第一章操作系统引论。
1、操作系统的目标?(填空、简答)
1)有效性——提高系统资源利用率与吞吐量 2)方便性 3)可扩充性 4)开放性。
os的主要功能1)、处理机管理功能 2)、存储器管理功能、3)、设备管理功能 4)、文件管理功能。
2、操作系统的作用?(填空)
1)os作为用户与计算机硬件系统之间的接口;(三种类型的接口:命令方式;系统调用方式;图形、窗口方式;)
2)os作为计算机系统资源的管理者; (四类资源:处理器、存储器、i/o设备以及信息(数据和程序))
3)os实现了对计算机资源的抽象;
3、操作系统的发展过程。
a.无操作系统的计算机系统 b.单道批处理系统c. 多道批处理系统d. 分时系统 e. 实时系统
4、多道批处理系统的特点-
优点:提高资源利用率和系统吞吐量;
缺点:平均周转时间长,无交互能力;
5、分时操作系统:
实现人机交互,共享主机,交互性好,及时性不够;(unix-时间片轮转)
分时系统实现中的关键是:及时接收、及时处理;
分时的特征(优点):多路性、独立性、及时性、交互性,缺点是:及时性还不够。
6. 实时系统应用需求
及时性。1).实时控制。
可靠性要求高。
2)实时信息处理。
9、操作系统的基本特性?
答:并发性、共享性、虚拟性、异步性;最基本的特征是:并发性;
并发和并行的区别?
并行性是指两个或两个事件在同一时刻发生;并发性是指两个或多个事件在同一个时间间隔内发生。
虚拟性---一气呵成”
异步性---进程以怎样的速度向前推进,每道程序总共需要多少时间才能完成;
10. 存储器管理主要任务。
a. 内存分配 b. 内存保护 c. 地址映射 d. 内存扩充。
11、操作系统与用户之间的接口可以分为两大类?
答:1)、用户接口:它是提供给用户使用的接口,用户可通过接口取得操作系统的服务;
2、程序接口:它是提供给程序员在编程时使用的接口,是用户程序取得操作系统服务的惟一途径。
12、传统的操作系统结构可以分为:
a.无结构的os(第一代)、b.模块化结构的os(第二代)、c.分层式结构的os(第三代),都统称为传统结构的os,而把微内核结构的os称为现代结构的os.
第2章进程管理。
1、进程的定义:进程是程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
2、简答:进程与程序的区别。
1) 进程是动态的,程序是静态的:程序是有序**的集合;进程是程序的执行。通常进程不可在计算机之间迁移; 而程序通常对应着文件、静态和可以复制。
2) 进程是暂时的,程序的永久的:进程是一个状态变化的过程,程序可长久保存。
3) 进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程控制块(即进程状态信息)。
4) 进程与程序的对应关系:通过多次执行,一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程一个程序。
3、进程的特征与状态。
进程的特征:结构特征、动态性、并发性、独立性、异步性。
进程三部分主要由程序、数据段和pcb三部分内容组成。其中pcb 是进程存在的唯一标志。
试说明进程三个基本状态(就绪状态、执行状态、阻塞状态)之间转换的原因:
1)就绪状态→执行状态:进程分配到cpu资源 (2)执行状态→就绪状态:时间片用完
3)执行状态→阻塞状态:i/o请求 (4)阻塞状态→就绪状态:i/o完成
4、进程控制块的作用:为了描述和控制进程的运行。
5、进程控制块中的信息 (pcb放的是什么):
1)进程标识符 (2)处理机状态 (3)进程调度信息 (4)进程控制信息。
6、原语:是由若干条指令组成的,用于完成一定功能的一个过程。
7、初始化进程控制块(pcb的初始化包括):
1)初始化标识信息,将系统分配的标识符和父进程标识符填入新pcb中;
2)初始化处理机状态信息,使程序计数器指向程序的入口地址,使栈指针指向栈顶;
3)初始化处理机控制信息,将进程的状态设置为就绪状态或静止就绪状态。
8、临界区:每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。进程对临界区的访问必须互斥,每次只允许一个进程进去临界区,其他进程等待。
9、临界资源:指每次只允许一个进程访问的资源,分硬件临界资源、软件临界资源。
10、同步机制应遵循的规则:(1)空闲让进 (2)忙则等待 (3)有限等待 (4)让权等待简答。
