ok操作系统复习资料

《操作系统》复习资料

1．操作系统为用户程序完成与硬件相关和应用无关的工作，即操作系统帮助用户完成了所有与硬件有关的工作，其上的所有应用都与硬件无关。（可以简单地通过一个例子来理解：例如打印工作，操作系统帮助用户完成与打印有关的硬件相关工作，而不管这个打印需求是word提交的，还是图片浏览器提交的）

2．进程控制块（Process Control Block，简称PCB）中的现场信息是在中断处理程序处理中断前保存的。

3．当进程调度采用最高优先级调度算法时，从保证系统效率的角度来看，应提高在就绪队列中等待时间长的进程的优先级。

4．在可变分区存储管理中，对空闲分区的分配常见的算法有：最佳适应算法（Best Fit）、最坏适应算法（Worst Fit）、首次适应算法（First Fit）和下次适应算法（Next Fit）等。将主存空闲区按地址顺序从小到大登记在空闲区表中，每次分配时总是顺序查找空闲区表，此种分配算法称为最先适应（也称首次适应算法）分配算法。

5．页式存储管理中，每次从主存中取指令或取操作数，要2次访问主存。一次是访问页表获得真正的物理地址，一次是从物理地址中读出指令或操作数。

6．文件系统中文件被按照名字存取是为了方便用户的使用。文件系统的用户只要知道所需文件的文件名，就可存取文件中的信息，而无需知道这些文件究竟存放在什么地方。

7．系统在接到用户关于文件的建立操作命令后，就在文件目录中寻找空目录项进行登记。（可以跟进程的创建过程联系起来）

8．文件系统与存储管理密切相关，它们共同为用户使用文件提供方便。

9．磁盘调度算法包括：FCFS、SSTF、SCAN和CSCAN等算法。对磁盘进行移臂调度时，既考虑了减少寻找时间，又不频繁改变移动臂的移动方向的调度算法是电梯调度调度算法（SCAN算法）。

10．静态预防死锁（通常称之为死锁的预防）是指采取某些策略，限制并发进程对资源的请求，从而保证死锁的必要条件得不到满足。因此，我们说采用资源静态分配策略的手段可以防止系统出现死锁。

11．操作系统是直接控制和管理计算机的硬件和软件资源，以方便用户有效地使用这些资源的程序的集合。其中，用户是一个广义的概念，包括一般用户和软件开发人

员等；资源包括处理器、存储器、输入/输出设备等硬件资源和程序与数据文档等软件资源。

12． 进程的三状态模型中其状态包括：就绪、执行（也叫运行态）和阻塞，这三种状态间存在着四种转换，若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为就绪状态（即从运行态-就绪态）。

13． 程序的浮动是指进入内存的作业地址空间发生变化后，仍然能顺利执行下去。如果采用静态重定位的方式，则所有转换的地址在内存空间中是不变的，这样如果作业空间发生变化仍然按原地址执行必然发生错误，所以，支持程序浮动的地址转换机制是动态重定位。

14． 对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短寻道时间。

15． 一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( 最高响应比优先 )。

响应比高者优先(highest response ratio first)调度算法需要计算响应比，响应比的定义如下：

要求服务求服

要求服务求服

等待时待R p +=

基本思想：高级调度执行时，需要计算每个任务的Rp ，然后选择一个Rp 最大的任务装入内存。

该算法FCFS 和SJF 算法的折衷：每个任务的Rp 值会随着等待时间变长而变大，这样可以防止长任务“饥饿”；同时，要求服务时间越短Rp 值越大，这样又利于短作业优先得到调度，从而提高系统效率。

16． 一个进程刚被创建后，其初始状态为就绪态。

17． S.L ，S.value 是记录型信号量S 的两个组成部分，S.value 是某类资源的数目，S.L 是申请该类资源不满足时而阻塞的进程队列。当当S.L 为空时，表示没有进程阻塞，显然S.value 的值是( S.value ≥0 )。

18． 原语是若干条机器指令组成，特点是原子性，即在执行时要么全部执行完，要么一个都不执行。

19． 页式管理中页表的始址是存放在寄存器中。

20． 在分段管理中，以段为单位分配，每段是一个连续存储区。 21． 文件管理实际上是管理辅助存储空间。

22． 系统抖动是指被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调。

23．大多数低速设备都属于共享设备，例如硬盘。

24．SPOOLing技术可以实现设备的虚拟分配。

25．系统出现死锁的原因是若干进程因竞争资源而无休止地循环等待着，而且都不释放已占有的资源。

26．文件系统在创建一个文件时，为它建立一个文件目录。

27．在可变式分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与相邻空闲区合并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的情况是有上邻空闲区但无下邻空闲区。

28．在操作系统中，进程的最基本的特征是动态性和并发性。

29．现代操作系统的两个基本特征是程序的并发执行和资源共享。

30．逻辑文件是从用户观点看的文件组织形式，物理文件是从系统的角度来分析文件的组织。

31．从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序、数据和进程控制块（Process Control Block，简称PCB）三部分组成，其中PCB是进程存在的惟一标志。32．在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生越界中断。

