操作系统复习答案 - 图文

操作系统复习

第一部分 操作系统引论(1)

? 操作系统的主要功能及基本特征 操作系统的主要功能

一、处理机管理功能 1. 进程控制?2. 进程同步3. 进程通信4. 调度? 二、存储器管理功能 1. 内存分配 2.地址映射3.内存保护4.内存扩充

三、设备管理功能 缓冲管理、设备分配和设备处理，以及虚拟设备等功能 四、文件管理功能 1. 文件存储空间的管理2. 目录管理?3. 文件的读/写管理和保护 文件安全性管理 提供用户接口 五、OS为用户提供良好接口 基本特征：1.并发

并行性与并发性这两个概念是既相似又区别的两个概念。并行性是指两个或者多个事件在同一时刻发生，这是一个具有微观意义的概念，即在物理上这些事件是同时发生的；而并发性是指两个或者多个事件在同一时间的间隔内发生，它是一个较为宏观的概念。

2.共享 (sharing) 所谓共享是指，系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。由于资源的属性不同，故多个进程对资源的共享方式也不同，可以分为：互斥共享方式 和 同时访问方式 3.虚拟 (virtual)

是指通过技术把 一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。在操作系统中虚拟的实现主要是通过分时的使用方法。显然，如果n是某一个物理设备所对应的虚拟逻辑设备数，则虚拟设备的速度必然是物理设备速度的1/n。 4.异步 (asynchronism)

进程以人们不可预知的速度向前推进，即进程异步性 ? 基本的操作系统及各自的特征

单道批处理系统（1、自动性2、顺序性3、单道性）

多道批处理系统 :(1) 资源利用率高。 (2) 吞吐量大。 (3) 周转时间长。

（4）无交互能力 （网：1、多道性2、无序性3、调度性）

分时系统（1、多路性2、独立性3、及时性4、交互性）

实时系统（1、多路性2、独立性3、及时性4、交互性5、可靠性。多级容错保证）

? 操作系统的基本职能 操作系统的主要功能 ：1处理机管理功能2存储器管理功能 3设备管理功能4文件管理功能

操作系统具有如下几方面功能。

1. 存贮管理。为每个程序分配足够的存贮空间。

2. CPU管理。为每一道程序分配一个优先数，优先数大的程序总是优先占有CPU。采用一定调度方法，使各个终端按一定的时间片轮转方式轮流占用CPU。

3. 设备管理。控制外部设备的操作，以及在多个作业间分配设备。从分配的角度看，外部设备可分为共享设备（可以同时为多个用户服务，例如磁盘机）和独占设备（在一段时间内只能为一个用户服务，如打印机）。对于独占设备，系统可以按照一定策略把它轮流分配给请求使用的用户，也可以采

用虚拟设备的方法，例如将行式打印机作为虚拟设备，用户的打印输出申请由操作系统先转换成写盘操作，待将打印信息暂时存盘，到适当时候由操作系统控制，成批向打印机输出，这种方法也叫假脱机打印。它提供了设备效率，也避免了在用计高峰时间因输出操作而过多占用CPU时间。

4. 文件管理。向用户提供有关文件的建立、删除、读取、或写入信息方面的服务。

? 为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（分时系统）

第一部分 操作系统引论(2)

? 设计批处理多道系统时，首先要考虑的是（系统效率和吞吐量） ? 操作系统是一种（B ）。

A.应用软件 B. 系统软件 C.通用软件 D. 工具软件 ? 引入多道程序的目的

引入多道程序的目的在于充分利用CPU，减少CPU等待时间在计算机内存中同时存放若干道已开始运行且尚未结束的程序，它们交替运行，共享系统中的各种硬,软件资源，从而使出立即得到充分利用

（书）提高CPU的利用率；可提高内存和I/O设备利用率；增加系统吞吐量 ? 并发性

并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。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。 第二部分 进程管理(1)

