操作系统考试题

1、操作系统考试题操作系统考试题1、操作系统功能操作系统的功能：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理和用户接口管理 。1) 存储器管理：内存分配，地址映射，内存保护和内存扩充 2) 处理机管理：作业和进程调度，进程控制和进程通信 3) 设备管理：缓冲区管理，设备分配，设备驱动和设备无关性 4) 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 5) 用户接口：命令界面/图形界面和系统调用接口 2、操作系统的特征操作系统基本特征：并发，共享和异步性。1) 并发：并发性是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。2) 共享：共享是指计算机系统中的资源被多个任务所共用。 3) 异步性：每个程序什么时候执行，向前推进速度快慢，是由执行的现场所决定。但同一程序在相同的初始数据下，无论何时运行都应获得同样的结果。3、作业概念与作业执行在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。一个作业的建立包括两个子过程：一个是作业的输入（联机输入输出方式、脱机输入输出方式、直接耦合方式、SPOOLING 系统

2、和网络联机方式） ，另一个是作业控块的建立。4、进程的概念与程序的区别进程：程序在并发环境下的执行过程。进程与程序的主要区别：(1) 程序是永存的，进程是暂时的 (2) 程序是静态的观念，进程是动态的观念(3) 进程由三部分组成：程序+数据+进程控制块（描述进程活动情况的数据结构）(4) 进程和程序不是一一对应的 一个程序可对应多个进程即多个进程可执行同一程序 一个进程可以执行一个或几个程序 进程特征：动态性、并发性、调度性、异步性、结构性 5、进程的上下文的概念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寄存器与堆栈中的内容成为正文，把待执行的指令和数据在寄存器与堆栈的内容称为下文。6、进程的状态转换(1) 就绪态-运行态(2) 运行态-就绪态(3) 运行态-阻塞态(4) 阻塞态-就绪态7、临界区的概念临界区：在每个进程中访问临界资源的那段程序。8、进程间的制约关系1) 同步：是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。2) 互斥：排它性访问即竞争同一个物理资源而相互制约。9、信号量的概念1) 信号量定义：信号量（信号灯）=信号量的值，

3、指向 PCB 的指针2) 信号量的物理意义： (1) 信号量的值大于 0：表示当前资源可用数量小于 0：其绝对值表示等待使用该资源的进程个数 (2) 信号量初值为非负的整数变量，代表资源数。(3) 信号量值可变，但仅能由、操作来改变。10、信号量实现互斥与同步的过程1) 用 P，V 原语实现互斥的一般模型设互斥信号量 mutex 初值为 1 2) 用 P、V 原语操作实现简单同步的例子 S1 缓冲区是否空（0 表示不空，1 表示空） ，初值 S1=0；S2 缓冲区是否满（0 表示不满，1 表示满） ，初值 S2=0；3) 生产者消费者问题（OS 典型例子）：mutex 互斥信号量，初值为 1；full 满缓冲区数，初值为 0；empty 空缓冲区数，初值为N； 11、进程间的通信方式主从式会话式消息或邮箱机制共享存储区方式12、死锁与死锁的解决死锁：多个进程循环等待它方占有的资源而无限期地僵持下去的局面。解决死锁的三种方法：死锁的预防、避免、检测与恢复。 （银行家算法：分配资源前判断系统是否安全，若是才分配）产生死锁的必要条件：互斥条件、不可强占条件、占有且申请条件、循环等待条件。13

4、、线程的概念与进程的区别线程是进程的一部分。线程也是 CPU 调度的一个基本单位。线程也叫轻量级进程或轻权进程。14、作业的状态转换15、分级调度与调度的层次划分三级调度：高级调度（作业调度） 、中级调度（内存对换） 、低级调度（进程调度）16、调度算法-计算周转时间和带权周转时间1) 周转时间=完成时刻提交时刻 2) 平均周转时间=周转时间n 3) 带权周转时间=周转时间实际运行时间 4) 平均带权周转时间=带权周转时间n17、存储管理的功能存储器管理的功能：内存分配、地址映射、内存保护、内存扩充。 18、动态分区的分配与回收-算法19、页式管理的基本概念地址的转换图20、动态页式管理中置换算法置换算法，缺页率的计算？21、局部原理与抖动问题局部性原理: CPU 访问存储器时，无论是存取指令还是存取数据，所访问的存储单元都趋于聚集在一个较小的连续区域中。在请求分页存储管理中，从主存中刚刚移走某一页面后，根据请求马上又调进该页，这种反复调进调出的现象，称为系统颠簸，也叫系统抖动。原因是调度的算法不科学。系统抖动大大降低系统效率。解决办法：好的页替换算法；减少运行的进程数；增大内存22、

