操作系统Word格式.docx
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作业转换时间减少,运行效率高;
多道的优点:
资源利用率高和系统吞吐量大。
分时的主要特征:
a.多路性:
同一主机联接多台终端。
b.独立性:
每一用户独占一个终端。
c.及时性:
用户请求能及时响应。
d.交互性:
可人机对话。
满足的任务:
a.人—机交互;
b.共享主机;
c.便于用户上机。
实时的主要特征:
a.高响应性。
b.高可靠性、高安全性。
a.实时控制b.实时信息处
二、操作系统的四个主要特征(P13)
并发性、共享性、虚拟、异步性
三、什么是微内核?
微内核的工作原理及工作模式?
(27)
(1)足够小的内核
(2)基于客户/服务器模式(3)应用机制与策略分离原理(4)采用面向对象技术
四、什么是多道程序技术?
(填空)
在内存中放多道程序,使它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。
第二章
一、区别:
进程和程序、进程和线程、用户级线程和核心级线程(估计考其中一个)
进程和线程:
(1)通常一个进程拥有若干个线程,至少也有一个线程。
进程中的线程可共享进程的资源。
(2)线程是调度个分派的基本单位,进程是资源拥有的基本单位。
(3)线程切换不会影响进程,但是进程切换会影响进程。
(4)进程都可以拥有资源,是拥有资源的基本单位。
线程不拥有资源。
用户级和核心级
(1)内核级线程是操作系统内核实现的一种线程,由于操作系统管理,所以操作系知道导线程的存在。
用户级线程仅存在用户空间中,无须利用系统调用实现,线程与内核无关,内核不知道线程的存在。
(2)内核级线程的调度是由操作系统的设计者决定的。
用户级线程的一切都可以由用户自己决定,不需要核心态。
1、进程和程序
(1)进程由程序段和数据段这两个部分,因此说进程与程序足紧密相关的。
但从结构上看,进程实体中除了程序段和数据段外,还必须包含一个数据结构,即进程控制块PCB。
(2)进程是程序的一次执行过程,因此是动态的;
动态性还表现在进程由创建而产生、由调度而执行、由撤消而消亡,即它具有—定的生命周期。
而程序则只是一组指令的有序集合,井可永久地存放在某种介质卜,其本身不具有运动的含义,因此是静态的。
(3)多个进程实体可同时存放在内存中并发地执行,其实这正是引入进程的目的。
而程序(在没有为它创建进程时)的并发执行具有不可再现性,因此程序不能正确地并发执行。
(4)进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。
而因程序(在没有为它创建进程时)不具有PCB,所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。
(5)进程与程序不—一对应。
2、进程和线程
(1)调度的基本单位:
线程是调度和分派的基本单位。
在同一进程中,线程的切换可能不会引起进程的切换,而进程的切换一定会引起进程的切换。
(2)并发性:
不同进程可以并发执行。
同一进程内的多个进程也可并发,不同进程间的进程也可并发执行。
(3)拥有资源:
进程作为系统拥有资源的基本单位拥有资源,而线程不拥有资源,只共享该进程所拥有的资源。
(4)独立性:
每个进程都独立拥有地址空间和其他资源,而线程只能共享进程的地址空间。
(5)系统开销:
进程的切换系统开销大,线程切换系统开销小。
(6)支持多处理机系统:
进程只能运行在一个处理机上,对于多个线程可以将线程分配到多个处理机上运行。
3、用户级线程和核心级线程
(1)内核支持线程即核心级线程。
它们是依赖于内核的,即无论是用户进程中的线程,还是系统进程中的线程,它们的创建、撤消、切换都由内核实现。
(2)用户级线程,对于这种线程的创建、撤消、和切换,都不用系统调用来实现。
内核并不知道用户级线程的存在。
二、进程的状态转换的条件(提醒:
记住相互转换的条件)
三状态:
就绪状态运行状态等待状态
五状态:
创建、就绪、阻塞、执行、终止
七状态:
(请参考课本:
P39图2-8)
创建、终止、执行、活动就绪、静止就绪、活动堵塞、静止堵塞
三、什么是信号量机制及作用
P操作对信号量进行减1操作和检查信号量
V操作对信号量进行加1操作和检查信号量
(1)Wait(P操作)
wait(s)
{
s.value=s.value-1;
if(s.value<
0)block(S.L);
}
2)Signal(V操作)
signal(s)
s.value=s.value+1;
=0)wakeup(S.L);
例题:
四、什么是原语?
