數(shù)據(jù)集合上日勺一次運行日勺過程。

(4)進程與線程：線程為調(diào)度和分派的基本單位。

進程為擁有資源日勺基本單位。線程不擁有資源。

進程間可并發(fā)執(zhí)行，一種進程中的多種線程間也可并發(fā)執(zhí)行。

線程切換日勺開銷遠不不小于進程切換日勺開銷；

(5)1)

就緒狀態(tài)：除了CPU,其他所需資源都已占有，一旦得到處理機即可

運行，則稱此進程處在就緒狀態(tài)；2)執(zhí)行狀態(tài)：占有CPU;3)

阻塞狀態(tài)，又稱等待狀態(tài):等待某些事件

(6)就緒到阻塞不存在，阻塞到運行也不會發(fā)生。

(7)執(zhí)行□阻塞:進程因等待I/O而阻塞;時間片到:執(zhí)行□就緒;進程調(diào)

度:就緒□執(zhí)行;I/O完畢:阻塞口執(zhí)行(改為圖)

2進程三種的基本狀態(tài)

1）就緒狀態(tài)（Ready）?除了CPJ其它所需資源都已

麻木一旦得到處理機即可運行,

2）執(zhí)行狀態(tài)（Running）：占有CP

3）阻塞狀態(tài)，又稱等待狀態(tài)

1.進程因等待LO而阻塞

2.時間片到

3.進程調(diào)度

4.1/0完成

（8）被優(yōu)先級高日勺進程搶占了CPU,由運行態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒態(tài)

（9）一種只有一種處理機日勺系統(tǒng)中，0S日勺進程有運行、就緒、阻塞三

個基本狀態(tài)。假如某時刻該系統(tǒng)中有10個進程并發(fā)執(zhí)行，在略去調(diào)度

程序所占用時間狀況下試問：

1）這時刻系統(tǒng)中處在運行態(tài)日勺進程數(shù)最多幾種？至少

幾種？

2）這時刻系統(tǒng)中處在就緒態(tài)日勺進程數(shù)最多幾種？至少

幾種？

3）這時刻系統(tǒng)中處在阻塞態(tài)的進程數(shù)最多幾種？至少

幾種？

解：1)由于系統(tǒng)中只有一種處理機，因此某時刻處在運行態(tài)日勺進程數(shù)

最多只有一種。而至少也許為0,此時其他10個進程一定所有排在各

阻塞隊列中，在就緒隊列中沒有進程。

2)而某時刻處在就緒態(tài)的進程數(shù)最多只有9個，不也許出現(xiàn)10個狀況

,由于一旦CPU有空，調(diào)度程序立即調(diào)度，當然這是在略去調(diào)度程序

調(diào)度時間時考慮。

3)處在阻塞態(tài)的進程數(shù)至少是0個。

(8)掛起狀態(tài)：進程被互換到磁盤上?；顒泳途w一掛起一＞靜止就緒;

活劫阻塞一掛起一

＞靜止阻塞。掛起過程:Suspend。原語;激活過程:active。原語。

(9)處在靜止阻塞狀態(tài)日勺進程，其阻塞條件與掛起條件無關(guān)。當進程

等待日勺事件出現(xiàn)后，該進程從靜止阻塞轉(zhuǎn)換為靜止就緒。

(10)在處理器日勺存儲保護中，重要有兩種權(quán)限狀態(tài)，一種是關(guān)鍵態(tài)(

管態(tài))，也被稱為特權(quán)態(tài);一種是顧客態(tài)(目態(tài))。運行于處理器關(guān)鍵態(tài)

的代碼不受任何日勺限制，可以自由地訪問任何有效地址，進行直接端

口訪問。而運行于顧客態(tài)日勺代碼則要受到處理器日勺諸多檢查，它們只

能訪問映射其地址空間日勺頁表項中規(guī)定日勺在顧客態(tài)下可訪問頁面日勺

虛擬地址，且只能對任務(wù)狀態(tài)段中I/O許可位圖中規(guī)定日勺可訪問端口

進行直接訪問

(11)顧客可通過系統(tǒng)調(diào)用建立和撤銷進程

例題：

1:在操作系統(tǒng)中，進程是一種具有一定獨立功能程序在某個數(shù)據(jù)集合

上日勺一次口口人口運行過程口，進程是一種動態(tài)口概念，而程序是一

種DC靜態(tài)□日勺概念。在一單處理機中，若有5個顧客進程，在非管態(tài)

