操作系统复习-计算机学院 北京理工大学

第1章操作系统概论

1 早期操作系统设计的主要目标是什么?

方便性：使用户方便、简单的使用计算机系统。

有效性：使计算机系统能高效可靠地运转。

还要便于操作系统的设计、实现和维护。

2 操作系统是资源管理程序，它管理系统中的什么资源？

进程---进程表。

存储器---存储表。

I/O设备---I/O设备表。

文件---文件表。

3 为什么要引入多道程序系统?它有什么特点？（是指在内存同时存放若干道程序，使它们在系统中交叉

运行，共享系统中的各种资源。当一道程序暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。）

提高CPU的利用率，充分发挥系统设备的并行性。系统处理效率高。

4 叙述操作系统的基本功能。

①处理机管理：在多道程序或多用户系统中，由于处理机数目远远少于运行的作业数，且一个作业可能包含多

个算题任务，因此中央处理机的管理和调度就成为关键问题。不同类型的操作系统将针对各种不同情况采用不同的调度策略。如先来先服务，优先级调度。

②存储器管理：计算机的主存管理。对主存资源进行统一管理，使多个用户能分享有限的主存和方便存取在主

存中的程序和数据。。

③设备管理：设备管理涉及对系统中各种输入设备、输出设备等的管理和控制问题。

④文件管理：信息管理或文件系统。将程序、数据及各种信息资源组织成文件，长期保存在计算机的磁盘或磁

带上。文件管理就是对这样复杂、庞大的软件资源进行存储、检索和保护。

5 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点?各适合应用于哪些方面?

批处理系统：提高系统资源的利用率，增加系统的吞吐量。缺点：不能直接控制作业运行，作业的周转时间太长。适用于：比较成熟的，需要耗费较长处理时间的大型作业。

分时系统：同时性、独立性、交互性、及时性。适用于：短小作业。

实时系统：实时性、可靠性、确定性。适用于：实时任务。

实时系统与分时系统的区别：

实时系统：

（1）实时性和可靠性较高。

（2）交互能力较差。

分时系统：

（1）以用户的容忍程度为依据，对实时性没有要求。

（2）允许出错，可重复运算。

6操作系统的特性?

①并发性：为了增强计算机系统的处理能力而采用的一种时间上重叠操作的技术。

②共享性：支持系统并发性的物质基础是资源共享。为了提高计算机系统的资源利用率，更好地共享系统资源，操作系统的各部分功能设计中采用了各种各样的分配调度算法。

③虚拟性：便于用户程序共享计算机系统的各种资源，操作系统把这些资源的一个物理实体变为逻辑上的多个对应物。

④异步性：由于系统资源的共享，有限的资源使并发进程之间产生相互制约关系。异步性给系统带来潜在的危险，有可能导致系统产生与时间有关的错误。

7衡量OS的性能指标有哪些？什么是吞吐量、响应时间和周转时间？

衡量性能指标：系统效率；系统可靠性；可移植性；可伸缩性；兼容性；安全性。

吞吐量：单位时间内系统所处理的信息量。

响应时间：用户发出请求或指令到系统做出反应。

周转时间：作业进入系统到作业退出系统所经历的时间。

8什么是嵌入式系统？

面向用户、产品、应用的系统。凡是将计算机的主机嵌埋在应用系统或设备中，不为用户所知的计算机应用方式，都是嵌入式应用。

嵌入式系统运行的几乎都是实时操作系统。

9什么是对称多处理？它有什么好处？

操作系统和用户程序可安排在任何一个处理机上运行，或者同时在所有处理机上运行，各处理机共享主存和各种I/O设备。

增加了系统的吞吐率；增加了系统的可靠性。

10 为了实现系统保护，CPU通常有哪两种工作状态？各种状态下分别执行什么程序？什么时候发生状态

转换？状态转换由谁实现的？

用户态：用户程序运行其中。只允许执行处理机的非特权指令，访问指定的寄存器和存储区。

核心态：操作系统程序运行其中。允许执行处理机的全部指令集，访问所有的寄存器和存储区。

用户态到核心态：由硬件实现。

核心态到用户态：操作系统程序执行后完成。

11 什么是系统调用？什么是特权指令？特权指令执行时，CPU处于哪种工作状态？

系统调用：操作系统内提供的一些子程序。提供了用户程序与操作系统内核的接口。

特权指令：关系系统全局的指令。执行时处于核心态。

12 操作系统通常向用户提供哪几种类型的接口?其主要作用是什么? （为了解用户意图，更好地服务用

户。）

①操作接口：命令语言或窗口界面是用户使用计算机系统的主要操作接口。

②系统调用接口：提供了用户与操作系统内核的接口。是用户与操作系统之间的编程接口。

第2-3章进程管理

1 程序顺序执行的特点

①封闭性：程序在运行时独占全机资源。

②可再现性：只要初始条件相同，最终结果不变。

2 何谓进程，进程由哪些部分组成？试述进程的四大特性（动态性、独立性、并发性、结构性）及进程

和程序的区别。

进程是程序的一次执行过程。

程序、数据、进程控制块。

动态性。进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的。

独立性。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

并发性。多个进程可在处理机上交替执行。

结构性。系统为每个进程建立一个进程控制块。

进程是程序的一次执行过程，具有动态性；程序是完成某个特定功能的指令的有序序列，是一个静态的概念。

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，而程序不是；进程具有并发性，程序不具有；进程具有结构性。

没有程序就没有进程。

3 进程控制块的作用是什么?它主要包括哪几部分内容?（PCB）

进程控制块：描述进程的运行变化情况。是进程存在的唯一标识。

包括：进程标识数、进程的状态以及调度和存储器管理信息、进程使用的资源信息、CPU现场保护区、记账信息、

进程之间的家族关系、进程的链接指针。

4 进程的基本状态，试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。

就绪、阻塞、运行。

画图P28

5 什么是原语?什么是进程控制？

原语：由若干条指令组成的，用于完成特定功能的一段程序，具有不可分割性，执行过程中不允许被中断。

进程控制：系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤销进程以及完成进程各状态间转换。是属于原语一级的操作，不能被中断。

6 进程调度的功能、方式、时机、算法。作业调度，交换调度。作业的周转时间和作业的带权周转时间?

处理机的三级调度：高级调度---作业调度

低级调度---进程调度

中级调度---交换调度

进程调度的功能：①记录系统中各进程的执行状况

②选择就绪进程真正占有CPU

③进行进程上下文的切换

进程调度的方式：①非抢先方式(非剥夺方式) 用在批处理系统。主要优点：简单、系统开销小。

②抢先方式(剥夺方式) 用在分时系统、实时系统。

进程调度的时机：①现行进程完成或错误终止；

②提出I/O请求，等待I/O完成时；

③在分时系统，按照时间片轮转，分给进程的时间片用完时；

④优先级调度，有更高优先级进程就绪；

⑤进程执行了某种操作原语，如阻塞原语和唤醒原语时，都可能引起进程调度。

进程调度算法：（批处理&&分时系统）批处理为了增加系统吞吐量和提高系统资源的利用率；分时系统为了保证每个分时用户能容忍的响应时间。

①先来先服务FCFS 作业调度

②最短作业的进程优先调度法SJF 作业调度

③响应比高者优先HRN 作业调度

Rp =(作业等待时间+作业估计运行时间)/作业估计运行时间

=1+作业等待时间/作业估计运行时间

④优先级调度法Priority Scheduling 进程调度

⑤轮转法RR 分时系统

进程调度算法：（实时系统）为了保证对随机发生的外部事件做出实时响应。

①时钟驱动法

②加权轮转法

7 线程的定义，线程与进程的比较。系统对线程的支持（用户级线程、核心级线程、两级组合）。

线程：是进程内的一个可执行实体，是处理机调度的基本单位。一个进程可以有多个线程。

线程与进程的比较：

①拥有的资源：进程拥有一个独立的地址空间，若干代码段和数据段，若干打开文件、主存以及至少一个线程；

一个进程内的多线程共享该进程的所有资源，线程自己拥有很少资源。

②调度：进程调度需进行进程上下文的切换，开销大；同一进程内的线程切换，仅把线程拥有的一小部分资源

变换了即可，效率高。同一进程内的线程切换比进程切换快得多。不同进程的线程切换引起进程上下文切换。

③并发性：引入线程后，使得系统的并发执行程度更高。进程之间、进程内的多线程之间可并发执行。

④安全性：同一进程的多线程共享进程的所有资源，一个线程可以改变另一个线程的数据，而多进程实现则不

会产生此问题。共享方便。

系统对线程的支持：

①用户级线程：有关线程的所有管理工作都由用户进程通过调用线程库完成。自己设计线程调度算法。

②核心级线程：有关线程的管理工作都由内核完成。应用程序通过系统调用来创建或撤销线程。

③两级组合：既支持用户级线程，也支持核心级线程。

8 并发执行的进程在系统中通常表现为几种关系?各是在什么情况下发生的?

①对资源的共享引起的互斥关系：进程之间本来是相互独立的，但由于共享资源而产生了关系。间接制约关系，互

斥关系。

②协作完成同一个任务引起的同步关系：一组协作进程要在某些同步点上相互等待发信息后才能继续运行。直接制

约关系。同步关系。

③进程之间的前序关系：由于进程之间的互斥同步关系，使得进程之间具有了前序关系，这些关系决定了各个进程

创建和终止的时间。

9 什么叫临界资源?什么叫临界区?对临界区的使用应符合的四个准则（互斥使用、让权等待、有空让进、

有限等待）。

临界资源：就是一次仅允许一个进程使用的资源。

临界区：就是并发进程访问临界资源的那段必须互斥执行的程序。

临界区使用的准则：

①互斥使用：不能同时有两个进程在临界区内执行

②让权等待：等待进入临界区的进程，应释放处理机后阻塞等待

③有空让进：在临界区外运行的进程不可阻止其他进程进入临界区

④有限等待：不应使要进入临界区的进程无限期等待在临界区之外

10 解决进程之间互斥的办法：开、关中断，加锁、开锁（又叫测试与设置，通常由一条机器指令完

成），软件方法，信号量与P、V操作。

11 若信号量S表示某一类资源，则对S执行P、V操作的直观含意是什么? 当进程对信号量S执行P、V

操作时，S的值发生变化，当S>0、S=0、和S<0时，其物理意义是什么?

