操作系统考试知识点总结试卷

1三、简答题（共45分考试必出）1、简述什么是并行与并发和他们的区别。（8分）答：并行性和并发性(Concurrence)是既相似又有区别的两个概念，并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。区别：在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。倘若在计算机系统中有多个处理机，则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上，实现并行执行，即利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序，这样，多个程序便可同时执行。2、某个系统采用成组链接法来管理磁盘的空闲空间，目前磁盘的状态如图所示：(11分)(1）该磁盘中目前还有多少个空闲盘块？（3分）(2)在为某个文件分配4个盘块后，系统要删除另一文件，并回收它所占的3个盘块，它们的盘块号依次为822,823;824，请画出回收后的盘块链接情况。（8分）3、某程序将256×256的矩阵置初始值0。现假定分给这个矩阵的内存块为1页，页面大小为每页256个整数字。矩阵按行存放，开始时内存为空。若程序和有关变量已放在内存其他处，并常驻内存，且程序按如下编制：VARA:ARRAY[1…256，1…256]OFINTEGERFORJ:=1TO256FORI:=1YO256A[I,J]:=0;则程序运行完毕共发生多少缺页中断？（写出过程）（6分）答：255次缺页中断。会发生256次,i=1的时候会发生一次,因为内存中无数据,每i++的时候会发生一次,因为j=1to256正好为一页.4、银行上班时有5个职员，顾客来后在取号机取号，职员在服务完一个顾客以后按取号顺序叫下一个顾客服务，试写出银行正常运行的PV操作。（10分）一：考试题型1.填空题（15-20分）2.单选（40分）填空选择请大家依书本为准，可以参考附件期末考试习题题库（含答案）3.简答（40-45分）部分题可能出名词解释难点：1）同步问题，重点是记录性信号量2）地址，具有快表（分页）的地址变换机构课本P133页图4-14有可能直接出原图要求会画！3）文件系统，成组链接法请大家结合PPT、书本先把理论知识弄懂，然后参考老师上课所划重点及我所发的考试大纲、复习习题库和真题大题部分，做好复习！预祝本科无挂科！以下题目为自己总结，仅供参考而已！二、程序算法1、设有一缓冲池P，P中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出。若讲程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用记录型信号量写出两个进程的同步算法,要求写出信号量的初值。解：semaphoremutex=1;semaphoreempty=20;semaphorefull=0;intin,out=0;itemp[20];voidProducer(){while(ture){produceraniteminnextp;wait(empty);wait(mutex);p[in]:=nextp;in:=(in+1)mod20;signal(mutex);signal(full);}}voidConsumer(){while(ture){wait(full);wait(mutex);nextc:=p[out];out:=(out+1)mod20;signal(mutex);signal(empty);}}2、假定一个阅览室可供50个人同时阅读。读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室入口处的一个登记表上登记，阅览室有50个座位，规定每次只允许一个人登记或注销登记。要求：（1）用PV操作描述读者进程的实现算法（可用流程图表示，登记、注销可用自然语言描述）；（2）指出算法中所用信号量的名称、作用及初值。解S1:阅览室可供使用的空座位，其初值为50S:是否可通过阅览室，其初值为1ProcessREAD_in（i=1…50）{到达阅览室入口处;P(S1);P(S);在入口处登记座位号;V(s);进入座位并阅读;}ProcessREAD_out（j=1…50）{结束阅读到达阅览室入口处;P(S);在入口处注销座位号;V(S1);V(S)离开入口处;}3、有一只最多能装2只兔子的铁笼子，猎人仅能向笼子中放入兔子（每次只能放入1只），若笼子是满的，则猎人必须等待；饭店老板仅能从笼子中取兔子（每次只能取出1只），若笼子是空的则他也必须等待。假设初始时笼子是空的。定义信号量并初始化，使用P、V操作模拟猎人和饭店老板进程之间的同步与互斥。mutex,empty,fullsemaphore;1分mutex=1,empty=2;full=0;2分以下内容7分cobeginpcocedureHunter(x)begin：P（empty）；P（mutex）；//放兔子；V（mutex）；V（full）；Gotobegin；pcocedureBoss(x)begin：P（full）；P（mutex）；//放兔子；V（mutex）；V（empty）；Gotobegin；Coend4、问题：用P.V操作解决下面问题司机进程：REPEAT启动车辆正常驾驶到站停车UNTIL…售票员进程：REPEAT2关门售票开门UNTIL…同步要求：先关门，后开车；先停车，后开门解答：信号量：S_Door,{初值为0}S_Stop;{初值为0}司机进程：BeginRepeAtP(S_Door);启动；驾驶；停车；V(S_Stop);UntilfAlse;End乘务员进程:BeginRepeAt关门；V(S_Door);售票；P(S_Stop);开门；UntilfAlse;End5、桌上有一空盘,允许存放一只水果.爸爸只可向盘中放苹果,妈妈只可向盘中放橘子,儿子专等吃盘中的橘子,女儿专等吃盘中的苹果.规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用,请用P,V原语实现爸爸,妈妈,儿子,女儿三个并发进程的同步.