的某一時刻，處在就緒狀態(tài)的顧客進程最多有口口4□個，至少有DE

0□個。

A:⑴并發(fā)活動;(2)運行過程;⑶單獨操作;(4)關(guān)聯(lián)操作。

B,C:⑴組合態(tài);(2)關(guān)聯(lián)態(tài);(3)運行態(tài);(4)等待態(tài);(5)靜態(tài);(6)動態(tài)。

D,E:(l)l;(2)2;(3)3;(4)4;(5)5;(6)0o

2:從靜態(tài)角度看，進程由□A

PCBD.DLIB程序段UL和ULC數(shù)據(jù)空間□□三部分構(gòu)成，顧客可通過

□D系統(tǒng)調(diào)用□建立和撤銷進程。

A:(1)JCB;(2)DCB;(3)PCB;(4)PMT0

B:(1)程序段;(2)文獻體;(3)1/0;(4)子程序。

C:⑴文獻描述塊;⑵數(shù)據(jù)空間;⑶EOF;(4)1/0緩沖區(qū)。

D:(l)函數(shù)調(diào)用;(2)宏指令;(3)系統(tǒng)調(diào)用；(4)過程調(diào)用。

3:正在執(zhí)行的進程由于其時間片完而被暫停執(zhí)行，此時進程應(yīng)從運行

態(tài)變?yōu)榭诳谌司途w□狀態(tài);處在阻塞/掛起狀態(tài)日勺進程，在進程等待日勺事

件出現(xiàn)后，應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镈DB就緒/掛起口狀態(tài);若進程正處在運行態(tài)時，

應(yīng)終端日勺祈求而暫停下來以便研究其運行狀況(執(zhí)行掛起進程原語)，

這時進程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镈C就緒/掛起□□狀態(tài)，若進程已處在阻塞狀態(tài)，則

此時應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭谧枞?掛起□狀態(tài)，若進程已處在就緒狀態(tài)，則此

時應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w/掛起□□狀態(tài);執(zhí)行解除掛起進程原語后，如掛

起進程處在就緒/掛起狀態(tài)，則應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤蹙途w(活動就緒)DF□□態(tài)，

如處在阻塞/掛起狀態(tài)，則應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镈DG□阻塞（活動阻塞）□態(tài);一種