例题:n个进程,(s=1/k个资源)
取值范围: (1-n)≤s≤1 ; k-n) ≤s≤k
1、 p83 习题28
在测量控制系统中的数据采集仸务,把所采集的数据送一单缓冲区;计算仸务从该单
缓冲中叏出数据迚行计算。试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲的同步算法。
3、例题:桌上有一空盘,允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果,也可以向盘中放橘子,儿子专等吃盘子中的橘子,女儿专等吃盘中的苹果。
规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用,请用p、v操作原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
分析:在本题中,爸爸、儿子、女儿共用一个盘子,且盘中一次只能放一个水果。当盘子为空时,爸爸可向盘中放一个水果。
如果放的是苹果,则女儿吃,儿子必须等待;如果放的是橘子,儿子吃,女儿必须等待。本题实际上是生产者-消费者问题的一种变形。这里,生产者放入缓冲区的产品有两类,消费者也有两类,每类消费者只消费其中固定的一类产品。
解:在本题中,应该设置三个信号量s、so、sa,信号, s表示盘子是否为空,其初值为1, so表示盘中是否有橘子,其初值为0, sa表示盘中是否有苹果,其初值为0。同步描述如下:
第3章处理机调度与死锁。
一个作业从提交开始直到完成,往往要经历哪几级调度?
1. 高级调度--又称作业调度或长程调度。
把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存;
作业调度的两个决定:(1)决定接纳多少个作业,取决于多道程序度,即允许多少个作业同时在内存中运行。
2)决定接纳哪些作业取决于所采用的调度算法。
2. 低级调度--又称进程调度或短程调度。
保存处理机的现场信息,按某种算法先取进程,再把处理器分配给进程。
实现进程调度,三个基本机制:
排队器 ⑵分派器(分派程序)⑶上下文切换机制。
进程调度方式:
1)非抢占方式 ;(2)抢占方式;
3. 中级调度--又称中程调度。
目的是为了提高内存的利用率和系统的吞吐量,中级调度实际上是存储器管理中的对换功能。
调度方式和调度算法---面向用户的准则:
1)周转时间短 (2)响应时间快 (3)截止时间的保证 (4)优先权准则。
周转时间短 p90
周转时间短:周转时间t是从作业交给系统,直到作业完成这段时间间隔。
带权周转时间 w=t/ts (t:作业周转时间, ts:系统实际服务时间)
其中:t= ts +等待时间,所以w>1
作业平均周转时间t和带权平均周转时间w:
大题:调度算法计算p91
1) 先来先服务调度算法fcfs
按照作业进入系统的作业后备队列的先后次序来挑选作业,(按照进程进入就绪队列的先后次序)先进入系统的作业优先被挑选。
2) 短作业优先调度算法sj(p)f
以进入系统的作业所要求的cpu时间长短为标准,总是选取估计计算时间最短的作业投入运行。
常用的调度算法有:
先来先服务调度算法、②短作业优先调度算法、③最高优先权先调度算法。
高响应比优先调度算法、⑤基于时间片的轮转调度算法。
3、 高响应比优先调度算法 p94
优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间。
由于等待时间与服务时间之和就是系统对该作业的响应时间,故该优先权又相当于响应比rp。要求会计算:
rp=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间=响应时间/要求服务时间。
4、 时间片轮转法 p95
t=n*q时间片轮转法: 1)基本原理:系统能在给定的时间内响应所有用户的请求;
简单分析题) 2)时间片大小的确定 :时间片的大小对系统性能有很大影响,如选择很小的时间片将有利于短作业,因为它能较快地完成,一般用于分时系统;
5、 什么叫死锁?
所谓死锁,是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。
操作系统复习
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