设置一个互斥信号量mutex，初值为1，表示该临界资源空闲。信号量的取值范围：+1～ -(n-1)。

调用P(mutex)申请临界资源。执行P操作时，将信号量s.value-1，若s.value>=0，则执行P操作的进程继续执行；若s.value<0，则执行P操作的进程变为阻塞状态，并排到与该信号量有关的list所指队列中等待。

调用V(mutex)释放临界资源。执行V操作时，将信号量s.value+1，若s.value<=0，则执行V操作的进程从与该信号量有关的list所指队列中释放一个进程，使它由阻塞变为就绪状态，之后执行V操作进程继续执行；

若s.value>0，则执行P操作的进程继续前进。

生产者和消费者问题：

①桌上有一空盘，一次只允许放一只水果。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。请用P、V操作实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。初始状态：同步信号量s1=1，表示盘子为空。放苹果发同步信号s2，放桔子发同步信号s3。

②看病。

读者和写者问题：

写互斥信号量wmutex ：实现读写互斥和写写互斥地访问共享文件，初值为1。 计数器readcount ：记录同时读的读者数，初值为0。

读互斥信号量rmutex ：使读者互斥地访问共享变量readcount ，初值为1。

①理发师问题：有一个理发师、一把理发椅和n

把供等候理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客，则理发师坐在椅子上睡觉，当有一个顾客到来时，必须唤醒理发师，请求理发；如果理发师正在理发，又有顾客到来时，只要有空椅子，他就坐下来等待，如果没有空椅子，他就离开。请为理发师和顾客各编写一段程序来描述他们的同步问题。 设两个信号量：(1)用s1制约理发师，初值为0，表示有0个顾客；(2)用s2制约顾客，表示可用椅子数，初值为n 。

②哲学家进餐问题：

③3-17读者优先 int rmutex=1, rwmutex=1, readcount=0

写者优先

12 在用P/V操作实现进程通信时，应根据什么原则对信号量赋初值？

13 经典的IPC问题。

14 进程高级通信有哪些实现机制？是指进程采用系统提供的多种通信方式来实现通信。如消息缓冲、信

箱、管道、共享主存区等。

①非阻塞发送，阻塞接收

②非阻塞发送，非阻塞接收

③阻塞发送，阻塞接收

15 死锁产生的必要条件及解决死锁的方法

死锁产生的必要条件：

①互斥条件。独占性的资源。

②保持和等待条件。进程因请求资源而阻塞时，对已经获得的资源保持不放。

③不剥夺条件。已分配给进程的资源不能被剥夺，只能由进程自己释放。

④循环等待条件。存在一个进程循环链，链中每个进程都在等待链中的下一个进程所占用的资源。

产生死锁的根本原因：是对独占资源的共享，并发执行进程的同步关系不当。

解决死锁的方法：

①鸵鸟算法：忽略死锁。

②死锁的预防：通过破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，来防止发生死锁。

③死锁的避免：是在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。

④死锁的检测和恢复：允许死锁发生，通过设置检测机构，及时检测出死锁的发生，然后采取适当措施清除死锁。

16 理解银行家算法的实质。能够利用银行家算法避免死锁。

3-21

第4章存储器管理

1 存储器管理的功能。名字空间、地址空间、存储空间、逻辑地址、物理地址。

存储器管理的功能：

①存储器分配：解决多道程序或多进程共享主存的问题

②地址转换或重定位：研究各种地址变换方法及相应的地址变换机构。

③存储器保护：防止故障程序破坏OS和其它信息

④存储器扩充：采用多级存储技术实现虚拟存储器及所用的各种管理算法。

⑤存储器共享：并发执行的进程如何共享主存中的程序和数据。

一个程序只有从地址空间装入到存储空间后才能运行。

需要地址重定位把程序地址空间的逻辑地址转换为存储空间的物理地址。

2 什么是地址重定位?分为哪两种?各是依据什么和什么时候实现的?试比较它们的优缺点。

把程序地址空间的逻辑地址转换为存储空间的物理地址。

静态重定位：在进程执行前，由装入程序把用户程序中的指令和数据的逻辑地址全部转换成存储空间的物理地址。

特点：

①无硬件变换机构；

②为每个程序分配一个连续的存储区；

③在程序执行期间不能移动，主存利用率低；

④难以做到程序和数据的共享；

⑤用于单道批处理系统。

动态重定位：装入程序把程序和数据原样装入到已分配的存储区中。程序运行时，把该存储区的起始地址送入重定位寄存器。需硬件地址转换机构。（多道批处理系统、分时系统）

优点：

①主存利用充分。可移动用户程序。移动后，只需修改重定位寄存器。

②程序不必占有连续的存储空间。

③便于多用户共享存储器中的同一程序和数据。

3 内存划分为两大部分：用户空间和操作系统空间。存储器管理是针对用户空间进行管理的。

4 存储保护的目的是什么?对各种存储管理方案实现存储保护时，硬件和软件各需做什么工作?

存储保护的目的：防止地址越界；正确地进行存取。

5 试述可变式分区管理空闲区的方法及存储区的保护方式。覆盖与交换有什么特点？

分配算法：

①首次适应(first fit)法

②最佳适应(best fit)法

③最坏适应(worst fit)法

存储区保护方式：

①固定分区：静态重定位，进程运行时使用主存物理地址；设置上、下界寄存器来实现存储器保护。

②可变式分区：动态重定位，进程运行时CPU给出的是程序的逻辑地址；基址+限长寄存器。

覆盖：是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用。特点：打破了必须将一个进程的全部信息装入主存后才能运行的限制。在逻辑上扩充了主存。小主存可运行大进程。

交换：系统根据需要把主存中暂时不运行的进程中的部分或全部信息移到外存，而把外存中的进程移到主存，并使其投入运行。特点：打破了一个程序一旦进入主存，便一直运行到结束的限制。

交换主要是在进程之间进行，而覆盖则主要在同一个进程内进行。

6 页表的作用是什么?简述页式管理的地址变换过程。能利用页表实现逻辑地址转换成物理地址。管理

内存的数据结构有哪些？

页式存储管理允许一个进程占用不连续的存储空间，从而克服了碎片。

页表：系统为每个进程建立一张页面映像表，记录逻辑页与主存块的映射关系。页表存放在主存。

简述页式管理的地址变换过程（P81）：在将虚拟地址分为页号和页内地址两部分时，要将页号与页表长度进行比较。

页式主存分配：为实现页式管理，系统必须建立和管理三种表。

①页表：每个进程一个，在主存，用来实现将进程的虚页转换成主存的物理块。

②进程控制块：存有页表在主存的始址和页表长度。

③存储空间使用情况表:a.存储分块表（类似：P171，P308） b.位示图

7 什么是页式存储器的内零头?它与页的大小有什么关系?可变式分区管理产生什么样的零头（碎片）？

8 段式存储器管理与页式管理的主要区别是什么?

①段是信息的逻辑单位，段是由用户划分的；页是信息的物理单位，页是为了方便管理由硬件划分的，对用户是透

明的。

②页的大小固定；段的大小不固定。

③段式用二维地址空间；页式用一维地址空间。

④段允许动态扩充，便于存储保护和信息共享。

⑤段可能产生主存碎片；页消除了碎片。

⑥段式管理便于实现动态链接，页式管理只能进行静态链接。

⑦段与页一样，实现地址变换开销大，表格多。

9 什么是虚拟存储器。虚拟存储器的容量能大于主存容量加辅存容量之和吗?

虚拟存储器：是系统为了满足应用对存储器容量的巨大需求而构造的一个非常大的地址空间。

CPU硬件结构决定了虚拟存储器容量。

10 实现请求页式管理，需要对页表进行修改，一般要增加有效位（状态位）、修改位、访问位。试说明

它们的作用。

页式虚拟存储器管理又叫请求页式管理。

有效位（状态位）：用来指示某页是否在主存。为1表示该页在主存，完成正常的地址变换；为0表示该页不在主存，由硬件发出一个缺页中断，转操作系统进行缺页处理。

11 产生缺页中断时，系统应做哪些工作?

①根据当前执行指令中的逻辑地址查页表的状态位。

②状态位为0，缺页中断。

③操作系统处理缺页中断，寻找一个空闲的内存页。

④若有空闲页，则把从磁盘读入信息装入该页面。

⑤若无空闲页，则按某种算法选择一个已在内存的页面，暂时调出内存。若修改过还要写磁盘。调入需要的页。之后要修改相应的页表和内存分配表。

⑥恢复现场，重新执行被中断的指令。

12 会利用FIFO、LRU、OPT以及时钟页面置换算法描述页面置换过程，计算产生的缺页率。Belady异常。最佳置换算法简称OPT (optimal)算法。选择以后不再访问的页或经很长时间之后才可能访问的页进行淘汰。

先进先出置换算法（FIFO）当淘汰一页时，选择在主存驻留时间最长的那一页。

Belady异常：Belady在1969年发现，采用FIFO算法，当为进程分配的主存块多时，有时产生的缺页中断次数反而增多。

LRU页面置换算法。根据局部性原理，淘汰那些在最近一段时间里最少使用的一页。

时钟页面置换算法：将进程所访问的页放在一个像时钟一样的循环链中。链中的节点数就是为之分配的主存块数。

13 什么是程序的局部性原理？什么叫系统抖动?工作集模型如何防止系统抖动?

时间局部性：程序中往往含有许多循环，在一段时间内会重复执行该部分。

空间局部性：程序中含有许多分支，在一次执行中，只有满足条件的代码运行，不满足条件的代码不运行。

14 多级页表的概念，多级页表中页表建立的时机。写时复制技术的概念。

第5章文件系统

1 什么是文件和文件系统? 文件系统的主要功能。UNIX系统如何对文件进行分类？它有什么好处？文件是存储在外部存储器上的具有符号名的相关信息的集合。

文件系统是OS中管理文件的软件机构。包括管理文件所需的数据结构、相应的管理软件和被管理的文件。

UNIX系统中的文件分类：

①普通文件：通常的文件。

②目录文件：由文件目录构成的一类用来维护文件系统结构的文件。对其处理同普通文件。

③特别文件：输入设备和输出设备（字符型特别文件），输入/输出型设备（字符块特别文件），管道文件。

文件分类的目的：

①对不同文件进行管理,提高系统效率。

②提供用户界面友好性。

2 文件目录的作用是什么?文件目录项通常包含哪些内容? 文件控制块。

目的是使用户实现按名存取文件。

文件目录是指记录文件的名字及其存放物理地址的一张映射表，表中包括了许多文件控制块。

3 文件的逻辑结构有几种形式？文件的存取方法？

文件的逻辑结构：

①无结构的字节流式文件：由无结构的先后到达的相关字节组成，其文件长度就是所包含的字节个数。

②有结构的记录式文件：分为定长记录式文件和变长记录式文件。

文件的存取方式：

①顺序存取：按照文件信息的逻辑顺序依次存取。是在前一次存取的基础上进行的。

②直接存取（随机存取）：基于文件的磁盘模型，磁盘允许对任意文件块进行随机读和写。对于变长记录式文件，十分低效。

4 文件的物理结构有哪几种?对于不同的结构，文件系统是如何进行管理的?