? 进程的定义、结构、特征 较典型的进程定义有：

(1) 进程是程序的一次执行。

(2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。

(3) 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

在引入了进程实体的概念后，我们可以把传统OS中的进程定义为：“进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位”。 结构：进程控制块（PCB）+数据段+程序段 特征：

1) 结构特征：进程控制块（PCB）+数据+程序段 2) 动态性 ：进程一次执行过程；产生、灭亡 3) 并发性 ：并发执行

4) 独立性：独立运行、独立分配资源、独立调度单位

5) 异步性 ：不可预知速度运行

? 进程和程序的区别 进程与程序的区别

(1)程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。

(2)程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。程序是永久的，进程是暂时的。

(3)进程更能真实地描述并发，而程序不能 (4)进程包括程序和数据+PCB两部分

(5)进程具有创建其他进程的功能，而程序没有

(6)同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程。也就是说同一程序可以对应多个进程 ? 前趋图P35

前趋图是一个有向无循环图，记为DAG，用于描述进城之间执行的前后关系

前趋图中的每个结点可以表示一个程序段或一个进程乃至一条语句，结点间的有向边表示两个结点之间存在偏序或前趋关系。 ? 进程的三种基本状态及转换图 (1)就绪(Ready)状态 (2)执行状态? (3) 阻塞状态

? 具有挂起状态的进程转换图

? 临界资源？临界区？访问临界区的原则

答：临界资源：一次仅允许一个进程使用的共享资源 临界区：在每个进程中访问临界资源的那段程序 访问临界区应遵循下述四条准则： ? (1) 空闲让进。当无进程处于临界区时，应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区。 ? (2) 忙则等待。当已有进程进入临界区时，其它试图进入临界区的进程必须等待，以保证对临界资源的互斥访问。 ? (3) 有限等待。对要求访问临界资源的进程，应保证在有限时间内能进入自己的临界区，以免陷入“死等”状态。

? (4) 让权等待。当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入“忙等”状态。 ? 进程间同步和互斥的含义

同步：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，同步进程间具有合作关系，在执行时间上必须按一定的顺序协调进行

互斥：互斥是并发执行的多个进程由于竞争同一资源而产生的相互排斥的关系，互斥进程彼此在逻辑上是完全无关的，它们的运行不具有时间次序的特征

? 在操作系统中，P操作和V操作的内容 P操作 (Wait操作)：申请一个单位资源 V操作 (Signal操作)：释放一个单位资源

? 程序的并发执行和顺序执行特征 ? 并发执行特征：

(1)间断性：执行-暂停-执行 (2) 失去封闭性：资源共享 (3) 不可再现性：结果不同

间断性；失去封闭性；不可再现性

顺序执行特征：顺序性；封闭性；可再现性 第二部分 进程管理(2)

? 对于整形信号量，在执行一次V操作时，信号量的值应( +1)

? 当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程的状态转换( 从执行状态到就绪状

态)

? 进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（ D ）。 A、可以有多个进程控制块 B、可以和其他进程共用一个进程控制块 C、可以没有进程控制块 D、只能有惟一的进程控制块 ? 进程的高级通信机制不包括（ D ） A、共享存储器系统 B、消息传递系统 C、管道通信 D、RAID 第二部分 进程管理(3)

? 多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内都得到运行。这种性质称作进程的（ B ）。

A、动态性 B、并发性 C、调度性 D、异步性

? 某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。当系统完成了所需的

读盘操作后，此时该进程的状态将（从阻塞到就绪）。 ? 任何两个并发进程之间可能存在(同步或互斥关系) ? 操作系统中，进程分类

第二部分 进程管理(4) ? 桌上有一空篮，最多允许放一只彩球。爸爸可向盘中放一个红色彩球或放一个绿色彩球，儿子专等拿取盘中的红球玩耍，女儿专等拿取绿球玩耍。用P、V操作实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步 。

类似：桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，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、儿子、女儿三个并发进程的同步。

分析 在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，盘中一次只能放一个水果。

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