操作系统期末复习纲要(完整版)
操作系统期末复习提纲
第一章1.操作系统的定义操作系统(operation system):控制和管理计算机硬件和软件资源,合理组织计算机的工作流程以及方便用户使用计算机的系统软件2.计算机系统由哪两部分组成?软件包括哪两部分?哪些软件属于系统软件?哪些软件属于应用软件?硬件部分:计算机的物理装置本身,包括处理器、存储器、输入/输出控制器和各种外设软件部分:由计算机硬件执行的用以完成一定任务的所有程序以及数据系统软件:OS,编译,解释,汇编,编辑等程序应用软件:各类工具软件,数据库管理系统,图象处理软件等3.裸机的定义一台没有配备任何软件的计算机4.主要的三种操作系统是哪些?每种操作系统实现的思想和特点是什么?(批处理系统,分时系统,实时系统分别是如何实现的?各自的特点是什么?)(1)批处理系统:将一批作业输入到计算机的辅存中,系统运行时,一个接一个的调入主存运行,这种采用批量化处理作业技术的OS称为批处理系统。
1)批处理系统的特点:充分利用资源、体统吞吐量大、系统开销小、不具备交互性、作业平均周转时间长(2)分时系统(time-sharing system):一台计算机与多个终端设备连接,每个用户通过终端联机操作,系统将处理机时间划分为时间片轮流地分配给每个联机终端作业。
每个用户的请求都能快速响应,用户感到像独占计算机1)分时系统的特征:及时性、独立性、交互性、同时性(3)实时系统(real-time system):实时就是立即,马上之意。
实时系统是一种能在限定时间内对输入数据快速处理并做响应的计算机系统。
1)实时系统的特点:高及时性、高可靠性、较少人为干预、软件单一5.操作系统的基本特征是什么?(1)并发性(concurrency)(2)共享性(sharing)(3)虚拟性(virtual)(4)不确定性(undeterminacy)或异步性(asynchronism)6.什么是并行?什么是并发?并发(concurrent):指多个事件在同一段时间内同时发生,并行(parallel):指多个事件在同一时刻发生7.什么是特权指令?什么是非特权指令?处理机的工作状态分为哪两种?什么是管态?什么是目态?特权指令:只允许操作系统程序使用的指令,如修改程序状态字,开关中断,清内存等非特权指令:既允许操作系统程序使用,又允许用户程序使用的指令,如算术运算、逻辑运算、取数存数以及访管指令等处理机的工作状态分为:管态(核心态、系统态):操作系统的程序运行时CPU所处的状态目态(用户态):用户程序运行时CPU所处的状态8. 多道程序设计的前提条件是什么?CPU与外设并行工作第二章1.进程的定义是什么?进程的特征是什么?进程由哪三部分构成?(1)进程(process)的概念:进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动(2)进程的特征:动态性:有一定的生命周期并发性:独立性:独立运行、分配资源异步性:进程按照各自独立的、不可预知的速度向前推进,具有间断性结构特征:由程序段、数据集合和PCB构成-进程实体(3)进程由2.进程与程序的区别是什么?(1)程序是一组指令的有序集合,是一个静态的概念;进程是程序的一次执行,是一个动态的概念。
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操作系统期末复习纲要(完整版)3.在进程的整个生命周期中,可能要经历哪几种状态?这几种状态在什么情况下会发生什么样的变迁(请画出三状态模型转换示意图)?三种基本状态:a.就绪状态 b.执行状态 c.阻塞状态 ;进程的五状态模型、七状态模型都包括哪些不同的状态?这几种状态在什么情况下会发生什么间片完样的变迁(请画出五状态、七状态模型转换示意图)?4.什么是临界资源?什么是临界区?举一个临界资源的例子。
操作系统中将一次仅允许一个进程访问的资源称为临界资源;操作系统中把每个进程中访问临界资源的那段代码段称为临界区。
打印机。
对于一个临界资源,它的信号量最大值是多少?最小值能确定吗?能。
5.内存管理有哪两大类?实存共有哪几种内存分配方法?虚存共有哪几种内存分配方法?(1)实存:单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式(2)虚存:请求式分页、请求式分段、请求段页式6、简述一下单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式这些方法都是怎样对内存进行分配和回收的。
