操作系统复习大纲

第一章绪论

?操作系统的定义

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。

?操作系统的功能

存储器管理功能：内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充；

处理机管理：作业和进程调度、进程控制和进程通信；

设备管理：缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性；

文件管理：文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制；

用户接口功能：命令界面、程序界面、图形界面

?操作系统的基本类型及特点

类型：多道批处理系统：用户作业成批的处理，作业建立、过渡、完成都自动有系统成批完成，且在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制下，相互穿插运行。

分时系统：系统内存在若干并发程序对CPU时间片共享使用。

实时系统：计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。

个人机系统：用于个人机（PC机）的系统，包括单用户系统和多用户操作系统。

网络操作系统：将分布在各处的计算机和终端设备通过数据通信系统结合在一起构成的系统。

分布式操作系统：运行在不具有共享内存的多台计算机上，但在用户眼里却像是一台计算机

特点：并发：两个或多个活动在同一给定的时间间隔进行；

共享：计算机系统中的资源被多个任务所共用。

异步：多道程序下，各程序的执行过程由程序执行时的现场决定。

第二章操作系统用户界面

?系统调用及处理过程

系统调用：它是操作系统提供给编程人员的唯一接口。编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中以有的系统功能来完成那些预计其硬件部分相关的工作及控制程序的执行速度等。

处理过程见Ｐ３３

?系统模式和用户模式（Ｐ３３）

处理机在用户程序中执行称为用户态，而把在系统程序中执行称为系统态。

?SPOOLING系统

了解工作机制（缓冲）和过程，（Ｐ２５）

第三章进程管理

?并行和并发（宏观上并行，微观上串行）

并发执行，是为了增强计算机系统的处理能力和提高资源利用率所采取的一种同时操作

技术。可总结为：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。

并行执行是指一组程序按独立的，异步的速度执行，并行执行不等于时间上的重叠。

?进程的概念和特点

进程：它是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。

进程特点：１它是一个动态概念２具有并发特征，其特征的两个方面是独立性和异步性３它是竞争计算机系统资源的基本单位，从而其并发性受到系统自己的

制约４不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据集不同。

?进程的组成和描述

进程的静态描述由三部分组成：进程控制块PCB，有关程序段和该程序段对其进行操作的数据结构集

?进程上下文内容

进程上下文是一个抽象的概念，它包含了每个进程执行过的，执行时的以及待执行的指令和数据，在指令寄存器，堆栈，状态字寄存器等中的内容。

同一进程的上下文的结构由与执行该进程有关的各种寄存器中的值，程序段经过编译后形成的机器指令代码集，数据集及各种堆栈值与PCB结构构成。

?进程上下文切换过程

[注]：进程上下文切换发生在不同的进程之间而不是同一个进程内

进程上下文切换过程一般包括3部分：第1部分为保存被切换进程的正文部分至有关存储区，第2部分是操作系统进程中有关调度和资源分配程序执行，并选取新的进程，第3部分则是将被选中进程的原来被保存的正文部分从有关存储区中取出，并送至有关寄存器和堆栈中，激活被选中进程执行。

?进程空间和大小

定义：任一进程，都有自己的地址空间，这个空间叫进程空间或虚空间。

进程空间的大小只与处理机的位数有关。eg.一个16位长处理机的进程空间大小为216

在进程空间被划分为两大部分后，用户程序在用户空间内执行，而操作系统内核程序则在进程的系统空间内执行。

另外，为了防止用户程序访问系统空间，造成访问错误，计算机系统还通过程序状态寄存器等设置不同的执行模式，即用户模式和系统模式来进行保护。人们也把这两个模式分别称为用户态和系统态。

?进程的状态及转换

一个进程至少具有5个状态：初始态new，执行状态run，等待状态block，就绪状态ready，终止状态exit。

为了有效地利用内存，就绪状态又可进一步分为内存就绪状态和外存就绪状态，只有处于内存就绪状态的进程在得到处理机后才能立即投入执行。

转换：（见P48）

就绪→运行：被调度程序选中，分配到CPU。

运行→阻塞：因缺乏某种条件而放弃对CPU的占用。

阻塞→就绪：阻塞态进程所等待的事件发生了。

运行→就绪：进程用完时间片。

[补]：进程的创建

进程撤销：

?原语的含义

原语可以分为两类：一类是机器指令级的，其特点是执行期间不允许中断，它是一个不可分割的基本单位。另一类是功能级的，其特点是作为原语的程序段不允许并发执行。用于进程控制的原语有：创建原语，撤销原语，阻塞原语，唤醒原语等。

?临界区和临界资源的概念

临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源；

临界区：每个进程访问临界资源的那段程序。

?进程的互斥含义（竞争关系）

不允许两个以上的共享资源的并发进程同时进入临界区称为互斥。

?信号量的含义,P,V原语的含义

信号量sem是一整数，在sem大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但sem小于零时则代表正在等待使用临界区的进程数。sem的初值应该大于零，而建立一个信号量必须经过说明所建信号量所代表的意义，和赋初值以及建立相应的数据结构以便指向那些等待使用该临界区的进程。

P原语操作的主要动作：

（1）sem减1；

（2）若sem减1后仍大于或等于零，则P原语返回，该进程继续执行

（3）若sem减1后小于零，该进程被阻塞后与该信号相对应的队列中，然后转进程调度。

V原语操作的主要动作：

（1）sem加1；

（2）若相加结果大于等于零，V原语停止执行，该进程返回调用处，继续执行；（3）若相加结果小于或等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。

流程图具体见P57

?如何使用信号量完成互斥（见P58）

?进程同步（合作关系）

把异步环境下的一组并发进程，因直接制约而相互发送消息而进行互相合作，互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的同步。

?如何使用信号量完成同步（P61）

分三步：

首先为各并发进程设置私用信号量，然后为私用信号量赋初值，最后利用P，V原语和私用信号量规定各进程的执行顺序。

?进程间通信方式有哪些?

（1）主从式

（2）会话式

（3）消息或邮箱机制

（4）共享存储区方式

?死锁的概念

所谓死锁，是指各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在所得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源，从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源，各并发进程不能继续向前推进的状态。

?死锁产生根本原因和必要条件

根本原因：

系统提供的资源个数少于并发进程所要求的该类资源数（还有就是进程推进顺序不当）

必要条件：互斥条件、不剥夺条件，部分分配，环路条件。

?死锁的排除方法（具体见P75）

一般可分为：预防，避免，检测与恢复3种

?线程的概念及引入的原因

为了减少进程切换和创建的开销，提高执行效率和节省资源，引入“线程”的概念。

线程的改变只代表了CPU执行过程的改变，而没有发生进程所拥有的资源变化，（或者说，出了CPU之外，计算机内的软硬件资源的分配与线程无关，线程只能共享它所属进程的资源）。线程是进程的一部分，它没有自己的地址空间，它和进程内的其他线程一起共享分配给该进程的所有资源。

?线程的分类

它的两个基本类型是：用户级线程和系统级线程（核心级线程）

第四章处理机调度

?调度要解决的问题

一芯多用

?衡量调度策略的指标

周转时间，（带权周转时间），吞吐率，相应时间以及设备利用率等

其中：周转时间是指将一个作业提交给计算机系统后到该作业的结果返回给用户所需要的时间。

吞吐率是指在给定的时间内，一个计算机系统所完成的总工作量。

相应时间是指从用户向计算机发出一个命令到计算机把相应的执行结果返回给

用户所需要的时间。

?调度的层次

（1）作业调度：又称宏观调度或高级调度。主要任务是按一定的原则对外存输入井上的大量后备作业进行选择，给选出的作业分配内存，输入输出设备等必要的

资源，并建立相应的根程序，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利。另外，

当该作业执行完毕时，还负责回收系统资源。

（2）交换调度：又称中级调度。主要任务是按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态或就绪等待状态的进程调入内存，或把处于内存就绪状态或

