1、精選優質文檔-傾情為你奉上操作系統概述1. 試給出操作系統的定義，并說明現在操作系統的基本特征是什么？操作系統是控制和管理計算機硬件和軟件資源、合理地組織和管理計算機的工作流程以方面用戶使用的程序的集合。并發共享虛擬不確定性2. 操作系統的主要功能是什么？形成的標志是什么？CPU管理、內存管理、設備管理、作業管理、文件管理形成標志是多道程序技術3. 解釋下列名詞：共享，并發，并行，不確定性見P3.4. 什么是多道程序？它的特點是什么？實現多道程序設計要解決那些問題？同時將多個作業放入內存，并允許他們交替執行，共享系統中的各種硬/軟件資源，提高CPU,I/O，內存的利用率。內存管理，為多道程序分

2、配內存空間，并提供內存訪問保護CPU的占用調度，兼顧公平性與優先級，考慮計算密集型與I/O密集型，保證吞吐率和資源利用率最大化I/O管理文件管理5. 為什么要引進分時系統？分時系統的特點是什么？一臺主機上連接了多個鍵盤顯示終端，用戶可以通過各自的終端，以交互作用方式使用計算機，共享主機上所配置的各種硬/軟件資源；“分時”的定義：指把計算機的系統資源(尤其是CPU時間)進行時間上的分割，每個時間段稱為一個時間片，每個用戶依次輪流使用時間片。同時化獨立性及時性交互性作業管理和用戶接口1. 通常操作系統和用戶之間有哪幾類接口？它們的主要功能是什么？作業控制級接口：提供對作業的控制功能。最初是命令驅動

3、方式，現在多采用圖形及視窗操作環境。程序級接口：系統調用是操作系統提供給軟件開發人員的接口。2.什么是系統調用？并說明它的實現原理。指用戶在程序設計過程中調用操作系統提供的一些子功能，是用戶在程序級請求操作系統服務的一種手段，是操作系統提供給編程人員的唯一接口。3.比較一般的過程調用和系統調用的區別􀂾 運行狀態不同。系統功能調用的調用過程和被調用過程運行在不同的狀態，而普通的過程調用運行在相同的狀態。􀂾 調用方法不同。系統調用必須通過中斷機制首先進入系統核心，然后才能轉向相應的命令處理程序。普通過程調用可以直接由調用過程轉向被調用過程。􀂾

4、返回問題。對于系統功能調用，由于發生和狀態的改變，在返回時可能需要重新進行調度分析(如搶先式調度的系統)。普通的過程調用直接返回調用過程繼續執行。4.簡述作業的系統中的幾種狀態及轉換9，10.計算各種作業調度算法的平均周轉時間和平均周轉系數選擇調度算法應遵循的準則是什么？􀂾 CPU利用率。希望能夠獲得較高的CPU利用率。顯然盡量讓外設和CPU同時工作是提高CPU利用率的有效方法。􀂾 吞吐量：單位時間內CPU完成作業的數量。顯然短作業優先有利于提高吞吐量。􀂾 周轉時間：評價批處理系統的性能指標進程管理1. 什么是PCB，具有哪些方面的作用?組

5、成？如何管理？PCB是操作系統用來記錄進程詳細狀態和相關信息的基本數據結構，它和進程是一一對應的，是進程存在的唯一標識。進程的檔案，描述進程的特征，記載進程的歷史，決定進程的命運。作用：提供進程的各種信息，以便操作系統查詢、控制和管理。操作系統中，PCB在內存中以表的形式存在，集中在一個固定存儲空間上；有些情況下，進程控制塊被分為常駐內存信息和非常駐內存信息。2. 進程有哪三種基本狀態？各狀態之間是因何轉換的？3. 進程的特征有哪些？并發性：動態性：獨立性：制約性：異步性：結構性：4. 信號量是什么？怎么進行分類？用以表示資源的實體是一個與隊列有關的整型變量。特點：其值只能通過初始化操作和P、

6、V操作來訪問。信號量的類型： 公用信號量：用于進程間的互斥，2個或2個以上進程，初值通常為1； 私有信號量：用于進程間的同步，2個進程（制約進程與被制約進程），初值通常為0或n。5. P，V操作的定義和操作，并指出其優缺點優點：P/V操作原語完備，表達能力強，任何同步和互斥問題都可以用它來解決；缺點：作為進程間通信的工具，不夠安全，而且在一些問題的實現上相當復雜；6. 管道機制是如何實現進程間通信的？7. 回答處理機調度的3個層次。8. 進程調度的任務是什么？確定調度算法的原則9. 線程分為哪兩類？各有什么優缺點􀂙 線程(thread)也叫輕型進程，是一個可執行的實體單元，是