单一连续分区:内存的整个用户区域只分为一个区,在一段时间内只能有一个用户程序在内存中执行,只有一个程序运行完毕退出内存后,其它程序才能调入内存执行固定分区:将整个用户空间划分为若干个固定大小的区域,每个分区只装入一道作业。
可变分区:根据进程的实际需要,动态地为之分配内存空间分页:将用户程序的地址空间分为若干个固定大小的区域称为“页”,相应的,也将内存空间分为若干个物理块,页和块大小相等。
这样可将任一页放入任一块。
分段:地址空间分为若干段,每个段包含一部分地址空间,又标识了逻辑关系,其逻辑地址由段号和段内地址组成。
段页式:首先,给整个物理内存分块;然后,给作业(或进程)分段;每个段再进行分页;将每一页分配到一个个内存块中。
为了实现从逻辑地址到物理地址的转换,系统要为每个进程(或作业)建立一张段表,还要为该作业(进程)的每个段建立一张页表;内碎片、外碎片在哪些内存分配方法中出现?固定分区可产生内碎片;可变分区可产生外碎片;为解决该问题可采用紧凑技术;分页存储管理技术较好地解决了碎片问题。
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《操作系统》期末复习指导(2017.12)一、说明:期末考试计划出5种题型:选择、填空、判断、简答、计算,每种题型均占20分左右,其中,最后的两类大题(简答题和计算题共计40分)更加局限,不会超出下面复习资料给定的范围,请大家认真复习,不要大意,免得遗恨终生。
二、简答题范围(约占20分,三套考题的简答都不会超越这个范围):1.什么是进程?进程由哪几个部分构成?为什么要引进进程?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;进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成;为了使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念;什么是线程?为什么要引进线程?线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元;为了既能提高程序的并发程度,又能减少OS的开销,操作系统设计者引入了线程;进程和程序有什么区别和联系?1、进程的实质是进程实体的一次执行过程,进程实体有一定的生命期,而程序则只是一组有序指令的集合;2、进程具有并发性,而程序是不能并发执行的;3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位,而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。
一个进程可以执行一个或多个程序,一个程序可以应对多个进程。
进程和线程有什么区别和联系?不同的操作系统,其线程的实现方式都是一样的吗?线程有哪几种实现方式?进程是资源拥有的基本单位,线程是分派和调度资源的基本单位;进程拥有资源,线程不拥有资源;进程和线程都拥有并发性;进程的系统开销远大于线程的系统开销。
2.什么是地址重定位?将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称为地址重定位或地址映射什么是静态地址重定位?什么是动态地址重定位?静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。
它根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换;动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并不立即把逻辑地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU访问程序和数据的时候,才进行地址转换;静态地址重定位和动态地址重定位区别何在?内存分配中的“紧凑”技术,是在哪种地址重定位机制中用的?静态重定位的时机在作业装入时;动态重定位的时机在作业调度时。
操作系统复习提纲(大全五篇)
操作系统复习提纲(大全五篇)第一篇:操作系统复习提纲3.什么是操作系统?操作系统在计算机中的主要作用是什么?操作系统:管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户方便有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
a>服务用户观点——操作系统作为用户接口和公共服务程序 b>进程交互观点——操作系统作为进程执行的控制者和协调者 c>系统实现观点——操作系统作为扩展机和虚拟机d>资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者10.试述系统调用与函数(过程)调用之间的主要区别。
