操作系统复习

发布 2022-01-12 07:52:28 阅读 1160

第一章练习:

1、批处理、分时和实时操作系统各有什么特点?

批处理的特点:脱机、多道和成批处理。

脱机:是指用户脱机使用计算机,即用户提交作业之后直到获得结果之前几乎不再和计算机打交道。

多道:是指多道程序运行,即按多道程序设计的调度原则,从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行。

成批处理:是指操作员把用户提交的作业组织成一批,由操作系统负责每批作业间的自动调度。

分时的特点:多路性、交互性、独占性和及时性。

多路性:是指一台计算机与若干台终端相连接,终端上的这些用户可以同时或基本同时使用计算机。

交互性:是指用户的操作方式是联机方式,即用户通过终端采用人-机会话的方式直接控制程序运行,同程序进行交互。

独占性:是指由于系统采用时间片轮转的办法使一台计算机同时为许多终端用户服务。因此客观效果是这些用户彼此之间都感觉不到别人也在使用这台计算机,好像只有自己独占计算机一样。

及时性:是指用户请求能在很短时间内获得响应。

实时的特点:及时性和高可靠性。

及时性:是指系统能及时响应外部事件的请求,并在规定的时间内完成对该事件的处理。

高可靠性:是指系统本身要安全可靠,因为像生产过程的实时控制、航空订票等实时系统,信息处理的延误或丢失往往会带来不堪设想的后果。

2、下面关于内部命令的论述中,哪个是正确的?

1)内部命令是由系统定义的、常驻内存的处理程序的集合。

2)内部命令实际上是由系统提供的一些应用程序与实用程序。

3)内部命令是各种中断处理程序。

4)系统提供的各种命令都是内部命令,用户自定义的各种可执行文件是外部命令。

3、简述网络操作系统的主要功能。

计算机网络是通过通信设施将物理上分散的具有自治功能的多个计算机系统互连起来的,实现信息交换、资源共享、可互操作和协作处理的系统。网络操作系统用于管理网络中的各种资源,为用户提供各种服务,其主要功能如下:

1)通信管理。实现网络中计算机之间的通信。

2)资源管理。对网络中的资源实施有效的管理,协调多个用户对共享资源的使用,保证用户方便、正确地使用这些资源。

3)网络服务。为用户提供各种网络服务,包括文件传输、存取和管理服务,共享打印服务,电子邮件服务等。

4)安全管理。提供网络资源访问的安全措施。保证用户数据和系统资源的安全性。

4、一个分层结构操作系统由以下几部分组成:裸机,用户,cpu调度和p、v操作,文件管理,作业管理,内存管理,设备管理,命令管理等部分组成。试按层次结构的原则从内到外将各部分重新排列。

采用层次结构方法可以将操作系统的各种功能分成不同的层次,即将整个操作系统看成是由若干层组成,每一层都提供一组功能,这些功能只依赖于该层以内的各层次,最内层部分是机器硬件本身提供的各种功能。操作系统的这种层次结构如图所示。

从上述分时可以看出,按层次结构原则从内到外依次为:裸机,cpu调度,内存管理,设备管理,文件管理,作业管理,命令管理,用户。

5、设内存中有三道程序a、b、c,它们按a、b、c的优先次序执行。它们的计算和i/o操作的时间如表所示(单位:ms)

若采用单道方式运行这三道程序,则运行次序为a、b、c。即程序a先进行30ms的计算,再完成40ms的i/o操作,最后再进行10ms的计算,接下来程序b先进行60ms的计算,再完成30ms 的i/o操作,最后再进行10ms的计算,然后程序c先进行20ms的计算,再完成40ms的i/o操作,最后再进行20ms的计算。至此,三道程序全部运行完毕。

若采用多道方式运行这三道程序,因系统按a、b、c的优先次序执行,则在运行过程中,无论使用cpu还是i/o设备,a的优先级最高,b的优先级次之,c的优先级最低。即程序a先进行30ms的计算,再完成40ms的i/o操作(与此同时,程序b进行40ms的计算),最后再进行10ms的计算(此时程序b等待,程序b的第一次计算已完成40ms,还剩余20ms)接下来程序b先进行剩余20ms的计算,再完成30ms的i/o操作(与此同时,程序c进行20ms的计算,然后等待i/o设备),然后再进行10ms的计算。

此时程序c执行i/o操作10ms,其i/o操作还需30ms),然后程序c先进行30ms的i/o操作,最后再进行20ms的计算,至此,三道程序全部运行完毕。

单道方式运行时,总运行时间为:

30+40+10+60+30+10+20+40+20=260ms

多道方式运行时,总运行时间为:

30+40+10+20+30+10+30+20=190ms

6、什么是操作系统?

操作系统是计算机系统中的一个系统软件,它是一组程序模块的集合,这组程序模块控制和管理计算机系统中的硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程,并为用户使用计算机提供方便。

7、什么是多道程序设计技术?多道程序设计技术的特点是什么?

