常熟理工学院操作系统期末复习文档格式.docx
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线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元。
目的:
为了既能提高程序的并发程度,又能减少OS的开销,操作系统设计者引入了线程
4.什么是临界资源?
什么是临界区?
举一个临界资源的例子。
把在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源。
OS中把每个进程在键盘么个访问临界资源的那段代码称为临界区
打印机,共享变量
5.在进程的整个生命周期中,可能要经历哪几种状态?
这几种状态在什么情况下会发生什么样的变迁(主要叙述三状态模型即可)?
所谓三状态模型、五状态模型、七状态模型各包括进程的哪几种状态?
三种:
1)就绪(Ready)状态2)执行状态
3)阻塞状态
根据这个图描述
三五七模型分别在书上38,40
6.什么是死锁?
产生死锁的根本原因是什么?
解决死锁有哪几种解决策略?
这些策略有哪些具体的解决方案?
所谓死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵局的时候,若没有外力的干预,它们都将无法再向前推进。
根本原因:
一是系统提供的资源有限,不能满足每个进程的需要;
二是多道程序运行时,进程推进顺序不合理
解决死锁的基本方法有三种(注意填空):
死锁的预防,死锁的避免,死锁的检测与恢复
死锁的预防主要是打破造成死锁的4个必要条件之一:
(1)破坏“互斥”条件。
(该条无法做到)
(2)破坏“占用并等待”条件
(3)破坏“不可剥夺”条件
(4)破坏“循环等待”条件
死锁的避免是指通过某种算法,当系统分配资源时始终能做出是否分配的正确选择,从而避免死锁。
目前运用的避免死锁的算法是E.W.Dijkstra提出的银行家算法
7.为什么要使用联想寄存器(快表)?
联想寄存器里存放的内容是什么?
为了提高地址变换速度
用来存放当前作业的最常用的页号和与之相应的物理块号
8.什么是虚拟技术?
虚拟技术需要什么物质基础?
操作系统中的所谓“虚拟”,是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
物理实体(前者)是实的,即实际存在的;
而后者是虚的,是用户感觉上的东西。
相应地,用于实现虚拟的技术,称为虚拟技术。
在程序装入时可将一部分程序装入内存,其余仍在外存。
程序在执行过程中根据需要再调入需要的部分。
若内存空间不够,可将一部分暂时不用的数据调入外存。
这样好像为用户提供了比实际内存大的多的存储器,这样的存储器叫“虚拟存储器”
虚拟存储器的实现需要三方面的物质支持:
1、有一定容量的内存。
因为必须有一定的信息存放在内存上程序才能运行;
2、有相当的容量的外存,以补充内存不足;
3、有地址变换机构,以动态实现虚地址到实地址的变换。
常用的虚拟存储器技术有:
请求分页存储管理,请求分段存储管理,请求段页式存储管理。
9.在设备管理中为什么要引入缓冲区?
常见的缓冲技术有哪几种?
现在最常用的是哪种?
主要原因:
1、缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾
2、减少对CPU的中断频率
3、提高CPU和I/O设备之间的并行性
常用的缓冲技术:
单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池
常用的是缓冲池
10.什么是SPOOLING系统?
SPOOLING系统由哪几部份构成?
举一个利用SPOOLING技术的例子。
SPOOLING系统:
操作系统中在联机情况下实现的同时外围操作功能(假脱机操作)
SPOOLing系统主要由以下三部分组成:
(1)输入井和输出井。
(2)输入缓冲区和输出缓冲区
(3)输入进程SPi和输出进程SPo。
共享打印机
11.以打印机为例,说明SPOOLING的工作原理
当用户进程请求打印输出时,SPOOLing系统统一为其打印,但并不真正立即把打印机分配给用户进程,而只为它做两件事:
①由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块,并将要打印的数据存放其中;
②输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表,将用户的打印要求填入其中,再将该表挂到请求打印队列上。
如果还有进程要求打印输出,系统仍可接受其请求,也同样为该进程做上述的两件事。
如果打印机空闲,输出进程将从请求队列的队首取出一张请求打印表;
根据表中的要求将要打印的数据,从输出井传送到内存输出缓冲区;
再由打印机进行打印。
打印完后,输出进程再查看请求队列中是否还有打印请求表。
若有,又取出队列的第一张表,按要求打印,直至打印请求队列为空,输出进程才将自己阻塞起来。
仅当下次再有打印请求的时候,输出进程才被唤醒。
12.有哪几种常见的输入输出控制机制?