a>调用形式和实现方式不同。
函数调用所转向的地址是固定不变的,但系统调用中不包括内核服务例程入口地址,仅提供功能号,按功能号调用;函数调用是在用户态执行,只能访问用户栈;系统调用要通过陷阱设置,从用户态转换到内核态,服务例程在内核态执行并访问核心栈。
b>被调用代码的位置不同。
函数调用是静态调用,调用程序和被调用代码处于同一程序内,经链接后可作为目标代码的一部分,这是用户级程序当函数升级或者修改时,必须重新编译和链接;系统调用是动态调用,系统调用的服务例程位于操作系统中,这是系统级程序,这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关,而且调用程序的长度大为缩减,能减少其所占用的内存空间。
c>提供方式不同。
函数调用通常有编程需要提供,不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同;系统调用由操作系统提供,一旦操作系统设计好,系统调用的功能、类型和数量便固定不变。
15.什么是多道程序设计?多道程序设计技术有什么特点?多道程序设计是指允许多个作业(程序)同时进入计算机系统的内存并启动交替计算的方法。
特点:多道性、宏观并行、微观串行。
19.在分时系统中,什么是响应时间?它与哪些因素有关?响应时间:从交互式进程提交一个请求(命令)直到获得响应之间的时间间隔。
操作系统复习提纲
《操作系统》复习提纲第1章引言学习重点:(1)什么是操作系统,操作系统在计算机系统中的作用;操作系统的设计目标(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)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”。
(5)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。
(6)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。
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:计算机操作系统是方便用户、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)。
操作系统复习提纲(DOC)
操作系统复习提纲(DOC)操作系统复习提纲第⼀章1.处理器的组成:运算器,寄存器,控制器,⾼速缓存。
2.处理器的典型寄存器中保存的内容及作⽤,如PC,IR,PSW。
数据寄存器:存储程序员指派的内容地址寄存器:存储指向数据或指令的地址,也可以是指向⼀个地址的指针。
程序计数器PC:存储处理器下⼀条将要执⾏的指令的地址指令寄存器IR :存储处理器下⼀条将要执⾏的指令的内容程序状态字PSW:存储指令执⾏结果表现的各种状态中断寄存器:保存与中断管理有关的信息和状态字3.处理器的运⾏状态。
a.特权级别的处理器状态,运⾏特权指令b.⼀般级别的处理器状态,运⾏⼤部分指令4.处理器中的MMU是什么?在系统执⾏指令时起何作⽤?MMU是内存管理单元,它是中央处理器(CPU)中⽤来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路,同时也负责虚拟地址映射为物理地址,以及提供硬件机制的内存访问授权。
5.系统中多级存储器有哪些特征。
保持⾦字塔配置结构,逐级向下价格便宜、访问速度慢具有⾼速缓存的主存储器访问机制(图1-16 P23)过程:(1)当处理器需要读取主存中的⼀个字时,⾸先要查寻该字是否在cache中。
(2)若在其中,就从中读出,这样就完成了⼀次内存访问操作。
(3)若不在cache中,要先从主存中查找所需要读取字的位置,然后将该字所在位置的⼀块数据读到cache中,并将该字传递给处理器。
(4)这时cache中的信息就进⾏了⼀轮更新。
(5)若在读⼊信息的过程中发现cache已满,则需要做交换处理,即需要在cache中找出⼀批不再使⽤的信息块交换出cache,这个空间可⽤来放置新读⼊的数据。
6.时钟在系统中可起何作⽤?(1)时钟在计算机系统中承担着⾮常重要的各部件协调任务。
通过它的协调,可以使计算机的各功能部件在统⼀的时间顺序下⼯作。
(2)CPU保护:防⽌进程得到CPU后不放弃控制权。
(3)资源定时分配:分配给每⼀个进程⼀段时间(时间⽚),时间⽚到,发⽣时钟中断,资源控制权还给操作系统。
