2020操作系统总复习.doc

第一章 操作系统引论
1、 什么是操作系统？
是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序集合
2、 操作系统的类型有几个分别是？每种类型的特点是什么？
批处理系统：多道成批处理
分时系统：多路、交互、独占、及时
实时系统：及时响应、高可靠性
3、 操作系统的基本特性有哪几个？其定义是什么？
并发性、共享性、虚拟性、异步性
4、 操作系统的功能有哪几个？
处理机管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、用户接口
5、 单用户单任务操作系统有哪些？单用户多任务操作系统有哪些？多用户多任务操作系统？

CP/M、MOS,Windows系统，UNIX、Linux和Solaris等。
练习题4、7、11、14
第二章 进程的描述与控制
1、 什么是DAG,其作用是什么？

2、 程序顺序执行与并发执行的特征？

3、 什么是进程？PCB是什么有什么作用？程序能调用自己的PCB不？在分页或分段系统中PCB的指针指向什么？

4、 进程和程序的本质区别是是什么？进程的特征有哪些？

5、 进程一般情况下有几种状态，分别是什么？什么会引起其转换，当有n个进程时，每个状态有几个进程，为什么？

6、 操作系统有两种状态或模式？这两个模式（模态）如何转换？

7、 什么是中断，那些活动是可以中断的。
系统调用、键盘命令、进程调度

8、 什么是原语，有什么特点？一般的进程原语有哪些？

9、 进程的创建过程是什么？

10、 进程的终止过程是什么？

11、 进程的阻塞过程是什么？

12、 进程的唤醒过程？

13、 进程同步的制约关系有什么？

14、 什么是临界资源？

15、 什么是临界区？什么是进入区，什么是退出区。

人们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区(critical section)。
16、 同步机制应该遵循的原则是什么？分别属于进入区还是退出区？

17、 信号量

18、 经典的进程同步问题？每个会写出完整代码，或定义变量。

19、 进程通信类型？

低级通信（信号量机制）、高级通信（共享存储区、管道、消息传递和客户机和服务器）
20、 线程概念？

21、 进程和线程的区别和联系。

1. 调度的基本单位
　　2. 并发性
　　3. 拥有资源
　　4. 独立性
　　5. 系统开销
　　6. 支持多处理机系统
练习题5、6、11、19、21

第三章 处理机调度与死锁
1、 处理机调度的层次？
3个层次，低级、高级和中级
2、 什么是周转时间、平均周转时间和带权周转时间？
3、 什么是作业？什么是作业步？
在多道程序处理系统中，作业是用户提交给系统的一项相对独立的工作。它不仅包括通常的程序和数据，而且还应有一份作业说明书。把作业中每一个加工步骤称为一个作业步。
4、 作业的三个阶段和三个状态？
(1) 收容阶段 (用户提交的作业输入到硬盘上，为作业建立JCB，并放入作业后备队列中)。(2) 运行阶段(一个作业从进入就绪直到运行结束前，均处于“运行状态”)。　　
(3) 完成阶段。
“后备状态”、“运行状态”和“完成状态”
5、 作业调度算法有哪些（FCFS、SJF、PSA、HRRN）？如何来计算？
6、 进程的调度方式有哪些？
抢占方式、非抢占方式
7、 什么是优先级倒置？如何解决？
8、 什么是死锁？
9、 为什么会出现死锁？
　1. 竞争不可抢占性资源引起死锁, 2. 竞争可消耗资源引起死锁, 3. 进程推进顺序不当引起死锁
10、 产生死锁的必要条件？
(1)互斥条件（资源的临界性）
(2) 请求和保持条件
(3)不可抢占条件
(4)循环等待条件
11、 处理死锁的方法有哪些？
12、 预防死锁的方法有哪些？是不是产生死锁的必要条件都要破坏掉，哪个不能破环？
互斥条件条件不能破环。
13、 安全状态是什么，如何看是否有安全序列。
14、 银行家算法的完整步骤？
练习题1、23、27、29、30、31
第四章 存储器管理
1、 程序执行需要几个步骤？
　(1) 编译　(2) 链接　(3) 装入
2、 程序的装入分为哪几种？这几种方式的区别？分别在什么时间进行地址变换？
绝对装入（装入前）、可重定位装入（装入时）和动态重定位装入（程序执行时）
3、 程序的链接有几种方式，这几种方式的区别？
2种，静态链接、装入时动态链接
4、 什么是固定分区分配？
5、 动态分区分配的算法有哪几种？每种算法的优缺点？其分配前是如何排序的？那种碎片最多？那种碎片最少？那种低地址最少？
FF算法、NF算法、BF算法、WF算法。最佳适应算法碎片最多，最坏适应算法碎片最少，首次适应算法低地址最少。
6、 固定分区和动态分区的浪费空间相同吗？分区系统中能够用于保护信息的是什么？
7、 为什么要进行紧凑，其作用是什么？
8、 为什么引入对换？磁盘空间的文件区和对换区各有什么特点？
9、 分页的地址结构中，如何计算有多少页面，如何计算每页大小？页表长度为什么必须是2n？

