操作系统专升本新

操作系统复习资料（专升本）2005-02-18去年考试题型1.单选题25分,25小题2.填空题20分3.简答题25分4.综合题30分,3大题复习的基本要求：1.按照考试大纲的要点进行复习,理解和掌握是非常重要的,了解是不能漠视的。2.课后的习题要领会方法重要的理论和算法会应用。复习的方式1.以分析问题、解决问题、理解理论、掌握方法为主2.另外强调重要理论、算法3.补充习题第一章操作系统概述1.计算机系统由什么构成?2.谁提出计算机硬件的五大结构？五大结构包括哪些?3.软件按照功能可以分为哪两类？4.操作系统产生的简单历程5.操作系统的雏形是什么?6.什么是多道程序设计？7.操作系统形成的标志是什么?4.操作系统产生的简单历程纯手工-手工批处理-监督程序-中断和多道程序设计引入-批处理系统-OS基本成型5.操作系统的雏形--批处理监督程序6.多道程序设计：允许多个程序(作业)同时进入计算机内存并启动，交替计算(运行)的方法。提升计算机使用效率7.现代操作系统形成的标志:多道程序系统的出现8.操作系统的一种描述9.操作系统的地位和作用图解10.操作系统的功能分解11.现代操作系统的特征，基本特征12.操作系统的接口13.单道/多道批处理操作系统的特点14.分时操作系统的概念和特点15.实时操作系统的概念和特点16.网络操作系统的概念,功能和特点8.操作系统是位于计算机硬件之上的第一层系统软件，是整个计算机系统的核心；它控制和管理计算机软硬件资源，合理、高效、安全地组织计算机的工作流程并方便用户使用计算机。10.操作系统的五大功能作业管理-处理机管理-存储管理-设备管理-文件管理程序和数据存放的方式是什么?11.现代操作系统的特征，基本特征并发性、共享性、虚拟性、异步性12.操作系统的接口操作接口(命令),程序接口(系统调用)13.单道/多道批处理操作系统的特点单独自封；多共自封14.分时操作系统的概念和特点多道+分时技术，多交独及15.实时操作系统的概念和特点实时：限定的时间内做出响应高可靠性+高及时性16用于管理网络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，并向用户提供统一的，有效方便的网络接口的程序集合称为网络操作系统。功能：网络通信，管理资源，提供网络服务，提供网络接口特点：自治性,分散性,互联性,统一性第二章处理机管理1.单道程序执行的特征{独占,顺序,再现}2.多道系统下程序运行的特征{并发,制约(间接/直接),状态多变}3.进程的概念和构成，进程分类4.PCB结构包含{标识,说明,现场,管理}5.进程的特征{动态,并发,制约,生命期,可执行同一程序}6.系统进程和用户进程关系7.进程的三种基本状态以及变迁过程8.为了管理进程需要哪些控制队列?N个进程，如何分布在上述队列中？各个队列的个数是多少？9.进程调度的任务是什么？10.进程调度的算法有哪些？11.什么是先来先服务调度算法?如何理解先来先服务？进程会一直占用CPU直到运行完毕吗?是不是以启动进程并到达就绪队列的时间为准？还是以每次进入就绪队列的时间为准？12.什么是时间片轮转调度算法?若时间片大/小会怎样?时间片可以小于一个终端请求受理时间吗?13.什么是优先数调度算法?优先级与优先数的关系如何？优先数有静态和动态,各有什么特点？系统进程的优先数如何?I/O约束的进程优先数高好还是低好?UNIX系统采用的是优先数调度算法吗?14.什么是多级队列调度算法?刚创建的进程进入哪一级就绪队列?阻塞态出来的进程进入哪一级就绪队列?时间片满进程哪一级就绪队列?如果有更高级别的进程在就绪队列中，此时处于运行的进程会被抢用CPU吗？如果会被抢用CPU的进程哪一级就绪队列?它能保证主机与外设的较高利用率吗？该算法是否可以改进得更合理？15.进程调度的两种基本方式是什么?抢先式，不可抢先式16.为什么需要原语?什么是原语？用什么方式实现原语？17.特权指令,管态,目态,系统调用,用户程序,访管指令，它们相互关系如何？