操作系统复习资料含重点大题及答案.docx
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操作系统复习资料含重点大题及答案
操作系统复习资料
赖国勇
一、课程的教学内容、教学要求、重点和难点:
第一章操作系统引论
教学内容:
操作系统的定义,特征,功能,分类及其发展简史等。
教学要求:
1、了解:
操作系统的发展简史,分时和实时操作系统的特点。
2、理解:
操作系统的分类,分时概念。
3、掌握:
操作系统的定义,特征和主要功能。
4、重点:
操作系统的定义、特征、功能及其分类。
5、难点:
操作系统的特征和主要功能。
第二章进程管理
教学内容:
进程、线程的基本概念,进程状态,进程控制,进程同步和互斥,进程通信等。
教学要求:
1、了解:
经典进程同步问题,进程通信方式,线程的类型、特征、创建和终止。
2、理解:
引入进程的原因,进程控制块的作用,信号量的物理意义,用信号量实现互斥与同步(P、V操作),引入线程的原因。
3、掌握:
进程的定义与特征,进程与程序的异同,进程基本状态变化,临界资源,临界区,同步机制应遵循的原则,信号量的含义。
4、重点:
进程基本状态转换,用信号量实现互斥与同步(P、V操作),经典进程同步算法。
5、难点:
进程基本状态转换,用信号量实现互斥与同步(P、V操作),经典进程同步算法。
第三章处理机管理
教学内容:
进程(作业)调度,死锁的概念,产生死锁的原因和必要条件,处理死锁的方法等。
教学要求:
1、了解:
高响应比优先调度算法,多级队列调度算法,多级反馈队列调度算法,预防死锁的方法。
2、理解:
调度层次,FIFO调度算法,短进程(作业)优先调度算法,时间片轮转调度算法,优先权调度算法,银行家算法。
3、掌握:
死锁的概念,产生死锁的原因和必要条件。
4、重点:
进程(作业)调度算法,死锁的概念,银行家算法。
5、难点:
进程(作业)调度算法,产生死锁的原因,银行家算法。
第四章存储管理
教学内容:
内存的各种管理方式,包括分区式、页式、段式、段页式存储管理方式,以及虚拟存储器的基本概念和请求调页、请求调段存储管理方式等内容。
教学要求:
1、了解:
引入重定位的原因;连续分配方式的类型;动态分区分配方式下,如何提高内存利用率,采用何种分配算法,如何管理空闲分区表或空闲分区链,如何进行分区的保护;内存管理方式变化的原因;分段系统比分页系统更容易实现信息共享和保护的原因。
2、理解:
地址重定位,分页、分段、段页式存储管理模式;引入虚拟存储器的原因;虚拟存储器的特征和实现。
3、掌握:
分页、分段系统的地址转换;实现虚拟存储器的页表机制,地址变化过程,页面置换算法。
4、重点:
地址重定位,分页、分段存储分配和淘汰算法,虚拟存储器的实现。
5、难点:
三种存储空间的划分,页面淘汰算法,虚拟存储技术。
第五章设备管理
教学内容:
I/O设备分类,4种I/O控制方式,I/O硬件组成,I/O软件分层思想,设备独立性,设备驱动程序,I/O中断处理程序,I/O处理过程,设备分配算法,缓冲技术,SPOOLING技术(虚拟设备)等。
教学要求:
1、了解:
I/O硬件组成,I/O软件分层思想,设备驱动程序、I/O中断处理程序,I/O处理过程。
2、理解:
缓冲技术,DMA,通道技术,设备独立性。
3、掌握:
I/O设备分类,4种I/O控制方式,SPOOLING技术(虚拟设备),设备分配算法。
4、重点:
设备分类,SPOOLING技术(虚拟设备),设备独立性,设备分配算法。
5、难点:
I/O软件分层思想,I/O处理过程,SPOOLING技术(虚拟设备)。
第六章文件管理
教学内容:
文件和文件系统的基本概念,文件的逻辑结构和物理结构,文件存取方式,文件目录及目录管理,文件共享及保护,文件存储空间管理,磁盘调度算法(FCFS、SSTF、SCAN)等。
教学要求:
1、了解:
文件系统的功能,文件共享,文件系统性能的改善。
2、理解:
文件保护,磁盘调度的目的。
3、掌握:
文件和文件系统的基本概念,文件的逻辑结构和物理结构,文件目录及目录管理,文件存储空间管理,磁盘调度算法(FCFS、SSTF、SCAN)。
4、重点:
文件和文件系统的基本概念,文件的逻辑结构和物理结构,磁盘调度算法(FCFS、SSTF、SCAN)。
5、难点:
文件目录及目录管理,文件存储空间管理,磁盘调度算法(FCFS、SSTF、SCAN)。
二、重点题型举例:
第一章操作系统引论
1.1、名词解释
操作系统,分时操作系统,用户接口,命令接口,系统调用,图形接口。
第二章进程管理
2.1、名词解释
多道程序设计,并发性-并行性,进程,进程控制块,进程映像,内核,进程状态,进程同步和互斥,临界资源,临界区,可再入程序,管道,线程。
2.2、有两个用户进程A和B,在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。
(1)说明A、B进程之间存在什么样的制约关系?