内存等待状态的进程交换到外存交换区。交换调度主要涉及到内存管理与扩充。

（3）进程调度，又称微观调度或低级调度

（4）线程调度

?进程调度的功能（when, what, how）

（1）记录系统中所有进程的执行情况

（2）选择占有处理机的进程

（3）进行进程上下文切换

?调度算法.(具体见P93)

1 先来先服务调度算法（FCFS）

将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理，是一种最普遍和最简单的方法。

2 轮转法

它的基本思想是让每个进程在就绪队列中的等待时间和享受服务的时间成正比，它的基本概念是将CPU的处理时间分成固定大小的时间片。

3 多级反馈轮转法

把就绪队列按照进程到达就绪队列的类型和进程被阻塞时的阻塞原因分成不同的就绪队列，每个队列按FCFS原则排列，各队列之间的进程享有不同的优先级，但同一队列内优先级相同。

4 优先级法（静&动态）[补]：还要知道给进程如何分配优先级

静态法根据作业或进程的静态特性，在作业或进程开始执行之前就确定它们的优先级，一旦开始执行之后就不能改变。动态法则不然，它把作业或进程的静态特性和动态特性结合起来确定作业或进程的优先级，随着作业或进程的执行过程，其优先级不断变化。

5 最短作业优先法（SJF）

6 最高相应比优先法（HRN）

它是对FCFSF方式和SJF方式的一种综合平衡

R=（W+T）/T=1+W/T T为该作业估计需要的执行时间，W为作业在后备状态队列中的等待时间。

第五章存储管理

?存储管理的功能

内存扩充，内存的分配和释放，虚拟地址到内存物理地址的变换，内存数据保护与共享，内外存之间数据交换的控制问题。

?虚拟存储器概念

将进程中的目标代码，数据等的虚拟地址组成的虚拟空间称为虚拟存储器。

受限条件：计算机的地址结构和寻址方式

?地址变换方法各自优缺点

地址重定位或地址映射：把虚拟空间中已链接和划分好的内容装入内存，并将虚拟地址映射为内存地址。它就是要建立虚拟地址与内存地址的关系。

1静态地址重定位：

在虚拟空间程序执行之前由装配程序完成地址映射工作。对于虚拟空间内的指令或数据来说，静态地址重定位只是完成一个首地址不同的连续地址变换

优点：不需要硬件支持

缺点：无法实现虚拟存储器，必须占用连续的内存空间。

2动态地址重定位：

它是在程序执行过程中，在CPU访问内存之前，将要访问的程序或数据地址转换成内存地址。

优点：（1）可以对内存进行非连续分配

（2）它提供了实现虚拟存储器的基础

（3）有利于程序段的共享

缺点：它依靠硬件地址变换机构完成

?内存信息的保护方法

硬件法，软件法，软硬件结合法，其中上下界保护法是一种常用的硬件保护法

?存储管理方法和各自的优缺点

1 分区存储管理（具体见P114）

优点：（1）实现了多个作业或进程对内存的共享，有助于多道程序设计，从而提高了系统的资源利用率

（2）该方法要求的硬件支持少，管理算法简单，因而实现容易

缺点：（1）内存利用率不高

（2）作业或进程的大小受分区大小控制，除非配合采用覆盖和交换技术

（3）无法实现各分区间的信息共享

2 页式管理（具体见P123）

优点：（1）由于它不要求作业或进程的程序段和数据在内存中连续存放，从而有效地解决了碎片问题

（2）动态页式管理提供了内存和外存统一管理的虚存实现方式，使用户可以利用的存储空间大大增加。

缺点：（1）要求有相应的硬件支持

（2）增加了系统开销

（3）请求调页算法如选择不当，有可能产生抖动现象

（4）虽然消除了碎片但每个作业或进程的最后一页内总有一部分空间得不到利用

3 段式管理

优点：（1）段式管理提供内外存统一管理的虚存实现

（2）段长可根据需要动态增长

（3）便于对具有完整逻辑功能的信息段进行共享

（4）便于实现动态链接

缺点：要求更多的硬件支持，提高机器成本，在碎片问题以及为了消除碎片所进行的合并等问题上较分页式管理要差，再者，允许段的动态增长也会给系统管理带来一

定的难度和开销。

4 段页式管理

优点：具有段式和页式管理的所有优点

缺点：加大了复杂性和开销，需要的硬件支持以及占用的内存也有所增加

?抖动

如果置换算法选择不当，有可能产生刚被调出内存的页又要马上被调回内存，调回内存不久又马上被调出内存，如此反复的局面。这使得整个系统的页面调度非常频繁，以致大部分时间都花费在主存和辅存之间的来回调入调出上。这种现象被称为抖动现象

?置换算法

（1）随机淘汰算法（2）轮转法和先进先出算法（FIFO）（3）最近最久未使用页面置换算法（LRU）（4）理想型淘汰算法（OPT）

?工作集

任何程序在局部性放入时，都有一个临界值要求。当内存分配小于这个临界值时，内存和外存之间的交换频率将会急剧增加，而内存分配大于这个临界值时，再增加内存分配也不能显著减少交换次数。这个内存要求的临界值被称为工作集。

第8章文件系统

?文件系统的概念和功能

操作系统中与管理文件有关的软件和数据称为文件系统

文件系统把程序和数据看作文件，并把它们存放在磁盘或光盘等大容量存储介质上，从而做到对程序和数据的透明存取。

功能：（1）合理的存放文件（2）实现按名存取（3）便于存放和加工信息（4）完成对存放在存储设备上的文件信息的查找（5）完成文件的共享和提供保护功能

?文件的分类

按文件的性质和用途分：系统文件，库文件，用户文件；

按组织形式分：普通文件，目录文件，特殊文件

?文件的逻辑结构与存取方法

逻辑结构：字符流式的无结构文件和记录式的有结构文件

其中常用的记录式结构文件有：连续结构，多重结构，转置结构，顺序结构存取方法：顺序存取法，随机存取法（直接存取法），按关键字存取法

?文件的物理结构（优缺点）

文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法。

常用的文件物理结构有：连续文件，串联文件，索引文件

连续文件结构的优点是一旦知道了文件在文件存储设备上的起址和文件长度，就能很快地进行物理存取。但是连续文件结构在建立文件时必须在文件说明信息中确定文件信息的长度，且以后不能动态增长。而且在文件进行某些部分的删除后，又会留下无法使用的零头空间。因此，连续文件结构不适宜用来存放用户文件，数据库文件等经常被修改的文件。

串联文件结构的搜索效率较低，它一般只适用于逻辑上连续的文件，且存取方法应该是顺序存取的，它不适宜随机存取。

索引结构既适用于顺序存取，也适用于随机存取。索引结构的缺点是由于使用了索引表而增加了存储空间的开销。另外，在存取文件时需要至少访问存储器两次以上。

?文件存储空间管理（适宜类型）

（1）空闲文件目录：适用于连续文件结构的文件存储区的分配与回收。

（2）空闲块链：是一种较常用的空闲块管理方法

（3）位视图：盘空间的管理

?文件目录管理（包含内容，组织形式，共享方法）

一个文件包括两部分：文件说明（文件控制块FCB）和文件体

文件目录可分为单级目录，二级目录和多级目录

共享方法：1绕道法2 链接法3 基本文件目录表BFD

?文件的存取控制方法

（1）存取控制矩阵（2）存取控制表（3）口令方式（4）密码方式

?文件系统的层次模型

第1层：用户接口；第2层：符号文件系统层；第3层：基本文件系统层；第4层：存取控制验证层；第5层：逻辑文件系统层；第6层：物理文件系统层；第7层：文件存储设备分配模块和设备策略模块；第8层：启动输入输出层。

