1、计算机操作系统参考资料+程序图片第一章 操作系统引论1、什么是操作系统？操作系统是管理计算机硬件和其他软件的软件。2、操作系统的目标是什么？方便性、有效性、可扩充性和开放性。3、什么是单道批处理系统？什么是多道批处理系统？单道批处理系统：在内存中一次只放入一个作业且只运行这个作业。多道批处理系统：在内存中依次放入多个作业且运行多个作业。4、多道批处理系统的优缺点是什么？优点：资源利用率高，系统吞量大 缺点：平均周转时间长 无交互能力5、什么是分时操作系统？特征是什么？把一段时间分成若干个时间片，每个作业每次只能运行一个时间片，未完成的程序将它排在等待队列尾部，等待下一个时间片轮到它时再运行。特
2、征：多路性、独立性、及时性、交互性6、什么是实时操作系统？实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。7、用户与操作系统的接口有哪三种？联机用户接口，脱机用户接口，图形用户接口第二章 进程的描述与控制1、什么是程序，程序顺序执行的特点是什么？程序：让计算机执行指令的集合特点：顺序性，封闭性，可再现性2、什么是前趋图?(要求会画前趋图)前趋图是一个有向无循环图，记做DAG,用来描述进程之间执行的前后关系。(P32)3、程序并发执行的特征是什么？ 间断性，失去封闭性，不可再现性4、什么叫进程？ 进程是程序的一次执行5、进程的特征
3、是什么？ 结构特征：动态性，并发性，独立性，异步性6、进程的三种状态是什么？请画出状态转化图。就绪状态，执行状态，阻塞状态7、引起进程终止的事件有哪些？ 正常结束，异常结束，外界干预8、什么叫临界资源？什么叫临界区？临界资源是指一段时间只允许一个进程访问的资源。每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。9、什么叫进程同步？什么叫进程互斥？进程同步：合作完成任务的进程运行到某个地方没有得到合作进程发来的信号，就一直等待 到信号的到来才向下运行，从而保证进程协调工作。进程互斥：一个进程执行过之后，另外一个进程才能执行。10、进程同步、互斥时常用的信号量有哪些？wait()和signal()含义是
4、什么？整型信号量，记录型信号量，AND型信号量，信号量集Wait()对信号量施以减一操作；signal()对信号量施以加一操作11、对给定的前趋图会利用信号量来实现前趋关系。 P5612、能读懂利用记录型信号量解决生产者-消费者的问题的程序。 P6013、能读懂读者-写者的程序。 P6514、什么叫高级通信？什么叫低级通信？高级通信：进程之间交换大量的信息；低级通信：进程之间交换少量的信息。15、进程之间是如何进行高级通信的？共享存储器系统，消息传递系统，管道通信系统16、什么叫线程？为什么要引入线程？它有什么属性？线程：进程的一个子任务引入线程的原因：为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销
5、，使OS具有更好的并发性， 提高CPU的利用率线程的属性：轻型实体，独立调度和分派的基本单位，可并发执行，共享进程资源17、进程有哪几部分组成？创建进程是需要做哪些工作？进程控制块，程序，数据，工作区申请空白PCB，为新进程分配资源，初始化进程控制块，将新进程插入就绪队列18、什么叫原语？执行过程中不能中断的程序19、什么叫P操作？什么叫V操作？会用P、V操作写出线程之间的同步和互斥。P操作对锁变量减一操作，小于零进入阻塞状态，V操作对锁变量加一操作 P(S):将信号量S的值减1，即S=S-1;如果S=0，则该进程继续执行，否则该进程置为等待状态，排入等待队列。V(S):将信号量S的值加1，即
6、S=S+1;如果S0，则该进程继续执行，否则释放队列中的一个等待信号量的进程。第三章 处理机调度与死锁1、什么叫高级调度？什么叫低级调度？什么叫中级调度？高级调度：又称为作业调度，将外存上的后备作业调入内存的过程；低级调度：又称为进程调度，作业在就绪队列中选择一个合适的进程占用处理机去执行相应 的程序；中级调度：在内存紧张时把暂不运行的进程从内存调到外存。2、常用的进程调度算法有哪些？它们是如何定义的？各有什么优缺点？先来先服务调度算法：当在作业（或进程）调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入队列的作业，将他们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列
7、。短作业（进程）优先调度算法：是指对短作业或短进程优先调度的算法。高优先权优先调度算法：优先权高的作业（或进程）优先调度。基于时间片的调度算法：轮转法简单轮转法：系统将所有就绪进程按FIFO规则排队，按一定的时间间隔把处理机分配给队列中的进程。这样，就绪队列中所有进程均可获得一个时间片的处理机而运行。 多级队列方法：将系统中所有进程分成若干类，每类为一级。多级反馈队列调度算法：多级反馈队列方式是在系统中设置多个就绪队列，并赋予各个队列以不同的优先权。3、按占用处理机的方式分类，优先权调度算法分为哪两类？分别叙述之，各有什么优缺点？非抢占式优先权算法：系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的