源程序—系统调用编译成访管指令+功能编码CPU执行该指令，产生软中断陷入操作系统(目态到管态)找到响应的系统调用程序入口地址执行相应功能返回中断点(注意:进程可能已切换)18.系统调用与一般程序调用的关系19.什么是作业？作业步？JCB?20.什么是后备作业？后备作业队列?后备作业是否参与CPU的竞争?21.什么是作业调度？它和进程调度关系如何？高级调度—低级调度22.作业的生命期经历哪些状态?提交—后备—运行—完成23.作业调度的原则公平—均衡使用资源—高吞吐能力什么是周转时间？表征系统吞吐能力Ti=完成时间-到达系统时间(后备)24.作业调度算法{FIFO,短作业优先,高响应比优先}的思想和应用25.为什么说高响应比优先是FIFO和短作业优先的折中？26.短作业总能得到最小的平均周转时间吗？如果能条件是什么？27.处于阻塞态的进程，当它所等待事件发生时(完成)，一定会变成就绪态并插入就绪队列吗？28.一个分时系统，允许10个终端用户同时工作，时间片100ms，对于用户的每个请求，CPU需要300ms进行处理,那么一个用户提出两次请求的时间间隔最少是多少？29.三个先后到达的进程A,B,C分别需要24ms,3ms,3ms,如果按照FCFS的方式进行进程调度，请问平均等待时间是多少？平均等待时间为平均周转时间30.作业分析忽略系统调用时间，用三种作业调度算法确定作业调用顺序，并计算各自的周转时间和总的周转时间作业号达到时间CPU时间18.81.529.50.839.01.0FCFS:1-3-218.810.31.529.512.12.639.011.32.3平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15短作业:1-2-3同FIFO18.810.31.529.511.11.639.012.12.1平均周转时间=(1.5+1.6+2.1)/3=26/15高响应比:1-3-218.810.31.529.512.12.639.011.32.3平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15作业1到达后先执行，到了10.3的时候作业2和3都已经达到，此时计算可知：作业2响应比=0.8/0.8=1作业3响应比=1.3/1.0=1.3所以先执行作业3后执行作业231.总内存量100K,进程不在内存中移动,内存连续分配；按照FCFS算法调度作业和进程，请计算各周转时间，平均周转时间(忽略其它时间)。内存分布.作业到达CPU时间内存量110.10.715K210.30.570K310.50.450K410.60.420K510.70.210K作业到达CPU装入开始完成周转110.10.710.110.110.80.7210.30.510.310.811.31.0310.50.411.311.511.91.4410.60.411.311.912.31.7510.70.210.711.311.50.8平均周转时间=1.12作业115k作业270k作业510k5k15k作业270k作业510k5k作业350k作业420k15k作业510k5k第三章存储管理1.CPU能否直接访问内存和外存？2.存储管理的功能是什么？3.本章掌握如下线索基本概念：重定位,碎片,页,块,页表,快表虚拟存储器,缺页中断每种存储管理方法基本思想，地址映射，优缺点掌握可变分区的分配和回收，分页式地址定位，却页率计算4.一个程序的生命周期经历了哪些过程5.什么是地址重定位?它有哪些形式？6.静态重定位的特点是什么?能在内存中移动吗?重定位需要硬件支持吗?在内外存的程序相同吗？重定位工作是一次性完成吗?7.PCB中有没有程序地址的说明信息?这个地址一般称为起始地址，是否就是程序段的起始地址?什么是碎片？内/外碎片？8.单一连续分区存储管理内存如何分区?系统区和用户区用户区全部分配给一个程序吗?采用地址重定位的方式是什么?如何实现内存的存储保护？可以采用一个界限寄存器法会造成内存浪费吗?缺点{单道,外部碎片,无法移动}如何运行大程序?覆盖—扩充内存如何模拟实现多任务?交换技术9.固定分区存储管理内存如何分区?