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操作系统复习资料(小色狼版)

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1. 操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程,以方便用户使用
的程序集合。
2. 从资源管理的角度，操作系统被划分为处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理及用户接口.
3. 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的第一次扩充.
4. 多道程序设计技术具有的几个方面的特点：a、多道 b、宏观上并行 c、微观上串行.
5. 操作系统的特征:a、并发性 b、共享性 c、虚拟性 d、不确定性。
其中并发性和共享性是操作系统中两个最基本的特征,它们互为存在条件。
6. 程序并发执行的特征：a、间断性 b、失去封闭性 c、失去可再现性。
7. 进程可定义为：并发执行的程序在一个数据集合上的执行过程。
8. 进程与程序的关系：
a、进程的动态性和程序的静态性
b、进程的并发性和程序的顺序性
c、进程的暂时性和程序的永久性
d、结构特征(进程由程序、数据和进程控制块组成，而程序却不是)
e、进程与程序是密切相关的。
9. 进程的三种基本状态:a、运行状态 b、就绪状态 c、阻塞状态 （进程状态转换图P36）
10. 新引入的状态的转换有挂起和激活两种，当内存空间紧张时可以将进程从内存移出到外存，即挂
起进程;相反，当内存空间宽裕时将移至外存的进程再移回内存，即激活进程。
11. 进程的组成：PCB、栈、程序、数据。
12. 线程与进程的比较：
a、调度，在引入线程的操作系统中,把线程作为调度和分派的基本单位，把进程作为资源分配
的基本单位。
b、并发性，在引入线程的操作系统中,不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间,也可以并发执行。
C、拥有资源,线程自己不拥有系统资源（只有少量的必不可少的资源)，但它可以访问其隶属进程的资源。
13. 线程的实现:a、实现用户级线程 b、实现内核级线程 c、同时实现以上两种类型的线程。
14. 在某段时间内只允许一个进程使用的资源称为临界资源，每个进程中访问临界资源的那段程序称
为临界区。

15. 信号量和PV操作（P64)。
16. 调度类型：
a、高级调度,又叫作业调度。它决定哪个程序可以进入到系统中处理。
b、中级调度，又叫对换程序.引入中级调度的目的是为了提高内存的利用率和系统的吞吐量
c、低级调度，又叫进程调度。它决定就绪队列中的哪个进程获得处理机。
17. 响应时间是指用户提交一个请求到系统响应（通常是系统有一个输出）的时间间隔.
18. 周转时间是指用户作业被提交到完成的时间间隔.
19. 先来先服务调度算法。（P89)
20. 短作业（进程）优先调度算法.（P90）
21. 死锁产生的必要条件：a、互斥条件 b、请求和保持 c、不可剥夺条件 d、环路条件。
22. 并非所有不安全状态都是死锁状态,但系统进入不安全状态后，便可能进入死锁状态;反之，只
要系统处于安全状态，系统便可以避免死锁.因此避免死锁的实质在于如何使系统不进入不安全状态.
23. 一个用户资源变为一个可以在内存运行的程序，通常要经过编译、链接和装入三个步骤。
24. 地址重定位又叫地址映射，完成的是相对地址转换（逻辑地址)成内存的绝对地址（物理地址）
的工作。
25. 银行家算法。（P101）
26. 鸵鸟算法.（P107）
27. 静态重定位就是在程序执行之前进行重定位.
28. 动态重定位指程序在执行的过程中进行地址重定位，需要重定位寄存器的支持。
29. 实现链接的方法有三种：
a、静态链接（程序运行之前事先进行的链接）
b、装入时动态链接（程序在装入内存时,边装入边链接）
c、运行时动态链接(在执行过程中,若发现被调入模块还没有装入内存，再去找出该模块，
将它装入内存，并链接到调用模块上）。
30. 回收分区与空闲分区的邻接情况：
a、回收分区与前面一个(低地址）空闲分区相邻接
b、回收分区与后面一个(高地址）空闲分区相邻接
c、回收分区与前、后两个空闲分区相邻接
d、回收分区不与其他空闲分区相邻.
31. 页式存储管理的基本原理。(P117）
32. 页式存储管理的地址变换机构。（P118）
33. 段式存储管理的基本原理。(P125）
34. 局部性原理为虚拟存储器的引入奠定了理论基础。
35. 虚拟存储器是指具有请求调入和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。
36. 置换算法有最佳置换算法(是一种理论上的算法，要求选择置换那些不再使用的,或在最长时间
内不再使用的页)、先进先出置换算法（总是淘汰最先进入内存的页，或者在内存驻留时间最久
的页予以淘汰)、最近最少使用置换算法(把最近最久未使用作为淘汰的条件）和时钟置换算法。
37. 使进程的大部分时间都用于页面的换进/换出，而几乎不能完成任何有效的工作。称这时的系统
处于抖动状态。
38. 设备控制器的组成。（P154）
39. 通道实际上是一个特殊的处理机.
40. SPOOLing系统的组成.(P168）
41. 当向磁盘寻址时,一般表示为柱面（磁道）号、磁头（盘面）号、扇区号。
42. 一般地，把磁盘的访问时间分成三部分：a、寻道时间 b、旋转时间 c、传输时间.
43. 磁盘调度算法。（P177）
44. RAID的使用是因为其高可靠性和更高的数据传输率，而不是价格更便宜。
45. 引入缓冲的目的：
a、缓解CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾
b、减少中断CPU的次数
c、提高CPU与I/O设备之间的并行性.
46. 常用的一些文件属性：文件名、文件的内部标识符、文件的物理位置、文件的拥有者、文件的存
取控制、文件的类型、文件的长度、文件时间。
47. 文件系统结构:a、文件及其属性 b、文件系统接口 c、文件管理软件(是文件系统的核心）.
48. 将路径上全部分目录名与文件名用“\”连接而形成的路径名称称为“相对路径"。相应地,从根
目录开始的路径名，称为绝对路径.
49. 树形目录结构的优点：
a、即可以方便用户查找文件,又可以把不同类型的文件或不同用途的文件分类
b、允许文件重名
c、利用多级分层结构关系，可以方便地制定保护文件的存取权限，有利于文件保护。