①连续文件（顺序文件）：文件内容连续存放。优点：简单；支持顺序存取和随机存取；存取速度快。只要访问一次文件的管理信息，就可方便地存取到任一记录。缺点：不灵活；容易产生碎片。连续结构适合存储长度不变的文件

系统。

②链接文件：不要求文件内容连续存放。把文件所占用的物理块用链接指针链接起来。优点：可以解决外存的碎片问题，提高了外存空间的利用率；允许文件动态增长。缺点：只能按文件的指针链顺序存取，查找效率较低。

为了克服链接结构文件的缺点，可以把指针字从文件的各物理块中取出，放在一个表中，并将此表叫盘文件映射表。MS-DOS就使用这种方式分配和管理磁盘空间，并将该表叫做文件分配表。利用文件分配表，不但能方便地实现顺序存取，而且也很容易实现随机存取。但缺点是运行时整个表必须在主存，主存消耗大。

③索引文件：为每个文件建立一张索引表。用索引表记录文件内容的存放地址，即记录文件的逻辑块号和对应的物理块号之间的关系。优点：文件可动态修改；随机、顺序存取。缺点：索引表的使用增加了存储空间的开销；降低了文件的存取速度。

④索引顺序文件：

5 DOS文件卷的结构，DOS系统的文件物理结构是什么？

DOS系统的文件采用链接结构。

6 了解记录的组块和分解。

①一个物理块可以存放若干个逻辑记录，一个逻辑记录可以存放在若干个物理块中。把一个块中存放的逻辑记录的个数叫做块因子。

②必须使用主存缓冲区：信息交换是以块为单位进行的。用户将要写的记录先写入主存缓冲区，当缓冲区满时，再写磁盘。

③用户使用记录时，先将包含该记录的物理块读入内存缓冲区，然后进行记录分解。

7 文件存储空间的管理方法有几种?它们各是如何实现文件存储空间的分配和回收的?

①空白文件目录（是一种最简单的方法）：当请求分配存储空间时，系统依次扫描空闲文件目录表目，直到找着一个合适的空闲文件为止；当用户撤消一个文件时，系统回收该文件所占用的空间。这时也需要顺序扫描空闲文件目录，寻找一个空表目，并将释放空间的第一个物理块号及它所占的块数填入到这个表目中。

②空闲块链表：当用户建立文件时，就按需要从链首依次取下几块分配给文件。当撤消文件时，回收其存储空间，并将回收的空闲块依次链入空闲块链中。

③位映像表(bit map)或位示图：是适合文件静态分配和动态分配的最简单方法。

8 建立多级目录有哪些好处?文件的重名和共享问题是如何得到解决的?

层次结构清晰，便于管理和保护；有利于文件分类；解决文件重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限控制。

9 文件系统中，常用的文件操作命令有？它们的具体功能是什么?打开和关闭文件命令的目的是什么?

①创建(Create)文件

主要功能：在指定设备上为指定路径名的文件建立一个目录项，并设置文件的有关属性。

②删除(Delete)文件

主要功能：根据文件的路径名找到指定的目录项，回收其占用的各个物理块，再将该目录项置为空。

③打开(Open)文件

根据文件路径名找到目录项，将文件的目录项复制到主存一个专门区域，返回文件在该区域的索引。建立进程与文件的联系。

目的：避免多次重复地检索文件目录。

系统维护了一个系统当前打开文件表。当读/写文件时，通过这个表的索引找到文件的主存目录项。不需要重复地对磁盘进行检索。

④关闭(Close)文件

释放文件在主存专门区域中的目录项，切断用户与文件的联系。

若该目录项被修改过，则复制到磁盘。

若文件作过某些修改，应将其写回辅存。

⑤读(Read)文件

命令中必须指出要读的数据个数，以及存放数据的主存地址。

根据文件所在设备、文件类型的不同，系统设置不同的读命令。

⑥写(Write)文件

命令中必须指出要写的数据个数，以及存放数据的主存地址，将主存中的数据写到指定的文件中。

⑦追加(Append)文件

限制了写文件的形式，将数据追加到文件尾。

⑧随机存取(Seek)文件

重新定位文件的读/写位置指针。

⑨得到文件属性(Get Attributes)

进程在执行时常常需要了解文件的属性。在UNIX系统中，一个软件开发项目通常由多个源文件组成，make程序用来管理这些软件开发项目。当make被调用时，它检查所有源文件和目标文件的修改时间，并且编排出需要重新编译的文件数。

⑩设置文件属性(Set Attributes)

修改文件的一些属性，以适应用户的要求。

（11）重命名(Rename)文件

重新命名一个已经存在的文件。

10 存取控制表ACL的概念。

为存取控制矩阵中的每一列建立一张存取控制表(ACL)，用一有序对(域, 权集)表示。

11 理解内存映射文件（memory mapped file）的过程。

存储器映射文件：将文件映射到进程地址空间的一个区域，返回虚拟地址，仅当需要对文件存取时，才传输实际的数据。

第6章设备管理

1 I/O设备通常大致可分为哪两大类？各自传输的信息单位有什么特点？

①字符设备：人机交互设备。是以字符为单位发送和接收数据的，通信速度比较慢。键盘和显示器、鼠标、扫描仪、打印机、绘图仪等。

②块设备：外部存储器。以块为单位传输数据。常见块尺寸：512B～32KB。如磁盘、磁带、光盘等。

2 常用的四种数据传输方式。

①程序查询方式（polling）：该方式的工作过程非常简单，但CPU的利用率低。因为CPU执行指令的速度高出I/O 设备几个数量级，所以在循环测试中浪费了大量的CPU处理时间。

②中断方式：CPU一旦启动设备成功，CPU转去执行另一个程序。当设备完成时，向CPU提出中断请求，CPU执行完当前一条指令，就响应中断，转去执行中断处理程序。从而使CPU可与设备并行操作。

③直接存储器访问(DMA)方式：允许DMA控制器接管地址总线的控制权，直接控制控制器内部缓冲区与主存之间的数据交换。

比较：

a.中断方式是在数据缓冲R满之后，发中断要求CPU进行处理，而DMA方式则是在所要求转送的数据块全部结束时，要求CPU处理。这就大大减少了CPU进行中断处理的次数。

b.中断方式的数据传送是在中断处理时，由CPU控制完成的，而DMA方式则是在DMA控制器的控制下完成的。

④通道控制方式:与DMA方式相比，通道所需的CPU干预更少，且可以做到一个通道控制多台设备，进一步减轻了CPU的负担。通道是一种专用的I/O处理机。通道有自己的指令系统，若干条通道命令连接成通道程序。

3 根据设备的使用方式，设备被分为几种类型？何为虚拟设备？它是通过什么技术实现的？

独占型、可共享型、虚拟设备。

虚拟设备：本身具有独立性，经过虚拟技术改造成可共享设备。

4 按照设备管理的层次结构，I/O软件划分为几层？各层主要实现哪些功能？

①中断处理程序：进程在启动一个I/O操作后阻塞起来，I/O操作完成，控制器产生一个中断。CPU响应中断，执行中断处理程序。检查设备状态。若正常完成，就唤醒等待的进程。然后检查是否还有待处理的I/O请求，若有就启

动。若传输出错，再发启动命令重新传输；或向上层报告“设备错误”的信息。中断返回被中断的进程，或转进程调度。

②设备驱动程序：通常包含三部分功能：①设备初始化。②启动设备传输数据的例程。③中断处理例程。

③独立于设备的软件：基本任务是实现所有设备都需要的功能，且向用户提供一个统一的接口。①与设备驱动程序的统一接口。②设备命名。③设备保护。④提供与设备无关的块尺寸。⑤缓冲技术。⑥设备的分配与释放。⑦报告错误信息。

④用户层的I/O接口：大部分I/O软件都包含在操作系统中，有一小部分是由与用户程序连接在一起的库函数构成的。

5 何为设备的独立性？

设备独立性是指用户及用户程序不受系统配置的设备类型和具体设备的台号的影响。用户只是使用逻辑设备，具体的映射由操作系统完成。

6 什么是SPOOLING技术？以输出为例，说明它的实现原理。（SPOOLING技术是以空间换时间）SPOOLING系统是为了满足多进程对独占设备的共享使用而引入的一种技术，放在用户级的I/O软件层。

Spooling实际是一种缓冲技术。进程要打印时，系统并不为它分配打印机，而是把待打印的数据缓冲到一个独立的磁盘文件上，形成待打印文件队列。之后，Spooling系统一次一个地将打印队列上的文件送打印机打印。这种技术又叫缓输出技术。

7 一个特定磁盘上的信息如何进行编址？

盘面号、磁道号和扇区号（或柱面号、磁头号和扇区号）。

8 要将磁盘上一个块的信息传输到主存需要系统花费哪些时间？

寻道时间、旋转延迟时间和读/写传输时间

9 常用的磁盘调度算法：先来先服务、最短寻道时间优先、扫描法（SCAN, C_SCAN, LOOK, C_LOOK）。先来先服务FCFS：

最短寻道时间优先SSTF：

扫描法SCAN

扫描法C_SCAN：循环扫描法将磁盘视为一个圆，最后一个磁道与第一个磁道紧密相接。它已到达另一端时，磁头立即返回到开始处。也即回程时，不处理任何请求。

扫描法LOOK：在将磁头向前移动之前，先查询有无请求，若有，才移动，否则，立即反向。

扫描法C_LOOK

设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6 000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动，磁道号的请求队列为50、90、30、120，对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这4个扇区总共需要多少时间？需要给出计算过程。

解：循环查询C-LOOK算法。被请求的磁道号顺序为100、120、30、50、90，因此，寻道需要移动的磁道数为：20+90+20+40=170。寻道用去的总时间为：

(20 + 90 + 20 + 40)×1ms = 170ms

磁盘每分钟6000转，转一圈的时间为0.01s，通过一个扇区的时间为0.0001s。

总共要随机读取四个扇区，用去的时间为：(0.01×0.5 + 0.0001)×4 = 0.0204s = 20.4ms

所以170ms + 20.4ms = 190.4ms。

第7章Linux进程管理

1 进程控制块，其中与进程管理、存储器管理和文件管理有关的一些字段，线程组标识符。

Linux内核为每个进程建立了一个进程控制块。

2 与进程创建有关的函数：fork( )、vfork( )、clone( )。

创建子进程函数fork()：创建成功之后，子进程采用写时复制技术读共享父进程的全部地址空间，仅当父或子要写一个页时，才为其复制一个私有的页的副本。

vfork()系统调用：创建的子进程能共享父进程的地址空间，为了防止父进程重写子进程需要的数据，先阻塞父进程

的执行，直到子进程退出或执行了一个新的程序为止。

创建轻量级进程函数clone()：实现对多线程应用程序的支持。共享进程在内核的很多数据结构，如页表、打开文件表等等。

3 理解进程切换的过程。涉及到页目录表、核心栈、硬件上下文。

进程切换只发生在核心态。在发生进程切换之前，用户态进程使用的所有寄存器值都已被保存在进程的核心栈中。进程硬件上下文存放在进程描述符的thread_struct thread中。

