期末操作系统复习-优快云博客

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一、选择题（20分）

操作系统功能

文件管理、处理机管理、存储器管理、文件管理

进程交换数据方法

共享存储：静态存储,基于数据结构的共享；动态存储，基于存储区的共享

消息传递：直接通信方式：进程直接指出传递对象，低级通信；间接通信方式：进程需要通过信箱作为中间处理进行通信，高级通信方式

管道通信：半双工，必须把前面的写了才能写后面，先读前面的才能读后面，FIFO

当读空，阻塞读进程；写满，阻塞写进程

进程不同状态之间转换的理解

运行态、阻塞态、就绪态（基本状态）、创建态、终止态

运行态-》阻塞态（主动）申请io

运行态-》就绪态：时间片，被抢占

进程各种调度算法实质的理解

先进先出FIFO 非抢占式优点：公平缺点：带权周转时间长、对长作业有利短作业不利

短作业优先SJF 抢占式、非抢占式优点：平均周转时间短，可能饥饿

高相应比优先HRRN （服务时间+等待时间）/等待时间，结合spf和fifo优点

时间片轮转rr 抢占式优点：公平缺点：频繁切换进程、对优先级没有区分

时间片过短：轮流进入就绪队列，频繁切换进程；时间片过长：退化成fifo

优先级调度：据任务紧急程度设优先级，静态优先级，动态优先级

多级反馈队列调度算法：设多级就绪队列，缺点：饥饿

死锁与安全状态的理解

死锁是两个及两个以上的进程同时发生死锁

条件：互斥条件、请求保持条件、循环等待条件、不可剥夺条件

措施：死锁预防、死锁避免、死锁检测

在死锁避免中，能找到一个安全序列（安全序列是系统按这种序列分配资源，每个进程都能顺利完成）就是处于安全状态，死锁一定是非安全状态

PV操作同步机制中信号量的取值计算

线程理解

线程是处理机调度的单位，多个cpu中线程可以占用不同的cpu，线程本身不拥有资源，线程在同一进程内切换开销小，在进程间切换开销大，也有阻塞、运行、就绪的状态，因为是共享内存地址，同一进程中的线程运行过程中不需要系统的干预

存储管理中碎片

内部碎片：分配给进程中的内存区域中有些没有用上

外部碎片：分配给某些空闲分区太小而难以利用

请求分页存储理解

每当访问的页面不存在内存时，便产生一个缺页中断，后有操作系统缺页中断程序处理缺页中断

内存抖动理解

进程频繁访问的页面数高于可用物理块的页面数

页面频繁的调入调出

DMA方式

Io-》内存，内存-》io；在一个总线周期结束后，传输单位是块

SPOOLING系统理解

磁盘读取数据各种指标影响

文件存储空间管理

文件系统多级目录结构

系统调用

操作系统安全问题

二、填空题（共20分）

1.操作系统内核态、用户态及其转换理解

2.虚拟机器

3.低级调度

4.PCB理解

5.I/O逻辑功能理解

6.文件保护访问权限管理

7.安全机制

8.整型信号量理解

9.哲学家进餐问题

10.内核程序临界区理解

三、简答题(24分)

涉及的知识点，但问题不会这么问，理解了才能答的完整。

进程概念、进程特点、进程之间关系理解

进程是进程实体的运行过程，是系统分配资源和调用的独立单元

特点：动态性是进程的基本特征

并发性：同一个内存中可以有多个进程，进程间并发执行

异步性：进程以不可预知的速度向前进行，可能造成不确定性，因此操作系统需要有相应的进程同步机制

独立性：进程是被独立的分配资源，独立进行

结构性：进程中有进程控制块pcb这一数据结构记录了进程的相关信息

制约关系

并发（直接制约关系）为了完成用户任务的各个进程之间，需要协调工作次序而等待产生的制约关系

互斥（间接制约关系）进程之间竞争独占型资源而产生的制约关系

虚拟内存作用及问题理解

虚拟内存对地址空间的重映射是，将原内存地址映射到一个更大的地址空间，新的地址空间大于内存的部分由磁盘充当

内存隔离：虚拟通过将每个进程的地址空间映射到独立的虚拟内存地址空间，实现了内存隔离，当一个进程出现崩溃或者内存访问错误的时候，不会影响其他进程的正常运行，这有利于操作系统的稳定性

多任务处理：

虚拟内存使多个程序同时运行，使每个程序都认为它是在独占内存，这为多任务处理提供基础

高效使用物理内存

虚拟内存允许进程申请超过内存的空间，不必一次性地将数据载入到物理内存当中，操作系统根据程序需求将数据从硬盘逐段加载到内存中，提高内存利用率

起到缓存的作用，提高进程访问磁盘速度

死锁及解决办法理解

死锁预防

互斥条件：可以用spooling技术将独占型资源转变成共享资源，在大多数情况无法改变进程的互斥条件，反而还需要保护这种特性，因为互斥是资源独占使用的属性，不能作为预防死锁的措施，互斥不是执行的特性

不可剥夺条件：若不能获得所需的全部资源就释放当前所拥有的资源，或者是强行剥夺

循环等待条件：顺序循环分配，给资源添加编号，按编号从高到低，必须按编号递增顺序请求资源

请求保持条件：运行前一次申请所有的所需资源

死锁避免：使用银行家算法，若能找到一个安全序列则不会死锁

死锁检测：用资源分配图保存资源的请求和分配，在图中找到不被阻塞且不是孤点的点，将其所连的边全部去除，使其成为孤点

死锁解除：资源剥夺法，挂起死锁进程，抢占其资源分配

撤销进程法，强制撤销终止

进程回退法，设置还原点

设备管理方法理解

Io层次结构

应用程序结构

程序独立性

程序驱动

中断程序处理

硬件

Io通信方式

直接通信方式：cpu轮询检查io的操作情况，等待一直io传输完成

中断处理方式：cpu发送io指令，设备启动程序查询设备控制器的设备状态，若设备忙则阻塞，若空闲则进行io操作。设备启动程序将相应信息写到设备控制表，cpu可以分配给其他进程使用。完成io操作后，设备控制器发出中断请求，中断cpu当前任务，进程中断处理，cpu确定是哪个引起的中断，转移到对应的设备处理程序。

Dma方式：cpu发出io指令，将io任务委托给dma后，cpu转去执行其他任务。Dma收到后，以每次一字的方式将每个数据块存入或存储内存，而不经过cpu寄存器，传输完成后，dma向cpu发出中断信号，cpu收到后进行中断处理

通道控制方式：在主存开辟io缓存区，将缓冲区首址和字节数送到通道中，将初始通道地址写入某固定单元，通道接受到启动信号后，从主存取出通道地址字，根据通道指令启动设备，通道根据通道指令进行数据传输，直到传输字节数为0，传输结束，执行完毕，向设备发出结束命令，向cpu发出中断请求

设备分配应考虑设备的固有属性、设备分配算法、设备分配安全性（安全分配方式）（不安全分配方式）

设备分配方式：静态分配、动态分配

设备分配的数据结构：设备控制表dct、控制器控制表coct、通道控制表chct、系统设备表sdt

设备分配步骤：

根据进程请求的物理设备名查询系统控制表

根据系统控制表查找设备控制表，若设备忙，则挂到设备等待队列

根据设备控制表查找控制器控制表，若设备忙，则挂到控制器等待队列

根据控制器控制表查找通道控制表，若设备忙，则挂到通道等待队列

只有设备、控制器、通道都分配成功才算设备分配成功