多道程序设计是指把多个程序同时存放在内存中,使它们同时处于运行状态。这些作业共享处理机时间和外部设备以及其他资源。

多道程序设计技术的主要特点是:多道、宏观上并行、微观上串行。多道是指计算机内存同时存放多道相互独立的程序。

宏观上并行是指同时进入系统中的多道程序都处于运行过程中。微观上串行是指在单处理机环境中,内存中的多道程序轮流占有cpu,交替执行。

8、简述并发与并行的区别。

并发性和并行性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生,而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

第二章。1.进程与程序的区别。

进程更能真实地描述并发,而程序不能;

一个程序可对应多个进程,反之亦然;

进程有生命周期,有诞生有消亡,短暂的;而程序是相对长久的;

程序可作为软件资源长期保存,进程只是一次执行过程,是暂时的;

进程是系统分配调度的独立单位,能与其他进程并发执行;

进程是由程序和数据两部分组成的。

进程具有创建其他进程的功能,而程序没有程序是静态的,进程是动态的;

2. 并发程序执行的特点( page 61 )

失去封闭性。(由于共享变量)

3. 进程三种基本状态( page 65 )及转换。

状态1 和 3的相同点和不同点。

unix 系统多两个状态 ?

会画变迁图以及分析原因, 并根据不同的要求增加状态? 保证资源利用率。

等待队列可以有多个,就绪队列只有一个。

可能的出题方式:1> 增加1个状态,画出变迁图和变迁原因;

2> 设计一个os,使资源更好利用,要增加那些状态。(可参考unix的进程状态)。

4. 进程控制五种功能以及算法。

5. unix 中的进程调度( 状态转换图 )

由运行到就绪的原因:被抢占。(不是因为时间片到)。

练习题。1、 进程的定义是什么?它最少有哪几种状态?

进程是一个具有一定功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

一个进程最少有就绪、执行和阻塞三个状态。就绪状态是指进程已获得了除处理机以外的所有资源,一旦获得处理机就可以立即执行。执行状态是指进程获得必要的资源并正在处理机上执行。

阻塞状态是指进程由于发生某事件而暂时无法执行下去,此时即使把处理机分配给该进程,它也无法运行。

2、 什么是管态?什么是目态?

管态是操作系统管理程序执行时机器所处的状态。管态具有较高的特权,能执行一切指令,访问所有的寄存器和存储区。目态是用户程序执行时机器所处的状态。

目态具有较低特权,它只能执行规定的指令,访问指定的寄存器和存储区。

3、试画出下面四条语句的前趋图。

s1:a=x+2s2:b=y+4;

s3:c=a+bs4:d=c+6;

从这四条语句的变量引用情况看,s1和s2可以并发执行,s3应在s1及s2执行完成后进行,s4应s3执行完成后执行。其图示:

4.试利用bernstein条件证明练习题3中的语句s1和s2可以并发执行,而语句s3和s4不能并发执行。

根据bernstein条件,先求出每条语句的读集和写集。

r(s1)=

r(s2)=

r(s3)=

r(s4)=

因为:r(s1)w(s2)={

r(s2) w(s1)={

w(s1) w(s2)={

所以,s1和s2可以并发执行。同理可证s3和s4不能并发执行。

5.进程与线程的主要区别是什么?

进程与线程的主要区别如下:

1) 调度方面。在传统的操作系统中,拥有资源和独立调度的基本单位都是进程。而在引入线程的操作系统中,线程是独立调度的基本单位,进程是资源拥有的基本单位。

在同一进程中,线程的切换不会引起进程切换。在不同的进程中进行线程切换,将会引起进程切换。

2) 拥有资源。不论是传统操作系统还是设有线程的操作系统,进程都是拥有资源的基本单位,而线程不拥有系统资源(也有一点必不可少的资源),但线程可以访问其隶属进程的系统资源。

3) 并发性。在引入线程的操作系统中,不仅进程之间可并发执行,而且在同一进程内的多个线程之间也可并发执行。

4) 系统开销。由于创建进程或撤消进程时,系统都要为之分配或**资源,操作系统所付出的开销远大于创建或撤消线程时的开销。在进行进程切换时,涉及到整个当前进程cpu环境的保存及新调度到进程的cpu环境的设置,而线程切换时,只需保存和设置少量寄存器内容,因此开销很小。

另外,由于同一进程内的多个线程共享进程的地址空间,因此,多线程之间的同步与通信非常容易实现,甚至无须操作系统的干预。

6什么是进程控制块?它有什么作用?

进程控制块是一个记录进程属性信息的数据结构,是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的数据结构。

当操作系统要调度某进程执行时,需要从该进程的pcb中查询其现行状态及优先级等调度参数,在调度到某进程后,要根据其pcb中保存的处理机状态信息去设置和恢复进程运行的现场,并根据其pcb中的程序和数据的内存地址来找到其程序和数据,进程在执行过程中,当需要与其他进程通信时,也要访问其pcb,当进程因某种原因而暂停执行时,又需将断点的现场信息保存其pcb中。系统在建立进程的同时就建立该进程的pcb,在撤消一个进程时也需要撤消其pcb。

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第二章。1 在下列性质中,不是分时系统特征的是 b a 交互性 b 独立性 c 多路性 d 成批性。2 引入多道程序设计的主要目的在于 c a 有利于 共享,减少主 辅存信息交换量。b 提高实时响应速度。c 充分利用cpu,减少cpu等待时间。d 充分利用存储器 3 在下面的进程状态转换过程中,可能...

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一 单项选择题。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其 填写在题后的括号内。1 在配置多道批处理操作系统的计算机系统中 d a 用户可联机 调试自己的程序 b 允许用户直接干预作业的执行。c 能对外部事件实时响应 d 允许多个作业同时使用不同的外围设备。2 unix操作系统是一个...