第九章设备管理

?设备分类

按使用特性分：存储设备，输入输出设备，终端设备以及脱机设备等。（P224）

按从属关系分：系统设备和用户设备。

?设备管理的功能和任务

主要任务：（1）选择和分配输入输出设备以便进行数据传输操作

（2）控制输入输出设备和CPU之间交换数据。

（3）为用户提供一个友好的透明接口，把用户和设备特性分开，使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备，系统按用户要求控制设备工作。

（4）提高设备和设备之间，CPU和设备之间，以及进程和进程之间的并行操作度，以使操作系统获得最佳效率。

功能：（1）提供和进程管理系统的接口（2）进行设备分配

（3）实现设备和设备，设备和CPU等之间的并行操作（4）进行缓冲区管理

?数据传送控制方式（特点，实现方法，优缺点）

1程序直接控制方式（P226）

就是由用户进程来直接控制内存或CPU和外部设备之间的信息传送。控制者是用户进程。这种方式控制简单，也不需要多少硬件支持。

缺点：1 CPU和外部设备只能串行工作 2 不能实现设备之间的并行工作

3 无法发现和处理由于设备或其它硬件设备所产生的错误

2 中断控制方式（P228）

用来控制外围设备和内存与CPU之间的数据传送，这种方式要求CPU与设备（或控制器）之间有相应的中断请求线，而且在设备控制器的控制状态寄存器中有相应的中断允许位。

优点：与程序直接控制方式相比，使CPU的利用率大大提高且能支持多道程序和设备

的并行操作。

缺点：1 耗去大量的CPU处理时间 2 易造成CPU无法响应中断和出现数据丢失现象

3 可能造成数据缓冲寄存器的数据由于CPU 来不及取走而丢失

3 DMA方式

在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通路，DMA方式窃取或挪用CPU的一个工作周期把数据缓冲寄存器中的数据直接送到内存地址寄存器所指向的内存区域中。

优点：它与中断方式相比，大大减少了CPU进行中断处理的次数，排除了因并行操作设备过多时CPU来不及处理或因速度不匹配而造成数据丢失等现象。

缺点：对外围设备的管理和某些操作仍有CPU控制；多个DMA控制器的同时使用显然会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步复杂化。

4 通道方式

通道是一个独立于ＣＰＵ的专管输入输出控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。

?缓冲技术

为了匹配外设与ＣＰＵ之间的处理速度，为了减少中断次数和ＣＰＵ的中断处理时间，同时也是为了解决DMA或通道方式的瓶颈问题，在设备管理中引入了用来暂存数据的缓冲技术。

缓冲的实现方法有两种，一种是采用专用硬件缓冲器，另一种是在内存画出一个具有N 个单元的专用缓冲区（软件缓冲）

[补]：P237关于缓冲池的管理

?设备分配所用数据结构及分配过程,分配策略

数据结构：设备控制表（DCT），系统设备表，控制器表，通道控制表（P240）

设备分配流程图见P241

分配策略：先请求先分配，优先级高者先分配

?设备驱动程序.（地位，作用）

设备驱动程序是驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等直接进行I/O操作的子程序的集合，负责设置相应设备有关寄存器的值，启动设备进行I/O操作，指定操作的类型和数据流向等。

操作系统复习提纲

3．什么是操作系统？操作系统在计算机中的主要作用是什么？ 操作系统：管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。 a>服务用户观点——操作系统作为用户接口和公共服务程序 b>进程交互观点——操作系统作为进程执行的控制者和协调者 c>系统实现观点——操作系统作为扩展机和虚拟机 d>资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 10．试述系统调用与函数（过程）调用之间的主要区别。 a>调用形式和实现方式不同。函数调用所转向的地址是固定不变的，但系统调用中不包括内核服务例程入口地址，仅提供功能号，按功能号调用；函数调用是在用户态执行，只能访问用户栈；系统调用要通过陷阱设置，从用户态转换到内核态，服务例程在内核态执行并访问核心栈。 b>被调用代码的位置不同。函数调用是静态调用，调用程序和被调用代码处于同一程序内，经链接后可作为目标代码的一部分，这是用户级程序当函数升级或者修改时，必须重新编译和链接；系统调用是动态调用，系统调用的服务例程位于操作系统中，这是系统级程序，这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关，而且调用程序的长度大为缩减，能减少其所占用的内存空间。 c>提供方式不同。函数调用通常有编程需要提供，不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同；系统调用由操作系统提供，一旦操作系统设计好，系统调用的功能、类型和数量便固定不变。 15．什么是多道程序设计？多道程序设计技术有什么特点？ 多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统的内存并启动交替计算的方法。 特点：多道性、宏观并行、微观串行。 19．在分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 响应时间：从交互式进程提交一个请求（命令）直到获得响应之间的时间间隔。 影响因素：cpu的处理速度、联机终端的数目、所用时间片的长短、系统调度开销和对换信息量的多少等。23．操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。 a>处理器管理。处理器是计算机系统中最为稀有和宝贵的资源，应该最大限度地提高其利用率。常常采用多道程序设计技术组织多个作业同时执行，解决处理器调度、分配和回收问题。 b>存储管理。存储管理的主要任务是管理内存资源，为多道程序设计提供有力支持，提高存储空间利用率，具体来说有内存分配和回收、地址转换与存储保护、内存共享与存储扩充等。 c>设备管理。设备管理的主要任务是管理各种外部设备，完成用户提出的I/O请求；加快数据传输速度，发挥设备的并行性，提高设备的利用率；提供设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐蔽硬件操作细节，提供简单的设备使用方法。 d>文件管理。主要任务是对用户和系统文件进行有效管理，实现按名存取；实现文件共享、保护和保密；保证文件的安全性；向用户提供一整套能够方便地使用文件的操作和命令。 e>联网和通信管理。1网络资源管理；2数据通信管理；3应用服务；4网络管理 27．什么是操作系统内核？ 内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程并发的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于内核态，具有直接访问硬件设备和所有内存空间的权限，是仅有的能够执行特权指令的程序。35．简述操作系统资源管理的主要技术：资源复用、资源虚拟和资源抽象。 资源复用：系统中相应地有多个进程竞争使用物理资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。 资源虚拟：虚拟的本质是对资源进行转换、模拟和整合，把一个物理资源转变成多个逻辑上的对应物，也可以把多个物理资源变成单个逻辑上的对应物。即创建无须共享的多个独占资源的假象，或创建易用且多个实际物理资源数量的虚拟资源假象，以达到多用户共享一套计算机物理资源的目的。