7、現代操作系統中處理機調度(執行)的基本單位。􀂙 分類􀂾 單線程：一個進程只能有一個線程MS-DOS系統􀂾 多線程：單個進程可以擁有多個線程UNIX/Linux, Windows10. 比較線程的兩種不同的實現機制11. 24題第一種情況信號量初值為1，變化范圍為: -(n-1),0,1第二種情況信號量初值為m，變化范圍為： -(n-m),0,m12. 25題A=13b=6c=1013第28題/檢驗員while (true) 查看產品質量If (合格) P(S1)放在傳送帶上V(S2) else 銷毀/計量員while (true) P(S2

8、)稱重并記錄V(S1)P(S3)放在傳送帶上V(S4)/分揀員while (true) P(S4)包裝V(S3)這個問題有一點模糊的地方是信號量初值的確定，這和傳送帶上能放多少件產品有關14第29題S0,S1,S2,S3代表M0,M1,M2,M3中的消息數R0,R1,R2,R3代表M0,M1,M2,M3中的空格子數量/P0/S0初值為2/R1初值為3While （true） P(S0)從M0取走一個消息V(R0)加工P(R1)向M1放入一個消息V(S1)/P1/R2初值為2/S1初值為0While （true） P(S1)從M1取走一個消息V(R1)加工P(R2)向M2放入一個消息V(S2)/

9、P3/R0初值為1/S3初值為0While （true） P(S3)從M3取走一個消息V(R3)加工P(R0)向M0放入一個消息V(S0)/P2/S2初值為0/R3初值為2While （true） P(S2)從M2取走一個消息V(R2)加工P(R3)向M3放入一個消息V(S3)解釋：借鑒生產者/消費者典型的問題的解決方法，每一個進程既是生產者，也是消費者15第31題1） 應編寫一個程序；讀者的數量為多少，就應該設置多少進程？進程和程序之間關系為：程序是靜態的，永久的，往往保存在磁盤上進程是動態的，是程序的一次執行，具有生命周期；是操作系統資源分配和執行的基本單位2） 公用信號量R，初值為1，代

10、表登記表資源互斥公用信號量S，初值為1000，代表座位資源/ 讀者BeginP(S)P(R)在登記表上進行登記V(R)在圖書館，P(R)在登記表上撤消登記V(R)V(S)離開圖書館End解釋：只需實現一個程序來模擬讀者即可，通過程序的參數來體現讀者的特征，比如，姓名等仔細可以識別出，登記表為共享資源，在讀者進入圖書館和離開圖書館時需要互斥訪問1000個座位為有限的系統資源，1000個座位全被占用時，后續讀者只有等待死鎖1. 產生死鎖的4個必要條件是什么？為什么說是必要條件而不是充分條件？資源互斥使用（資源獨占）非剝奪控制（不可強占）零散請求循環等待如果死鎖發生，則這四個條件必然同時滿足；但反過

11、來講，如果這四個條件同時滿足卻不一定發生死鎖。2. 列舉出預防死鎖的各種方法核心思想是破壞死鎖的必要條件。破壞互斥條件Spooling技術破壞不可剝奪條件允許進程剝奪也包括剝奪自己的“資源”破壞零散請求進程創建時就由系統分配了所有所需的資源，等待執行完后，釋放所有資源破壞循環等待條件系統根據一定策略對資源進行編號，進程必須按序申請資源3. 死鎖定理是什么？如果一個系統狀態為死鎖狀態，當且僅當資源分配圖是不可完全化簡的。也即，如果資源分配圖中所有的進程都成為孤立節點，則系統不會發生死鎖。4. 解除死鎖的方法重新啟動撤銷進程剝奪資源進程回退5. 資源分配圖見課程PPT611題S1的資源首先分配給T

12、3，T3得到所需資源，執行完畢之后歸還所占的R2資源，R2資源可以滿足T1的需求，T1作為生產者可以遠遠不斷地生產S1T4對S1的需求可以得到滿足，但由于T4所需的R1不能得到滿足，而T4是S2的生產者，所以S2不能增加資源，T2對S2的申請不能得到滿足，故發生死鎖712題（1）Claim表ABCP1347P2134P3006P4221P5110Available（2，3，3）為P4分配所需資源，執行完釋放資源，available為（4，3，7）為P2分配所需資源，執行完釋放資源，available為（8，3，9）為P3分配所需資源，執行完釋放資源，available為（12，3，14）為P5