爸爸,妈妈,儿子,女儿PArbeginPlAnt,Apple,orAnge:semphAer:=1,0,0;DAd；beginrepeAtWAit(plAnt);PlAceAnApple;SingAl(Apple);UntilfAlse;endDAughter:beginreAptWAit(Apple);SingAl(plAnt);EAtApple;UntilfAlseEndmum；beginrepeAtWAit(plAnt);PlAceAnorAnge;SngAl(orAnge);UntilfAlse;endson:beginreAptWAit(orAnge);SingAl(plAnt);EAtorAnge;UntilfAlseendpArend;6、银行业务模拟：5个窗口，20个座位，总共有20个椅子beginpArbeginvAr:cusnum,chAirnum:semAphore:=0,20;clenum,mutex:semAphore:=5,1;clerk:beginrepeAtwAit(cusnum);干活；打铃铛；singAl（clenum）；until下班时间到;endcustomer:beginwAit(chAirnum);wAit(mutex);quhAo;singAl(cusnum);singAl(mutex);wAit(clenum);singAl(chAirnum);接受服务；离开；endpArend;end.三、简答题1、试比较进程调度与作业调度的不同点（1）作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占有中央处理机（2）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机2、进程调度中可抢占和非抢占两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？（1）可抢占式会引起系统的开销更大。(2)可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先数（权）的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间开销增大。3、PCB有何作用？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？（1）PCB的作用：操作系统调度进程的主要数据依据；记录进程的有关信息，供系统对进程进行控制；标识进程存在；（2）在进程的整个生命周期中，系统总是通过PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB感知到该进程的存在的。4、什么是分时系统，它基本特征有哪些？分时系统是指一台主机上连接了多个终端，同进允许多个用户共享主机中的资源，每个用户都可通过自已的终端以交互方式使用计算机。分时系统的特征如下：（1）多路性。即多个用户分时使用一台主机。（2）独立性。每个用户各占一个终端，独立操作，互不干扰。（3）及时性。用户的请求能在很短时间内获得响应。（4）交互性。用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话。5、什么是死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？（1）在多道程序系统中，当一组进程中的每个进程均无限期地等待被改组进程中的另一进程所占有且永远不会释放的资源，此时的系统处于死锁状态，简称死锁。（2）死锁产生的原因：（a）系统提供的资源有限；（b）进程推进顺序不当。（3）产生死锁的必要条件：互斥条件、非抢占条件、占用并等待条件、循环等待条件。6、页式存储与段式存储的区别主要在于哪些方面？分页与分段系统有很多相似之处，但两者在概念上完全不同，主要表现在：（1）页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外汇零头，提高内存利用率。段是逻辑单位，分段的目的是为了更好的满足用户的需要。（2）页的大小固定，段的长度不固定（3）分页的作业地址是一维的，分段的地址空间是二维的，在标识一个地址时，要给出段名和段内地址。7、什么是请求分页系统？它需要哪些方面的硬件机构支持？3请求分页系统是在分页系统的基础上，增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。为了实现请求调页和置换功能，系统必须提供必要的硬件支持。其中，最重要的是：（1）请求分页的页表机制。（2）缺页中断机构（3）地址变换机构。8、在操作系统中，P操作和V操作各自的动作是如何定义的？P操作：①P操作一次，信号量S－1②如果S≥0表示有资源，当前进程可执行③如果S＜0无资源，则当前进程进入队列的队尾等待，等另一进程执行V（S）操作后释放资源。此时，|S|绝对值表示等待资源进程的个数要求V操作：①V操作一次，信号量S+1②如果S＞0（有资源，告诉其它进程可以继读）③如果S≤0（等待队列中另一进程释放资源后才能执行）9、二级目录和多级目录的好处是什么？符号文件目录表和基本文件目录表是二级目录吗？二级目录和多级目录的好处是：1、层次清楚2、解决重名问题3、提高检索目录的速度符号文件目录表和基本文件目录表不是二级目录，而是实现文件共享的方法10、什么是分页？什么是分段？二者主要有何区别？分页：把程序中的逻辑地址分成大小相等的许多页,把主存储器进行分块,块的大小与页的大小一致.块是进行主存空间分配的物理单位。这样，就可把作业信息按页存放到块中。分段：作业的地址空间被划分为若干个段，每个段是一组完整的逻辑信息，每个段都有自己的段号，都是从零开始编址的一段连续的地址空间，各段长度是不等的。区别：(1)段是信息的逻辑单位，它是根据用户的需要划分的，因此段对用户是可见的；页是信息的物理单位，是为了管理主存的方便而划分的，对用户是透明的。(2)页的大小固定不变，由系统决定。段的大小是不固定的，它由其完成的功能决定。(3)段式向用户提供的是二维地址空间，页式向用户提供的是一维地址空间，其页号和页内偏移是机器硬件的功能。(4)由于段是信息的逻辑单位，因此便于存贮保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制。11、外设和内存之间常用的数据传送控制方式有哪4种？外设和内存之间常用的数据传送控制方式有:(1)程序直接控制方式(CPU直接询问方式)(2)中断方式(3)DMA方式(4)通道方式12、试比较进程和程序的区别答：（1）进程是一个动态