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操作系统学习要点第一章绪论要点:1、掌握如下概念:虚拟机;操作系统;多道程序;多重处理;批处理系统;分时系统;实时系统。
2、操作系统的基本功能。
第二章用户界面要点:1、掌握如下概念:作业;作业步;系统调用。
2、操作系统为用户提供的接口。
3、作业说明书与作业控制块的区别和联系。
4、SPOOLING系统原理。
5、系统调用的过程。
第三章进程管理要点:1、掌握如下概念:程序的并发执行;进程;进程控制块;进程上下文;临界区;原语;P操作;V 操作;进程同步;进程互斥;死锁。
2、进程的状态及其变迁。
3、进程和程序的关系。
4、作业和进程的关系。
5、利用P操作;V操作解决进程的互斥与同步问题。
6、死锁的产生和预防。
第四章处理机调度要点:1、掌握如下概念:作业调度;进程调度;周转时间;带权周转时间;吞吐量;响应时间2、作业调度的功能。
3、作业调度的几种常用算法(先来先服务,短作业优先,最高响应比优先等)。
4、进程调度的功能。
5、进程调度的几种常用算法(先来先服务法,轮转法,优先级法等)。
第五章存储器管理要点:1、掌握如下概念:虚拟存储器;静态地址重定位;动态地址重定位;覆盖技术;交换技术。
2、动态分区管理的思想。
3、动态分区的分配算法。
4、动态分区回收时的拼接。
5、页式管理的思想。
6、页式管理的数据结构。
7、页式管理的地址变换。
8、动态页式管理的思想。
9、动态页式管理的数据结构。
11、几种常用的置换算法(先进先出,最近最久未用等)。
12、段式管理的思想。
13、段页式管理的数据结构。
14、段式管理的地址变换。
15、段页式管理的思想。
16、段页式管理的数据结构。
17、段页式管理的地址变换。
第七章文件系统要点:1、掌握如下概念:文件;文件系统;文件目录。
2、文件系统的功能。
3、文件的逻辑结构。
4、常见几种文件存取方法。
5、文件的物理结构。
6、二级目录和多级目录。
第八章设备管理要点:1、掌握如下概念:字符设备;块设备;系统设备;用户设备;独占设备;共享设备;虚拟设备;通道;缓冲;I/O控制。
操作系统复习提纲
目录一、综述 (1)1. 操作系统的作用: (1)2. 操作系统资源管理功能: (1)3. 补充: (2)4. 补充: (2)二、绪论 (2)1. 操作系统定义:(本章难点)(P2) (2)2. 操作系统历史:(本章重点) (2)3. 批处理操作系统:(本章难点) (2)4. 操作系统基本类型:(本章重点)(各种类型的特点)(P8) (4)5. 操作系统的五大功能:(本章重点) (4)6. 算法描述(本章难点) (5)7. 补充: (5)8. 补充: (5)三、操作系统用户界面 (5)1. 作业:(本章重点) (5)2. 输入输出方式: (6)四、进程管理 (7)1. 进程:(本章重点) (7)2. 程序的并发执行:(本章难点) (8)3. 进程互斥: (9)4. 进程同步: (10)5. 进程通信(IPC): (11)6. 死锁(本章重点): (11)7. Linux进程管理: (14)8. 线程: (14)9. 补充: (15)五、处理机调度 (15)1. 作业状态及其转换 (15)2. 调度算法: (16)3. 补充: (17)六、存储管理 (17)1. 存储管理的功能: (17)2. 虚拟存储技术(本章重点,本章难点): (17)3. 地址变换(本章重点): (17)4. 内外存数据传输: (18)5. 内存的分配与回收,共享与保护: (18)6. 分区存储管理: (18)7. 分页存储管理: (21)8. 段式和段页式存储管理: (24)9. 段页式存储管理: (27)10. 补充: (27)七、文件管理 (27)1. 文件系统:是计算机组织、存取和保存信息的重要手段。
(27)2. 文件的概念:计算机系统中,文件是一组赋名的相关联字符流的集合,或相关联记录集合。
(27)3. 文件的逻辑结构: (28)4. 文件的物理结构: (29)5. 文件的存储设备:顺序存取和直接存取; (30)6. 文件存储空间管理: (30)7. 文件目录管理: (31)8. 文件的存取控制: (32)9. 文件的使用: (34)10. 文件系统的层次模型: (34)11. Linux文件系统: (34)12. 补充: (37)八、设备管理 (37)1. 设备分类的目的:简化设备管理程序; (37)2. 数据传送控制方式: (37)3. 中断技术: (40)4. 缓冲技术: (40)5. 设备分配: (40)6. I/O进程控制: (40)7. 设备驱动程序:驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等直接进行I/O操作的子程序的集合。