简述其工作原理。
(格外注意),书169--170
程序(直接控制)I/O方式
中断控制I/O方式
DMA控制方式
通道控制方式
操作题(共有6种类型的题,20分上下))
(1).作业调度:
分别用先来先服务、最短作业优先、响应比高者优先算法调度,计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间。
注:
在时间运算上,可用10进程,也可用60进制参与运算。
(2).信号量机制和P、V(Wait、Signal)操作。
理解P、V操作的定义,理解信号量值的含义。
能够在具体的应用里,根据题意,建立信号量,并用伪代码(类C或类PASCAL)来表达进程之间的同步与互斥。
(3).银行家算法:
(一种典型的死锁避免策略)
这是一种避免死锁的策略。
要会根据当前资源情况和进程需求情况,判断当前状态是否安全;
若当前状态安全,再有进程申请新的资源,可否给它?
(4)逻辑地址到内存地址的转换:
给定一个逻辑地址(段号,段内地址)和段表,要求给出物理地址;
给定一个逻辑地址(逻辑地址)、页面尺寸、页表,要求换算出物理地址;
(5)页面淘汰算法:
给定一个页面访问序列,会用以下几种算法分别计算页面的缺页中断数和缺页中断率:
最佳淘汰算法(OPT)、
先进先出淘汰算法(FIFO)、
最近最久未使用淘汰算法(LRU)
(6)磁盘调度算法:
给定一个磁盘访问序列,会分别用以下几种磁盘调度算法计算寻道总长度和平均寻道长度:
先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)
扫描算法(SCAN)——又叫电梯算法
、循环扫描(CSCAN)
章节复习要点:
第一章
1.什么是操作系统?
操作系统的目标和作用是什么?
操作系统是为改善计算机系统的性能、提高计算机的利用率、方便用户使用计算机而配备的一种最基本的低层系统软件,是计算机系统的核心。
目标:
1.方便性
2.有效性
3.可扩充性
4.开放性
作用:
1.OS作为用户与计算机硬件之间的接口
2.OS作为计算机系统资源的管理者
3.OS用作扩充机器
2.操作系统给用户提供哪几种接口来操纵和使用计算机?
体会这些接口的含义。
操作系统提供给用户的接口有两大类:
脱机用户接口和联机用户接口
脱机用户接口主要是为批处理系统中的脱机用户准备的。
用户在提交作业时,不仅要提交源程序和初始数据,还要将反映控制意图的说明书“作业控制说明书”一并交给计算机系统。
联机用户接口:
又可分为命令接口、程序接口(又叫系统调用)和图形用户接口。
3.OS作为计算机系统资源的管理者,主要管理哪几方面的资源?
(1)处理机管理
(2)存储器管理
(3)I/O设备管理
(4)文件管理
4.在操作系统中什么叫并发?
并发是真正的并行处理吗?
至少有几个CPU的情况下才可能实现真正的并行处理?
什么叫共享,什么叫虚拟?
什么叫异步?
并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
不是
两个
所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。
进程是以人们不可预知的速度向前推进,此即进程的异步性。
5.基本的操作系统有哪几种?
它们各有什么特点?
多道批处理系统、分时系统、实时系统是三种基本的操作系统
多道批处理系统:
资源利用率高。
系统吞吐量大。
平均周转时间长。
无交互能力
分时系统:
采用时间片轮转
多路性。
独立性。
及时性。
交互性。
实时系统:
及时性。
可靠性。
实时系统的实时性和可靠性要求最高,分时系统的交互性最强,多道批处理系统的交互性最弱
第二章:
进程描述与控制
1.什么是进程?
为什么要引入进程?
在单道程序环境中有无必要引入进程?
进程由哪几个部分构成?
系统是通过什么来感知进程的存在的?
为了使程序能并发进行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制
没必要
进程由程序段,相关数据段和PCB构成
系统通过PCB感知进程的存在的
2.进程有哪几种基本的状态?
这些状态都在哪些典型情况下会发生哪种变迁?
挂起有几种状态?
挂起的进程能获得处理机吗?
阻塞挂起状态和就绪挂起状态
不能
3.什么是线程?
操作系统根据什么来感知线程的存在?
线程有哪几种不同的实现方式?
TCB
实现方式:
内核级线程,用户级线程,组合方式
4.比较进程和程序有什么异同和联系。
5.为什么要引进线程的概念?
比较线程和进程之间有什么异同和联系。
进程和线程的区别与联系:
调度:
进程是资源拥有的基本单位,线程是分派和调度资源的基本单位
拥有资源
:
进程拥有资源,线程不拥有资源
并发性
进程和线程都拥有并发性
系统开销:
进程的系统开销远大于线程的系统开销
第三章并发控制——进程的同步与互斥
1.什么叫进程同步?
什么叫进程互斥?
通过前趋图进一步感受进程的同步。
所谓进程同步,是指多个相互合作的进程,在一些关键点上可能需要互相等待或互相交换信息,这种相互制约的关系称为进程同步。
所谓进程互斥是指当有若干进程都要使用某一共享资源时,最多允许一个进程使用,而其他要使用该资源的进程必须等待,直到占用该资源的进程释放了该资源为止。
2.什么叫临界资源?
什么叫临界区?
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