系统区和用户区用户区如何划分?这种划分固定吗?每个分区的管理结构如何安排?采用地址重定位的方式是什么?如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法会造成内存浪费吗?缺点{内/外部碎片,无法移动}采用什么策略将分区分配给多个进程针对多个队列和1个队列两种情况.10.可变分区存储管理内存如何分区?系统区和用户区用户区根据什么划分?每个分区的管理结构如何安排?采用地址重定位的方式是什么?该重定位需要硬件支持吗？如何映射产生的空闲块采用什么方式合并？空闲区的分配算法，出发点是什么?如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法缺点{外部碎片,分区合并耗时}11.分页式存储管理(实存页模式)内存如何划分?程序如何划分?固定分区思想+动态重定位技术什么是块?什么是页?页表？内存块表？进程页表?重定位方式?如何映射?地址换算公式：相对地址/块长=页号相对地址%块长=页内偏移从二进制表示中提取(页号,偏移)CPU访问寄存器和内存的速度矛盾导致快表的引入。印证了局部性原理快表的命中率表征了性能的高低快表的工作方式快在哪里?内存块的分配与回收{存储分块法,位图法,单链表法}特点{分块,不连续全部装入,动态重定位}缺点{半页浪费,全部装入}12.虚存解决了内存的扩充问题，满足大程序的装入。什么是虚拟存储器？大小如何确定?什么是虚拟地址空间?利用虚存思想的管理主要有：虚存页式，段式，段页式需要解决两个问题：如何发现不再内存的信息内存空闲不足无法装入怎么解决13.请求分页式存储管理思想：不要求程序页全部并连续地装入内存块中，其它页保存在辅存中，需要的时候通过缺页中断载入内存中，如果内存不够则产生页面淘汰以便装入新的页。页表结构{页号,块号,缺页中断位,辅存地址}通常当缺页中断位=1的页在内存,否则发出缺页中断，请求载入外存页辅存地址：记录页在外存的地址缺页中断处理过程缺页中断同一般的中断有何区别?{缺页中断是在执行指令中发出并立即处理，一般则在执行完一条指令后才检测有无中断；缺页中断处理完后仍回到断点继续执行未完成的指令,一般的执行下一条指令}缺页中断率=缺页次数/总页数影响缺页率的因素：{分配给程序德内存块数,页面尺寸,程序实现本身}页面淘汰算法内存空闲块不足，必须选择已分配的内存块，调出内存，才能装入调入页面.这就是页面淘汰，它由缺页中断引起.问题：1.选择谁?2.会出现抖动/颠簸现象吗?页面淘汰中可能涉及到页面保存的问题，因此需要在页表结构中加入相应的管理信息：{引用位,改变位}分别标志在某个时间段是否被引用，是否被修改FIFO先进先出LRU最近最久未用页面淘汰LFU最近最少用页面淘汰OPT最优页面淘汰例子：页面走向4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5在程序页面为3和4时,分别采用FIFO,LRU算法，计算缺页序列和缺页中断率。并分析FIFO是否会产生异常现象。页面走向：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5FIFO页面为3时9/12页面4时10/12432143555211432111543215432143335224322215432143214443554333215432123456789444321543LRU页面为3时10/12页面为4时8/1243214354321543214354321543214354321432143543214321435432432143543212345678910432111543问题1：在请求分页模式中，分配给程序A的内存为M块，页面走向共P页，其中有N个不同的页面，初始无任何页在内存中。问无论采用何种算法,却页中断次数的下界是多少缺页中断次数的上界是多少？问题2：实存页模式中，块长2k，如果一个程序的相对地址空间为0—5129则分配给该程序的内存空间为多少字节？浪费了多少?问题3：实存页模式下，内存总量