操作系统概论复习大纲

操作系统概论自学考试大纲 第一章引论 （一）内容简介 本章介绍了学习操作系统必须先掌握的一些基础知识，包括以下几部分内容： 1.计算机系统 2.操作系统 3.操作系统的形成和操作系统的基本类型 4.操作系统的发展 5.处理器的工作状态 6.操作系统与用户的接口 （二）学习的目的与要求 了解操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特点；用户与操作系统的关系；处理器的工作状态和系统功能调用的作用。 重点是：操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特点；程序状态字的作用；系统功能调用。 （三）考核知识点与考核要求 根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题。 名词解释：操作系统、嵌入式操作系统、特权指令 问答题： 1. 计算机系统由哪些部分组成？ 2. 从资源管理的观点看，操作系统有哪些功能？ 3. 各类操作系统的特点？ 4. 操作系统为什么要提供“系统功能调用”？ 第二章处理器管理 （一）课程内容 本章介绍了操作系统中处理器管理部分的实现，包括以下几部分内容： 1.多道程序设计 2.进程的概念 3.进程控制块 4.进程队列 5.中断与中断处理 6.处理器调度 7.线程的概念 （二）学习目的与要求 通过本章学习应该掌握多道程序设计时如何提高计算机系统效率的；进程和程序有什么区别；进程的基本状态以及状态的变化；处理器调度策略；中断的作用。

重点是：多道程序设计，进程，处理器调度。 （三）考核知识点与考核要求 根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。 名词解释：多道程序设计，进程，中断，线程 问答题： 1.进程有哪些基本状态，画出进程基本状态变化图。 2.进程控制块的作用和基本内容？ 3.简述中断响应的过程。 4.设计调度算法的原则有哪些？ 5.有哪些作业调度策略，其各自的特点是什么？ 6.有哪些进程调度策略，其各自的特点是什么？ 7.在分时系统中采用时间片轮转的调度策略有哪些优越性？ 8.采用多线程技术有哪些优越性？ 综合题（辅导时可以修改下时间） 1．在单道批处理系统中，有四个作业到达输入井和需要的计算时间如表所示，现采用响应比最高者优先算法，忽略作业调度所需的时间。当第一个作业进入系统后就可开始调度。 （1）填充表中空白处 （2）四个作业的执行次序为__________________。 （3）四个作业的平均周转时间为__________________。 2．在某计算中心的一道单道程序设计系统中，有A、B、C三个作业在等待处理，它们到达系统的时间和估计需计算的时间如下表所示： 法调度时各自的等待时间和完成时间。

《操作系统原理》课程设计--银行家算法程序设计

信息与计算科学 操作系统原理 课程设计报告 题目：银行家算法程序设计 班级： 姓名： 专业：

银行家算法程序设计 目录 1.绪论 (2) 2.需求分析 (2) 2.1功能需求 (2) 2.2数据需求 (2) 3. 总体设计 (2) 3.1功能模块设 (2) 3.2系统设计方案 (3) 3.3开发工具 (4) 4. 详细设计 (4) 4.1银行家算法中的数据结构 (4) 4.2银行家算法 (5) 4.3安全性算法 (6) 5. 调试与测试 (8) 6. 结论 (8) 结束语 (8) 参考文献 (9) 附录1－用户手册 (10) 附录2－源程序清单 (11)

1.绪论 20世纪末，随着计算机科学的发展，C语言的应用越来越广泛，很多程序都需要使用C语言来编写。C语言使用方便快捷，它已经成为计算机编程中不可缺少的一部分，而且它也被用于各个方面。例如：政府部门，银行，学校等等。 银行家算法是判断系统是否安全，并且允许其它进程来申请这里的资源，任何一个进程来申请资源时，必须先登记该进程对资源的申请要求然后由系统检查当前资源的状况，并用银行家算法和安全性算法来检查是否允许分配资源给进程。通过课程设计，加深我们对利用银行家算法避免死锁的理解。在设计中主要的难点是用语言编写银行家算法和安全性算法，使系统资源分配能安全进行，避免系统死锁。 2.需求分析 2.1 功能需求 1.添加进程的可用资源，最大资源，已分配资源； 2.判断系统是否安全； 3.申请资源； 4.申请资源后如何分配； 5.进行安全检查。 2.2 数据需求 主要数据包括：可用资源，最大资源，已分配资源，申请资源数。 3. 总体设计 3.1 功能模块设

《操作系统导论》期末考试试题

《操作系统导论》期末考试A卷 姓名：专业： 学号：学习中心： 成绩： 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1．N个进程共享M台打印机（其中N＞M），假设每台打印机为临界资源，必须独占使用，则打印机的互斥信号量的取值范围为( )。 A.-(N-1)～M B.-(N-M)～M C.-(N-M)～1 D.-(N-1)～1 2．如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用（）来保证文件存取的安全。 A．重名翻译机构 B．建立索引表 C．建立指针 D．多级目录结构 3．在单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（）。 A．顺序程序 B．多道程序 C．并发程序 D．并行程序 4．为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定（）号。 A．设备类相对 B．设备类绝对 C．相对 D．绝对 5．文件系统中，目录管理最基本的功能是（）。 A．实现按名存取 B.管理文件存储器的空闲空间 C.指出分配给文件的盘块的地址 D.管理文件存储器的空闲空间，并指出分配给文件的盘块的地址 6．CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（）。 A．并行技术 B．通道技术 C．缓冲技术 D．虚存技术 7．临界区是指并发进程中访问共享变量的（）段。 A．管理信息 B．信息存储 C．数据 D．程序 8．产生系统死锁的原因可能是由于（）。

A．进程释放资源 B．一个进程进入死循环 C．多个进程竞争资源出现了循环等待 D．多个进程竞争共享型设备 9．下面关于批处理操作系统的叙述错误的是（）。 A．批处理操作系统可以分为批处理单道系统和批处理多道系统 B．单道系统是指一次只有一个作业装入计算机系统的主存中运行的系统 C．批处理系统具有用户与计算机的直接交互能力，提高了系统资源的利用率 D．“通道”和“中断”技术的出现，使得输入输出设备与中央处理器可以并行工作10．由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（） A．提高内存利用率 B．提高系统吞吐量 C．满足用户需要 D．更好地满足多道程序运行的需要 11．下列用于实现虚拟设备的技术是（）。 A．PCB B．DMA C．SPOOLing D．FCB 12．破坏“部分分配条件”主要用于实现死锁的（）。 A．预防 B．避免 C．检测 D．恢复 13．一个实行分页存贮管理的系统，内存块长度为2K,现有一作业其地址空间大小为5K,那么该作业装入内存后的存贮总量是（）。 A．4k B．5k C．6k D．7k 14. 一个分段存储管理系统中，地址长度为32位，其中段号占8位，则最大段长是（） A. 28字节 B. 216字节 C. 224字节 D. 232字节 15. 一台计算机有8台磁带机，它们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。 如果要求系统没有死锁危险，请问N可以取的最大值是( )。 A.1 B.2 C.3 D.4 二、填空题（每空2分，共20分） 1.设备的输入/输出控制方式分为:程序I/O方式、、、。 2．一个被创建的进程包括、、三部分，且这个新创建的进程处于 状态。 3．文件在磁盘上面存贮结构主要有、和三种。 三、简答题(每小题5分，共20分） 1．什么是设备的独立性？它有什么好处？

