操作系統期末考試重點
選擇填空
簡答題
計算題
選擇填空
操作系統的兩個基本特征是：并發性和共享性
進程的基本特征是：動態、并發
計算機系統由硬件系統和軟件系統兩大部分組成，由操作系統對它們進行管理，以提高系統資源的利用率。
操作系統的四大資源管理功能：處理器管理，存儲器管理，設備管理和文件管理。
多道程序設計可以將一個以上的作業放入內存，并且同時處于運行狀態。
時間片概念一般用于分時操作系統。
在分時系統中，當時間片一定時，用戶數越多，響應時間越長。
分時操作系統允許在一臺主機上同時連接多臺終端，多個用戶可以通過個字的終端同時交互地使用計算機。
操作系統是對計算機資源進行管理的軟件。
多道程序設計是指在一臺處理器上并發運行多個程序。
進程存在唯一標識：PCB(進程控制塊)。
在PCB中，用于進程調度的是：說明信息。
分配給進程的時間片用完而強迫進程讓出CPU，此時進程處于就緒狀態。
原語的主要特點是不可分割性。
在多道程序中負責從就緒隊列中選中一個進程占用CPU的是進程調度。
并發進程之間可能需要同步或互斥。
在操作系統中，PV操作是一種低級進程通信原語。
根據進程的緊迫性進行進程調度，應采用優先權調度算法。
進程的切換是由進程狀態的變換引起的。
進程通常由程序、數據集合和 PCB(進程控制塊) 三部分組成。
進程的特征：動態、獨立、異步、并發。
把作業地址空間中使用的邏輯地址變成內存中使用的物理地址稱為地址變換。
在可變分區管理方式中，最佳適應算法是將空閑分區在空閑分區表中按容量遞增次序排列。
在可變分區存儲管理方式中的緊湊技術可以集中空閑區。
在以下存儲管理方案中，不適用于多道程序設計系統的是單用戶連續分配。P85
在可變式分區分配方案中，某一作業完成后，系統收回其內存空間，并與相鄰空閑區合并，為此需修改空閑區表，造成空閑區數減1的情況是有上鄰空閑區，也有下鄰空閑區。
在分頁系統環境下，程序員編制的程序，其地址空間是連續的，分頁是系統完成的。
系統“抖動”現象的發生是由置換算法選擇不當引起的。
虛擬存儲管理系統的基礎是程序的局部性理論。
把作業裝入內存中隨即進行地址變換的方式稱為靜態地址變換，而在作業執行期間，當訪問到指令或數據時才進行地址變換的方式稱為動態地址變換。
設有8頁的邏輯空間，每頁有1KB，它們被映射到32塊的物理存儲區中。那么，邏輯地址的有效位是13位，物理地址至少是15位。（解析：8=23,1KB=210B,32=25。邏輯地址為3+10，物理地址為5+10）
緩沖技術中的緩沖池在主存中。
CPU輸出數據的速度遠遠高于打印機的打印速度，為了解決這一矛盾，可以采用緩沖技術。
通過硬件和軟件的功能擴充，把原來獨立的設備改造成能為若干用戶共享的設備，這種設備稱為虛擬設備。
通道是一種I/O專用處理器。
如果I/O設備與存儲設備進行數據交換不經過CPU來完成，這種數據交換方式是DMA方式。
大多數低速設備都屬于獨占設備。
磁盤是直接存取的存儲設備。
SPOOLing技術是操作系統中以空間換取時間的技術。
在操作系統中，用戶在是用I/O設備時，通常采用邏輯設備名。
先來先服務算法是設備分配常用的一種算法。
引入緩沖的主要目的是改善CPU和I/O設備之間速度不匹配的情況。
使用戶編制的程序與實際使用的物理設備無關是由虛擬設備功能實現的。
操作系統中采用緩沖技術的目的是為了增強系統并行操作的能力。
磁盤上的文件已塊為單位讀寫。
磁帶上的文件一般只能順序存取。
從資源管理的角度出發，I/O設備可以分為獨占設備、共享設備、虛擬設備三種類型。
虛擬設備是通過虛擬技術把獨占設備變成若干個用戶共享的設備。
按所屬關系可以把I/O設備分為系統設備和用戶設備兩類。
文件代表了計算機系統中的軟件資源
從用戶角度看，引入文件系統的主要目的是實現對文件的按名存取
為了解決不同用戶文件的“命名沖突”問題，通常在文件系統中采用多級目錄/樹形目錄。
數據庫文件的邏輯結構形式是字符流式文件
在下列文件的物理結構中，順序結構不利于文件長度的動態增長。
一個文件的絕對路徑是從根目錄開始的。
文件系統中，記錄順序與物理文件中占用物理塊順序一直的是順序文件。
如果文件系統中存在兩個文件同名，那么就不應該采用一級目錄。
文件的物理結構有順序結構、鏈接結構和索引結構。
計算機網絡一般是由傳輸介質、網絡交換設備、網絡互聯設備、服務器、網絡操作系統和網絡協議等6個部分組成。
常見的網絡拓撲結構有星型結構、總線型結構、環型結構、樹型結構和網狀結構。
簡答題
從資源管理觀點看，操作系統具有哪些功能？
處理器管理，對處理器進行分配，并對其運行進行有效地控制和管理；
存儲器管理，提高存儲器的利用率，并能從邏輯上擴充內存；
設備管理，完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配I/O設備，提高CPU與I/O設備的利用率，提高I/O設備運行速度，方便用戶使用I/O設備。
文件管理，對用戶文件和系統文件進行管理。