P108，第6题
(1） 仍然需求资源数
Need
A B C
3 4 7
1 3 4
0 0 6
2 2 1
1 1 0
（2） 由已知条件，Resource=（17，5，20），从表中可以计算出已分配情况是（15，2，17），因此，T0时刻系统可用资源数目:
Available＝（17,5,20）－（15，2,17）＝（2，3,3）.
T0时刻，系统可用资源工作矩阵Work = Available=（2,3，3)
① 找到Need（P4） 〈 Work，系统把资源分配给P4.P4执行结束后：Work=（4,3，7)；
② 找到Need(P2] 〈 Work，系统把资源分配给P2。P2执行结束后：Work=（8，3,9）；
③ 找到Need（P3） 〈 Work,系统把资源分配给P3。P3执行结束后:Work=(12,3，14）；
④ 找到Need（P5) 〈 Work，系统把资源分配给P5。P5执行结束后:Work=(15，4,18)；
⑤ 找到Need(P1） 〈 Work,系统把资源分配给P1。P1执行结束后:Work=(17，5，20）；
系统在T0时刻存在安全序列（P4，P2,P3，P5，P1），所以系统是安全的。
(3) 如果T0时刻Request(P2）=（0，3，4），按银行家算法进行检查：因为Available＝（2，3,3），其中C资源只剩下3个，而进程P2请求4个，所以Request（P2）> Available，因此不能实施此次分配。
(4) 如果T0时刻Request(P4）=（2，0,1）,按银行家算法进行检查：
① 因为：Need（P4)=（2，2，1）；所以：Request（P4）〈 Need（P4）
② 因为：Available ＝（2，3,3）。所以：Request(P4）< Available
③假设操作系统满足进程P4新的资源请求,则Need（P4)＝(2，2,1）－（2,0，1）＝（0，2,0)，即，各进程仍需求的资源数为：
Need
A B C
3 4 7
1 3 4
0 0 6
0 2 0
1 1 0
Available ＝（2,3，3)－（2，0,1）＝（0,3，2）；
④用银行家算法进行安全检查，此时若系统满足P4的资源请求把资源分配给P4，则系统回到第2小题的状态,（若是其他情况要有具体分析过程），因此，可得到安全序列（P4，P2，P3,P5,P1)，所以系统是安全的，可以对进程P4实施此次资源分配。
(5) 在（4）的基础上，Request（P1)=（0，2，0），按银行家算法进行检查：
① 因为：Need（P1）=（3,4，7);所以:Request（P1）< Need（P1)
② 因为：Available ＝(0，3，2）.所以：Request（P1）< Available
③假设操作系统满足进程P1新的资源请求，则Need(P1）＝（3，4，7）－（0，2，0)＝（3，2,7)，即，各进程仍需求的资源数为：
Need
A B C
3 2 7
1 3 4
0 0 6
0 2 0
1 1 0
而Available ＝(0，3，2)－(0，2，0）＝（0，1,2）.
④用银行家算法进行安全检查，此时系统可用资源数量已不能满足任何进程的资源需求，故系统进入不安全状态,不能实施对进程P1此次的资源分配.

P148 第9小题
数组中的整数个数：50*50=2500 因为每个整数占2个字节，所以数组总共占：2500*2=5000B因为页面大小是100B,所以数组占用的页面数：5000B ÷ 100B = 50 对于程序A：由于按行访问数组,当缺页后调入一页，位于该页的所有数组元素全部进行初始化，再调入另一页。所以，缺页次数是50次。 对于程序B：由于按列访问数组，而数组本身是按行存储。当缺页调入一页访问了1个元素后，下一个元素又位于另外一页中，因此每访问1个元素就产生一次缺页中断,整个程序B执行完，中断次数是2500次。
P190 6
(1）先来先服务：143，86，147，91，177，94，150，102,175，130
磁臂移动总量：(143—86)+（147—86)+（147—91)+（177—91）+(177-94）+（150-94)+(150-102)+(175-102）+（175—130）= 565
(思考：）排序：86，91,94，102，130，143，147,150,175，177
（2）最短寻道时间优先(最短查找时间优先）：
143,147，150，130,102，94，91，86,175，177
磁臂移动总量：（147-143)+(150-147）+(150—130）+（130-102)+(102-94)+(94-91)+(91—86)+(175—86)+（177-175)
= （150—143）+（150—86)+（177—86）= 162
(思考：）排序:86，91，94,102，130,143，147,150，175,177
(3) 扫描算法：
143，147，150 ，175,177 ,130,102，94,91,86
磁臂移动总量：（147-143）+(150-147）+(175—150)+(177—175)+(175—130）+(130—102）+（102—94)+（94-91）+(91—86)
= (177—143）+(177-86)=125
(4) 循环扫描算法:
143，147，150 ,175，177 ， 86 ，91 ，94 ，102 ，130
磁臂移动总量：（147—143）+（150-147）+（175—150)+(177-175)+(177-86）+（91—86)+（94-91)+（102-94）+(130—102)）
= （177-143）+(177—86)+(130—86)=169