第一步，切换页目录表以安装一个新的地址空间；第二步，切换核心栈和硬件上下文。由schedule()函数完成进程切换。

4 进程调度方式。进程调度时机。

Linux2.6系统采用可抢先式的动态优先级调度方式。其内核是完全可重入的。无论进程处于用户态还是核心态运行，都可能被抢占CPU，从而使高优先级进程能及时被调度执行，不会被处于内核态运行的低优先级进程延迟。

实时进程调度时机：（1）出现了更高优先级的实时进程。（2）进程执行了阻塞操作而进入睡眠状态。（3）进程停止运行或被杀死。（4）进程调用自愿放弃处理机。（5）在基于时间片轮转的实时进程调度过程中，进程用完了自己的时间片。

5 Linux有很多内核线程，了解0号进程和1号进程的作用。

0号进程就是一个内核线程，0号进程是所有进程的祖先进程，又叫idle进程或叫做swapper进程。每个CPU都有一个0号进程。

1号进程是由0号进程创建的内核线程init，负责完成内核的初始化工作。在系统关闭之前，init进程一直存在，它负责创建和监控在操作系统外层执行的所有用户态进程。

第8章Linux存储器管理

1 进程地址空间的划分？管理进程私有地址空间的数据结构？链接虚拟内存区域的单链表和红黑树。指

向映射文件对象的指针字段？指向进程页目录表的指针字段？

32位机，每个进程的地址空间为4GB。

Linux把地址空间分成两部分。进程的私有空间是前3G，进程的公有空间是后1G的内核虚空间。

Linux系统对进程已分配的虚拟内存区域采用两种数据结构进行管理：单向链（虚拟内存区域数较少），红黑树（虚拟内存区域较多）。当插入或删除一个虚拟内存区域时，通过红黑树搜索其相邻节点，并用搜索结果快速更新单链表。管理进程地址空间中的所有保留的虚拟内存区域。虚拟内存描述符mm_struct。

虚拟内存描述符中mm_rb指向红黑树的根，mmap指向单链表。pgd指向页目录表。

2 Linux堆的管理：malloc( )，free( )。

malloc(size)：请求size个字节的动态内存。

free(addr)：释放内存。

3 管理物理内存页框的数据结构？内存管理区zone结构，伙伴系统？分区页框分配器分配页框的过

程。

页框描述符为struct page。所有页框描述符存放在mem_map数组中。

Linux把内存节点划分为3个管理区zone：

①ZONE_DMA：包含低于16MB的常规内存页框。用于对老式的基于ISA设备的DMA支持。

②ZONE_NORMAL：包含高于16MB且低于896MB的常规内存页框。

③ZONE_HIGHMEM：包含从896MB开始的高端物理页框。内核不能直接访问这部分页框。在64位体系结构上，该区总是空的。

在每个管理区内的页框，除了一小部分页框被保留为每CPU页框高速缓存外（以满足本地CPU发出的对单个页框的请求），其它的由伙伴系统来管理。采用伙伴系统(buddy system)管理连续的空闲内存页框，以解决外碎片问题。

4 理解slab分配器的原理。slab分配器的作用？

伙伴系统算法以页框为单位，适合于对大块内存的分配请求。

slab分配器用于为只有几十或几百个字节的小内存区分配内存。如，file对象。

slab分配器把小内存区看作对象，slab分配器对不再引用的对象只是释放但内容保留，以后再请求新对象时，就可直接使用而不需要重新初始化。

5 进程页表建立的时机？了解页目录表项或页表项所包含的字段。逻辑地址的划分，利用两级页表实现

地址转换的过程。

虚地址分成3个域：页目录索引（前10位）、页表索引（中10位）和页内偏移（后12位）。

32位处理机普遍采用二级页表模式，为每个进程分配一个页目录表，页表一直推迟到访问页时才建立，以节约内存。虚实地址转换分两步进行，第一步由页目录索引查页目录表，以确定相应的页表位置；第二步由页表索引查页表，以确定相应的物理页框位置。

6 请求调页。所缺的页可能存放的地方。

该页从未被进程访问过，且没有相应的内存映射。

该页属于非线性内存映射文件。非线性内存映射的是文件数据的随机页。给定文件的所有非线性映射虚拟内存区域描述符都存放在一个双向链表中。

该页已被进程访问过，但其内容被临时保存到磁盘交换区上。

该页在非活动页框链表中。

该页正在由其它进程进行I/O传输过程中。

7 了解盘交换区空间的管理方法。

盘交换区用来存放从内存暂时换出的数据页

每个盘交换区都由一组4KB的页槽组成。

盘交换区的第一个页槽用来存放该交换区的有关信息，有相应的描述符。

存放在磁盘分区中的交换区只有一个子区，存放在普通文件中的交换区可能有多个子区，原因是磁盘上的文件不要求连续存放。

内核尽力把换出的页存放在相邻的页槽中，减少访问交换区时磁盘的寻道时间。

第9-10章Linux文件系统&虚拟文件系统

1 Ext2文件卷的布局？各部分的作用是什么？

由若干个磁盘块组成。1个引导块和n个块组。每个块组又由超级块、块组描述符、数据块位图、文件的索引节点位图、索引节点区和文件数据区组成。

2 Linux系统把一般的文件目录项分成哪两部分？这样做的好处是什么？

简单目录项和文件的索引节点两部分。

简单目录项包含了文件名和索引节点号等，可以提高文件目录的检索速度。

系统只保留一个索引节点，就可实现多条路径共享文件，减少信息冗余。

3 Linux文件系统的索引节点中，索引表划分成几级？文件的索引表是如何增长的？要求能够利用索引

表实现将文件中的字节地址转换成文件的物理块的操作。

四个级别

直接索引；一级索引；二级索引；三级索引。

4 硬链接和符号链接的区别？

符号链接与硬链接区别：符号链接不与文件的索引节点建立链接，可以跨文件系统（当为一个文件建立符号链接时，索引节点的硬链接计数不改变）。

5 Linux文件系统如何管理空闲存储空间？

磁盘块和索引节点的分配和回收

文件的数据块和其索引节点尽量在同一个块组中。

文件和它的目录项尽量在同一个块组中。

父目录和子目录尽量在同一个块组中。

每个文件的数据块尽量连续存放。

6 VFS通用文件模型中的四个主要对象？

①超级块对象：Linux为每个安装好的文件系统都建立一个超级块对象。

②索引节点对象：对于具体文件系统，它代表一个文件，对应于存放在磁盘上的文件控制块。每个文件都有一个索引节点对象，每个索引节点对象都有一个唯一的索引节点号，来标识文件系统中的一个特定文件。

③目录项对象：代表一个目录项，是一个文件路径的组成部分，存放目录项与对应文件进行链接的信息。

④文件对象：记录了进程与打开的文件之间的交互信息。

7 Linux系统中，进程打开一个磁盘文件要涉及哪些数据结构？它们各有哪些关键字段？他们的作用是

什么？参考图10.2

8 一个文件在使用与不用时各占用系统哪些资源？

9 安装表的作用是什么？

第14章Windows 2000/XP模型

1．Windows 采用什么样的体系结构？

融合了分层和客户/服务器系统模型。

2．硬件抽象层HAL的作用是什么？

直接操纵硬件。

HAL.dll 是一个可加载的核心态模块。

HAL隐藏各种与硬件有关的细节。使内核、设备驱动程序和执行体免受特殊硬件平台差异的影响。系统可移植性好。3．Windows系统组件的基本机制包括：陷阱调度、执行体对象管理器、同步（自旋锁、内核调度程序对象）、本地过程调用LPC等。

4．理解：延迟过程调用DPC，异步过程调用APC

DPC被用来执行一些相对于当前高优先级的任务来说不那么紧急的任务。

有时内核在进行系统嵌套调用时，检测到应该进行重调度。为了保证调度的正确性，内核用DPC来延迟请求调度的产生。

硬件中断服务例程可以把一些相对不紧急的事情放到一个DPC对象中处理，从而缩短处理机停留在高IRQL（中断请求级别）的时间。

异步过程调用APC为用户程序和系统代码提供了一种在特定用户线程环境中执行代码的方法。

如果需要从内核空间复制一个缓冲区到某一用户进程地址空间缓冲区，那么复制过程需要在用户进程上下文运行，这样页表才能包含内核缓冲区和用户缓冲区。

每个线程都有自己的APC队列。APC队列也由内核管理。

5．Windows中有哪些对象，都有什么作用？

两种类型对象：

①执行体对象：执行体的各种组件实现的对象。例如进程和线程管理器、内存管理器、I/O管理器、对象管理器等。

②内核对象：由内核实现的一批初级对象，这些对象对用户态代码不可见，它们仅供执行体使用。内核对象提供基本的能力，如执行体对象之间的同步。因此，一个执行体对象可以包含一个或多个內核对象。

6．在多处理机系统中，提供了哪些同步和互斥机制？

内核引入自旋锁实现多处理机互斥机制。内核以内核对象的形式给执行体提供其他的同步机构—“调度程序对象”，包括：进程对象、线程对象、事件对象、信号量对象、互斥体对象、可等待的定时器对象及文件对象等。每个同步对象都有“有信号”或“无信号”两种状态。

7．线程如何实现等待一个同步对象的操作？

一个线程可以等待一个或多个同步对象变为有信号状态，实现同步。

第15章Windows 进程和线程管理

1.管理进程和线程的数据结构：

执行体进程块EPROCESS、执行体线程块ETHREAD、内核进程块KPROCESS、内核线程块KTHREAD。

进程的特点：

①是一个可执行程序，有代码和数据。

②有一个独立地址空间。

③可有多个线程。

④进程之间不具有父子关系。

线程是进程内的执行实体。没有线程，进程的程序无法执行。

2.创建进程：CreateProcess( )；创建线程：CreateThread( )

3.线程的7种状态，及其解释。

就绪状态(ready)

备用状态(standby)。已选好处理机，正等待描述表切换，以便进入运行状态。

运行状态(Running)

等待状态(waiting)