33．在操作系统的存储管理中，由于进行动态不等长存储分配，在内存中形成一些很小的空闲区域，称之为外碎片（外零头）。与内零头（内碎片）区别在于，内零头是分区内产生，而外零头是分区之间产生的内存碎片。

34．不让死锁发生的策略可以分成静态和动态的两种, 死锁避免属于动态，现代操作系统对待死锁的态度通常是鸵鸟政策。

35．进程获得了除CPU外的所有资源, 一旦获得CPU即可执行, 这时进程处于就绪状态。

36．在操作系统中，不可中断执行的操作称为原语操作。

37．分时系统中的两个关键问题是：及时响应和及时处理。

38．进程调度方式有两种，一种是剥夺，另一种是非剥夺。

39．把虚地址转换为实地址的工作称为地址映射。

40．早期个人计算机的存储管理一般采用连续存储管理方式。

41．按照组织方式分类文件，可以将文件分为逻辑文件和物理文件。

42．中央处理机执行通道指令启动通道工作。

43．对资源采用抢夺式分配可以防止死锁，能对处理器进行抢夺式分配的算法有时间片轮转和优先权算法。

44．当一个进程完成了特定的任务后，系统收回这个进程所占的资源，然后取消该进程的进程控制块（PCB），就撤消了该进程。

45．实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为输入井和输出井的专门区域，以存放作业信息和作业执行结果。

46．操作系统最重要的特征是并发。

47．死锁的四个必要条件是互斥、请求和保持、不剥夺、环路等待。

48．死锁避免的银行家算法应用举例

假定系统中有五个进程｛P0, P1, P2, P3, P4｝和三类资源｛A, B, C｝，各种资源的总量分别为{10，5，7}。T0时刻，资源分配情况如下表。

问题：

（1）T0时刻系统安全吗?

根据银行家算法，判定安全性，还需要知道目前资源剩余量available（剩余量=总量-以分配量）和每个进程的剩余需求量need（need[i][j]=max[i][j]-alloction[i][j]）。根据数据之间的关系，我们可以得到下表：

同可能会得到不同的安全序列。如本例中，如果查询顺序是每次从头查，查到最后一个进程后，再往回返，即采用双向检测的方法。不论安全序列有多少，只要有一个安全序列，就说明系统目前是安全的。过程结果如下图：

（2）T0时刻，如果P4请求资源Request (0，2，1)，能满足P4的要求吗？

根据银行家算法，先进行试分配，得到资源分配状态为下图：

因为存在安全序列｛P3, P4, P1, P2, P0｝，所以P4得到它申请的资源。

49．在请求分页存储管理中，当需要将新的一个进程页调入内存，而内存已满时，需要选择一页淘汰出去，因此，需要根据不同的置换算法来实现。

例题：设某进程执行过程中，所要访问的页面序列为1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5，当系统分配给进程的常驻集为3时，求出现缺页的次数和缺页率。

（1）FIFO替换算法

（2）LRU替换算法

分析：

（1）先进先出算法（First In First Out ，FIFO算法）：算法思想是选择在内存中驻留时间最长的页淘汰，即先进入内存的页面先被置换掉。

如下图置换，可以得出，总共发生9次缺页，缺页率为9/12=75%。

（2）最近最久未使用算法（last-recently-used，LRU算法）：算法思想是选择在最近一段时间内最久未使用过的一页并淘汰。

因此，采用LRU算法，得到下图所示置换过程，总共发生10次缺页，缺页率为10/12

50．常见的磁盘调度算法有先来先服务算法（FCFS），最短寻找时间优先算法（SSTF）和电梯调度算法（也叫扫描算法，SCAN）和循环扫描算法（CSCAN）。

常见题型举例：假定某磁盘共有200个柱面，编号为0-199，如果在为访问73号柱面的请求者服务后，当前正在为访问100号柱面的请求服务，同时有若干请求者在等待服务，它们每次要访问的柱面号为 55，58，39，18，90，160，150，,38，184，请回答下列问题：

（1）分别用先来先服务算法，最短寻找时间优先算法和电梯调度算法来确定实际的服务次序。

（2）按实际服务计算上述算法下移动臂需移动的距离。

分析：本类题型主要考查学生是否掌握各个算法的思想，结果见下图

FCFS算法结果 SSTF算法结果 SCAN算法结果51．信号量机制是解决进程同步的有效途径，利用信号量来实现进程的同步与互斥的主要步骤是：首先分析进程间的关系（同步or互斥）；其次设置对应的信号量；在相关临界区的首尾进行适当的P、V操作。

例题：有一只铁笼子，每次只能放一只动物，猎手向笼子中放入老虎，农民向笼中放入猪，动物园等待取笼中的老虎，饭店取笼中的猪，试用PV操作写出同步执行的程序。

分析：

第一步首先是资源分析：资源只有笼子和动物（猪、老虎），显然要设置3个信号量；其次存在着放-取的同步关系，以及放的互斥关系。

第二步设置信号量：empty，pig，tiger;

empty=1: 笼子的空位，笼子中只能放一个动物；

pig=0: 笼子中猪的个数；

tiger=0: 笼子中老虎的个数；

第三步实现同步关系：