操作系统第四版汤小丹期末复习重点

第一章操作系统 答：操作系统是一组能有效组织和管理计算机软硬件资源、合理调度作业、方便用户使用的程序的集合，是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。 作为用户与计算机硬件系统的接口；作为计算机系统资源的管理者：实现对计算机资源的抽象 方便性、有效性、可扩展性和开放性。（使用编译指令或OS提供的命令操纵系统）（提高系统的吞吐量、系统资源利用率）（可添加或修改功能、模块）（能遵循世界标准规范，兼容性强） 不断提高计算机利用率、方便用户、器件的不断更新换代、计算机体系结构的不断发展。 处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理 并发、共享、虚拟、异步。 答：并发性是指多个事件在同一时间间隔内发生；并行性是指多个事件在同一时刻发生。 答：指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用。 在一段时间内只允许一个进程访问资源； 允许多个进程在一段时间内“同时”访问资源，“同时”指的是宏观意义，在微观上是交替访问的 答：把通过某种技术将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的功能称为“虚拟”。 利用某设备为一用户服务的空闲时间，转去为其他用户服务，使设备得到最充分的利用。（虚拟处理机、虚拟设备。虚拟为n个，平均速度≤1/n） 利用存储器的空闲时间分区域存放和运行其他的多道程序，以此提高内存的利用率。（虚拟后，平均内存≤1/n） 答：指进程以人们不可预知的速度向前推进。 答：将一批作业以脱机方式（使用外围机，脱离主机）输入在磁带上，使作业在监督程序的控制下一个个连续处理。 提高系统资源利用率和系统吞吐量。 内存中只有一道程序，系统资源浪费。 单道性、顺序性、自动性。 答：将作业输入在外存，排成后备队列，并在由于某程序I/O操作而暂停执行时的CPU空闲时间，按照一定算法，调度后备队列的另一个程序运行，使多道程序交替运行，保持CPU处于忙碌状态。 进一步提高系统资源利用率和系统吞吐量。

计算机操作系统原理课程设计

上海电力学院 课程设计报告 课程名称：操作系统原理 题目名称：采用可变分区存储管理，模拟主存空间的分配和回收 姓名： xxx 学号： xxx 班级： 2013054 同组姓名： xxx 课程设计时间： 2015.7.6～2015.7.10 评语： 成绩：

课程设计题目 一、设计内容及要求 可变分区存储管理模拟 设计内容:编写程序模拟实现可变分区存储管理。 具体要求： 编写程序模拟实现可变分区存储管理，实现存储管理的基本功能，包括内存的分配、内存的回收、地址变换等。 输入：1、输入新进程名称及使用内存的大小（可创建多个进程）； 2、撤销某个指定的进程； 3、某个进程的逻辑地址； 输出：显示每次创建进程或者撤销进程后内存使用的状况，包括每一个进程占据的内存的位置和大小； 计算并输出给定逻辑地址对应的物理地址。 必须分别使用以下分配算法完成模拟： 1、首次适应算法； 2、最佳适应算法； 3、最差适应算法； 小组分工： 程序设计讨论： 程序主体设计： 程序调试及修改： 实验报告设计： 总结： （要求注明小组分工情况） 二、详细设计 1）原理概述 对于可变分区存储管理的内存分配与回收，主要为设计以下几个部分： 1、设计动态输入空闲分区表的程序 2、设计内存分配的程序 3、设计内存回收的程序 首次适应算法： FF算法要求空闲分区表或空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内时，从链首开始查找，直至找到一个大小能满足要求分区为止；然后再按照作业大小，从该分区中划一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲链中。如从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区，则此次分配失败，返回 最佳适应算法： BF算法是指每次为作业分配内存，总是把满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，避免“大材小用”。为了加速寻找，该算法要求所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。这样，第一次找到能满足要求的空闲区，

《操作系统概论》模拟试题(一)

《操作系统概论》模拟试题（一） 一．单项选择题（每题1分，共10分） 1、在虚拟存储系统中，用户的逻辑地址空间主要受（）和外存空间的限制。 A、内存空闲块的大小 B、内存空间的大小 C、页表的大小 D、指令地址结构 2、一个进程获得了除CPU之外的所有资源，则该进程可能处于（）状态。 A、等待 B、就绪 C、运行 D、B和C 3、在进程的切换过程中，进程的现场信息保存在（）中。 A、程序状态字中 B、进程控制块中 C、内存系统区中 D、磁盘中 4、文件系统实现“按名存取”主要通过（）实现的。 A、查找位示图 B、查找文件目录 C、查找作业表 D、内存地址转换 5、在并发进程中，由于进程共享资源，不得不以（）方式运行。 A、并行 B、串行 C、互斥 D、共享 6、用于并发进程之间低级通信的原语有（）。 A、P原语 B、send（）原语 C、receive（）原语 D、PV原语 7、在引入SPOOLING技术的系统中，用户程序分到的实际上是（）。 A、内存中的固定区域 B、外存中的固定区域 C、一台物理设备 D、一台逻辑设备 8、采用按序分配资源的策略可以防止死锁，该策略破坏了思索的（）必要条件。 A、互斥使用资源 B、循环等待资源 C、占有并等待资源 D、不可抢占资源 9、在用户程序中，通常用（）提出使用设备的要求。 A、设备的绝对号 B、物理设备名 C、逻辑设备名 D、设备类、相对号 10、在执行V操作时，当信号量的值（）时，应释放一个等待该信号量的进程。 A、大于0 B、小于0 C、大于等于0 D、小于等于0 二．多项选择题（每题2分，共12分） 1、下列名称中，是DOS合法的设备文件名的是（）。 A、PRN: B、AUX C、COM D、CON: 2、用户使用操作系统通常有三种手段，他们是（）。 A、终端命令 B、系统调用 C、作业控制语言 D、应用程序 3、在存储管理中，下列（）可能产生抖动（颠簸）现象。 A、段式管理 B、页式管理 C、页式虚拟存储管理 D、固定分区分配 E、可变分区分配 F、段页式存储管理 4、进程具有（）特性。

2020年操作系统复习提纲(含答案)

2020年操作系统复习提纲(含答案) 操作系统复习提纲 第一章操作系统引论 *操作系统的目标 多道程序设计技术；分时系统的特征 OS基本特征：并发、共享、虚拟、异步 OS与用户之间的接口 第二章进程的描述与控制 进程定义、进程状态及转换（基本状态、各状态转换的原因）进程控制：处理机的执行状态 原子操作（原语）的定义；同步机制应遵循的原则 *临界资源 经典同步问题（wait和signal操作出现的顺序）； 进程与程序的区别；进程与线程概念与特征 第三章处理机调度与死锁 进程调度的任务、进程调度方式 死锁的定义與必要条件、引起死锁的原因、死锁的防止 *利用银行家算法避免死锁 第四章存储器管理 动态分区分配方式和内存回收（首次适应、循环首次适应、最佳适应、 最坏适应等

分页存储管理（地址结构、页和块的关系、地址转换过程） *分段与分页的区别; 段页式存储管理 对换技术:多道程序环境下的对换技术 第五章虚拟存储器 虚拟存储器的特征（多样性、对换性、虚拟性） *缺页中断的特点、请求分页系统中的地址变换机构SPOOLing技术; 缓冲技术; 虚设备技术 *请求分页技术 第六章输入输出系统 I/O系统的基本功能; I/O设备与主机数据传送方式 I/O设备分类:(1)设备的使用特性分类(2)传输速率分类(3)按信息交换的单位分类(4) 按设备的共享属性分类 对I/O设备的控制方式: 直接存储器访问方式 中断机构和中断处理程序 *I/O通道的定义、与一般处理机的区别; 引入缓冲的原因； I/O设备的独立性 DMA工作过程 习题： 时刻的状态如下表，系统采用银行家算法实施死锁避免策略：一.设某系统在T

操作系统概论自考复习资料.doc

操作系统（operating system ， OS）是计算机系统中必不可少的系统软件。它是计算机系统中各种资源的管理者和各种活动的组织者、指挥者。它使整个计算机系统协调一致且有效地工作。通过本课程的学习，我们将知道操作系统要做什么、怎么做和为什么要这样做。 学习操作系统，首先我们应该知道操作系统的概念。本章主 要讲述了以下几个问题。 一、什么是操作系统 二、操作系统的形成 三、操作系统的类型 四、操作系统的功能 一、什么是操作系统 在回答这个问题之前，我们先来了解一下什么是计算机系统。计算机系统是按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。软硬件系统的组成部分就是计算机系统的资源，当不同的用户使用计算机时都要占用系统资源并且有不同的控制需求。 操作系统就是计算机系统的一种系统软件，由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。 操作系统的设计目标一是使计算机系统使用方便。二是使得计算机系统能高效地工作。 二、操作系统的形成 早期没有操作系统→原始汇编系统→管理程序→操作系统可以看到，操作系统是随着计算机硬件的发展和应用需求的推动而形成的。 三、操作系统的类型