操作系统复习纲要
操作系统一、第一章绪论1、操作系统的定义:是管理和控制计算机系统中各种硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程的系统软件,是用户与计算机之间的接口。
2、OS发展:手工操作阶段、批处理、多道程序设计系统、分时、实时3、OS分类:批处理、分时、实时、网络、分布式和个人机系统4、操作系统的功能:存储管理、处理机调度、设备管理、文件管理、用户接口5、操作系统的特征:并发(两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生,并发指的是进程)、共享(资源可被多个并发执行的进程所使用)、虚拟(把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物,或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术)、异步性(不确定性,指进程的执行顺序和执行时间的不确定性)。
6、操作系统的结构:与基本机器硬件紧挨着的是系统核、系统核以外各层依次是存储管理层、I/O处理层、文件存取层、调度(作业调度)和资源分配层。
二、第二章OS用户界面1、作业的定义:是要求计算机系统按指定步骤对应用程序进行处理并得到计算结果的加工工作。
在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。
2、作业由不同顺序相连的作业步组成。
3、作业的组成:作业由程序、数据和作业说明书三部分组成。
4、当一个作业的全部程序和数据输入到外存并且在系统中建立了相应的作业控制块之后,一个作业就建立了。
5、作业控制块和作业之间是一一对应关系。
6、作业的输入输出方式:联机、脱机、直接耦合、SPOOLING、网络联机7、批处理系统中,作业是抢占内存的基本单位8、用户接口:是操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制。
9、操作系统提供给用户的接口:命令控制接口(操作接口)、系统功能调用(程序接口)。
10、命令控制接口: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。
脱机方式、联机控制11、系统调用(SYSTEM CALL):系统调用是操作系统提供给软件开发人员的唯一接口。
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第一章绪论操作系统的定义操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机之间的接口。
操作系统的功能存储器管理功能:内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充;处理机管理:作业和进程调度、进程控制和进程通信;设备管理:缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性;文件管理:文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制;用户接口功能:命令界面、程序界面、图形界面操作系统的基本类型及特点类型:多道批处理系统:用户作业成批的处理,作业建立、过渡、完成都自动有系统成批完成,且在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序控制下,相互穿插运行。
分时系统:系统内存在若干并发程序对CPU时间片共享使用。
实时系统:计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理,并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。
个人机系统:用于个人机(PC机)的系统,包括单用户系统和多用户操作系统。
网络操作系统:将分布在各处的计算机和终端设备通过数据通信系统结合在一起构成的系统。
分布式操作系统:运行在不具有共享内存的多台计算机上,但在用户眼里却像是一台计算机特点:并发:两个或多个活动在同一给定的时间间隔进行;共享:计算机系统中的资源被多个任务所共用。
异步:多道程序下,各程序的执行过程由程序执行时的现场决定。
第二章操作系统用户界面系统调用及处理过程系统调用:它是操作系统提供给编程人员的唯一接口。
编程人员利用系统调用,在源程序一级动态请求和释放系统资源,调用系统中以有的系统功能来完成那些预计其硬件部分相关的工作及控制程序的执行速度等。