進程剛被創(chuàng)立時，它日勺初始狀態(tài)為□DH□匚就緒（活動就緒）。

A，…，H:（l）阻塞/掛起（靜止阻塞）;（2）阻塞（活動阻塞）;（3）

就緒/掛起（靜止就緒）；（4）就緒（活動就緒）：⑸執(zhí)行。

（12）PCB（進程控制塊）的作用:使一種在多道環(huán)境下不能獨立運行的

程序成為一種能獨立運行日勺基本單位，一種能與其他進程并發(fā)執(zhí)行日勺

進程。

OS根據(jù)PCB來對并發(fā)執(zhí)行日勺進程進行控制和管理。PCB是進程存在

的唯一標志。

（13）一種進程剛被創(chuàng)立時，它的J初始狀態(tài)為就緒（活劫就緒）。

（14）PCB一般包括:進程標識符、處理機狀態(tài)、調(diào)度信息、控制信息

（15）處理機的執(zhí)行狀態(tài)：系統(tǒng)態(tài)（在系統(tǒng)程序中執(zhí)行，OS內(nèi)核）；顧客

態(tài)（在顧客程序中執(zhí)行）

（16）進程的J創(chuàng)立：1）申請空白PCB:申請唯一的數(shù)字標識符;2）為新進

程分派資源:為程序、數(shù)據(jù)、顧客棧分派必要日勺空間;3）初始化進程控

制塊:標識信息、處理機狀態(tài)信息、處理機控制信息;4）將新進程插入

就緒隊列

(17)原語由若干條指令構(gòu)成日勺“原子操作”，原語是操作系統(tǒng)關(guān)鍵的)一

種構(gòu)成部分，它必須在關(guān)鍵態(tài)下執(zhí)行，并且常駐內(nèi)存。

(18)原語和系統(tǒng)調(diào)用日勺區(qū)別:原語有不可中斷性，通過在其執(zhí)行過程

中關(guān)閉中斷實現(xiàn)日勺，且一般由系統(tǒng)進程調(diào)用；許多系統(tǒng)調(diào)用都可在顧

客態(tài)下運行日勺系統(tǒng)進程完畢，而不一定要在關(guān)鍵態(tài)下完畢。

(19)同步與互斥：

進程同步也是進程之間直接日勺制約關(guān)系，是為完畢某種任務(wù)而建立

日勺兩個或多種線程，這個線程需要在某些位置上協(xié)調(diào)他們?nèi)丈坠ぷ鞔涡?/p>

而等待、傳遞信息所產(chǎn)生日勺制約關(guān)系。進程間日勺直接制約關(guān)系來源于

他們之間日勺合作。

進程互斥是進程之間日勺間接制約關(guān)系。當一種進程進入臨界區(qū)使用

臨界資源時，另一種進程必須等待。只有當使用臨界資源的進程退出

臨界區(qū)后，這個進程才會解除阻塞狀態(tài)。

(20)臨界區(qū):每個進程中訪問臨界資源日勺那段代碼(一段程序)。

(21)同步機制應(yīng)遵照的準則:空閑讓進、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等

待

（22）信號量實現(xiàn)互斥：初值為1;同步：取決于問題?；コ?wait和signal

在一起，同步:signal在前一種操作，wait在后一種操作

（23）關(guān)鍵級線程:#長處:對于多處理器，內(nèi)核可以同步調(diào)度同一進程

的多種線程。阻塞是在線程一級完畢。線程日勺切換速度較快，切換開

銷小。內(nèi)核例程是多線程的。#缺陷:在同一進程內(nèi)日勺線程切換調(diào)用內(nèi)

核，導(dǎo)致速度下降。

顧客級線程:#長處：線程切換不調(diào)用內(nèi)核。調(diào)度是應(yīng)用程序特定日勺：

可以選擇最佳日勺算法。ULT可運行在任何操作系統(tǒng)上（只需要線程庫）

。#缺陷：大多數(shù)系統(tǒng)調(diào)用是阻塞日勺，因此內(nèi)核阻塞進程，進程中所有

線程將被阻塞。內(nèi)核只將處理器分派給進程，同一進程中的兩個線程

不能同步運行于兩個處理器上

例題

1.若P、V操作的信號量S初值為2,目前值為-

1,則表達有D等待進程。

A.0個B.1個C.2個D.3個

2.用P、V操作管理互斥區(qū)時，信號量日勺初值應(yīng)定義為Co

A.-1B.0C.1D.任意值

3_.用V操作喚醒一種等待進程時，被喚醒進程日勺狀態(tài)變?yōu)椤狟—

O

A.等待B.就緒C運行D.完畢

4.

有m個進程共享同一臨界資源，若使用信號量機制實現(xiàn)對臨界資源的

互斥訪問，則信號量值日勺變化范圍是_l-m?1—o

5.兩個進程合作完畢一種任務(wù)。在并發(fā)執(zhí)行中，一種進程要等待其合

作伙伴發(fā)來消息，或者建立某個條件后再向前執(zhí)行，這種制約性合作

關(guān)系被稱為進程的—A—o

A.同步B.互斥C.調(diào)度D.執(zhí)行

6.對于兩個并發(fā)進程，設(shè)互斥信號量為mutex,若mutex=O,則B_

_______O

A.表達沒有進程進入臨界區(qū)

B.表達有一種進程進入臨界區(qū)

C.表達有一種進程進入臨界區(qū)，另一種進程等待進入

D.表達有兩個進程進入臨界區(qū)

7.信號量日勺物理意義是當信號量值不小于零時表達—①系統(tǒng)中可供

分派的資源的數(shù)目當信號量值不不小于零時，其絕對值為―②—

在信號量鏈表中已阻塞進程的數(shù)目_0

8.臨界資源的概念是—①同一時間內(nèi)只容許一種進程訪問的資源稱

臨界資源而臨界區(qū)是指—②每個進程中訪問臨界資源日勺那段代

碼

9.下面所述環(huán)節(jié)中，_A不是創(chuàng)立進程所必需的。

A.由調(diào)度程序為進程分派CPUB.建立一種PCB

C.為進程分派內(nèi)存D.將進程控制塊鏈入就緒隊列

10.在多道程序環(huán)境下，操作系統(tǒng)分派資源以_c—為基本單位，調(diào)

度執(zhí)行以—D—為基本單位。

A.程序B.指令C進程D.線程

11.某進程日勺一種線程處在阻塞狀態(tài)，則該進程必然處在阻塞狀態(tài)。（

F）

12.在操作系統(tǒng)中引入線程概念日勺重要目日勺是處理進程與進程之間的

競爭。（F）

引入進程日勺目的:為了使多種程序并發(fā)執(zhí)行，以提高資源運用率和系

統(tǒng)吞吐量;進入線程的目日勺：減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出日勺時空開

銷，使OS具有更好日勺并發(fā)性。

13.