将逻辑地址按位拆分出页号和页内地址而不用做除法。
10、 页表的作用？
实现从页号到物理块号的地址映射
11、 分页系统如何进行地址变换？请画出来。
逻辑地址首先转换为（页号，页内地址）然后用页号区检索相关信息。
12、 有快表和没有快表访问内存的次数？为什么？
13、 分段的地址结构中，如何计算有多少段，如何计算每段长度？
14、 分段的地址变换过程？请画出来。
15、 段页式的地址变换过程是什么？
练习题2、4 、7、12、13、14、18、19、21、22、26
第5章虚拟存储器
1、什么是虚拟存储器？
2、虚拟存储器的特征？
3、请求页表组成？
4、缺页次数和缺页率如何计算？
5、页面置换算法有那几个（OPT、FIFO、LRU）？各有什么优点，如何来进行页面置换？
CLOCK算法在页表中增加访问位的算法
6、为什么会出现抖动？
7、抖动如何预防？
8、请求分段存储中段表有那些内容组成？
练习题1、6、8、12、13、15、18、20、24
第6章输入输出系统
1、什么是通道？
2、通道类型？
3、通道瓶颈？
4、什么是中断？
5、中断的处理过程？
6、对I/O设备的控制方式？
7、设备分配的数据结构有哪些，分别是什么，有什么作用？
8、逻辑设备表的作用？设备无关性（独立性）作用？
逻辑设备到物理设备的映射。设备分配灵活、I/O重定向。
9、什么是系统调用？
用户进程不能进入系统态，用户态到系统态的一个接口就是系统调用
10、什么是S POOLING系统？
11、SPOOLING系统的组成？
12、假脱机打印系统的工作过程？
13、为什么引入缓冲区？
14、磁盘访问时间有哪些？
15、磁盘调度算法的优缺点？哪种会出现“饥饿”，哪种会出现“黏着”，如何计算访问的磁道个数和寻道长度？
练习题4、11、16、18、20、23、30、31
第7章文件管理
1、文件的结构？
逻辑结构、物理结构
2、文件的逻辑结构类型？
记录式文件、流式文件
3、按文件的组织方式分类有哪几种方式？分别有什么特点？
顺序、索引文件、索引顺序文件
4、文件控制块的作用？
5、文件索引结点？
6、UNIX文件系统把FCB分成哪两部分？这样拆分有什么好处？
UNIX文件系统把FCB拆分成目录和索引节点两部分，加快文件检索、便于文件共享。
7、文件目录结构有哪几种？分别有什么特点？
单级、两级、多级（树形目录）
第8章磁盘存储器的管理
1、外存的组织方式？
连续、链接和索引
2、每种方式的优缺点？
3、索引组织方式分为几类？各有什么特点？UNIX采用什么组织方式？
单级索引、多级索引和增量索引（混合索引）
Unix的文件物理结构是增量式（混合索引）结构，它是在索引节点中用13个地址项表示，其中有10个直接地址，1个一次间接地址，1个二次间接地址，1个三次间接地址。
6、 文件存储空间的管理分为哪两种？分别有什么特点？
空闲表法、空闲链表法
6、成组链接法的工作过程是什么？
练习题1、2、3、12、13、16