8、进程后，该进程就一直执行下去，直至完成；优点：简单，易于实现；缺点：不能处理新出现的紧急作业；抢占式优先权调度算法：在一进程执行过程中，如果出现了另一个优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程的执行，重新分配处理机给新到的优先权最高的进程。优点：可以处理紧急的作业 。缺点：系统开销大。4、按确定优先权的时机分类，优先权调度算法分为哪两类？分别叙述之，各有什么优缺点？静态优先权：在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。优点：简单，易于实现，系统开销小；缺点：不能反映进程在运行该改变时的情景；动态优先权：在创建进程时所赋予的优先权，不是固定不变的，而是随着等待和运行时间的 增加
9、而改变；优点：能反映进程在运行时的变化，缺点：系统开销大5、在实事调度中，非抢占式调度算法分为那两种？各有什么优缺点？非抢占式轮转调度算法：用于要求不太严格的实时控制系统中。非抢占式优先调度算法：用于有一定要求的实时控制系统中。6、在实事调度中抢占式调度算法分为那两种？基于时钟中断的抢占式优先级调度算法：该算法能够获得较好的响应效果，其调度延迟可降低到几十甚至几毫秒，可用于大多数实时系统中。立即抢占的优先级调度算法：能获得非常快的响应，可把调度延迟降低到几毫秒至100毫秒。7、进程（线程）常用的调度算法有那三种？非抢占方式，抢占方式，8、什么叫死锁？产生死锁的四个必要条件是什么？死锁是指多个进
10、程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进；必要条件是：互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。9、预防死锁有哪几种方法？各是如何实现的？各有什么优缺点？(1)采用资源静态分配策略，摒弃“请求和保持”条件；优点：简单易于实现，缺点：降低了系统资源利用率，推迟了进程的运行 (2)允许进程剥夺使用其他进程占有的资源，从而摒弃“不可剥夺”条件；优点：简单易于实现，系统不会出现死锁；缺点：使进程前后再次运行的信息不连续，代价大增加了系统开销降低了系统吞吐率 (3)采用资源有序分配法，摒弃“环路等待”条件。优点：改善了资源利用率，提高系统吞吐量；缺点：造成资源
11、空闲，对用户编程是一种限制。10、什么是系统安全状态？系统按进程顺序来为每个进程分配其所需要的资源，直到满足每个进程对资源的最大需求，且每个进程都可顺利完成。11、什么是死锁的避免？常用的算法是什么？其基本思想是什么？死锁的避免不严格地限制死锁的必要条件的存在，而是系统在系统运行过程中小心地避免死锁的最终发生。最著名的死锁避免算法是银行家算法。思想：死锁避免算法需要很大的系统开销。12、什么是死锁的检测和解除？死锁的检测：系统保存有关资源的请求和分配信息，提供一种算法，以利用这些信息来检测系统是否进入死锁状态。死锁的解除：当发现有进程死锁时，采用剥夺资源或撤销进程的方法解除进程的死锁状态。13
12、、什么是死锁定理？当且仅当进程的资源分配图是不可完全简化的，该进程处于死锁状态14、常用的死锁解除有哪两种？ 剥夺资源，撤销进程第四章、存储器管理1、什么叫静态重定位？有什么优点和缺点？静态重定位：程序运行之前，程序中的各个地址有关的项均已完成重定位，地址变换通常是在装入时一次完成的，以后不再改变，优点：简单易于实现，缺点：不允许程序在内存移动，因而不便于内存的充分利用。2、什么叫动态重定位？有什么优点和缺点？在装入时，不进行地址变换，而是在执行过程中，将程序地址变换为内存地址。优点：程序在内存中可以移动，缺点：需要一定的硬件支持3、什么叫连续分配方式？ 为一个用户程序分配一个连续的内存空间。
13、4、连续分配方式分为哪四种？单一连续分配 固定分区分配 动态分区分配 动态重定位分区分配5、什么叫首次适应算法？有什么优点和缺点？空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个能满足要求的空闲区为止，然后再按照作业的大小，从该分区中划出一块内存空闲分区给请求者优点：便于空闲区的合并，在链的后部有较大的空闲区可以满足大的需求者。缺点：地址部分留有许多难以利用的“碎片”，查找速度慢6、什么叫循环首次适应算法？有什么优点和缺点？在进程分配内存空间时，不再是每次都从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，直至找到一个能满足要求的空闲分区，从中划出
