操作系统复习

操作系统三种基本类型
1 分时操作系统 2 实时操作系统 3 批处理操作系统

2 android操作系统的体系结构分为四层，从高到低分别是 应用程序层 应用程序框架层 系统运行层 linux内核层。

3 在线程的两种实现方式中，不依赖于内核的是用户级线程，而所有的线程的创建，撤销和切换都由内核实现的是内核级线程。

4 在处于等待状态的进程,在其被堵塞的原因获得解除后，其状态将变为？ 仅当得到？ 时， 才可恢复运行。

5 进程之间消息通信的方式 1 消息机制, 2 通过共享文件进行通信或者管道通信.。

6 产生死锁的原因有两个，既竞争资源和 多道程序运行时，进程推进的顺序不合理。

7 文件系统经常采用以下两种方式来保护文件，即建立副本， 定时转储。

进程是资源分配的基本单位。进程是动态的，程序是静态的。PCB是进程存在的唯 一标志，当进程被创 建时，操作系统为其 创建PCB，当进程结 束时，会回收其PCB。

程序进程的区别？
程序是静态的，进程是动态的，相比于程序，进程拥有以下特征：

动态性 ：进程是程序的一次执行过程，是动态的产生，变化和消亡的
动态性是进程最基本的特征

并发性：内存中有多个进程实体，各进程可以并发执行

独立性：进程是能独立运行，独立获得资源，独立接收调度的基本单位

异步性：各进程按照各自独立的，不可预知的速度向前推进。
异步性会导致并发程序 执行结果的不确定性。操作系统要提供进程同步机制来解决异步问题

结构性：每个进程配置一个唯一PCB

进程的状态
只有就绪态和运行态可以相互转换，其它的都是单向转换。

如何实现进程控制？
用 “原语”实现。原语是一种特殊的程序， 它的执行具有原子性。 也就是说，这段程序的 运行必须一气呵成，不可中断

线程是独立调度的基本单位。

进程 是资源分配的基本单位
一个进程中可以有多个线程，它们共享进程资源。

线程的特征和优点

进程间并发，开销很大。
线程间并发，开销更小
引入线程机制后，并发带来的系统开销降低，系统 并发性提升

注意：从属于不同进程的 线程间切换，也会导致进程的切换！开销也大！

从属同一进程的各个线程共享进程拥有的资源。
进程间通信必须请求操作系 统服务（CPU要切换到核心 态），开销大。
同进程下的线程间通信，无 需操作系统干预，开销更小

注意：从属于不同进程的线 程间通信，也必须请求操作系统服务！

引入线程前，进程既是资源 分配的基本单位，也是调度 的基本单位。
引入线程后，进程是资源分配的基本单位，线程是资源调度的基本单位。线程也有运行 态、就绪态、阻塞态
在多CPU环境下，各个线程也可以分派到不同的CPU上并行地执行。

1 中断系统由哪大两部分组成？请介绍计算机系统中比较典型的中断系统有哪些？

·中断系统由硬件中断装置和软件中断处理程序组成，· I O中断，时钟中断，硬件故障中断，程序性中断，系统服务请求（自愿性中断）。

什么是进程调度？

进程调度，即处理器调度，是指根据一定的调度算法，系统从就绪队列中选择一个进程，把处理器分配给它。 吞吐量：系统每小时完成的进程数量。
周转时间:指从一个批处理进程提交时刻开始直到该进程完成时刻为止的统计平均时间。

进程和线程的区别

Ⅰ 拥有资源

进程是资源分配的基本单位，但是线程不拥有资源(只拥有很少的资源)，线程可以访问隶属进程的资源。

Ⅱ 调度

线程是独立调度的基本单位，在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换，从一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时，会引起进程切换。

Ⅲ 系统开销

由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间、I/O 设备等，所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。类似地，在进行进程切换时，涉及当前执行进程 CPU 环境的保存及新调度进程 CPU 环境的设置，而线程切换时只需保存和设置少量寄存器内容，开销很小。

Ⅳ 通信方面

线程间可以通过直接读写同一进程中的数据进行通信，但是进程通信需要借助 IPC。

进程同步的方法
临界区
信号量
管程

填空。

windows操作系统的体系结构采用了分层的模块结构，主要层次有硬件抽象层，HAL，内核 ？ 和？ (执行体，子系统集合。)

