1、考试题型:一问答题:(9 小题,每小题 6 分,共 54 分)二、综合题(共 4 题,共 46 分)第一章:操作系统概述1操作系统定义。操作系统是计算机系统中的一个系统软件,管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程,以便有效利用这些资源为用户提供一个功能强大,使用方便的工作环境,从而在计算机与用户之间起到接口的作用2操作系统的基本特征。并发性,共享性,虚拟技术,异步性3微内核技术定义。把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次中去运行,而留下一个尽量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能,称这种技术为微内核技术。4微内核基本功能。进程管理、低级存储器管理、中断和陷
2、入处理第二章:进程管理1进程定义进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。2为什么要引入进程的概念?为了使程序能并发执行为了对并发执行的程序加以描述和控制。进程顺序执行的基本特点。3进程顺序执行的基本特点。顺序性封闭性:进程运行时独占全机资源,执行结果不受外界因素影响。可再现性:只要进程执行时的环境和初始条件相同,都获得相同结果。4进程并发执行的基本特点。间断性:进程相互制约将导致并发进程具有“执行-暂停-执行”间断性的活动规律。失去封闭性不可再现性5什么是进程控制块(PCB)?PCB 是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录型数据结构。6 PCB 的作用是什么?使
3、一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据) ,成为一个独立运行的基本单位,一个能与其它进程并发执行的进程。7为什么说 PCB 是进程存在的唯一标志?因为 PCB 包含了进程的描述信息和控制 信息,是进程的动态特征的集中反映,系统在 建立进程的同时就建立该进程的 PCB,在撤消 一个进程时也就撤消其 PCB,系统根据 PCB 而 感知某一进程的存在,所以 PCB 是进程存在的 唯一标志。8进程进程通信定义。在计算机网络中是指进程之间的信息交换,其所交换的信息量少者是一个状态或数值,多着则是成千上万个字节。9消息传递系统的定义。是一种进程间的通信机制,该机制中进程间的数据交换是以格式化的消息
4、为单位。是一种,又把消息成为报文。10消息传递系统的实现方式。(1)直接通信方式:是指发送进程利用 OS 所提供的发送命令,直接把消息发送给目标进程(2)间接通信方式:是指进程之间的通信需要通过作为共享数据结构的实体,该实体用来暂存发送给目标进程的消息,接受进程则从该实体中取出对方发送给自己的消息。11进程控制(要求利用信号量机制完成进程同步与互斥)P5312前趋图的定义.前趋图是一个有向无循环图,记为 DAG 用于描述进程之间执行的前后关系。13信号量机制控制前趋图中的前趋关系P54第三章 处理机调度1处理机调度中选择调度方式和算法的若干准则。P84-P902死锁的定义。多个进程再运行过程中
5、因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种状态时,若无外力作用,它们将无法再向前推进3产生死锁的原因。(1)竞争资源:诸多进程对资源的竞争(2)进程间推进顺序非法:即通信问题,进程运行过程中请求和释放资源不当。4产生死锁需要具备的必要条件(1)互斥条件:指进程对所分配到的资源进行排它使用,即在一段时间内某资源只由一个进程占用(2)请求和保持条件:指进程已经保持了至少一个资源,但是又提出了新的资源请求,而资源又被其他进程占用,此时请求阻塞但对自己占有的资源又不放。(3)不剥夺条件:指进程已获得的资源,在未使用完之前不能被剥夺,只能使用完之后自己释放。(4)环路等待条件:指在发生死锁时,必然存在一
6、个进程资源的环形链,即进程集合P0,P1。 。PnP1 请求后一个。 。 。5怎样预防死锁?(1)预防死锁:简单直观的事先预防死锁,通过设置某些条件,去破坏产生死锁的四个必要条件,可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低(2)避免死锁:事先预防型,在资源的动态分配中,用某种方法防止系统进入不安全状态,较高的系统资源利用率和系统吞吐量但是不易执行。(3)检测死锁:不须事先采取措施,而是允许运行过程中产生死锁,但是通过系统的检测可以检测到与死锁有关的进程和资源,然后处理。(4)解除死锁:与检测死锁配套的措施,当检测到死锁,常用实施方法是撤销或挂起一些进程,回收资源分配给其他已处于阻塞的进程。6安全
7、状态的定义.系统能按某种进程顺序(p1,p2。pn),来为每个进程 pi 分配其资源直至满足每个进程对资源的最大需求,使每个进程都可顺利的完成。7银行家算法(主要是在综合题中出现)。算法中的数据结构:可利用资源向量(含 m 个元素的数组,每个元素代表一类可利用的资源数目);最大需求矩阵 Max(n*m 的矩阵,定义为 n 个进程中的每一个进程对 m 类资源的最大需求);分配矩阵 Allocation(n*m 的矩阵,定义为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数);需求矩阵 Need(n*m 的矩阵,表示每一个进程尚需的各类资源的数目)Needi,j=Maxi,j-Allocationi,