列举不少于6个原语
原语就是由若干条指令组成的,用于完成一定功能的一个过程,他们是原子操作,对于操作中的所有操作要么全做,要么全不做,原语执行过程中不允许中断。
原语举例:
阻塞原语block唤醒原语wakeup挂起原语suspend激活原语active
AND型信号量集P原语为SwaitAND型信号量集V原语为Ssignal
Send原语Receive原语
五、进程通讯方式
1)共享存储器系统
2)管道通讯系统
3)消息传递系统:
直接通信方式;
间接通信方式。
4)客户机-服务器系统
第三章
一、三种调度(填空题)
高级调度:
后备队列上的作业进入内存,创建进程,分配资源并进入就绪队列。
也称为作业调度或长程调度,一般在批处理系统中有作业调度
中级调度:
为了提高内存利用率和系统吞吐量。
涉及进程在内外存间的交换
从存储器资源管理的角度来看,把进程的部分或全部换出到外存上,可为当前运行进程的执行提供所需内存空间。
低级调度:
也称微观调度、进程调度,从处理机资源分配的角度来看,处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态。
由于低级调度算法的频繁使用,要求在实现时做到高效
低级调度分两种方式:
抢占、非抢占
二、临界资源:
一次仅允许一个进程访问的共享资源
临界区:
每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区,每次只准许一个进程进入临界区,进入后不允许其他进程进入。
三、调度算法:
先来先服务算法(FCFS:
FirstComeFirstServe)
有利于长作业,不利于短作业
最短作业优先算法(SJF:
ShortestJobFirst)--提高了系统吞吐量
对长作业不利
未考虑作业的紧迫程度
作业时间的估计时间不准
最高响应比优先算法(HRN:
HighestResponseRatioNext)
有利于短作业
等待时间越长,优先级越高
对于长作业也不会无限等待
每次调度之前,都先做响应比计算,增加系统开销
时间片轮转程序调度算法(RR—RoundRobin)
多队列反馈调度算法
将就绪队列分为N级,每个就绪队列分配给不同的时间片,队列级别越高,时间片越长,级别越小,时间片越短;
当进程第一次就绪时,进入第一级队列
系统从第一级调度,当第一级为空时,系统转向第二个队列,.....当运行进程用完一个时间片,放弃CPU时,进入下一级队列;
等待进程被唤醒时,进入原来的就绪队列;
多级反馈队列能满足多级作业吗?
为什么?
(95提示:
重点看下工作过程)
四、死锁:
一组进程中,每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源,因而永远无法得到该资源,这种现象称为进程死锁。
产生死锁四个必要条件:
互斥条件:
涉及的资源是非共享的。
不剥夺条件:
不能强行剥夺进程拥有的资源。
请求和保持(部分分配)条件:
进程在等待一新资源时继续占有已分配的资源。
环路条件:
存在一种进程的循环链,链中的每一个进程已获得的资源同时被链中的下一个进程所请求。
五、处理死锁的四个基本方法:
(1)预防死锁:
(2)避免死锁:
(3)检测死锁:
(4)解除死锁:
六、预防死锁的三个条件:
(1)破坏请求和保持(部分分配)
(2)破坏不可剥夺条件
(3)破坏环路条件
七、避免死锁的实现:
利用银行家算法避免死锁。
(112提示:
熟悉银行家算法的执行过程)
第四章
一、连续分配动态分区算法原理:
(基于顺序搜索)
分区分配算法包括:
(1)首次适应算法FF(FirstFit):
在内存分配时,要求空闲区按地址递增的次序组织空闲区表(队列)。
分配:
当进程申请内存时,系统从空闲区表的第一个表目开始查询,直到首次找到大小能够满足要求的空闲区,然后从该区中划出一块内存空间分配给进程,余下的部分仍作为一个空闲区留在空闲区表中,但要修改其首址和大小。
(2)循环首次适应算法:
从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找,直至找到第一个能满足要求的空闲分区,从中划出一块与请求的大小相等的内存空间分配给作业。
(3)最佳适应算法(BestFit):
要求按空闲区大小从小到大的次序组成空闲区表(队列)。
当进程申请一个存储区时,系统从表头开始查找,当找到第一个满足要求的空闲区时,停止查找,并且这个空闲区是最佳的空闲区。
二、动态可重定位分区分配(参考P1333)
三、什么是碎片?