按照操作系统提供的服务，大致可以把操作系统分为以下几类： 批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统是基本的操作系统（加亮） 1、批处理操作系统按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率。 2、分时操作系统，这种系统中，一个计算机系统与许多终端设备连接，分时系统支持多个终端用户，同时以交互方式使用计算机系统，为用户在测试、修改和控制程序执行方面提供了灵活性。分时系统的主要特点是同时性、独立性、及时性和交互性。 3、实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并在严格的规定时间内完成处理，且给出反馈信号。它是较少有人为干预的监督和控制系统。实时系统对可靠性和安全性要求极高，不强求系统资源的利用率。 4、网络操作系统可以把若干计算机联合起来，实现各台计算机之间的通信及网络中各种资源的共享，像我们现在使用的Windows ，UNIX和Linux等操作系统都是网络操作系统。 5、分布式操作系统的网络中各台计算机没有主次之分，在任意两台计算机间的可进行信息交换和资源共享。这一点上分布式操作系统和网络操作系统差别不大，他们的本质区别在于：分布式操作系统能使系统中若干计算机相互协作完成一个共同的任务。这使得各台计算机组成一个完整的，功能强大的计算机系统。 四、操作系统的功能 从资源管理的观点出发，操作系统功能可分为五大部分：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。 计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成，操作系统是软件系统的一个组成部分，它是直接在硬件系统的基础上工作的，所以在研究操作系统之前，先必须对计算机系统的结构有一个基本的了解，本章就是讲述计算机系统结构的基本知识。

操作系统课程设计

计算机科学技术学院 操作系统原理课程设计报告 题目：进程管理系统 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 年月日

《操作系统原理》课程设计任务书 一、课程设计题目（任选一个题目） 1.模拟进程管理 2.模拟处理机调度 3.模拟存储器管理 4.模拟文件系统 5.模拟磁盘调度 二、设计目的和要求 1.设计目的 《操作系统原理》课程设计是网络工程专业实践性环节之一，是学习完《操作系统原理》课程后进行的一次较全面的综合练习。其目的在于加深对操作系统的理论、方法和基础知识的理解，掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，培养学生的系统设计能力，并了解操作系统的发展动向和趋势。 2.基本要求： (1)选择课程设计题目中的一个课题，独立完成。 (2)良好的沟通和合作能力 (3)充分运用前序课所学的软件工程、程序设计、数据结构等相关知识 (4)充分运用调试和排错技术 (5)简单测试驱动模块和桩模块的编写 (6)查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 (7)课题完成后必须按要求提交课程设计报告，格式规范，内容详实。 三、设计内容及步骤 1.根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么。

2.根据实现的功能，划分出合理的模块，明确模块间的关系。 3.编程实现所设计的模块。 4.程序调试与测试。采用自底向上，分模块进行，即先调试低层函数。能够熟练掌握调试工具的各种功能，设计测试数据确定疑点，通过修改程序来证实它或绕过它。调试正确后，认真整理源程序及其注释，形成格式和风格良好的源程序清单和结果； 5.结果分析。程序运行结果包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 6.编写课程设计报告； 设计报告要求：A4纸，详细设计部分主要叙述本人的工作内容 设计报告的格式： (1)封面（题目、指导教师、专业、班级、姓名、学号） (2)设计任务书 (3)目录 (4)需求分析 (5)概要设计 (6)详细设计（含主要代码） (7)调试分析、测试结果 (8)用户使用说明 (9)附录或参考资料 四、进度安排 设计在学期的第15、16周进行，时间安排如下：

2009年4月自学考试操作系统概论试题

2009年4月高等教育自学考试 操作系统概论试题 课程代码：02323 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．计算机硬件的组成是( ) A．中央处理器、主存、辅存和输入输出设备 B．中央处理器、主存、块设备和字节设备 C．中央处理器、主存、高速设备和低速设备 D．中央处理器、存储器、输入输出控制系统和输入输出设备 2．一般认为，操作系统是这样一种系统软件，即( ) A．管理计算机系统资源、提高程序运行的速度和改善人机界面 B．提高程序运行的速度、改善人机界面和为应用软件提供支持 C．改善人机界面、为应用软件提供支持和管理计算机系统资源 D．为应用软件提供支持、管理计算机系统资源和提高程序运行的速度 3．三种基本类型的操作系统是( ) A．网络操作系统、批处理操作系统和分时操作系统 B．批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统 C．分时操作系统、实时操作系统和网络操作系统 D．实时操作系统、网络操作系统和批处理操作系统 4．一个计算问题的程序分成三个可以独立执行的程序模块：输入程序、处理程序和打印程序，每一批数据都需顺序被这些模块执行。当有多批数据时，这三个程序模块中可以并行运行的是( ) A．输入程序、处理程序和打印程序B．输入程序和处理程序 C．处理程序和打印程序D．打印程序和输入程序 5．进程的基本属性是( ) A．进程是动态的、多个进程可以含有相同的程序和多个进程可以并发运行 B．进程是动态的、多个进程对应的程序必须是不同的和多个进程可以并发运行 C．进程是动态的、多个进程可以含有相同的程序和多个进程不能并发运行 D．进程是静态的、多个进程可以含有相同的程序和多个进程可以并发运行 6．进程有三种基本状态，可能的状态转换是( ) A．就绪态到运行态、就绪态到挂起态、挂起态到运行态 B．就绪态到运行态、就绪态到挂起态、运行态到挂起态

02323操作系统概论2008年4月试题及答案

2008年4月高等教育自学考试全国统一命题考试 操作系统概论试卷 (课程代码 2323) 本试卷共9页，满分100分；考试时间150分钟。 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1、微机操作系统的主要功能是【】 A、实现文件管理、输入输出控制和命令的解释 B、输入/输出控制、命令的解释和运行支撑软件 C、命令的解释、运行支撑软件和实现文件管理 D、运行支撑软件、实现文件管理和输入输出控制 2、组成程序状态字的三个部分是【】 A、程序基本状态、指令地址和中断码 B、指令地址、中断码和中断屏蔽位 C、中断码、中断屏蔽位和程序基本状态 D、中断屏蔽位、程序基本状态和指令地址 3、特权指令中不包括 ．．．【】 A、I／O指令 B、设置时钟的指令 C、算术运算指令 D、设置控制寄存器的指令 4、用于控制进程的原语是【】 A、创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语 B、等待原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语 C、创建原语、等待原语、阻塞原语、唤醒原语 D、创建原语、撤销原语、通信原语、唤醒原语 5、中断有若千类型，它们是【】 A、硬件故障中断、程序中断、机器中断、输入输出中断、访管中断 B、硬件故障中断、软件中断、外部中断、输入输出中断、访管中断 C、硬件故障中断、程序中断、外部中断、输入／输出中断、命令中断 D、硬件故障中断、程序中断、外部中断、输入输出中断、访管中断 6、设计作业调度算法时，考虑的原则是【】 A、平衡资源使用、极大的流量、及时性 B、公平性、极大的流量、及时性 C、公平性、平衡资源使用、及时性 D、公平性、平衡资源使用、极大的流量 7、硬件中可没有地址转换机构的存储管理方式是【】 A、页式虚拟 B、固定分区 C、可变分区 D、页式 8、空闲区表中起始地址按从小到大排列的分配算法是【】