练习题：
1、．如果单处理机系统中有N个进程,（1）、运行进程最多几个,最少几个；（2）、就绪进程最多几个,最少几个；（3）、阻塞进程最多几个最少几个？
2、请写出生产者-消费者问题，注意变量的定义和PV操作。
3、请写出哲学家进餐问题，注意变量的定义和PV操作。
4、请写出读者和写者问题，注意变量的定义和PV操作。
5、有如下四道作业。他们的名字和提交时间、运行时间以及优先级如下，请给出其执行顺序、平均周转时间和平均带权周转时间。
设有四个批作业A，B，C，D其到达时间、运行时间如下：
　　作业 作业到达时间 运行时间 作业优先级
　　A 10:00 5 1
B 10:03 7 3
C 10:04 4 2
D 10:05 8 4
试计算：按SJF和PSA算法执行作业，请列出作业执行的顺序和A的周转时间为；B的周转时间为；C的周转时间为；D的周转时间为；所有作业的平均周转时间是和带权周转时间？
6、课本作业30、31题银行家算法。
7、设系统为某进程分配4个物理块,其页面引用顺序为：7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1
请用opt置换算法、LRU算法和FIFO算法计算缺页次数以及缺页率。
8、设系统收到6条记录访问请求，请求序列如表。若磁头的当前位置在30号磁道上，首次移动方向为磁道号减少的方向，采用scan和cscan调度算法，请给出调度序列和平均寻道长度。

9、某操作系统的磁盘文件空间共有150块，若用字长为8位的位示图管理磁盘空间，位示图需要多少个字？第i字第j位对应的块号是多少（i、j都从1开始）？申请一块可用的磁盘空间的过程是什么？回收磁盘空间的过程是什么？
150/8=19，b(盘块数)=8（i-1）+j，
申请过程
(1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进制位(“0”表示空闲时)。
(2) 根据b(盘块数)=8（i-1）+j，将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的盘块号。
(3) 修改位示图，令map[i, j] = 1。
回收过程
(1) 根据i=(b-1)div8+1,j=(b-1) mod8+1,将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。
(2) 修改位示图。令map[i, j] = 0。
10、现有一个作业，在段式存储管理的系统中分配建立了如表4—1所示的段表
段号 段长 是否在内存主存 起始地址
0 240 1 2100
1 120 1 600
2 400 0 3100
3 900 1 3200
请回答下列问题：（1)计算该作业访问[0，160],[1，800]，[2，220]和[4，810] (方括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址)时的是否地址合法，如果合法请计算出绝对地址（物理地址），如果不合法请给出原因。（注意1表示在内容，0表示不在内存）
11、某系统的PCB结构如下表所示。请问：该系统采取的进程调度算法是什么、进程通信机制是什么、内存管理方式是哪种？
PID
处理机状态
进程状态
优先级
消息队列指针
消息队列互斥信号量
消息队列资源信号量
页表首地址
页表长度
存在位
外存地址
访问位
家族指针
PCB指针

12、在一个请求分页存储管理系统中，页长为1KB=210现行进程的页表如下表所示。要求：①画出系统的基本地址变换机构；②对逻辑地址1200、2100和5000进行变换，求出对应的物理地址（用十进制表示），如果无法转换请说明原因。（状态：1-在内存，0-不在内存）
页号
块号
状态
外存地址
0
5
1
4
1
4
1
10
2
3
0
20
3
2
1
21
逻辑地址1200=（1，176）物理地址=4*1024+176
逻辑地址2300=（2，252）缺页中断
逻辑地址5000=（4，804）页号越界中断