操作系统复习

发布 2022-01-12 07:28:28 阅读 4759

1.操作系统的定义及其特征:

操作系统是管理和控制计算机系统中软硬件资源,合理组织计算机工作流程,方便用户操作使用机器的程序的集合。

基本特征:执行的并发性、资源的共享性、操作的随机性、实体的虚拟性。

2.操作系统功能:

处理机管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、用户接口(作业管理)

3.操作系统的三种基本类型及特点:

1)批处理系统(系统按某策略自动调度、批量化处理作业)

主要特点:①脱机操作;②成批处理;③多道程序运行;④无交互性。

2)分时系统(按时间片轮转方式,轮流为多个终端用户服务)

主要特点:①交互性;②同时性;③独立性;④及时性。

3)实时系统(用于实时控制、实时信息处理的专用系统)

主要特点:①实时时钟管理;②连续人机对话;③过载防护,安全可靠;④资源利用率低。

4.多道程序运行及特点:

多道程序设计:允许多作业同时进入内存轮流交替占用cpu运行的技术。

特点:多道性、宏观上并行、微观上串行。

5.作业由程序、数据和作业说明书三部份组成,但至少包含一个程序。

6.计算机与用户之间的接口及用途:

1)操作命令接口:os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)系统调用接口:os为用户提供的一组系统功能调用(广义指令),供用户编程时调用系统的功能,请求操作系统提供服务。

7.程序执行及其特点:

程序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。

8.程序并发执行及特点:

程序的并发执行:程序在处理机上的执行时间是交叉重叠的,是提高cpu利用率而采取的一种同步操作技术。

特点:独立性、随机性、资源共享性。

9.进程的定义及引入目的:

定义:一个具有独立的功能的程序关于某个数据集在处理机上的一次执行过程及分配资源的基本单位。

引入目的:①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有个分配资源的基本单位。

10.进程的基本特征:①动态性;②并发性;③独立性;④异步性。

进程的描述:①程序;②数据结构集;③进程控制块(pcb)

11.进程的状态及转换:

运行状态:一个进程正占用cpu执行。

等待状态:进程因等待某事件不能享用cpu.

就绪状态:进程已具备运行条件尚未占用cpu。

12.临界区及管理原则:

临界区:不允许多个并发进程交叉执行的程序段。

管理原则:①每次至多一个进程进入临界区;②进程不能无限期留在临界区;③进程不能相互阻塞;

13.两种制约:

间接制约: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)

直接制约: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)

14.同步与互斥:

进程同步: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。

进程互斥:不允许两个或以上共享资源的并发进程同时进入临界区。

15.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。

n个进程共享m个资源,信号量s变化范围:m-n≤s≤m

p(s):代表申请使用资源的操作。

v(s):代表释放归还资源的操作。

互斥描述:(设公用信号量s,初值为1(或k))

process pprocess q

beginbegin

p(sp(s);

临界区临界区;

v(sv(s);

endend

17.某火车站,最多可容纳15辆火车进站,当车站的列车数少15时,则后续列车可立即进站,否则必须等待。若把一列火车看作一个进程,请回答下列问题:

1)应该怎样定义信号量,写出信号量的初值及信号量各种取值的含义。

2)根据定义的信号量,用pv操作描述能正确并发执行的程序。

3)若有n辆火车进站,写出信号量可能的变化范围。

解:1)定义一信号量s,初始值为15。表示最多可允许15列火车进站。

意义:s>0:s的值为可继续进站的列车数;

s=0:表示站中已有15辆列车;

s<0:|s|的值为等待进站的列车数。

process ti;

beginp(s);

列车ti进站;

列车ti出站;

v(s);end;

3) 信号量可能的变化范围:(15-n)≤s≤15

同步实现:(分别设私用信号量s1,初值为1(或k); s2,初值为0)

process pprocess q

beginbegin

p(s1p(s2);

临界区临界区;

v(s2v(s1);

endend

19.现有2个进程r、w,它们共享可以存放一个数的缓冲区buf。进程r每次读入一个数存放到buf中,由进程w打印输出。

1)应该怎样定义信号量,写出信号量的初值及含义。

2)根据定义的信号量,用pv操作描述能正确并发执行的程序。

解:1)设r的私用信号量s1,初值为1,表示缓冲区可存放1个数;

w的私用信号量s2,初值为0 ,表示缓冲区无数可打印 。

process rprocess w()

beginbegin

l1:读一个数l2:p(s2);

p(s1打印buf中的数;

buf=数v(s1);

v(s2goto l2;

goto l1end

end20.产生死锁,必须同时满足:

不剥夺条件;② 互斥条件;③ 部份分配;④ 环路条件。

21.解决死锁的方法:

1) 预防;(2) 避免;(3) 检测与恢复。

设n个并发进程共享m资源,若每个进程最多需要x个资源,那么:当m≤n时,x≤1,或者当m>n时,x≤1+[(m-1)/n],系统不发生死锁。

22.作业的状态:① 提交态;② 收容态;③ 运行态;④ 完成态。

23.进程调度功能:①记录进程状态;②从就绪进程选取一个进程;③实施进程上下文切换。

24.进程调度算法:

1)先来先服务算法(fcfs);(2)轮转法(rr);(3)多级反馈轮转法;(4)优先数法;(5)最短作业优先法(sjf);(6)最高响应比优先法(hrn)。

25.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。

26.存储管理的功能:

1)虚拟存储器的实现;(2)完成地址重定位;(3)内外存数据传输的控制;(4)内存的分配与**;(5)内存信息的共享和保护;

27.虚存:

用户程序中的**、数据等逻辑地址组成的虚拟空间。实质是把外存当成内存使用的一种技术。

特点:虚拟存储器容量由机器地址结构和寻址方式以及外存容量确定;

虚拟存储器由软件、硬件共同支撑实现:软件负责内外信息交换;硬件实现虚实地址转换。

28.将程序中的逻辑地址转换映射成内存中物理地址的过程。定位方式有:

1)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。

29.(1)固定分区分配:预先把主存储器空间分成若干个连续区域。

2)动态分区分配:根据作业的需求和内存情况动态分配区域。

分配算法:最先适应法、最佳适应法、最坏适应法。

3) 分配方式:分配连续区域。

30.将进程逻辑地址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;通过页表和硬件地址转换机构实现地址转换。

1)静态页式管理中,使用页表、请求表和存储页面表实现内存的分配**。

2)动态页式管理实现了虚拟存储器。

例1:一个8个页面(页面大小为节)组成逻辑地址装入到64个物理块的存储器中。则:逻辑地址需要 13 位;物理地址需要 16 位。

例2:页式存储系统中,如果用地址寄存器的低9位来表示页内位移量,则页面的大小为( )字节。

a.512b.1024 c.2048 d.4096

32.页面调度算法:

随机数淘汰页面算法、轮转法(rr法)、先进先出算法(fifo算法)、最近最久未使用页面淘汰法 (lru算法)、最不经常使用页面淘汰法(lfu算法)、最近没有使用页面淘汰法(nur算法)、理想型淘汰法(opt算法)

33.文件系统:

文件系统:操作系统中与管理文件有关的软件和数据。(负责文件的建立、撤消、读写、修改、复制等,并完成对文件的按名存取,方便用户使用。)

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