分哪几种?
由于空闲区的大小与申请内存的大小相等的情况是很少的,绝大多数情况是从一个空闲区中切去一块,剩下的部分作为一个空闲区仍留在空闲区表中,随着时间的推移,空闲区的发展趋势是越来越小,直至不能满足任何用户要求。
这种不能被任何用户使用的极小的空闲区称为碎片。
分类:
页内碎片、外部碎片
四、在分页式、分段式、段页式访问内存次数?
页式和段式:
(1)页是信息的物理单位,分页是为了实现离散分配方式;
段是信息逻辑单位,含有一组其意义相对完整的信息。
(2)页的大小固定,系统把页划分为页号和页内地址,同一系统页的大小一致;
段长度不定,由用户的程序决定。
(3)分页的作业地址空间是一维的;
分段的作业空间是二维的。
变换逻辑地址:
在分页存储管理方式中产生页内碎片,访问两次。
第一次是访问内存的页表,从中取出物理块号。
第二次访问内存是将物理块号和页内地址转化成物理地址,去内存取出需要的数据。
(一维地址空间)
在分段存储管理方式中,访问两次内存。
第一次是访问内存中的段表,从中取出段表的内存起始地址,将其与段内地址相加,得内存物理地址。
第二次访问内存是从内存中取出需要的数据。
(二维地址空间)
在段页式存储管理方式中,访问内存三次。
第一次访问内存是访问内存中的段表,得页表起始地址。
第二次访问是访问内存中的页表,取出物理块号。
第三次访问内存是取出需要的数据或者是指令。
五、什么是对换,抖动,换入,换出?
对换:
把内存中暂不能运行的进程,或暂时不用的程序和数据,换出到外存上,以腾出足够的内存空间,把已具备运行条件的进程,或进程所需要的程序和数据,换入内存。
抖动:
在虚存中,页面在内存与外存之间频繁调度,以至于调度页面所需时间比进程实际运行的时间还多,此时系统效率急剧下降,甚至导致系统崩溃。
这种现象称为颠簸或抖动。
换入:
将对换区中的进程调至内存。
换出:
将内存中的某些进程调至对换区。
分页式存储管理地址变换例题:
第五章
一、什么是虚拟存储器?
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。
实现虚拟内存的基本原理
将程序正在使用的部分内容放在内存,而暂时不用的部分放在外存,在需要时由系统调入内存,并将不需要(或暂不需要)的部分调出内存。
由于程序在执行时,在一段时间内一般仅使用它的程序的一部分(或一小部分),所以程序仅有部分装入内存完全能够正确执行。
特点:
多次性,对换性、虚拟性
二、页面置换算法
(1)最佳(Optimal)置换算法
选择永不使用的,或者是在最长时间内不再被访问的页面作为淘汰页面。
(2)先进先出(FIFO)页面置换算法
淘汰最先调入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
(3)最近最久未使用页面置换算法(LRU)
选择最后一次访问时间距离当前时间最长的一页并淘汰之,即淘汰没有使用的时间最长的页。
(4)简单Clock置换算法(P166)
(5)改进型Clock置换算法(P167)
三、什么是颠簸(抖动)
在虚存中,页面在内存与外存之间频繁调度,以至于调度页面所需时间比进程实际运行的时间还多,此时系统效率急剧下降,甚至导致系统崩溃。
这种现象称为颠簸或抖动
原因:
页面淘汰算法不合理
分配给进程的物理页面数太少
第七章
一、目录线性查找技术(P239):
线性检索法又称为顺序检索法。
在单级目录中,利用用户提供的文件名,用顺序查找法直接从文件从目录文件中找到指明文件的目录项。
在树形目录中,用户提供的文件名是由多个文件分量名组成的路径名,此时需要对多级目录进行查找。
二、索引节点如何指向目录的内容?