操作系统复习大纲考点

第一章SP《操作系统概述》 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底层系统软件，是计算机系统的核心。 目标：目标：1. 方便性 2. 有效性 3. 可扩充性 4. 开放性 作用：(1)作为用户与计算机硬件之间的接口；(2)作为计算机系统资源的管理者； (3)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。OS给用户提供两类接口：联机用户接口和脱机用户接口； 联机用户接口又可分为命令接口、程序接口（又叫系统调用）和图形接口三类。俗称命令口、程序口和图形口； 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。 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(CPU)：用于分配和控制处理机； （2）存储器管理：这里主要指负责内存的分配与回收； （3）I/O设备管理：负责I/O设备的分配与操纵； （4）文件管理：负责文件的存取、共享和保护等。 4.操作系统的基本特征是什么？在操作系统中什么叫并发？什么叫并行？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意义上的并行？什么叫共享，什么叫虚拟？什么叫异步？ 基本特征：并发、共享、虚拟、异步 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生； 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生； 并发不是真正的并行处理；至少有两个CPU才能实现真正意义上的并行； 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。（两种资源共享方式：互斥共享方式和同时访问方式） 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。 异步是指进程是以人们不可预知的速度向前推进的。 5.基本的操作系统有哪几种？它们各有什么特点？ 基本的操作系统：多道批处理系统、分时系统、实时系统 多道批处理系统：（优）a.提高CPU的利用率 b.可提高内存和I/O设备的利用率c. 增加系统的吞吐量。 （缺）a.资源利用率高 b.系统吞吐量大 c.平均周转时间长d.无交互能力 分时系统：（优）a.多路性 b.独立性c.及时性d.交互性。 实时系统：（优）a.多路性 b.独立性 c.及时性 d.交互性 e. 可靠性。

操作系统概论

操作系统概论 1.计算机硬件主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种输入输出设备组成；计算机系统包 括硬件子系统和软件子系统。 2.操作系统三种基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统。 3.输入输出控制系统管理外围设备与主存储器之间的信息传送。 4.操作系统的功能可以分为处理管理、存储管理、设备管理和文件管理 5.进程：一个进程在一个数据集上的一次执行。程序是一组指令的有序集合，是一个静态实体。进程是 一个动态实体，有自己的生命周期一个进程可以对应很多程序。进程三种基本状态：运行、就绪、等待态。 6.进程控制块包含四类信息：①标识信息：用于标识一个进程包括进程名。②说明信息：用于说明进程 情况，包括进程状态等待原因进程程序和数据存放位置。③现场信息：用于保留进程存放在cup中的信息，包括通用、控制和程序状态字寄存器的内容。④管理信息：用于进程调度包括进程优先数队列指针。 7.中断：由于某些时间的出现，中止现行进程的运行，而转去处理出现的事件内，待适当的时候让被中 止的进程继续运行，这个过程就是中断。 8.中断处理程序：对出现的事件进行处理的程序.是操作系统的组成部分 9.中断响应：通常在cup执行完一条指令后，硬件的中断装置立即检查有无中断事件发生，若有则暂停 运行进程的运行而让操作系统中的中断处理程序占用cpu. 10.单用户连续存储管理和固定分区存储管理都为静态重定位。 11.移动的条件：移动一道作业时，应先判定它是否在与外围设备交换信息。若是则暂不能移动该作业必 须等待信息交换结束后才可移动。 12.快表：把存放的高速缓冲存储器中的部分页表称为快表 13.什么是虚拟存储器：对分页式存储器实现虚拟存储器只需将作业的全部信息作为副本存放在磁盘上， 作业呗调度投入到运行时，至少把作业的第一页信息装入主存中，在作业执行过程中访问到不在主存储器中的页时，再把它们装入 14.逻辑文件类型：流式文件、记录式文件。 15.文件存储结构：顺序文件、链接文件、索引文件。存取方式：顺序存取、随机存取。 16.文件安全性包括：文件保护和保密 17.读一个文件一次调用：打开文件、读文件、关闭文件；写一个文件:建立文件、写文件、关闭文件。用 户可调用删除操作要求删除一个有权删除的文件但删除一个文件前应先关闭 18.传输一次信息传输操作所花的时间有三部分：①寻找时间：把移动臂移到指定的柱面所花的时间，机 械操作，花费时间较长。②延迟时间：等待指定的扇区旋转到磁头位置下所花时间。这个与扇区的位置有关。③传送时间：指定的磁头把磁道上的信息读到主存或把主存的信息写到磁道上所花的时间。 19.缓冲技术：操作系统中利用缓冲区来缓解处理与外围设备之间工作速度不匹配的矛盾而采用的技术， 包括：单缓冲技术、双缓冲技术和缓冲池技术。 20.操作系统中实现联机同时外围设备操作功能部分也称为斯普令系统，它由三个部分组成(1)预输入程序 (2)井管理程序(3)缓输出程序 21.进程的互斥与同步（1）进程的互斥：指当有若干个进程都要使用一个公共资源时，任何时刻最多只允 许一个进程去使用该资源，其他要使用它的进程必须等待，直到该资源的占用者释放了该资源（2）进程的同步：指在并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒 22.通信原语 Send(N,M) 把信件M送到指定的信箱N中. Receive(N,Z) 从指定信箱N取出一封信，存 到指定的地址Z中

操作系统原理课程设计实践报告

操作系统原理课程设计 实践报告 题目: 仿真多进程并发环境中死锁的预防、避免、检测与解除 姓名: 学院: 信息科技学院 专业: 计算机科学技术系 班级: 学号: 指导教师: 职称: 20010年4月8日 仿真多进程并发环境中死锁的预防、避免、检测与解除 摘要：在多道程序系统中，多个程序并发执行时可能造成死锁。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状态时若无外力作用，它们都将无法再向前推进，造成资源的浪费。该程序将模拟多进程并发时死锁现象的产生、避免、检测与解除。死锁避免用最著名的银行家算法，用银行家安全性算法类似的死锁检测算法来检测进程状况，又用资源剥夺法来实现死锁的解除。该程序实现操作简易，表示清晰并且形象描述多进程并发环境中死锁的预防、避免、检测与解除。 关键字：死锁；避免死锁；安全状态；银行家算法 引言：在操作系统、数据库系统以及网络通信中,由于进程并发和资源共享,当系统中资源分配顺序或者进程推进顺序不当就会造成系统死锁[1]。处于死锁状态的系统中，进程之间互相等待资源而永远不能继续向前推进，严重地影响了系统的可靠性。因而有时需要合理的对资源进行分配必要的时候加以限制保证系统安全、高效、稳定的运行。 1理论分析 1.1 死锁的概念 如果一个进程集合中的每个进程都在等待只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面称为死锁[2]。 1.2 产生死锁的条件： 1、互斥使用（资源独占）：一个资源每次只能给一个进程使用。 2、不可强占（不可剥夺）：资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资 源，资源只能由占有者自愿释放。 3、请求和保持（部分分配，占有申请）：一个进程在申请新的资源的同时保 持对原有资源的占有（只有这样才是动态申请，动态分配）。 4、循环等待：存在一个进程等待队列{P1，P2，…，Pn}，其中P1等待P2占 有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路[3]。 1.3死锁的预防 在系统设计时确定资源分配算法，保证不发生死锁。具体的做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。 ①破坏“不可剥夺”条件 在允许进程动态申请资源前提下规定，一个进程在申请新的资源不能立即得到满足而变为等待状态之前，必须释放已占有的全部资源，若需要再重新申请。 ②破坏“请求和保持”条件 要求每个进程在运行前必须一次性申请它所要求的所有资源，且仅当该进程所要资源均可满足时才给予一次性分配。 ③破坏“循环等待”条件 采用资源有序分配法：把系统中所有资源编号，进程在申请资源时必须严格按资源编号的递增次序进行，否则操作系统不予分配。