传输状态(transition)。核心栈被调到外存的就绪态。

终止状态(terminated)。线程执行完成时进入终止状态。

初始化状态(Initialized)。正在创建过程中。

4.线程调度：基于优先级的抢先式的多处理机调度系统。线程调度程序的数据结构：32个就绪线程队列、32位线程就绪队列位图、32位处理机空闲位图。

5.线程优先级的提升时机。

系统会提升线程的优先级，以改善性能：

①I/O操作完成后的线程。

②信号量或事件等待结束的线程。

③前台进程中的线程完成一个等待操作。

④由于窗口活动而唤醒图形用户接口线程。

⑤线程处于就绪状态超过一定时间，仍未能进入运行状态(处理器饥饿)。

第16章Windows 存储器管理

1 两种数据结构：虚拟地址描述符V AD、区域对象，这两种结构各有什么作用？

Windows 2000管理进程私有地址空间采用两种描述方式：

①虚拟地址描述符（VAD，Virtual Address Descriptor）存储器管理器采用请求页式调度算法。

进程页表的构建一直推迟到访问页时才建立。这是一种“懒惰”的方式。

②区域对象（Section Object）利用区域对象可将一个可执行的映像装入主存。然后访问这个文件就象访问主存中的一个大数组，而不是对文件进行读/写操作。使用区域对象可将一个大于进程地址空间的文件映射到进程地址空间。高速缓存管理器利用区域对象访问一个被缓冲文件中的数据。

2 虚存内存区域：空闲的、保留的、提交的

3 32位逻辑地址，二级页表。页目录表项和页表项具有相同的数据结构，该数据结构包含哪些数据项？

进程页表建立的时机。进程的地址转换过程。

页目录表的每一项记录一个页表的地址。进程页表不再占用连续的主存空间。

32位的虚地址被分解为：页目录索引、页表索引、页内字节索引。

进程页目录的物理地址被保存在核心进程块中(KPROCESS)。

虚拟地址变换过程：

①系统把即将运行进程的页目录表始址送处理器的CR3寄存器。

②由页目录索引定位某个页表在页目录表中页目录项的位置，找到某页表所在页框号。

③页表索引定位指定页在页表中的位置。如果该页是有效的，找到虚拟页在物理主存的页框号。如果该页是无效的，存储管理器的故障处理程序将失效的页调入主存。

④当页表项包含有效页时，页内字节索引定位程序或数据在物理页框内的地址。

4 管理物理内存的数据结构：页框数据库。

页框的8种状态：活动、转换、备用、更改、更改不写入、空闲、零初始化、坏，

页框的状态转换图16.9。

原型页表项的概念

当一个页框被两个或多个进程共享时，存储器管理器依靠一个称为“原型页表项”（Prototype PTE）的软件结构来映射这些被共享的页框。引入原型页表项是为了尽可能地减少对各进程的页表项的影响。

5 Windows采用的页替换策略是什么？

第17章Windows 文件系统

1 Windows所支持的文件系统类型有哪些？

磁盘分区支持两种格式的文件系统：FAT(物理结构为链接式)和NTFS(物理结构是索引式)系统。

2 虚拟簇号和逻辑簇号的概念。

FAT和NTFS将卷划分成若干簇，并从卷头到卷尾进行编号，称为逻辑簇号(LCN)。

NTFS支持的文件的物理结构是索引式的。通过索引表建立文件的虚拟簇号(VCN)与磁盘的逻辑簇号之间的映射。

3 NTFS卷的结构，主控文件表MFT的作用。

NTFS卷的结构：最多占16个扇区。包含卷的布局、文件系统结构以及引导代码等信息；NTFS卷结构由三部分组成，分区引导扇区、主控文件表（MFT）区、文件数据区。

MFT是NTFS卷的管理控制中心，包含了卷上所有的文件、目录及空闲未用盘簇的管理信息。

文件数据区依次存放NTFS所有系统文件，主控文件表MFT的镜像文件，根目录、普通文件和子目录，一些空闲簇等。

4 NTFS文件的物理结构：索引顺序结构。

5 管理文件的目录结构采用B-树。

计算机操作系统复习提纲

计算机操作系统（第四版） 编著：汤小丹，梁红兵，哲凤屏，汤子瀛 1、考试题型 一．选择题（15题，每题2分） 二．判断题（10题，每题2分） 三．简答题（2题，每题10分） 四．计算题（2题，每题10分） 五．应用题（2题，每题10分） 2、考试内容分布 第一章操作系统概论 1.1.1操作系统目标* 1.1.2操作系统的作用* 1.1.3推动操作系统发展的主要动力 1.2.1未配置操作系统的计算机系统 1.2.2单道批处理系统* 1.2.3多道批处理系统多道批处理系统的优缺点* 1.2.4分时系统特征 1.2.5实时系统概念 1.3操作系统基本特征并行，并发，共享，虚拟 1.4.1处理机管理功能 1.4.2存储管理系统 1.4.3设备管理功能 1.4.4文件管理功能 1.4.5操作系统与用户之间的接口 习题：1.2.11 第二章进程的描述和控制 2.1.1前趋图 2.1.2程序顺序执行 2.2进程的描述* 进程的基本状态及转化* 2.3进程控制进程的创建* 2.4进程同步临界资源同步机制应遵循的规则* 2.4.3信号量机制* 2.4.4信号量的应用 2.5经典进程同步问题

2.6进程通信 2.7线程的基本概念 2.8.3线程的创建和终止* 习题：7.9.11.16.22 第三章处理机调度与死锁 3.1.1处理机调度的层次* 3.1.2处理机调度算法的目标 3.2作业和作业调度 3.2.3先来先服务和短作业优先调度 算法 3.2.4优先级调度算法和高响应比 优先调度算法 3.3进程调度 3.3.2轮转调度算法* 3.3.4优先级调度算法 3.5死锁概述 3.5.3死锁的定义、必要条件和处理方法 3.6预防死锁 3.7避免死锁 3.8死锁的检测与解除 习题：12.13.27.31 第四章存储器管理 4.1.1多层结构的存储器系统* 4.1.3高速缓存和磁盘缓存* 4.2.1程序的装入* 4.3连续分配存储管理方式* 分区分配操作* 4.3.4基于顺序搜索的动态分区分配算 4.3.6动态可重定位位分区分配 4.4对换 4.5分页存储管理方式 4.6分段存储管理方式 习题：7.13.18.19.24 第五章虚拟存储器 5.1虚拟存储器概述 5.2请求分页存储管理方式 5.3页面置换算法最佳置换算法*和先进先出置换算法*

北理工操作系统内存管理实验报告

实验三：内存管理 班级： 学号：

姓名： 一、实验目的 1.通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解； 2.熟悉虚存管理的页面淘汰算法； 3.通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。 二、实验要求 1.设计一个请求页式存储管理方案（自己指定页面大小），并予以程序实现。 并产生一个需要访问的指令地址流。它是一系列需要访问的指令的地址。为不失一般性，你可以适当地（用人工指定地方法或用随机数产生器）生成这个序列。 2.页面淘汰算法采用FIFO页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页 表中抹去。而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。 3.系统运行既可以在Windows，也可以在Linux。 三、实验流程图

图1 页式存储管理程序参考流程 四、实验环境 硬件设备：个人计算机。 系统软件：windows操作系统，Visual C++6.0编译环境。 五、实验结果

说明：模拟产生35个指令地址，随机产生20个指令地址进行排队，假设主存中共有10个工作集页帧。将前9个指令调入内存，因为前9个指令中，页号为13的指令有两个，所以调入内存中共有8页。此时主存中还有两个空闲帧。此时按刚才随机顺序进行访问指令工作。前9页因都在主存中可直接调用。第10个随机地址为页号为5的指令，也在主存中，也可直接调用。页号为24,3因不在主存中，需要调用进主存。此时主存已满。然后主存需要进行调用页号为27号的指令，因主存已满，需要执行FIFO算法，将最先进入主存的页号为30的指令调出，将27号放入第1000000帧。以后需要调用的页面按照存在就无需调用，否则按FIFO原则进行调页工作。 六、实验感想 七、实验代码 #include

《计算机操作系统》复习笔记

第一章操作系统引论 【操作系统】是一组控制和管理计算机硬件和软件的资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用计算机的程序的集合。是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的首次扩充。 【操作系统的目标】方便性，有效性，可扩展性，开放性。 在计算机中配置操作系统的目的主要是提高系统资源的利用率。操作系统主要是管理计算机中的资源，包括存储器（主要为进程管理）和处理机。【操作系统的作用】从用户的观点，是用户和计算机硬件系统之间的接口（命令方式，图形窗口方式，系统调用方式）；从资源管理观点，是计算机资源的管理者（处理机，存储器，文件设备管理）；从虚拟机的观点，是扩充裸机功能的软件；从任务组织观点，是计算机工作流程的组织者。【操作系统的发展过程】人工操作方式，脱机输入/输出方式，单道批处理系统（自动性，顺序性，单道性），多道批处理系统（多道性，调度性，无序性），分时系统（多路性，独立性，及时性，交互性），实时系统。【操作系统的基本特征】并发（最基本特征），共享（互斥共享，同时访问），虚拟，异步性。 【操作系统的功能】处理机管理（进程控制，进程同步，进程通信，进程调度），存储器管理（内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充），设备管理（缓冲管理，设备分配，设备处理），文件管理（文件存储空间的管理，目录管理，文件的读写管理和保护），提供友好用户接口（命令，程序，图形用户接口）。五大功能的必要性：为了使多道批处理系统有序高效进行，并方便用户的使用。 【操作系统的结构设计】整体式系统，模块化结构，分层式结构，微内核结构。 【分时操作系统】允许多个用户已交互的方式使用计算机，方便用户。根据用户所能接受等待时间来确定的。多方面服务程序。 【批处理操作系统】允许多用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理，提高资源利用率。为了充分利用资源，一帮优先选择计算型和I/O型多个作业投入运行。批处理作业，必须提供相应的作业控制信息 【实时操作系统】计算机系统能及时的处理由过程控制的反馈数据并响应。根据控制对象所能接受的时延。专用服务程序。

北京理工大学远程教育学院 操作系统 2019-2020学年

(93) 北京理工大学远程教育学院2019-2020学年第二学期 《操作系统》期末试卷（B卷） 教学站学号姓名成绩 应用题（每题20分，共100分） 1．批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的特点各是什么? 2. 动态分区分配的基本分配思想是什么？常用的分配算法有哪四种，简述其含义。 3．为什么要引入缓冲区? 4．解释产生死锁的四个必要条件是什么，当预防死锁时可以通过破坏这四个条件的任意一个来实现，请分别论述破坏每个条件会产生什么影响，哪些条件能破坏哪些条件不能破坏？ 5.某工厂有一个可以存放设备的仓库，总共有8个位置可以存放8台设备。生产部门生产的每一台设备都必须入库。销售部门可以从仓库提出设备供应客户。设备的出库和入库都必须借助运输工具。现在只有一套运输工具，每次只能运输一台设备，系统共使用三个信号量，S代表互斥信号量，表示运输工具；S1和S2均为同步信号量，S1表示仓库中可以存放设备的空闲位置，S2表示仓库中已经被设备占用了的位置。请设计一个能协调工作的自动调度管理系统，并利用记录型信号量写出解决此问题的程序代码，请注明信号量的初值。