13、分配所需資源，執行完釋放資源，available為（15，4，18）為P1分配所需資源，執行完釋放資源，available為（17，5，20）(2)不能，顯然available不能滿足（3）可以，假設為P4分配（2，0，1），此時available為（0，3，2），P4的claim為（0，2，0），只能滿足P4的要求，分配的順序同（1）（4）不可以，假設為P1分配（0，2，0），此時available為（0，1，2），此時不能滿足任何一個進程的claim，會發生死鎖813題找不到非獨立又非阻塞的進程存儲管理1. 什么是地址重定位？分為哪幾種？各有什么特點當程序被裝入內存時，程序的邏輯地址被轉換

14、成內存的物理地址，稱為地址重定位絕對裝入可重定位裝入􀂾 即指程序裝入內存時，由于程序的邏輯地址和物理地址不一致，由邏輯地址到物理地址的映射過程。靜態再定位：指地址定位時修改程序的邏輯地址值，完成定位后，在程序的執行期間地址將不再發生變化。特點：在程序執行之前進行地址再定位。動態再定位：程序在裝入內存時，不修改程序的邏輯地址值，程序在訪問物理內存之前，再實時地將邏輯地址轉換成物理地址。2. 什么是內碎片和外碎片？各種存儲管理方法中可能產生哪些碎片？內碎片是指占用分區之內未被利用的地址空間；外碎片是指占用分區之間難以利用的空閑分區（通常是小空閑分區）；分區存儲管理方案單一連續分區

15、存儲管理內碎片固定分區內碎片可變分區外碎片分頁式存儲管理內碎片分段式存儲管理外碎片3在內存存儲管理系統中，分頁存儲管理和分段存儲管理的主要區別是什么？4什么是局部性原理？局部性原理是指程序在執行過程中的一個較短時期內，所執行的指令地址和指令的操作數地址分別局限于一定的區域，體現為時間局部性與空間局部性：時間局部性：指一條指令的一次執行和下次執行，一個數據的一次訪問和下次訪問都集中在一個較短時間內；空間局部性：指當前指令和鄰近的幾條指令，當前訪問的數據和鄰近的數據都集中在一個較小的區域內。5第15題6第16題（1）根據段表起始地址與段號，得到段表中的相應表項（判斷段號是否超出段表長度范圍），得到

16、物理內存對應分區的起始地址，判斷段內地址是否超出段長度，最終的物理地址為：主存起始地址段內地址；（2）219340 559330010 331090500 ？，超出段長度，地址非法1237400 1637（3）訪問內存兩次，一次為獲取段表表項，一次根據最終物理地址獲取指令或數據7第18題8第20題（1）9016 4096×2 82432×4096 824 （2）12300 4096×3 12缺頁，請求調頁，假設調入得物理塊號為x，則物理地址為x×4096 12文件管理1 第1題10K10256266K10256256×25665802K2M=2

17、048K<=(10+256+256*7)K，所以（117）個索引塊，2048個物理塊存放文件內容，其中10個是直接盤塊，2038個通過索引塊定位10M10240K<=(10256256×39)K，所以（1139）個索引塊，10240個物理塊存放文件內容，其中10個是直接盤塊，10230個通過索引塊定位25M25600K<=(10256256×99)K，所以（1199）個索引塊，25600個物理塊存放文件內容，其中10個是直接盤塊，25590個通過索引塊定位2 第2題3 第3題內存索引節點表進程打開文件表系統打開文件表Fd1Fd2Fd3Fd1P3P2f_fl

18、ag:讀f_count:2f_inode:f_flag:讀寫f_count:2f_inode:f_flag:讀f_count:1f_inode:f_flag:寫f_count:1f_inode:I_count:1I_count:1I_count:1I_count:1Fd1Fd2P14 第7題5 第13題=257K=(10+247)K1次間接尋址6 第19題7 第20題（1）(30/13+30)*12+30/13+5=395ms（2）(30/13)*4*12+30/13+5=118.07設備管理1 為什么要引入緩沖技術？設置緩沖區的原則是什么？2 按照資源分配管理技術，I/O設備類型可分為哪三類？3 UNIX系統中將設備分為塊設備和字符設