全国自考2012年7月操作系统概论试题答案

全国2012年7月自学考试操作系统概论试题 课程代码：02323 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 l.下列软件中，不属于 ．．．应用软件的是（ D ） A.学籍管理软件 B.交通控制软件 C.网络订票软件 D.接口软件 2.在配置多道批处理操作系统的计算机系统中，下列说法正确的是（ C ） A.用户可直接调试自己的程序 B.允许多个作业同时使用不同的外围设备 C.能对外部事件实时响应 D.允许用户联机干预作业的执行 3.分时操作系统的特点是（ B ） A.让多个程序同时占用处理器运行 B.允许用户跟他的程序进行交互 C.增加了多个程序完成运行所需的总时间 D.增加了并行工作的道数，以提高处理器效率 4.为了区分各个不同的进程及记录各个进程执行情况，系统把有关进程的信息保存在( B ) A.PCD B.PCB C.PSW D.PSD 5.自愿性中断事件是指正在运行的进程对操作系统有某种请求。自愿性中断事件可能是用户进程( D ) A.使用了特权指令 B.设置了定时时钟 C.发现了定点操作数大于1 D.执行了访管指令 6.假定一个分时系统允许20个终端用户同时工作。若对每个终端用户的请求需在2秒钟内给出应答，那么可以分配给终端用户的最大时间片为( C ) A.20毫秒 B.50毫秒

C.100毫秒 D.200毫秒 7.下列存储设备中，存取速度最快的是( A ) A.RAM B.硬盘 C.光盘 D.U盘 8.对页式管理中页表的描述，正确的是( C ) A.页表主要指出主存中块号与磁盘中块号的对应关系 B.每个作业的页表长度是固定的，由操作系统指定 C.每个作业的页表长度是不同的，由作业所占页的多少而定 D.每个作业的页表长度是不同的，由用户事先指定 9.存储管理实际上是管理( B ) A.主存中的操作系统部分 B.主存中的用户区域 C.整个主存储器 D.主存和辅存 10.文件存储介质的物理单位以( D ) A.磁带卷为单位 B.磁盘片为单位 C.光盘片为单位 D.卷为单位 11.在UNIX系统中，文件的存取权限仅为读、写和执行三种操作的组合。采取这样的措施的目的是( C ) A.防止天灾人祸对文件系统的破坏 B.防止系统故障对文件系统的破坏 C.防止用户共享文件时对文件系统的破坏 D.防止计算机病毒对文件系统的破坏 12.在用户指定电影的片名后，要求在数秒内就可以找到对应的存放在文件系统中的影片文件，并流畅地读出来播放。由于文件系统的容量有限，管理员经常会把该文件系统中的过时影片删除，及装入新片。对应于这样的使用需求，该文件系统( C ) A.只可以采用顺序存储结构 B.只可以采用链接存储结构 C.只可以采用索引存储结构 D.既可以采用链接存储结构，也可以采用索引存储结构 13.从使用的角度对外围设备进行分类时，磁带机属于( C ) A.系统设备 B.用户设备 C.独占设备 D.可共享设备 14.操作系统在外围设备管理中采用缓冲池技术，设缓冲池中共有4个缓冲区，每批数据进入缓冲区的时间为20ms，用户进程对每批数据的处理时间为10ms，把每批数据从缓冲区送

ucos-ii操作系统复习大纲

ucos-ii操作系统复习大纲 一．填空题 1．uC/OS-II是一个简洁、易用的基于优先级的嵌入式【抢占式】多任务实时内核。 2．任务是一个无返回的无穷循环。uc/os-ii总是运行进入就绪状态的【最高优先级】的任务。 3．因为uc/os-ii总是运行进入就绪状态的最高优先级的任务。所以，确定哪 个任务优先级最高，下面该哪个任务运行，这个工作就是由【调度器（scheduler）】来完成的。 4．【任务级】的调度是由函数OSSched()完成的，而【中断级】的调度 是由函数OSIntExt() 完成。对于OSSched()，它内部调用的是【OS_TASK_SW()】完成实际的调度；OSIntExt()内部调用的是【 OSCtxSw() 】实现调度。 5．任务切换其实很简单，由如下2步完成： （1）将被挂起任务的处理器寄存器推入自己的【任务堆栈】。 （2）然后将进入就绪状态的最高优先级的任务的寄存器值从堆栈中恢复到【寄存器】中。 6．任务的5种状态。 【睡眠态(task dormat) 】：任务驻留于程序空间（rom或ram）中，暂时没交给ucos-ii处理。 【就绪态（task ready）】：任务一旦建立，这个任务就进入了就绪态。 【运行态（task running）】：调用OSStart（）可以启动多任务。OSStart（）函数只能调用一次，一旦调用，系统将运行进入就绪态并且优先级最高的任务。 【等待状态（task waiting）】：正在运行的任务，通过延迟函数或pend（挂起）相关函数后，将进入等待状态。

【中断状态（ISR running）】：正在运行的任务是可以被中断的，除非该任务将中断关闭或者ucos-ii将中断关闭。 7．【不可剥夺型】内核要求每个任务自我放弃CPU的所有权。不可剥夺型调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个CPU。 8．当系统响应时间很重要时，要使用【可剥夺型】内核。最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。 9．使用可剥夺型内核时，应用程序不应直接使用不可重入型函数。调用不可重入型函数时，要满足互斥条件，这一点可以用【互斥型信号量】来实现。 10．【可重入型】函数可以被一个以上的任务调用，而不必担心数据的破坏。 11．可重入型函数任何时候都可以被中断，一段时间以后又可以运行，而相应数据不会丢失。可重入型函数或者只使用【局部变量】，即变量保存在CPU寄存器中或堆栈中。如果使用全局变量，则要对全局变量予以【保护】。 12．每个任务都有其优先级。任务越重要，赋予的优先级应【越高】。 13．μC/OS-Ⅱ初始化是通过调用系统函数【OSIint()】实现的，完成μC/OS-Ⅱ所有的变量和数据结构的初始化。 14．多任务的启动是用户通过调用【OSStart()】实现的。然而，启动μC/OS-Ⅱ之前，用户至少要建立一个应用【任务】。 15. μC/OS-Ⅱ的参数配置文件名为【】。 16．删除任务,是说任务将返回并处于【休眠状态】，并不是说任务的代码被删除了，只是任务的代码不再被μC/OS-Ⅱ调用。 17．μC/OS-Ⅱ要求用户提供【定时中断】来实现延时与超时控制等功能。 18．定时中断也叫做【时钟节拍】，它应该每秒发生10至100次。 19. 时钟节拍的实际频率是由用户的应用程序决定的。时钟节拍的频率越高，系统的负荷就【越重】。 20．μC/OS-II中的信号量由两部分组成：一个是信号量的【计数值】，它是一个16位的无符号整数（0 到65,535之间）；另一个是由等待该信号量的任务组成的【等待任务表】。用户要在中将OS_SEM_EN开关量常数置成【1 】，这样μC/OS-II 才能支持信号量。 21. μC/OS-II中表示当前已经创建的任务数全局变量名为：【 OSTaskCtr 】。