线程的主要属性是：每个线程有一个唯一的标识符和一张 ？，同一进程中各线程共享该进程的？。 （线程描述表，主存地址空间）

进程由 ？ ？ ？ 三部分组成。 （程序段,数据，进程控制块(PCB)）

一个管程由管程名称，共享数据说明，对数据进行操作的？和对？赋初值的语句四个部分组成。 (一组过程，共享数据)

若检测后发现系统有死锁可通过？或？方法来排除死锁。 （剥夺资源，撤销进程）

在存储管理中，将绝对地址对应的存储空间称为？。将逻辑地址对应的存储空间称为？。 （物理地址空间，逻辑地址空间）

在分区存储管理方案中，有两种存储分配保护方法，即？和？。 （设置界限寄存器，保护键方法）

把文件按组织形式进行分类，可以分为普通文件，？，？三类。 （目录文件，特殊文件）

记录的成组和分解技术是磁盘高速缓存的一种应用，虽然需要代价，但是具有提高？和减少？的优点。 （存储空间的利用率，启动设备次数）

在典型的计算机系统硬件结构中，CPU与内存在最里层，通过总线与第二层的？部件相连，第三层是？，最外层是外围设备。 （接口（适配器），各种外围设备控制器）

一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源。
许多物理设备都属于临界资源，如输入机、打印机、磁带机等。

对临界资源进行访问的那段代码称为临界区。

死锁产生的原因

1. 系统资源的竞争

系统资源的竞争导致系统资源不足，以及资源分配不当，导致死锁。

2. 进程运行推进顺序不合适

进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，会导致死锁。

三、死锁的四个必要条件
互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用，即在一段时间内某 资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。

请求与保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源 已被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。

不可剥夺条件:进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能 由获得该资源的进程自己来释放（只能是主动释放)。

循环等待条件: 若干进程间形成首尾相接循环等待资源的关系

这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

四、 死锁的避免与预防

1. 死锁避免
   死锁避免的基本思想：系统对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源，如果分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配，这是一种保证系统不进入死锁状态的动态策略。
   如果操作系统能保证所有进程在有限时间内得到需要的全部资源，则系统处于安全状态否则系统是不安全的。

安全状态是指：如果系统存在 由所有的安全序列{P1，P2，…Pn},则系统处于安全状态。一个进程序列是安全的，如果对其中每一个进程Pi(i >=1 && i <= n)他以后尚需要的资源不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj(j < i)当前占有资源量之和，系统处于安全状态则不会发生死锁。
不安全状态：如果不存在任何一个安全序列，则系统处于不安全状态。他们之间的对对应关系如下图所示：
死锁预防
我们可以通过破坏死锁产生的4个必要条件来 预防死锁，由于资源互斥是资源使用的固有特性是无法改变的。

破坏“不可剥夺”条件：一个进程不能获得所需要的全部资源时便处于等待状态，等待期间他占有的资源将被隐式的释放重新加入到 系统的资源列表中，可以被其他的进程使用，而等待的进程只有重新获得自己原有的资源以及新申请的资源才可以重新启动，执行。
破坏”请求与保持条件“：第一种方法静态分配即每个进程在开始执行时就申请他所需要的全部资源。第二种是动态分配即每个进程在申请所需要的资源时他本身不占用系统资源。
破坏“循环等待”条件：采用资源有序分配其基本思想是将系统中的所有资源顺序编号，将紧缺的，稀少的采用较大的编号，在申请资源时必须按照编号的顺序进行，一个进程只有获得较小编号的进程才能申请较大编号的进程。

试叙说死锁产生的原因，并要条件和解决死锁的办法？

说明产生死锁的四个必要条件；给出一种可以避免死锁发生的简单方法

进程间有哪几种通信方式？各有什么特点？各种方式分别适用于哪些哪些情况？

程序的并发执行有什么特点？并发和并行有什么区别？

进程有哪些基本状态？他们的变化关系是怎样的?

什么是多道程序？
允许多个程序同时进入内存并运行。

什么是临界区？什么是相关临界区？对相关临界区的使用规则

多级目录结构的特点有哪些？建立多级目录的好处有哪些？

什么是设备独立性？实现设备独立性的好处是什么？

虚拟存储技术的基本思想和目的是什么？

中断系统由哪两部分组成？请介绍计算机系统中比较典型的中断由哪些？

什么是进程调度？再设计调度算法时通常使用吞吐量，周转时间和处理器利用率作为衡量指标，请解释吞吐量和周转时间的含义？