(编号) 北京理工大学远程教育学院2019-2020学年第二学期 《操作系统》期末试卷（B卷）答题纸 教学站学号姓名成绩 1.答：1)批处理操作系统的用户脱机使用计算机，作业是成批处理的，系统内多道程序并发执行，交互能力差。 2)分时操作系统可以让多个用户同时使用计算机，人机交互性较强，具有每个用户独立使用计算机的独占性，系统响应及时。 3)实时操作系统能对控制对象作出及时反应，可靠性高，响应及时，但是资源利用率低。 2． 答：算法思想：将空闲分区链以地址递增的顺序连接；在进行内存分配时，从链首开始顺序查找，直到找到一块分区的大小可以满足需求时，按照该作业的大小，从该分区中分配出内存，将剩下的空闲分区仍然链在空闲分区链中。 第一种：首次适应算法（First fit） 按空闲分区依地址递增次序链接，分配内存时按顺序查找,放入第一个匹配到的空闲分区，会造成内部碎片，有着较大的浪费 第二种：最佳适应算法（Best fit） 将空闲分区按内存大小递增的顺序链接起来，分配内存时按照顺序放入第一个匹配的空闲分区。 第三种：最坏适应算法（Worst fit） 将空闲分区按容量递减的顺序链接起来，分配内存时放入第一个匹配的空闲分区，即最大的分区，造成内部碎片

北方工业大学计算机操作系统作业总复习答案解析

1.1什么是操作系统的基本功能? 答：操作系统的职能是管理和控制计算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的基本功能包括：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。 1.2什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征? 答：批处理系统(batch processing system)：操作员把用户提交的作业分类，把一批作 业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。 分时系统(time sharing operation system)：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按 时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。 实时系统(real time system)：在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。 1.3多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别? 答：多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU，能真正同时执行 多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 2.2 作业由哪几部分组成？各有什么功能？ 答：作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书。程序和数据完成用户所要求的业务处理工作，系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作。 2.4试述SPOOLING系统的工作原理。 答：在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起 来，作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。操作系统中的输人程序包含两个独立的过程，一个过程负责从外部设备把信息读入缓冲区，另一个过程是写过程，负责把缓冲区中的信息送人到外存输入井中。 在系统输人模块收到作业输人请求后，输人管理模块中的读过程负责将信息从输人装置读人缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存输人井中。读过程和写过程反复循环，直到一个作业输入完毕。当读过程读到一个硬件结束标志后，系统再次驱动写过程把最后一批信息写入外存并调用中断处理程序结束该次输入。然后，系统为该作业建立作业控制块JCB，从而使输入井中的作业进人作业等待队列，等待作业调度程序选中后进人内存。 2.5 操作系统为用户提供哪些接口?它们的区别是什么? 答：操作系统为用户提供两个接口，一个是系统为用户提供的各种命令接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统。另一个接口是系统调用，编程人员使用系统调用来请求操作系统提供服务，例如申请和释放外设等类资源、控制程序的执行

北京理工大学计算机专业研究生复试上机试题 20002008

2000-2008 计算机系2000年研究生入学复试上机试题: ----------------------------------------------- 1、输入任意4个字符(如：abcd)，并按反序输出(如：dcba) 2、设a、b、c均是0 到9 之间的数字，abc、bcc是两个三位数，且有：abc+bcc=532。求满足条件的所有a、b、c的值。 3、一个数如果恰好等于它的各因子（该数本身除外）子和，如：6=3+2+1，则称其为“完数”；若因子之和大于该数，则称其为“盈数”。求出2到60之间所有“完数”和“盈数”，并以如下形式输出： E: e1 e2 e3 ......(ei为完数) G: g1 g2 g3 ......(gi为盈数) 4、从键盘输入4个学生的数据(包括姓名、年龄和成绩)，并存放在文件sf1上。从该文件读出这些数据，按成绩从高到底排序，并输出其中成绩次高者的所有数据。 ----------------------------------------------- 计算机系2001年研究生入学复试上机试题(1) ----------------------------------------------- 1、编写程序，计算下列分段函数y=f(x)的值。 y= -x+2.5 0<= x <2 y=2-1.5(x-3)(x-3) 2<= x <4 y=x/2-1.5 4<= x <6 2、编写程序，读入一个整数N。若N 为非负数，则计算N 到2N 之间的整数和；若N 为一个负数，则求2N 到N 之间的整数和。 3、设N是一个四位数，它的9 倍恰好是其反序数（例如：1234的反序数是4321），求N 的值。 4、N个人围成一圈顺序编号，从1号开始按1、2、3顺序报数，报3者退出圈外，其余的人再从1、2、3开始报数，报3的人再退出圈外，依次类推。请按退出顺序输出每个退出人的原序号。要求使用环行链表编程。 ----------------------------------------------- 计算机系2001年研究生入学复试上机试题(2) ----------------------------------------------- 1、请输入高度h，输入一个高为h，上底边长为h的等腰梯形（例如h=4，图形如下）。 **** ****** ******** ********** 2、请编写一个程序，从键盘上输入n（n的范围是1～20），求n的阶乘。 3、从键盘上任意输入一个长度不超过20的字符串，对所输入的字符串，按照ASCII码的大

计算机操作系统(第三版)-复习题答案

操作系统第一章复习题 一、选择题 1、下列选项中，（ D ）不是操作系统关心的主要问题。 A 管理计算机裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面。 C 管理计算机系统资源 D 高级程序设计语言的编译器 2、多道批处理系统的主要缺点是（ C ）。 A CPU利用率低 B 不能并发执行 C 缺少交互性 D 以上都不是。 3、在操作系统中，（ D ）部分属于微内核。 A 输入/输出井的管理程序，及作业调度软件。 B 用户命令解释程序 C 磁盘文件目录管理软件 D 进程通信服务例程 4、通常在分时系统中运行的作业称为（ C ）。 A 前台作业 B 后台作业 C 终端型作业 D 批量型作业 5、在下面的选项中，（ A ）不属于操作系统提供给用户的可用资源。 A 中断机制 B 处理机 C 存储器 D I/O 设备 6、操作系统在计算机系统中处于（ B ）的位置。 A 计算机硬件和软件之间 B 计算机硬件和用户之间 C 处理机和用户程序之间 D 外部设备和处理机之间 7、操作系统是对（ C ）进行管理的软件。 A 软件 B硬件 C计算机资源 D 应用程序 8、操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（ A ）。 A 利用率 B 可靠性 C 稳定性 D 兼容性 9、操作系统提供给程序员的接口是（ B ）。 A 进程 B 系统调用 C 库函数 D B和C 10、所谓（ B ）是指将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A 多重处理 B 多道程序设计 C 实时处理 D 共行执行 11、实时系统必须在（ C ）内处理完来自外部的事件。 A 响应时间 B 周转时间 C 规定时间 D 调度时间 12、在操作系统中，并发性是指若干事件（ C ）发生。 A 在同一时刻 B 一定在不同时刻 C 在某一时间间隔 D 依次在不同时间间隔内 13、订购机票系统处理各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个（ D ）。 A 分时系统 B 多道批处理系统 C 计算机网络 D实时信息处理系统 二、填空题 1、操作系统两个最基本的特征是（并发）和（共享），两者之间互为存在条件。 2、实时系统应具有的两个基本特征，它们是（及时性）和（高可靠性）。 3、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（分时操作系统）；允许多个用户 将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（批处理操作系统）；计算机系统能

2011年操作系统复习 北京理工大学 计算机专业

第1章操作系统概论 1 早期操作系统设计的主要目标是什么? 方便性：方便用户使用计算机。用户通过操作系统来使用计算机。 有效性：使计算机系统能高效可靠地运转，提高系统资源的利用率。 还要便于操作系统的设计、实现和维护。 2操作系统是资源管理程序，它管理系统中的什么资源？ 进程----进程表存储器----存储表 I/O设备----I/O设备表文件----文件表 3为什么要引入多道程序系统?它有什么特点？ 提高CPU的利用率，充分发挥系统设备的并行性。这包括程序之间、CPU与设备之间、设备与设备之间的并行操作。指在主存同时存放若干道程序，使它们在系统中交叉运行，共享系统中的各种资源。当一道程序暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。 在单处理机系统中。宏观上，多道程序并行运行；微观上，在任何特定时刻，只有一道程序在处理机上运行，即各程序交叉地在CPU上运行。 4叙述操作系统的基本功能。 (1)处理机管理：进程管理。处理机如何调度的问题：FCFS、优先级、时间片轮转？ (2)存储器管理：主存管理。存储分配、存储保护、主存扩充。 (3)设备管理：涉及对系统中各种输入、输出设备的管理和控制。分配设备，控制设备传输数据。 (4)文件管理：将程序、数据、操作系统软件等组织成文件，存在磁盘或磁带上，方便用户访问。 5 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点?各适合应用于哪些方面? 批处理：优点: 系统吞吐量大，资源利用率高。适合计算量大、自动化程度高的成熟作业。 缺点: 用户与作业无法交互，作业平均周转时间较长。 适用于比较成熟的大作业 分时系统：同时性：若干用户同时使用一台计算机。 独立性：每个用户占有一台终端，独立操作，感觉不到别的用户存在。 交互性：用户可通过终端与系统进行人机对话。 及时性：用户的请求能在较短时间内得到响应。 适用于小作业 实时系统：（1）实时性。其响应时间由被控制对象所能承受的延迟来确定。 （2）可靠性。要具有容错能力，可采用双工机制：一台主机；一台后备机。 （3）确定性。是指系统按照固定的、预先确定的时间执行指定的操作。其可确定性取决于系统响应中断的速度和处理能力。 适用于实时过程控制，实时信息处理 6操作系统的特性? （1）并发性：并发是指系统中存在着若干个逻辑上相互独立的程序，它们都已被启动执行，都还没有执行完，并竞争系统资源。 (2)共享性：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。如打印机、磁带机、磁盘等。支持系统并发性的物 质基础是资源共享 (3)虚拟性：把共享资源的一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。如，CPU的分时共享；虚拟存储器技术。 (4)异步性（随机性）：有限的资源共享使并发进程之间产生相互制约关系。各个进程何时执行、何时暂停、以怎样的速度向前 推进、什么时候完成等都是不可预知的。 7衡量OS的性能指标有哪些？什么是吞吐量、响应时间和周转时间？ 资源利用率：指在给定时间内，系统中某一资源（如CPU、存储器、外部设备等）实际使用时间所占比率。 吞吐量(Throughput)：指单位时间内系统所处理的信息量。它通常是用每小时或每天所处理的作业个数来度量。 周转时间：指从作业进入系统到作业退出系统所用的时间。而平均周转时间是指系统运行的几个作业周转时间的平均值。