操作系統具有哪些基本特征？
并發性，是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生；
共享性，是指系統中的資源可供多個并發執行的進程使用；
虛擬性，是指通過某種技術把一個物理實體變成若干個邏輯實體；
異步性，是指多個并發執行的進程，由于資源的限制，進程的執行不是“一氣呵成”的，而是“走走停停”的。

進程的基本狀態以及它們之間的切換：就緒、運行和等待狀態。

死鎖產生的四個必要條件：
互斥條件，進程對分配到的資源進行排他性、獨占性使用；
請求和保持條件，進程已經擁有并保持了至少一個資源；
不可剝奪條件，進程所占有的資源在結束之前不能被剝奪，只能在運行結束后由自己釋放；
環路等待條件，在發生死鎖時，必然存在一個“進程——資源”的環形鏈。

產生進程死鎖的原因是什么？如何解除死鎖？
原因：競爭資源；進程推進順序非法。
死鎖的解除：剝奪資源法，從其他進程剝奪足夠的資源給死鎖進程；撤銷進程法，系統采用強制手段將死鎖進程撤銷。

概念區分——程序與進程：程序是計算機指令的集合，以文件的形式存儲在磁盤上；進程是一個程序在一個數據集合上的一次運行過程，是資源分配和調度的基本單位。

概念區分——并發與并行：并發是指在一個時間段內，有多個進程同時運行；并行是指在某一時刻有多個進程同時運行。

什么是虛擬設備？請說明SPOOLing系統如何實現虛擬設備？
當系統只有一臺輸入設備或一臺輸出設備的情況下，可允許兩個以上的作業并行執行，并且每個作業都感覺到獲得了供自己獨占使用的輸入設備和輸出設備。
SPOOLing技術借助磁盤和通道實現了輸入/輸出過程的共享。當用戶提出輸入/輸出請求時，系統及時響應，此時用戶會認為已獨占輸入/輸出設備；但事實上，有多道作業同時進入該過程，并分別占用各個階段。

設備分配時為什么要考慮安全性以及與設備的無關性？考慮安全性是為了提高系統的適應性和均衡性，避免死鎖的產生；設備無關性使得用戶的應用程序獨立于實際的物理設備，不僅方便了用戶，而且設備分配比較靈活，也便于實現I/O重定向。

什么是邏輯設備？什么是物理設備？如何實現從邏輯設備到物理設備的轉換？
用戶程序中使用的設備是邏輯設備，計算機系統中實際配置的設備是物理設備。
在OS中，通常設置了反映邏輯設備和物理設備對應關系的數據結構，其中存放了邏輯設備名、物理設備名及設備驅動程序入口地址等信息，通過該數據結構即可實現邏輯設備到物理設備的轉換。