(2)为保证这两个进程能正确地打印出各自的结果,请用信号量和P、V操作写出各自的有关申请、使用打印机的代码。
要求给出信号量的含义和初值。
?
解:
(1)A、B两个进程之间存在互斥的制约关系。
因为打印机属于临界资源,必须一个进程使用完之后另一个进程才能使用。
(2)iMutex:
用于互斥的信号量,初值为1。
(注:
信号量名称可变,下面的伪代码相应变化。
)
各进程代码如下:
进程A:
...
P(iMutex)
申请打印机
使用打印机
V(iMutex)
...
进程B:
...
P(iMutex)
申请打印机
使用打印机
V(iMutex)
...
第三章处理机管理
3.1、名词解释
分级调度,作业,作业控制块,作业调度,进程调度,抢占式进程调度,,周转时间,平均周转时间,带权周转时间,平均带权周转时间,响应比,死锁,中断,中断源,中断请求,中断响应,中断屏蔽。
3.2、分别用先来先服务、短作业优先和响应比高者优先三种算法填写下表(时间单位:
小时)。
序号
作业
提交时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
8.00
2
2
8.50
0.5
3
9.00
0.1
4
9.50
0.2
平均
答:
FCFS
序号
作业
提交时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
1
8.00
2
8.00
10.00
2.00
1
2
2
8.50
0.5
10.00
10.50
2.00
4
3
3
9.00
0.1
10.50
10.60
1.60
16
4
4
9.50
0.2
10.60
10.80
1.30
6.5
平均
1.725
6.875
SJF
序号
作业
提交时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
1
8.00
2
8.00
10.00
2.00
1
2
3
9.00
0.1
10.00
10.10
1.10
11
3
4
9.50
0.2
10.10
10.30
0.80
4
4
2
8.50
0.5
10.30
10.80
2.30
4.6
平均
1.55
5.15
响应比高者优先
序号
作业
提交时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
1
8.00
2
8.00
10.00
2.00
1
2
3
9.00
0.1
10.00
10.10
1.10
11
3
2
8.50
0.5
10.10
10.60
2.10
4.2
4
4
9.50
0.2
10.60
10.80
1.30
6.5
平均
1.625
5.675
3.3、在一个批处理系统中,有一作业序列,它们的提交时间和运行时间如表1所示。
用短作业优先调度算法进行调度,计算在该调度算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。
(要求:
写出必要的计算步骤)
作业号
提交时间
运行时间
1
8.00
1.00
2
8.20
1.20
3
8.30
0.30
4
8.50
0.50
表1单位:
小时,以十进制计
解:
短作业优先调度算法进行调度
序号
提交时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
平均带权周转时间
1
8.00
1.00
8.00
9.00
1.00
1
2
8.20
1.20
9.8
9.8+1.2=11
11-8.2=2.8
2.8/1.2=2.33
3
8.30
0.30
9.00
9.00+0.3=9.3
9.3-8.3=1
1/0.3=3.33
4
8.50
0.50
9.3
9.3+0.5=9.8
9.8-8.5=1.3
1.3/0.5=2.6
平均
1.525
2.315
表1单位:
小时,以十进制计
平均周转时间t=(1+2.8+1+1.3)/4=6.1/4=1.525
平均带权周转时间w=(1+2.33+3.33+2.6)/4=9.26/4=2.315
3.4、在银行家算法中,某时刻出现下述资源分配情况:
Process
Allocation
Need
Available
P0
1,2,6,6
0,1,2,0
2,8,5,6
P1
1,3,2,4
2,9,8,4
P2
2,5,8,8
2,3,5,6
P3
2,3,5,2
1,8,8,6
P4
1,2,4,8
0,6,5,6
试问:
此时,如果进程P3提出请求:
Request3(1,4,3,5)后,系统能否将资源分配给它?
请详细描述算法过程。
解:
①、Request3(1,4,3,5)≤Need3(1,8,8,6)
②、Request3(1,4,3,5)≤Available(2,8,5,6)
③、预分配资源,有:
Available:
=Available(2,8,5,6)-Request3(1,4,3,5)=(1,4,2,1);
Allocation3():
=Allocation3(2,3,5,2)+Request3(1,4,3,5)=(3,7,8,7);
Need3():
=Need3(1,8,8,6)-Request3(1,4,3,5)=(0,4,5,1)
Process
Allocation
Need
Available
P0
1,2,6,6
0,1,2,0
1,4,2,1
P1
1,3,2,4
2,9,8,4
P2
2,5,8,8
2,3,5,6
P3
3,7,8,7
0,4,5,1
P4
1,2,4,8
0,6,5,6
④、安全性检测:
Work
Need
Allocation
Work+Allocation
Finish
P0
1,4,2,1
0,1,2,0
1,2,6,6
2,6,8,7
T
P2
2,6,8,7
2,3,5,6
2,5,8,8
4,11,16,15
T
P1
4,11,16,15
2,9,8,4
1,3,2,4
5,14,18,19
T
P3
5,14,18,19
0,4,5,1
3,7,8,7
8,21,26,26
T
P4
8,21,26,26
0,6,5,6
1,2,4,8
9,23,30,34
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