应用科技学院操作系统期末复习.doc

(1)多道批处理系统: 在该系统中， 用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。(2)分时系统 : 分时系统用于满足用户需求，使用户能与自己的作业进行交互，还有共享主机与便于用户上机。(3)实时系统 : 指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。(4)实时调度: 为了满足实时系统对实时进程或任务的调度。(5)设备独立性 : 应用程序独立于具体使用的物理设备。(6)系统调用 :P261(7)共享存储器系统: 相互通信的进程共享某些数据结构和共享存储区，进程之间能够通过这些空间进行通信。(8)进程 : 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。(9)线程: 将进程的两个属性分开，由操作系统分开处理。 (10)调度算法: 根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。 (11)局部性原理 : 程序在执行时将呈现出局部性规律，即在一较短时间内，程序的执行仅局限与某个部分；相应地，他所访问的存储空间也局限于某个区域。(12)SPOOLING技术: 在主机的直接控制下，实现脱机输入、 输出功能。 此时的外围操作与CPU对数据的处理同时进行， 我们把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing。 (13)图形用户界面:P273(14)程序并发执行: 程序彼此互不依赖，则程序间可以并发执行。 (15)进程同步: 是对多个相关进程在执行次序上进行协调，以使并发执行的诸进程之间能有效的共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。(16)信号量机制 ：是一种卓有成效的进程同步机制。(17)死锁：是指多个进程在运行过程中因为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，他们都将无法再向前推进。 (18)可重入代码 ：又称为纯代码，是一种允许多个进程同时访问的代码。（19）虚拟存储器 ：是指具有请求调入功能和置换功能， 能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。（20）Shell重定向命令 ：Shell向用户提供了这种用于改变输入、输出设备的手段，此即标准输入与标准输出的重新定向。（21）内中断：P179（22）管道通信系统：P66 发送进程和接收进程是利用“管道”进行通信的系统，称为管道通信系统。 所谓“管道”是指用于连接一个读进程和一个写进程，以实现它们之间通信的一个共享文件。（23）哈希算法：利用哈希快速查找的优点，以及空闲分区在可利用空间表中的分布规律，建立哈希函数，以实现最佳分配策略。 （24）POSIX标准：为了解决系统调用在实现细节的和形式的差异，给实现应用程序与操作系统平台无关性带来了很大的困难问题。而设定的标准。 四、简答题1. 操作系统的目标、作用目标：有效性、方便性、可扩充性、开放性作用：1、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 2、OS作为计算机系统资源的管理者 3、OS实现了对计算机资源的抽象2. 简述操作系统的基本特征并发、共享、虚拟、异步3. 操作系统的主要功能及其包含的内容（1）处理机管理：进程管理、进程同步、进程通信、处理机调度；（2）存储器管理：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充；（3）设备管理：缓冲管理、设备分配、设备处理、虚拟设备；（4）文件管理：文件存储空间管理、目录管理、文件读/写管理和保护。4. 什么是微内核OS，其主要特点。微内核OS：足够小的内核；基于客户/服务器模式；应用机制与策略分离原理；采用面向对象技术。主要特点：提高了系统的可扩展性；增强系统的可靠性；可移植性、提供了对分布式系统的支持；融入了面向对象技术。5. 操作系统与硬件、其他系统软件及用户间的关系 计算机硬件是计算机上使用的程序、供程序用的数据和相关的文档资料。它决定计算机做什么以及如何做。一般用户是通过软件使用计算机硬件资源的。操作系统(operating system)是用户和计算机之间的界面. 一方面操作系统管理着所有计算机系统资源, 另一方面操作系统为用户提供了一个抽象概念上的计算机. 在操作系统的帮助下, 用户使用计算机时, 避免了对计算机系统硬件的直接操作. 对计算机系统而言, 操作系统是对所有系统资源进行管理的程序的集合; 对用户而言, 操作系统提供了对系统资源进行有效利用的简单抽象的方法。应用软件是直接完成某种具体应用无需用户编程的软件。这类软件的范围最广，产品最多。应用软件和操作系统都是软件的一部分。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。没有软件的计算机称为“裸机”，什么事情也做不了。硬件是基础，是软件的载体，软件则使硬件具有了使用价值。两者相辅相成，缺一不可。6. 进程控制块作用及包含的信息。作用：使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。包含的信息：进程标示符；处理机状态；进程调度信息；进程控制信息。7. 引起进程创建的事件及进程创建过程。 