14、一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。优点：查找速度快，内存中空闲区大小分配均匀；缺点：运行一段时间后内存中缺乏空间。7、什么叫最佳、最差适应算法？各有什么优点和缺点？最佳适应算法：每次为作业分配内存时，总是把能满足要求，又是最小的空闲分区分配给作业，优点：找到的分区大小最接近需求者，缺点：在存储器中会留下许多难以利用的空闲区最坏适应算法：按空闲区从大一小组成空闲区链，要求分配时从队首予以分配。优点：分配速度快，剩余块大，缺点：会使存储器中缺乏大的空闲分区8、回收区和内存空区有哪四种可能关系？各是如何回首的？(1)回收区与插入点的前一个空闲分区相邻接；(2)回收区与插入点后的一个空闲分区相连
15、接；(3)回收区同时与插入点的前后两个分区相邻接;(4)回收区同时不与插入点的前后相邻接。9、什么叫“拼接”（“紧凑”）？为什么要采用此种技术？通过移动内存中作业的位置，以把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法当内存中出现过多的“零头”或“碎片”时，新的程序将无法装入本应大于其的空间。10、简述动态重定位的实现方法？1.将程序装入内存，将内在首地址送重定位寄存器。2.设置基地址寄存器，重定位寄存器。3.在程序运行过程中，超越变换机制将要重定位的地址与重定位寄存器中的地址相加，得到实际要访问的物理地址。11、为什么引入分页存储管理？由于虚拟空间远远大于物理空间，而可用的物理空间即实际安装的
16、内存储器又常常小于可配置的物理空间，因些操作系统需要对任务使用的段进行调度。如果对段的长度不加任何限制，即段中的字节数可以是任意的，则在多次分配、释放存储空间即进行多次段的调度后，连续的存储区就可能成为占用区和空闲区交叉的不连续的存储区，即产生“碎片”问题。尽管空闲区的总的存储容量远远大于新任务所要求的存储容量，但是因为其不连续而使新的任务的段不能调入，新任务也就不能运行。造成存储空间的浪费，也影响了系统运行多任务的能力。此外，如果只有段为调度单位，而段一般都比较大，所以需要在内存与硬盘之间频繁进行大块信息的交换，这会降低系统性能。为此，在对存储器的管理中引入了分页存储管理。12、什么叫页表？
17、有什么作用？在分页系统中，允许将进程的各个页离散地存储在内存不同的物理块中，但系统能保证进程的正确运行，即能在内存中找到每个页面所对应的物理块，为此，系统又为每个进程建立了一张页面映像表，简称页表。13、叙述分页管理中的地址变换过程。程序执行时，每遇到一个逻辑地址A，将A送到逻辑地址寄存器LA,LA自动的将A划分为（P,W），即（页号，页内单元号）。使用P到页表和快表中同时查询。（注快表是硬件机构）如果在快表中查询到P的对应项，则获得内存块号P，形成内在地址（P,W）放入内在地址寄存器中。使用内在地址寄存器访问内存。如果快表没有找到P的对应项，页表的查询也会得出结果（此时访问内存）如果页表的状
18、态位为1，表明P逻辑页面对应的内容存在，从页表中获得对应的内在块号P，形成 内存地址（P,W）放入内在地址寄存器。使用内在地址寄存器访问内存。如果页表状态位为0，发生缺页中断开始，表明P逻辑页面对应的内容不在内存，二是外存，从页表取出P对应的外存地址Wa，从外存中查找对应的内容。如果内存有空间，直接将外存上的P对应的内容调入内存。如果内存没有空间，若可以覆盖，则进行覆盖，否则进行交换。修改页表，缺页中断结束，从重开始进行地址交换。14、什么叫慢表？什么叫快表？具有并行查询能力的特殊调整缓冲器，称为快表。又称为“联想寄存器”。15、具有快表的存储管理中的地址变换过程是如何进行的？在CPU给出有效
19、地址后，由地址变换机构自动将页号P送入高速缓冲寄存器，并将此页号与调整缓存中的所有页号进行比较，若其中有与此相匹配的页号，便表示所要访问的页表项在快表中。如在快表中未能找到对应的页表项，则还需要在访问内存中的页表，找到后，把从页表项中读出的物理块号送地址寄存器；同时，同时，再将此页表项存入快表的一个寄存器单元中，亦即，重新修改快表。但如果联想寄存器已满，则OS必须找到一个老的且已被认为不再需要的页表项，将它换出。16、为什么要引入分段存储管理方式？为了满足用户在：方便编程，信息共享，信息保护，动态增长，动态链接等方面的要求。17、段式存储管理中，地址是如何变换的？为了实现从进程的逻辑地址到物理