(P233)
以/usr/ast/mbox为例:
首先文件系统找到根目录。
在UNIX中,根目录的索引结点位于磁盘上的固定位置。
然后在根目录中查找路径的第一部分,usr,也就获得了文件/usr的索引结点号。
每个索引结点都位于磁盘的固定位置,所以根据索引结点号找到索引结点是很直接的。
这样文件系统找到目录/usr,并接着查找下一部分ast。
找到ast目录项后,得到目录/usr/ast的索引结点。
从而找到目录/usr/ast并在该目录中查找文件mbox。
接着,文件mbox的索引结点被读入内存,并保存在内存中,直至关闭该文件。
磁盘索引节点:
文件主标识符;
文件类型;
文件存取权限;
文件物理地址;
文件长度;
文件连接计数;
文件存取时间。
内存索引节点:
文件打开时,磁盘索引节点进内存以便于使用,增加了几项:
索引节点标;
,状态(是否上锁或修改);
访问计数;
文件所属文件系统的逻辑设备号;
链接指针
三、文件的物理结构由什么组成?
连续结构、索引结构、链接结构。
(1)连续结构
一个文件的全部信息存放在外存的一片连续编号的物理块中,这种结构称为连续结构,或称连续文件。
(2)索引结构
这是一种非连续的结构,存放文件信息的每一物理块中有一个指针,指向下一个物理块,这个指针的长度由物理设备的容量决定,通常放在该物理块的开头或结尾。
(3)链接结构
将盘块中的链接字按盘块号的顺序集中起来,构成盘文件映射表/文件分配表(FAT)。
第八章
一、对I/O设备的控制方式?
(4种)
(1)使用轮询的可编程I/O方式
(2)使用中断的可编程I/O方式
(3)直接存储器访问方式
(4)I/O通道控制方式
二、设备分配的数据结构?
(1)设备控制表DCT
(2)控制器控制表、通道控制表和系统设备表
三、设备分配
在多用户或多进程的环境中,每个用户在完成各自的任务时总是要使用外设,为用户或进程分配设备是设备管理的主要功能之一。
设备分配包括:
设备分配策略、分配的方式、分配技术和选择用户的算法。
四、.设备独立性的概念
设备独立性(又称设备无关性)的基本含义是:
应用程序独立于具体使用的物理设备。
设备独立性的实现:
(1)引入逻辑设备和物理设备两个概念。
在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备;
而系统在实际执行时使用物理设备名称。
(2)系统必须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能。
设备独立性后的好处:
(1)设备分配灵活
(2)易于实现I/O重定向
五、设备控制器的功能、组成:
功能:
(1)接受和识别命令
(2)数据交换(3)标识和报告设备的状态(4)地址识别(5)数据缓冲区(6)差错控制
组成:
(1)设备控制器与处理机的接口
(2)设备控制器与设备的接口(3)I/O逻辑
六、磁盘调度算法
1)先来先服务
2)最短寻道时间优先
3)扫描算法
4)单向扫描调度算法
5)循环扫描调度算法
七、磁盘访问三个过程:
由三个动作组成:
寻道:
磁头移动定位到指定磁道
旋转延迟:
等待指定扇区从磁头下旋转经过
数据传输:
数据在磁盘与内存之间的实际传输
八、SPOOLING系统的组成
(1)输入井和输出井
(2)输入缓冲区和输出缓冲区
(3)输入进程和输出进程。
九、假脱机
外围操作与CPU对数据的处理同时进行,这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing,或称为假脱机操作。
区别脱机:
设备与主机是否连接,目标设备的I/O过程是否在主机控制下进行。
网上习题
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