在多道程序設(shè)計環(huán)境中，為了提高CPU的效率，內(nèi)存中日勺進程越多越

好。（F）

思索題

1、（南京大學(xué)碩士試題）桌上有一只盤子，最多可容納兩個水果，每次

只能放入或取出一種水果。父親專向盤中放蘋果，媽媽放專向盤中放

桔子;兩個兒子專等吃盤子中日勺桔子，兩個女兒專等吃盤子中日勺蘋果

o請用P、V操作來實現(xiàn)父親、媽媽、兒子、女兒之間日勺同步與互斥關(guān)系

O

2、某招待所有100個床位，住宿者住入要先登記(在登記表上填寫姓

名及床位號)，拜別時要撤銷登記(在登記表上刪去姓名和床位號)。

請給出住宿登記及撤銷登記過程日勺算法描述。

3、一閱覽室，讀者進入閱覽室必須先在一張登記表(TB)上登記，該

表為每一座位設(shè)一種表目，讀者離開時要消掉其登記信息，閱覽室共

有100個座位。請寫出進程間的同步算法。

約定：

(l)flag日勺值:0座位空閑，1座位被占用。

⑵用語句1=8611唾(0)可搜索到一種空座位i,用語句i.fhlg=0或1可給

標志位賦值。

(3)用1=8611向116(readername)可搜索到某讀者所登記日勺座位號ijffli.na

me=0或=readername可給姓名字段賦值，。表達消除讀者姓名。

(4)計數(shù)信號量用count,互斥信號量用mutex。

4、某寺廟，有小和尚、老和尚若干。有一水缸，有小和尚提水入缸供

老和尚飲用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井徑窄，每次只能

容一種桶取水。水桶總數(shù)為3個。每次入、取缸水僅為1桶，且不可同步

進行。試給出有關(guān)取水、入水日勺算法描述。

第三章

(1)高級調(diào)度(作業(yè)調(diào)度、長程調(diào)度)：把外存上處在后備狀態(tài)日勺作業(yè)

按照一定日勺算法，調(diào)入內(nèi)存，創(chuàng)立該作業(yè)日勺進程，再將新進程排在就

緒隊列上。低級調(diào)度(進程調(diào)度、短程調(diào)度)：決定在就緒隊列中哪一

種進程將分派到處理機，并由分派程序把處理機實際分派給這個進程

o三種操作系統(tǒng)均有低級調(diào)度。中級調(diào)度波及進程在內(nèi)外存間的互換

(2)作業(yè):包括程序、數(shù)據(jù)和JCB(作業(yè)控制塊)

(3)分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)中沒有作業(yè)調(diào)度

(4)接納多少個作業(yè)取決于多道程序度；接納哪些作業(yè)取決于調(diào)度算

法。

(5)進程調(diào)度中日勺三個基本機制：排隊器、分派器、上下文切換機制(

目前途序一分派程序一新程序)

(6)進程調(diào)度方式:非搶占方式、搶占方式

(7)周轉(zhuǎn)時間：從作業(yè)被提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完畢為止日勺時間間

隔；響應(yīng)時間：從顧客提交一種祈求到系統(tǒng)產(chǎn)生初次響應(yīng)；吞吐量:單

位時間內(nèi)系統(tǒng)完畢的作業(yè)數(shù)。

(8)先來先服務(wù)(FCFS):

有助于CPU繁忙型日勺作業(yè)，不利于I/O繁忙型作業(yè)。

有助于長作業(yè)(進程)，而不利于短作業(yè)(進程)。

不能保證良好日勺響應(yīng)時間，在處理交互顧客時很少用這種措施。

(9)短作業(yè)(進程)優(yōu)先調(diào)度算法SJ(P)F;優(yōu)先權(quán)(級)調(diào)度算法；

(10)高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法(劫態(tài)優(yōu)先權(quán))：優(yōu)先權(quán)=(等待時間+規(guī)定

服務(wù)日勺時間)/

實例

作業(yè)進程名AJBcDE平均

調(diào)度

i

情況到達時間rr234

算法1]

眼努時間T1352一4

完成時間-4-二1418~

FCFSPI__________

國轉(zhuǎn)時間7-1=612-2=10-14-3=U-|18-4=144+^-10+U+14/5

f

常投周轉(zhuǎn)64-3=210-8-5=211+2=5514+4=3$1+2+2+55+3J/5

時間=2.8

完成時局

SJF什3=915+5=18j4+2=6X4=13

國轉(zhuǎn)時目~i~\-8-18-2=163313-4=94+8+16+3詬同

前月轉(zhuǎn)

18^3-2.6716?5=3.1i3+2=15；9-s-4?2251+2.67+3.1+13+

時間2255"2.?

(ll)RR:時間片輪轉(zhuǎn)算法(同一時刻新來昨J進程在剛結(jié)束的進程之前

)

(12)多級反饋隊列調(diào)度算法:插到第一隊列隊尾，在該時間片下沒