处理过程见P33系统模式和用户模式(P33)处理机在用户程序中执行称为用户态,而把在系统程序中执行称为系统态。
SPOOLING系统了解工作机制(缓冲)和过程,(P25)第三章进程管理并行和并发(宏观上并行,微观上串行)并发执行,是为了增强计算机系统的处理能力和提高资源利用率所采取的一种同时操作技术。
操作系统期末复习大纲
进程与线程 ✓ 进程的概念:进程的状态与转换 进程控制 进程同步 ✓ 同步的基本概念 ✓ 实现临界区互斥的基本方法 ✓ 信号量机制,管程机制和经典同步问题 进程通信
2
第 2 章 进程的描述与控制
2. 主要知识架构
进程
总 体 框 架
同步
概念、与程序的区别 特征:动态、并发、结构、独立、异步 状态及其转换 控制:创建、终止、阻塞和唤醒、切换 结构:PCB、程序段、数据段 通信:共享存储区、消息传递、管道
10
第 6 章 输入输出系统
2. 主要知识架构
I/O层次结构:用户层I/O、设备独立、设备驱 动、中断处理、硬件层
总 设备、设备控制器和通道及设备分配 体 I/O控制方式:查询、中断、DMA、通道程序
框 缓冲:概念、单、双缓冲、循环缓冲、缓冲池
架
磁盘数据的组织和格式
磁盘 磁盘调度算法:FCFS、SSTF、SCAN、 管理 CSCAN、NStepSCAN、FSCAN
架
预防:破坏死锁的条件
死锁 避免:控制进程推进路径、银行家算法
检测:死锁定理 5
第 4 章 存储器管理
1. 主要内容
内存管理的概念、存储器的层次结构 程序的装入和链接 连续分配存储管理 ✓ 概念 ✓ 常用的算法 分页存储管理 ✓ 概念:页面、页框、页表 ✓ 地址变换:基本地址变换、快表 ✓ 访问内存的有效时间 分段存储管理和段页式存储管理
页表机制、地址变换机构和过程
总 体
请求 分页
有效访问时间 最佳置换(OPT)
框
页面 先进先出(FIFO)
架
置换 最近最久(LRU)
简单时钟及改进
工作集与抖动:基本概念
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《操作系统》期末复习指导)(2017.12一、说明:期末考试计划出5种题型:选择、填空、判断、简答、计算,每种题型均占20分左右,其中,最后的两类大题(简答题和计算题共计40分)更加局限,不会超出下面复习资料给定的范围,请大家认真复习,不要大意,免得遗恨终生。
二、简答题范围(约占20分,三套考题的简答都不会超越这个范围):1.什么是进程?进程由哪几个部分构成?为什么要引进进程?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;进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成;为了使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念;什么是线程?为什么要引进线程?线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元;为了既能提高程序的并发程度,又能减少OS的开销,操作系统设计者引入了线程;进程和程序有什么区别和联系?进程的实质是进程实体的一次执行过程,进程实体有一定的生命期,而、 1程序则只是一组有序指令的集合;2、进程具有并发性,而程序是不能并发执行的;3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位,而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。
一个进程可以执行一个或多个程序,一个程序可以应对多个进程。
进程和线程有什么区别和联系?不同的操作系统,其线程的实现方式都是一样的吗?线程有哪几种实现方式?进程是资源拥有的基本单位,线程是分派和调度资源的基本单位;进程拥有资源,线程不拥有资源;进程和线程都拥有并发性;进程的系统开销远大于线程的系统开销。
2.什么是地址重定位?将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称为地址重定位或地址映射什么是静态地址重定位?什么是动态地址重定位?静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。