计算机操作系统总复习题

《计算机操作系统》复习整理 第1章计算机操作系统概述 学习重点： （1）什么是操作系统，操作系统在软件层次中的地位；操作系统的设计观点 （2）操作系统的形成和五大类型（批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系和分布式操作系统） （3）操作系统的五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和处理机及进程管理 （4）操作系统的属性：响应比、并发性（共行性）、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等 （5）操作系统的“生成”、配置、设置和引导 教学要求： （1）牢固掌握操作系统的定义：计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软、硬件资源的系统（或程序集合）；清楚地了解操作系统所处的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。 （2）牢固掌握操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大主要功能：界面管理、文件管理、存储管理、设备管理、进程管理。 （3）理解衡量操作系统优劣的属性：响应比、并发性（共行性）、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等。 （4）在实践方面至少掌握一种实际操作系统的安装、使用和维护。 （5）研究操作系统面对用户的服务观点和系统内部的管理观点。即为用户提供方便而安全的工作环境，体现“用户至上”、“服务至上”的原则；内部管理采用中断、通道、串行、并发、并行和本地远地通信等分设的各种管理部门机构，；里外协作分工组织，力争达到“多快好省”。 （6）考虑到CPU与外部设备在速度方面的差异，采用硬通道、缓冲区、多种队列和多种调度算法，以“小步快跑”等策略管理和控制计算机资源，平衡协调为用户服务。 （7）了解现代操作系统为用户提供的三种使用界面：命令界面、系统调用界面和图形界面。一般用户通过命令、图形方式控制，编程人员通过系统调用方式控制计算机。 （8）初步了解如何认识和解剖操作系统。 （9）了解操作系统（DOS、Windows、UNIX、Linux）版本简况。 习题 1、教材中介绍了学习“操作系统”要记住最精髓的两句话，是什么？ 答：计算机操作系统使方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）；操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。 2、分时系统和实时系统有什么不同？ 答：分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。 3、多用户操作系统离开了多终端的硬件支持，能否安装和使用？ 答：多用户系统与多终端系统是不同的概念。多用户系统为多个用户使用，是一个软件系统的概念，它强调用户之间的安全保密；而多终端系统是指系统中有多个用户终端，是硬件设备的描述，即使一个终端也可以为多个用户使用。因此，多用户操作系统不一定需要多终端的硬件支持，完全可以安装和使用。 4、多用户操作系统和网络操作系统有什么区别？ 答：以单机多用户系统为例，说明它与网络操作系统的比较。

北京理工大学计算机导师简介

关于研究方向、就业前景与导师 大半年没来这个论坛逛逛了，今天来到，忽然想起了一年前准备考北理工时懵懂无知的样子。作为一个原外校的学生，对北理工的一切都是那样的陌生，当时多么希望能认识一位学长，在平时多指点指点自己，少走些弯路，但希望总归是希望，最终还是自己摸爬滚打一路走来。此处，我想说的是关于复试后选择导师的有关事宜，当时由于自己选择导师时的无知与不负责任，导致我与自己的梦想越走越远，希望此文能够帮助学弟学妹们不要重蹈我的覆辙。好的，废话少说，言归正传，首先说下选导师的步骤。在我们之前，每届新生在开学之后都会召开师生双选会，在双选会上来选导师，但我们这届并没有，都是自己联系的导师。有个别学生是在复试前找的导师，我觉得意义不大，因为去年的复试是相当公正严格的，而且复试成绩占的比重相当大，看过某个帖子计算了一下，实际总成绩中复试成绩和初试成绩大约各占一半，并不是表面上看去的三七分或者四六分，因此初试成绩低的朋友可千万不要放弃，机会也相当大的哦~我身边就有很多这样的例子（包括我）。我是在复试结束回校的两周之后才开始联系导师的，当时对老师和研究方向不甚了解，在论坛上找了个介绍导师的帖子随便选了几个导师去联系（我发的邮件），结果前两个老师都说学生已经招满了，还好，第三个老师也就是我现在的导师给我打电话来了，第一句话就是“你怎么这么晚才找导师”。。。因此，我个人的建议是复试前先瞄上自己心仪的导师，待复试名单出来后趁热打铁在回校之前去找导师面对面的交流，初试成绩很高的同学可以再复试前就去找比较牛的导师，当然，也有不少同学是开学之后联系的导师。其实何时联系导师并不重要，重要的是你要找什么类型的导师，研究方向是否符合自己的兴趣爱好，下面我就来介绍介绍。 选择一个合适的导师至关重要，可以说决定着你将来的就业方向。拿我来说，在读研之前我就非常想进银行的软开，但由于选导师前没有查清楚，随便报了位老师，结果现在的老师根本不搞数据库（一般搞数据库的进银行的概率比我们不搞数据库的概率大的多），可以说我现在已经放弃了进银行工作的梦想了。导师的研究方向和将来的就业方向就是存在着这样微妙的关系。现在就将部分导师和其目前项目的方向以及你将来的就业方向简单的配一下对，你就对号入座吧~ 一、进入高校当教师 假如你有这样的梦想，那是非得读博不可了，初试成绩好的话硕博连读貌似挺容易的，身边貌似没有同学愿意读博的，若你初试成绩不好也没关系，研一这年你就好好学文化课吧，听英语老师说研一结束后对总成绩拍名，靠前的可以保博，不过一般学的好的也都去考清华北大的博士了。。。 至于导师嘛，当然是选择那些大牛教授了，别的帖子和学院网上都可以查到，不过听说最NB的是贾云德老师，看上去是一个人很不错的老师，呵呵。 二、进入银行软开部门 银行的工作绝对是个肥差，基本都解决户口，这两年都有老多人进入各种银行。要说研究方向，当然要选有与数据库相关项目的老师了，这里简单介绍几个普通的老师。 1、 王全玉 目前项目貌似都跟DB有关，不过用的技术不统一，有的用C#，现在好像又出来个图像处理方面的东东，用的是VC，反正用到啥就学啥吧，都是现用现学的。据同学说他在开学之前说每月都会发点工资（好像是四五百的样子），但是一学期都结束了，从来没听他提过money的事情。。。 2、 宿红毅

(完整word版)计算机操作系统复习知识点汇总

《计算机操作系统》复习大纲第一章绪论 1.掌握操作系统的基本概念、主要功能、基本特征、主要类型； 2.理解分时、实时系统的原理； 第二章进程管理 1.掌握进程与程序的区别和关系； 2.掌握进程的基本状态及其变化； 3.掌握进程控制块的作用； 4.掌握进程的同步与互斥； 5.掌握多道程序设计概念； 6.掌握临界资源、临界区； 7.掌握信号量，PV操作的动作， 8.掌握进程间简单同步与互斥的实现。 第三章处理机调度 1.掌握作业调度和进程调度的功能； 2.掌握简单的调度算法：先来先服务法、时间片轮转法、优先级法； 3.掌握评价调度算法的指标：吞吐量、周转时间、平均周转时间、带权周转时间和平均带权周转时间； 4.掌握死锁；产生死锁的必要条件；死锁预防的基本思想和可行的解决办法； 5.掌握进程的安全序列，死锁与安全序列的关系； 第四章存储器管理 1.掌握用户程序的主要处理阶段； 2.掌握存储器管理的功能；有关地址、重定位、虚拟存储器、分页、分段等概念； 3.掌握分页存储管理技术的实现思想； 4.掌握分段存储管理技术的实现思想； 5.掌握页面置换算法。 第五章设备管理 1.掌握设备管理功能； 2.掌握常用设备分配技术； 3.掌握使用缓冲技术的目的； 第六章文件管理 1.掌握文件、文件系统的概念、文件的逻辑组织和物理组织的概念； 2.掌握目录和目录结构；路径名和文件链接； 3.掌握文件的存取控制；对文件和目录的主要操作 第七章操作系统接口 1.掌握操作系统接口的种类； 2.掌握系统调用的概念、类型和实施过程。

计算机操作系统复习知识点汇总 第一章 1、操作系统的定义、目标、作用 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。 设计现代OS的主要目标是：方便性，有效性，可扩充性和开放性. OS的作用可表现为： a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；（一般用户的观点） b. OS作为计算机系统资源的管理者；（资源管理的观点） c. OS实现了对计算机资源的抽象. 2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统（假脱机或联机输入输出方式）的联系和区别 脱机输入输出技术(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O 设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度. 由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说，它们是在脱离主机的情况下进行的，故称为脱机输入输出方式；反之，在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机（SPOOLing）输入输出方式假脱机输入输出技术也提高了I/O的速度，同时还将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。 3、多道批处理系统需要解决的问题 处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题 4、OS具有哪几个基本特征?它的最基本特征是什么? a. 并发性(Concurrence),共享性(Sharing),虚拟性(Virtual),异步性(Asynchronism). b. 其中最基本特征是并发和共享. c. 并发特征是操作系统最重要的特征，其它三个特征都是以并发特征为前提的。 5、并行和并发 并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念，并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生。 进程控制，进程同步，进程通信和调度. b. 存储管理功能： 内存分配，内存保护，地址映像和内存扩充等 c. 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 d. 文件管理功能： 对文件存储空间的管理，目录管理，文件的读，写管理以及檔的共享和保护 7、操作系统与用户之间的接口 a. 用户接口：它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统

北理工模拟题 操作系统

9操作系统6 一判断题（共10题,共20分） 1. （√）在页式存储管理中，用户进程的地址空间是连续的，但允许将进程的各个页放在不连续的存储器块中。（2分）( ) . 2. （√）在页式存储管理中，用户进程的地址空间是连续的，但分页是根据用户需要来改变页的大小的。（2分）( ) . 3. （与模拟题5重复）设备的独立性就是用户可以任意使用系统设备而彼此互不影响。 （2分）() . 4. （与模拟题4重复）在数据传送的方式中，DMA控制方式是一种独立于CPU 完成外围设备和内存之间的数据交换方式，不需要CPU的频繁干涉。（2分）( ) . 5. （与模拟题4重复）批处理的主要缺点是CPU利用率低，不能并发执行。（2分） ( ) . 6. （与模拟题4重复）虚存的容量可以比内存大，也可以比内存小。（2分）( ) . 7. （与模拟题5重复）当系统中的进程数大于资源数时，进程竞争系统资源不一定会产生死锁。（2分）( ) . 8. （×）内存与设备之间的数据传输方式中，程序查询方式的传输效率最高。（2分） ( DMA是最高) . 9. （与模拟题4重复）分页系统中，对主存的访问仍是以字节为单位进行的。（2分） ( ) . 10. （×）UNIX的文件系统中把文件分为三类，其中有一类文件叫特别文件，这类文件是指其用途是由用户特别指定了性质的文件。（2分）( 作业中有这道判断) .