5、文件的逻辑结构分几类？记录式文件结构有几种？字符流式的无结构文件和记录式的有结构文件连续结构、多重结构、转置结构和顺序结构。23、文件的物理结构有几种？分别是什么？连续文件、串联文件、索引文件24、文件的存储空间的管理有几种方法，分别是什么？空闲文件目录、空闲块链、位示图。25、实现文件共享的办法有哪些？绕道法、链接法、基本文件目录表。26、文件的存储控制有几种方式？分别是什么？3 种：顺序存取法、随机存取法、按关键字存取法。27、设备的类别？按设备的使用特性分，可分为存储设备、输入输出设备、终端设备和脱机设备按从属关系可分为系统设备和用户设备28、数据传输控制方式有几种，分别是什么？4 种：程序直接控制方式、中断控制方式、DMA 控制方式、通道方式。29、通道有几种类型，分别适合什么类型的设备？通道的三种类型：字节多路通道：主要用来连接大量的低速设备，如终端、打印机等。成组多路通道：主要用来连接中苏设备。如磁带机等。选择通道：用户来连接高速外部设备，并以块为单位成批传送数据。30、中断的分类与中断的处理过程？1、根据总段产生的条件，分为外中断和内中断2、 （1）CPU 检查响应中断的

6、条件是否满足。如果中断响应条件不满足，则中断处理无法进行（2）如果 CPU 响应中断，则 CPU 关中断（3）保存被中断的进程现场（4）分析中断原因，调用中断处理子程序（5）执行中断处理子程序（6）退出中断，恢复被中断进程的现场或调度新进程占据处理机（7）开中断，CPU 继续执行31、缓存的种类？主频、二级缓存和三级缓存32、设备分配的数据结构？分配原则？用于设备分配的数据结构有：设备控制表 DCT，系统设备表 SDT，控制器表 COCT，通道控制表 CHCT原则：SDF 整个系统一张，每个设备有一张 DCT，每个控制器有一张COCT，SDF 中有一个 DCT 指针，DCT 中有一个 COCT，COCT 中有一个 CHCT 指针33、I/O 进程控制的方式有几类？分别是什么？1、作为请求 I/O 操作的进程实现 2、作为当前进程的一部分实现3、由专门的系统进程-I/O 进程34、调度的指标体系是哪些？调度性能评价准则：CPU 利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间1. 吞吐量：单位时间内 CPU 完成作业的数量 2. 周转时间： 1) 周转时间=完成时刻提交时刻 2) 平均周

7、转时间=周转时间n 3) 带权周转时间=周转时间实际运行时间 4) 平均带权周转时间=带权周转时间n35、设备管理的功能包括那些？1. 监视设备状态：记住所有设备、控制器和通道的状态，以便有效的调度和使用它们。2. 进行设备分配：按照设备的类型和系统中采用的分配算法，实施设备分配。这一功能由设备分配程序完成。3. 完成 I/O 操作：通常完成这一部分功能的程序叫做设备驱动程序。系统按照用户的要求调用具体的设备驱动程序，启动相应的设备，进行 I/O 操作；并且处理来自设备的中断。操作系统中每类设备都有自己的设备驱动程序。4. 缓冲管理与地址转换：由于外设与主机间的速度差异，大多数I/O 操作都涉及到缓冲区。因此系统应对缓冲区进行管理。此外，用户程序应与实际使用的物理设备无关，这就需要将用户在程序中使用的逻辑设备转换成物理设备的地址。36、并发的制约关系有哪些？分别是什么？直接制约和间接制约。直接制约是由并发进程互相共享对方的私有资源所引起的。间接制约是由竞争共有资源而引起的。37、调度的功能有哪些？分别是什么？1、作业调度的功能 1) 记录系统中各个作业的情况 2) 按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业 3) 为选中的作业分配内存和外设等资源 4) 为选中的作业建立相应的进程 5) 作业结束后进行善后处理工作 2、进程调度的功能：保存现场、挑选进程、恢复现场38、为什么要引入段页式的存储管理技术？段页式的缺点是什么？1、段式管理为用户提供了一个二维的虚地址空间，反映了程序的逻辑结构，有利于段的动态增长以及共享和内存保护等，这大大地方便了用户。而页式系统则有效地克服了碎片，提高了存储器的利用率。从存储管理的目的来讲，主要是方便用户的程序设计和提高内存利用率。而段页式的存储管理正好结合了段式管理和页式管理的优点，所以引入了段页式的存储管理技术2、段式和页式都需要较大的系统开销，所以段页式管理的开销会更大。39、pipe 和 fork 的编程？看书上例题

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