什么是緩沖？為什么引入緩沖？
緩沖技術是用來在兩種不同速度的設備之間傳輸信息時平滑傳輸過程的常用手段。
引入緩沖的主要原因是：

緩和CPU和I/O設備速度不匹配的矛盾；
減少對CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應時間的限制；
提高CPU和I/O設備之間的并行性。
名詞解釋——文件：文件時具有文件名的一組相關信息的集合。

名詞解釋——文件系統：文件系統是指操作系統中負責管理和存取文件的程序模塊。

什么是文件的邏輯結構？文件有哪幾種邏輯結構？
文件的邏輯結構是指從用戶觀點出發所看到的文件組織形式。可分為兩種，記錄式文件和流式文件。

什么是文件的物理機構？文件有哪幾種物理結構？
文件的物理結構是指文件在外存上的存儲組織形式。可分為三種，順序結構、鏈接結構和索引結構。

文件目錄有哪幾種常見的結構方式？
一級目錄、二級目錄和多級目錄。

計算題
設有5個進程，它們的提交時間和運行時間如下表所示：試分別給出下面3種調度算法，進程的執行順序和平均周轉時間，并畫出它們的時序圖。
（1）先來先服務調度算法；
（2）短進程優先調度算法；
（3）時間片輪轉調度算法（假設時間片大小為0.1小時）。
進程名 提交時間 需運行時間
P1 10.1時 0.3小時
P2 10.3時 0.6小時
P3 10.5時 0.5小時
P4 10.6時 0.3小時
P5 10.7時 0.2小時
答案：
在這里插入圖片描述
2. (10分）有5個作業A,B,C,D,E，它們幾乎同時到達，預計它們的運行時間分別為10，6，2，4，8（秒），其優先權分別為3，5，2，1，4，這里5位最高優先權。對于下列每一種調度算法，計算其平均周轉時間（作業切換開銷可以不考慮）。
（1）先來先服務（按A,B,C,D,E的次序）調度算法；
（2）優先權調度算法；
（3）最短作業優先調度算法；
（4）時間片輪轉調度算法（假設時間片大小為2秒）。
答案：（1）19.2s（2）20s（3）14s（4）20.4s

進程名 到達時間 運行時間 先來先服務調度 優先權調度 最短作業優先調度
完成時間 周轉時間 平均周轉時間 完成時間 周轉時間 平均周轉時間 完成時間 周轉時間 平均周轉時間
A 0 10 10 10 19.2 16 16 16 30 30 14
B 0 6 16 16 30 30 12 12
C 0 2 18 18 6 6 2 2
D 0 4 22 22 4 4 6 6
E 0 8 30 30 24 24 20 20
設作業的邏輯地址為24位，其中高8位為短號，低16位為段內相對地址。試問：
（1）一個作業最多可以有多少段？
（2）每段的最大長度為多少字節？
答案：（1）28=256段（2）216字節

在分頁存儲管理方式下，若用戶去的起始地址為2000，頁面大小（頁長）為4KB，已裝入內存的作業的頁表為下圖所示，請計算下列邏輯地址所對應的物理地址：376,2872,18702,4769,20837

頁號 塊號
0 2
1 6
2 12
3 20
4 27
答案：376的物理地址是2000+241024+376；
2872的物理地址是2000+241024+2872；
18702的物理地址是2000+2741024+1872；
4769的物理地址是2000+641024+700；
20873的頁號是5，沒有在頁表中，會發生缺頁中斷。
解析：先計算頁號和業內地址（邏輯地址除以頁長，商為頁號，余數為業內地址），然后計算物理地址=塊號*塊長+塊內地址+起始地址。塊長等于頁長，塊內地址等于業內地址。
5. 某個采用分段存儲管理的系統為裝入內存的一個作業建立了如下段表，計算該作業訪問內存地址(0,337),(1,100),(2,200),(3,550),(4,850)時的物理地址。

段號 段始址 段長
0 2110 630B
1 3500 140B
2 190 100B
3 1200 520B
4 3900 970B
答案：2447（2110+337）,3600（3500+100），段長越界，段長越界，4870（3900+850）
解析：內存地址=（段號，段長）。段號對應段始址。物理地址=段始址+段長。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统期末考试重点的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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