8、j算法:。P1098先来先服务作业高度算法(主要是在综合题中出现)。P919高响应比优先调度算法(主要是在综合题中出现)。P93第四章 存储器管理1虚拟存储器的定义虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。在虚拟存储器系统中,作业无需全部装入,只要装入一部分就可运行2虚拟存储器的两种实现方式。(1)分页请求系统:在分页的系统的基础上增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统(2)请求分段系统:在分段系统的基础上,增加了请求调段及分段置换功能后所形成的段式虚拟存储系统3基本分页存储和基本分段存储管理方式的主要区别。1、页是信息的物理单位
9、,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;或者说,分页仅仅是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。段是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。2、页的大小固定且由系统确定,把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,是由机器硬件实现的,因而一个系统只能有一种大小的页面。段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序,通常由编辑程序在对源程序进行编辑时,根据信息的性质来划分。3、分页的作业地址空间是维一的,即单一的线性空间,程序员只须利用一个记忆符,即可表示一地址。分段的作业地址空间是二维的,程序员在标识一个地址时,既需给出段名,又需给
10、出段内地址4页式存储管理中页面大小怎么确定?页表的长度的怎么确定?页面的大小是由地址结构决定的,页表的长度是由作业的信息量决定的, 作业有多少页, 页表中就有多少个记录项。5简述基本分页存储管理方式中的地址变换过程。P1466重定位的定义。重定位就是把程序的逻辑地址空间变换成内存中的实际物理地址空间的过程,也就是说在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程。7重定位的方式有哪两种?比较它们的不同?重定位有静态和动态两种情况。所谓静态重定位是在装入一个作业的时候,把作业中的指令地址和数据地址全部一次性地转换成绝对地址。所谓动态重定位是由软件和硬件相配合来实现的。地址重定位不再是装入的时候一次完成了
11、,而是设置一个基址寄存器,装入作业的时候,将作业在主存区域的首地址放入到基址寄存器中。作业执行的时候,由硬件的地址转换机构动态地对地址进行转换,执行指令的时候,只要将逻辑地址加上基址寄存器的内容,就得到了绝对地址。静态重定位和动态重定位的不同在于:静态重定位是在作业装入的时候一次完成,动态重定位是在作业执行时再实现的。静态重定位是软件支持的,动态重定位是硬件和软件合作实现的。静态重定位不能实现主存的移动,而动态重定位可以。动态重定位还可能提供虚拟存储空间。8 请求分页存储管理系统中先进先出淘汰算法(主要是在综合题中出现)。P1509 请求分页存储管理系统中最近最久末使用淘汰算法(主要是在综合题
12、中出现)。P15110基本分页存储管理的基本原理(主要是在综合题中出现)举例:逻辑地址为 32 位,其中高 20 位为页号,低 12 位为页内地址,那么一页有多少字节?可有多少页?如果是逻辑地址分别是 4095,4850,12290 所对应的页号、页内地址。P130-P132第五章 设备管理1设备独立性的定义。应用程序独立于具体使用的物理设备。也称为设备无关性。2在计算机系统中实现了设备独立性的功能后可带来哪些好处?设备分配时的灵活性、易于实现 I/O 重定向。3独占设备的定义。在一段时间内只允许一个用户(进程)访问的设备,既临界资源。4共享设备的定义。在一段时间内只允许一个用户(进程)访问的
13、设备,既临界资源。5独占设备和共享设备在分配方式上有什么不同?独占设备:系统一旦把独占设备分配给了某个进程后,便由该进程独占,直至用完释放,然后,系统才能再将设备分配给其他进程使用。独占设备的分配有可能引起进程死锁。共享设备:可同时分配给多个进程使用,此时须注意对这些进程访问该设备的先后次序进行合理的调度。6最短寻道时间优先磁盘调度算法(SSTF) (主要是在综合题中出现)。P1957扫描磁盘调度算法(SCAN)(主要是在综合题中出现)。P196第六章 文件管理1文件的逻辑结构定义。从用户观点出发所观察到的文件组织形式,是用户可以独自处理的物理结构,独立于文件的物理特性,又称为文件组织。2文件
14、的物理结构定义。又称为文件的存储结构,是指文件在外存上的存储组织形式3文件的物理结构的类型。连续文件,串联文件,索引文件4文件的逻辑结构的类型。有结构文件,无结构文件5文件系统中对目录管理的要求。实现“按名存取”;提高对目录的检索速度;文件共享;允许文件重名.6链接文件的定义在采用链接分配方式时,可通过在每个盘块上的链接指针,将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表,把这样形成的物理文件成为链接文件7链接文件的分配方式的应用(主要是在综合题中出现)。举例:由 5 个逻辑记录组成,每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等,均为 512 字节,并依次存放在 61,32,65,83,112 号磁盘块上。若要存取文件的第 2010 逻辑字节处的信息,问要访问哪一个磁盘块?2010/512=3 余 474,所以为第三个磁盘之后第 474 个字节,所以在第四个 83 号磁盘上。