20、地址的变换功能，在系统中设置了段表寄存器，用于存放段表长度TL。在进行地址变换时，系统将逻辑地址中的信号与段表长度TL进行比较，若STL,表示段号太大，量访问越界，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段表的始址和该段的段号，计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存的起始地址，然后，在检查段内地址d是否超过该段的段长SL。若超过，即dSL,同样发出越界中断信号；若未越界，则将该段的基址与段内地址d相加，即可得到要访问的内在物理地址。18、为什么引入段页式存储管理方式？既具有分段系统的便于实现、分段可共享、易于保护、可动态链接等一系列优点，又能像分页系统那样很好的解决内存的外部碎片问题，以
21、及可为各个分段离散的分配内存等问题。19、为什么要引虚拟存储器？各种存储器的管理方式都要求将一个作业全部装入内存后才能运行，这时内存容量不足，作业无法运行或者大量作业在外存等待。20、什么叫虚拟存储器？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加以扩充的存储器系统。21、虚拟存储器的特征是什么？ 多次性，对换性，虚拟性22、什么叫局部性原理？在一较短的时间内程序的执行仅限于某个部分；相应的它所访问的存储空间也局限于某个区域23、什么叫最佳置换算法？有什么优点和缺点？其选择的被淘汰的页面将是以后永不使用的，或者是最长时间内不再被访问的页面 优点：缺页率最低，缺点：难以实现24、什么叫先
22、进先出页面置换算法？有什么优点和缺点？该算法问题淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中停留时间最久的页面予以淘汰。优点：简单易于实现，缺点：淘汰的页面可能是以后经常使用的页面。25、何为LRU算法？优缺点各是什么？（会用23、24、和25题三种方法计算）根据页面调入内存后的使用情况。选择最近最久未使用的页面予以淘汰优点：比较符合进程执行的情况，缺页中断次数较少，缺点：每访问一页中的一条指令就要记录一次时间，系统开销大第五章1、什么叫I/O系统？是用于实现数据输入、输出及数据存储的系统。2、I/O设备有哪些类型？按设备的使用特性分类：存储设备，输入输出设备；按传输特性分类：低速设备，中速设备，高
23、速设备；按信息交换的单位分类：块设备，字符设备；按设备的共享属性分类：独占设备，共享设备，虚拟设备3、通道类型有那是哪三种？各有什么优点和缺点？字节多路通道：信息的保存程度很高，但不适合连接调整设备。优点：利用率高，缺点：传输率低，用在低速设备。数组选择通道：拥有很高的传输速率，但它却每次只能允许一个设备传输数据。优点：传输速率高，缺点：通道利用率低数组多路通道：有很高的传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。4、什么是程序I/O控制方式？什么是中断驱动I/O控制方式？什么是DMA控制方式？什么是I/O通道控制方式？程序I/O控制方式：在处理机向控制器发出一条I/O指令启动输入输出设备使输入数
24、据时，要同时把状态寄存器的忙/闲标志busy置为1，然后不断的循环测试busy。中断驱动I/O控制方式：当某个进程要启动某个I/O设备工作时，便由CPU向相应的设备控制器发送一条I/O命令，然后立即返回执行原来的任务。DMA控制方式：CPU以块为单位后进行干预，每次传送一个数据块I/O通道控制方式：是DMA方式的发展，即对一组数据的读写及有关控制和管理为单位的干预。同时，又可以实现CPU，通道和I/O设备三者的并行操作，更有效的调整整个设备的资源利用率。5、什么是设备分配的安全方式？什么是设备分配不安全方式？安全分配方式：每当进程发出I/O请求后，便进入阻塞状态，直到I/O操作完成时才被唤醒。
25、不安全分配方式：进程才发出I/O请求后仍继续运行，需要时又发出第二个I/O请求，第三个I/O请求等6、为什么要引入逻辑设备的概念？为了实现与设备的无关性。7、SpooLing技术的基本思想是什么？系统引入多道程序技术后，可以利用其中的一道程序模拟脱机输入时的外围控制机功能，把低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上；再利用另外一道程序来模拟脱机输出时的外围控制机功能，把数据从磁盘传送到低速设备上。8、SpooLing系统包含哪些部分？输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程SPo9、通过SpooLing如何进行输入和输出？输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程S
26、Pi和输出进程SPo(同8)10、磁盘调度中（1）什么是先来先服务算法？（2）什么是最短寻道时间有限算法？（3）什么是扫描算法（电梯调度算法）？（4）什么是单向扫描算法？各有什么优缺点？（会做这方面的计算题）（P217）(1)先来先服务算法：根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单，且每个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。但此算法由于未对寻道进行优化，致使平均寻道时间可能较长(2)最短寻道时间算法：其要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近，以使每次的寻道时间最短、但这种算法不能保证平均寻道时间最短。(3)扫描算法（电梯调度算法）