二单选题（共10题,共20分） 1. 如果一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行过程中不能被修改，即程序应该是（B ）。（2分） A.可执行码√ B.可重入码 C.可改变码 D.都对 . 2. 操作系统中，（B ）是竞争计算机系统资源的基本单位。（2分） A.程序√ B.进程 C.作业 D.用户 . 3. 一台计算机有13台磁带机。它们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要4台磁带机。N为（D ）时，系统没有死锁危险。（2分） √ . 分）2（要完成从一个文件中读一批数据的功能，需要依次执行的操作为4. 与模拟题4重复A.建立文件，写文件，读文件，关闭文件 B.建立文件，写文件，关闭文件 C.打开文件，读文件，关闭文件 D.打开文件，写文件 . 5. (D)不是操作系统必须提供的功能。（2分） B.为进程提供系统调用命令 C.处理中断猜的 D.编译源程序 . 6. 通常进程是由(与模拟题5重复)、数据段和PCB三部分组成的。（2分） C.程序段 D.缓冲区 . 7. 当一个进程处于这样状态（A）时，称为等待状态。（2分） √A.它正等待输入一批数据 B.它正等待运行完成 C.它正等待分配给它一个时间片 D.它正等待进入内存 . 8. ( B)是分段式虚拟存储管理优于分页式虚拟存储管理之处。（2分） A.没有零头 √B.便于共享内存中数据 C.只需将进程的一部分调入内存，进程即可运行 . 9. 最佳适应算法的空白区一般是按照（C ）排列。（2分） A.地址从小到大 B.地址从大到小 √C.尺寸从小到大 D.尺寸从大到小 E.成正比 F.成反比 G.无关H.成固定比例 . 10. WINDOWS进程管理引入线程后，CPU采用的调度算法是（C ）算法。（2

计算机操作系统期末考试复习重点

一、选择题（2*10） 1、分时系统：特征1、多路性 2、交互性 3、独立性 4、及时性 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决? 关键问题：及时接收，及时处理; 对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；对于及时处理，应使所有的用户作业都直接进入内存，在不长的时间内，能使每个作业都运行一次. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么? 用户的需要.即对用户来说，更好的满足了人-机交互，共享主机以及便于用户上机的需求. 优点：1、为用户提供了友好的接口 2、促进了计算机普遍使用，为多个终端服务 3、便于资源共享和交换信息 2、计算 (已知两个求另一个） 例、有3个进程，每个进程最多需要4个资源，不会死锁的最小资源是3*3+1=10个 有7个进程，每个进程最多需要8个资源，不会死锁的最小资源是7*7+1=50个 3、同步机制遵循的规则：1.空闲让进 2、忙则等待 3、有限等待 4、让权等待 4、产生死锁的必要条件：1）互斥条件：摒弃 2）请求和保持条件：3）不剥夺条件4）环路等待条件 发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏互斥条件是不太实际的。预防死锁：通过破坏四个必要条件之一。分析四个必要条件：1（不可破且要保证） 2，3，4可破（三种方法）。 解决不可剥夺方法：摒弃便不可剥夺为可剥夺；；请求与保持解决方法：请求时不保持，保持时不摒弃 环路等待解决方法：为设备编号从小号开始申请 请详细说明可通过哪些途径预防死锁? a. 摒弃"请求和保持"条件，就是如果系统有足够的资源，便一次性地把进程所需的所有资源分配给它； b. 摒弃"不剥夺"条件，就是已经保持了资源的进程，当它提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持的所有资源，待以后需要时再重新申请； c. 摒弃"环路等待"条件，就是将所有资源按类型排序标号，所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出. 5、很好地解决了"零头"问题的存储管理方法是.页式存储管理（无外有内.）B.段式存储管理（无内有外） C.固定分区管理（严重内零头） D.动态分区管理（无内有外）连续分配分为固定分区分配（存在内零头）和动态分区分配（外零头）。。分段分配（存在外零头） 6.。磁盘调度算法：1）先到先服务（FCFS）：仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。 2）最短寻道时间优先（SSTF）：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寻道时间最短。会导致“饥饿”现象，出现“磁臂黏着”现象。 3）扫描算法（SCAN）：是改良的SSTF算法，可以避免“饥饿”现象但是会有“磁臂黏着”现象。。 4）循环扫描（CSCAN）：会出现“磁臂黏着”现象。 5）NStepSCAN算法：避免出现“磁臂黏着”现象。 7、设备分配中的数据结构：①、设备控制表DCT；系统为每个设备配置了一张设备控制表，用于记录设备的情况。 ②、控制器控制表COCT ；COCT也是每个控制器一张，它反映控制器的使用状态以及和通道的连接情况； ③、通道控制表CHCT；每个通道都配有一张通道控制表，以记录通道的信息； ④、系统设备表SDT；整个系统设置一张SDT，它记录了当前系统中所有设备的情况。每个设备占一个表目，其中包括有设备类型、设备标识符、设备控制表、驱动程序入口、正在使用设备的进程表示等信息。 重点：：表的功能和表与设备独立器的关系。 8、？物理结构/存储结构(是指文件在外存上的存储组织形式)文件的物理结构也即文件的外存分配方式。 是从系统的角度来看文件，从文件在物理介质上的存放方式来研究文件。 显式链接：在内存的FAT中存放指向链接文件各磁盘块的指针

北京理工大学考研813计算机专业基础

813计算机专业基础 数据结构 考查内容： 数据结构主要考查考生以下几个方面： 1.理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异，以及各种基本操作的实现。 2.掌握基本的数据处理原理和方法的基础上，能够对算法进行设计与分析。 3.能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解。 应掌握的具体内容为： 一、线性表 （一）线性表的定义和基本操作 （二）线性表的实现 1.顺序存储结构 2.链式存储结构 3.线性表的应用 二、栈、队列和数组 （一）栈和队列的基本概念 （二）栈和队列的顺序存储结构 （三）栈和队列的链式存储结构 （四）栈和队列的应用 （五）特殊矩阵的压缩存储 三、树与二叉树 （一）树的概念 （二）二叉树 1.二叉树的定义及其主要特征 2.二叉树的顺序存储结构和链式存储结构 3.二叉树的遍历 4.线索二叉树的基本概念和构造 5.二叉排序树 6.平衡二叉树 （三）树、森林 1.书的存储结构 2.森林与二叉树的转换 3.树和森林的遍历 （四）树的应用 1.等价类问题 2.哈夫曼（Huffman）树和哈夫曼编码 四、图 （一）图的概念 （二）图的存储及基本操作 1.邻接矩阵法

2.邻接表法 （三）图的遍历 1.深度优先搜索 2.广度优先搜索 （四）图的基本应用及其复杂度分析 1.最小（代价）生成树 2.最短路径 3.拓扑排序 4.关键路径 五、查找 （一）查找的基本概念 （二）顺序查找法 （三）折半查找法 （四）B-树 （五）散列（Hash）表及其查找 （六）查找算法的分析及应用 六、内部排序 （一）排序的基本概念 （二）插入排序 1.直接插入排序 2.折半插入排序 （三）起泡排序（bubble sort） （四）简单选择排序 （五）希尔排序（shell sort） （六）快速排序 （七）堆排序 （八）二路归并排序（merge sort） （九）基数排序 （十）各种内部排序算法的比较 （十一）内部排序算法的应用 题型和分值 填空题15%、选择题20%、问答题40%、算法题25% 参考书目 数据结构（C语言版）严蔚敏吴伟民清华大学出版社 计算机组成原理 考查目标 1.理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。

计算机操作系统复习材料

单项选择题 1．所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 理机的时间和外围设备等其它资源。 A. 多重处理 B. 多道程序设计 C. 实时处理 D. 共同执行2．下列进程调度算法中，可能引起进程长时间得不到运行的算法是 （）。 A. 时间片轮转法 B. 不可抢占式静态优先级算法 C. 可抢占式静态优先级算法 D. 不可抢占式动态优先级算法3．信箱通信是一种（）的通信方式。A. 直接通信B. 间接通信 C. 低级通信 D. 信号量4．既要考虑作业等待时间，又要考虑作业执行时间的调度算法是（）。 A. 响应比高者优先 B. 短作业优先 C. 优先级调度 D. 先来先服务 5. 操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和（）。 A. 为用户提供良好的工作环境和接口 B. 对用户的命令做出快速响应 C. 作为服务机构向其他站点提供优质服务 D. 防止有人以非法手段进入系统 6. 设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（）。 A.可靠性和灵活性 B.实时性和可靠性 C.优良性和分配性 D ?灵活性和分配性 7. 进程有三种基本状态，下面关于进程状态变化的说法正确的是（）。 A. 进程一旦形成，首先进入的是运行状态 B. 若运行的进程因时间片用完而让出处理机，则该进程将转入就绪状态 C. 在分时系统中，一个正在运行的进程时间片到，该进程将转入就绪状态 D. 因进程执行中存在不确定性，一个进程可能同时处于某几种状态中 8. 临界区是指并发进程中访问临界资源的（）段。 A. 管理信息 B. 信息存储 C. 数据 D. 程序 9. 有n 个进程需要访问同一类资源，假定每个进程需要3 个资源，系统至少要提供（）个资源才能

计算机操作系统复习知识点汇总(简版)

考试题型 一. 单项选择30分（15个） 二. 填空20分（10个） 四. 简答20分（4个） 五. 计算30分（3个） 《计算机操作系统》复习大纲 第一章 1、OS具有哪几个基本特征? 并发性,共享性,虚拟性,异步性. 2、并行和并发概念 并行性：是指两个或多个事件在同一时刻发生。 并发性：是指两个或多少个事件在同一时间间隔发生。 3、操作系统的主要功能 处理机管理功能、存储管理功能、设备管理功能、文件管理功能、用户接口。 4、操作系统与用户之间的接口 a. 用户接口：它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统的服务 b. 程序接口：它是提供给程序员在编程时使用的接口，是用户程序取得操作系统服务的惟一途径。 5、操作系统的基本类型

1、批处理系统（又分为单道批处理系统和多道批处理系统） 2、分时系统 3、实时系统 并理解三种基本操作系统的原理 第二章 进程 1、进程的定义、特征，进程实体的组成 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。 进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性。 进程实体由程序段、相关的数据段和进程控制块PCB三部分构成。 2、进程的三种基本状态及其转换 掌握进程运行时的三种基本状态：就绪状态、执行状态、阻塞状态，并理解三种状态的含义。 掌握进程三个基本状态转换图，掌握三种状态的变迁方向及变迁原因 3、进程控制块（PCB）的作用 1）系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息。 2）系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志 3）进程与PCB是一一对应的 4、进程控制块的组织方式 方式、索引方式 5、进程与程序的区别