引起进程创建的事件：用户登录；作业调度；提供服务；应用请求。 进程创建过程：申请空白PCB；为新进程分配资源；初始化进程控制块；将新进程插入就绪队列。8. 描述引起进程中止的事件及进程中止过程。引起进程终止事件：正常结束；异常结束；外界干预。终止过程：（1）根据被终止进程的标示符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态；（2）若被终止进程正处于执行状态，应立即终止该进程的执行，并置调度标志为真，用于指示该进程被终止后，应从新进行调度；（3）若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程予以终止，以防它们成为不可控的进程；（4）将被终止进程所拥有的全部资源或者归还给其父进程，或者归还给系统；（5）将被终止进程（PCB）从所在队列（或列表）中移出。等待其它程序来搜集信息。9. AND同步机制的基本思想。 将进程在整个运行过程中需要的所有资源，一次性全部分给进程，待进程使用完后再一起释放。10. 简述基于消息传递的通信方式。直接通信方式、间接通信方式11. 低级调度的功能及基本机制。 功能：保存处理机的现场信息；按某种算法选取进程；把处理机分配给进程。基本机制：排队器、分派器（分派程序）、上下文切换机制。12. 理解三种高度队列的区别。 P8813. 简述实时调度基本条件、分类。 基本条件：提供必要的信息、系统处理能力强、采用抢占式调度机制、具有快速切换机制。 分类：非抢占式调度算法、抢占式调度算法14. 产生死锁原因、必要条件、解决方法。 原因：竞争资源、进程间推进顺序非法 必要条件：互斥条件；请求和保持条件；不剥夺条件；环路等待条件 解决方法：预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁15. 举例说明银行家算法如何避免死锁。 P109-11016. 为何要采用多级存储器结构。 为了实现存储器与处理机的速度匹配问题，与大容量的存储器问题17. 为何采用分页分段分配方式，其基本原理是什么。 P13618. 举例说明分段方式如何实现信息共享。P13819. 理解缺页中断机制的原理。P14520. 简述理解几种页面置换算法，并会运用。P14921. 文件的逻辑结构与物理结构，为何引入索引文件。P208-21222. 理解文件存储空间的三种管理方法.（1） 空闲表法和空闲链表法 （2）位示图法 （3）成组链接法23. 简述互斥锁与共享锁的作用。 实现顺序性24. 命令解释程序作用及其构成。P25425. 简述系统调用实现过程。P266五计算题1 、若有3个周期性任务，任务A要求每20ms执行一次，执行时间为10ms；任务B要求每50ms执行一次，执行时间为10ms；任务C要求每50ms执行一次，执行时间为15ms,应如何按最低松驰度优先算法对它们进行CPU调度。参考第二单元内容2、在一个请求分页系统中，采用FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、5、3、4、3、1、5、2、3，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，试计算在访问过程中所发生的次数和缺页率，闭幕式比较所得结果。参考第四单元课后答案26. 在一个请求分页系统中，采用FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5M=3M=44441115553334442222233314444555511333344445222233331111222M=3时，采用FIFO页面置换算法的缺页次数为9次，缺页率为75%；M=4时，采用FIFO页面置换算法的缺页次数为10次，缺页率为83%。由此可见，增加分配给作业的内存块数，反而增加了缺页次数，提高了缺页率，这种现象被称为是Belady现象。3、有三个程序A、B、C，它们使用同一个设备进行I/O操作，并按A、B、C顺序执行。这三个程序的计算和I/O操作时间如下表所示，请分别画出单道程序环境和多道程序环境下，它们运行的时间关系图，并比较它们的总运行时间。ABC计算306020I/O403040计算1010204、在银行家算法中，若出现下述资源分配情况： ProcessAllocationNeedAvailableP0003200121622P110001750P213542356P303320652P400140656 试问（1）该状态是否安全？（2）若进程P2提出Request(1,2,2,2),系统能否实现。答：该状态是安全的，因为存在一个安全序列。下表为该时刻的安全序列表。资源情况进程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP0P3P4P1P21 6 2 21 6 5 41 9 8 71 9 9112 9 9110 0 1 20 6 5 20 6 5 61 7 5 02 3 5 60 0 3 20 3 3 30 0 1 41 0 0 01 3 5 41 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 113 12 14 17truetruetruetruetrue 若进程P2提出请求Request(1，2，2，2)后，系统不能将资源分配给它，若分配给进程P2，系统还剩的资源情况为（0，4，0，0），此时系统中的资源将无法满足任何一个进程的资源请求，从而导致系统进入不安全状态，容易引起死锁的