27、： 磁头在寻道时，分别由内之外，由外至内时，欲访问的磁道应该是的磁道之外或之内，并且距离现在访问的磁道是最近的。(4)为了解决扫描算法的一个缺点，单向扫描算法（cscan算法）规定磁头单向移动，例如，只是自里向外移动，当磁头移到最外的磁道并访问后，磁头立即返回到最里的磁道，亦即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行循环扫描。第六章 （文件系统）1、什么叫文件？什么叫文件系统？文件是指具有文件名的若干相关元素的集合文件系统是指负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取，共享和保护等手段提供给用户的文件管理功能2、什么叫有结构文件？什么叫无文件结构？有结构文件：文件由若干个相关记录组成无结构文件
28、：由字符流构成的文件3、如何创建一个文件？在创建一个新文件时，系统要首先为新文件分配必要的外存空间，并在文件系统的目录中，为之创建一个目录项，目录项中应记录新文件的文件名及在其外存的地址等属性。4、如何打开一个文件？将系统将指名文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表的一个表目中，并将该表目的编号返回给用户。5、什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？文件的逻辑结构：这是从用户观点出发以观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于文件的物理特性，又称文件组织。文件的物理结构：指文件在外存上的存储组织形式。6、什么叫定长记录式文件？什么是变长记录式文件？定长记录文件：文件中所
29、有记录的长度相同。变长记录文件：文件中各记录的长度是不相同的。7、什么是顺序结构？顺序结构是指文件中的所有记录按关键字（词）排列8、对定长记录式文件能否随机访问？为什么？对变长记录式文件能否随机访问？为什么？对变长记录式文件能否随机访问？为什么？9、什么是索引文件？当记录为可变长度时，通常为之建立一张索引表，并为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。10、什么是索引顺序文件？是顺序文件和索引文件的结合。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项11、在外存分配中，什么是连续分配？什么是链接分配？什么是索引分配？各有什么优缺点？连续分配：为每一个文件分配一组相邻的磁盘
30、。优点：1.顺序访问容易 2.顺序访问速度快 缺点：1.要求有连续的存储空间 2.必须事先知道 文件的长度链接分配：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。优点：显著提高了外存空间的利用率，无需事先知道文件的大小。对文件的增删改也十分方便。缺点：是不能支持高效的直接存取，FAT需占用较大的内在空间索引分配为每个文件分配成一个索引块（表）再把分配给该文件的所有盘块号都记录在索引块中，因而该索引块就量一个含有许多盘块号的数组。12、对目录管理的主要要求有哪些？1.实现“按名存取” 2.提高对目录检索的速度 3.文件共享 4.允许文件重名13、文件存储空间管理有哪
31、几种方法？各有什么优缺点？空间表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法空闲表法：具有较高的分配速度可减少访问磁盘的I/O频率。缺点是不适用于大型文件系统。空闲链表法：用于分配和回收一个盘块的过程非常简单，但在为一个文件分配盘块时，可能要重复操作多次。位示图法：优点是从位示图中很容易一个或一组相邻接的空闲盘块成组链接法兼备了空闲表法和空闲链表法的优点，克服了两种方法均有的表太长的缺点14、文件目录结构有哪几种形式？又有什么优缺点？单级目录、两级目录、多级目录单级目录：优点是简单且能实现目录管理的基本功能按名存取。缺点是1.查找速度慢 2.不允许重名两级目录：优点：1.提高了检索目录速度 2.在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名 3.不同用户还可以使用不同的文件名来访问系统中的同一个共享文件。缺点是诸用户之间不便于共享文件多级目录：查询速度更快，同时层次结构更加清晰，能够更加有效的进行文件的管