它根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换;动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并访问程序不立即把逻辑地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU 和数据的时候,才进行地址转换;是在哪种地址重技术,静态地址重定位和动态地址重定位区别何在?内存分配中的“紧凑”定位机制中用的?静态重定位的时机在作业装入时;动态重定位的时机在作业调度时。
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操作系统复习提纲一、操作系统基本概念1.操作系统的定义和作用2.操作系统的发展历程3.操作系统的分类及特点二、进程管理1.进程与线程的概念及区别2.进程的状态转换及其对应的活动3.进程调度算法的分类和特点4.进程同步的概念和方法5.进程通信的方式及机制6.死锁的概念和预防、避免、检测与解除方法三、内存管理1.内存管理的需求和基本概念2.内存分配的算法及其优缺点3.页面置换算法的分类和比较4.分段和分页的概念及其在内存管理中的应用5.虚拟内存管理的原理和实现6.内存保护和地址转换的机制四、文件系统1.文件系统的基本概念和功能2.文件的逻辑结构和物理结构3.文件的存储方式和组织结构4.文件的共享和保护机制5.文件系统的目录结构和文件访问方式6.文件系统的缓存机制和缓存替换算法五、输入输出系统1.I/O设备的分类和特点2.I/O控制器和I/O接口的概念和作用3.I/O缓冲区的机制和作用4.I/O设备的驱动程序和设备中断5.用户程序的I/O操作方式6.I/O调度算法的分类和特点六、系统安全与保护1.计算机系统的安全威胁和风险2.计算机病毒和恶意软件的防范与治理3.计算机网络的安全威胁和保护机制4.计算机系统的权限管理和访问控制5.计算机系统的数据备份和恢复策略6.计算机系统的日志和审计机制七、multiprogramming和分时系统1. multiprogramming的概念和作用2.分时系统的概念和特点3.分时系统的实现和调度算法4.分布式系统和集群系统的特点和应用5.多处理器系统的机制和调度算法6.实时操作系统的特点和应用八、操作系统的性能优化1.性能优化的基本原则和方法2.并发控制和资源分配的性能优化3.内存管理和页面置换的性能优化4.文件系统和I/O操作的性能优化5.分布式系统和网络通信的性能优化6.实时系统和嵌入式系统的性能优化以上提纲可作为操作系统复习的参考,包含了操作系统的基本概念、进程管理、内存管理、文件系统、输入输出系统、系统安全与保护、multiprogramming和分时系统、操作系统的性能优化等方面的内容,可以帮助梳理知识点并进行有针对性的复习。
操作系统复习提纲
操作系统复习第一章概述1、操作系统的概念、基本类型、基本特征及基本功能;2、操作系统的结构设计方法;第二章进程管理1、多道程序设计技术(多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序控制下,相互穿插运行);2、进程的概念、特征、基本状态及与程序的区别和联系;3、PCB 的概念、前趋图与进程图;4、原语的概念及进程控制原语的种类;5、进程的同步与互斥的概念、临界资源与临界区的概念;6、信号量及其应用;7、线程的概念及种类、引入线程的目的;第三章处理机调度与死锁1、调度的层次与作用;2、常用调度算法及计算;3、死锁的概念、产生的原因及必要条件;4、处理死锁的基本方法;5、银行家算法及计算;第四章存储管理1、存储管理的目的及功能;2、重定位的概念及方法;3、内碎片与外碎片;4、常用分区分配算法及对应的空闲区排列方式;5、基本分页(分段、段页式)的概念、页(段)表的作用、地址变换;6、分页与分段的区别、各自的优缺点;7、快表的作用、内存访问时间的计算;8、虚拟存储器的基本概念、理论依据、基本特征及关键技术;9、页面置换算法、缺页率计算、LRU 算法的硬件实现方法、抖动、Belady 异常、缺页中断;第五章设备管理1、设备管理的任务、功能及目标;2、I/O 设备的分类,设备、控制器及通道的关系;3、通道的基本概念及分类;4、I/O 控制方式及推动发展的因素、各自适用的场合及设备类型;5、缓冲区的概念、分类及引入目的;6、I/O 软件的层次、各层主要功能、设备独立性的概念;7、SPOOLING 技术的概念、作用及SPOOLING 系统的组成;8、磁盘访问过程及访问时间的确定、块号与柱面、磁道、扇区号的对应关系、磁盘调度算法及其计算;扇区的优化;第六章文件管理1、文件系统的组成、功能;2、打开、关闭操作的目的;3、文件逻辑结构、物理结构的分类;4、FAT表的作用、FAT表大小的计算;5、混合索引分配方式的结构及相关计算;6、文件的目录结构、索引节点及文件控制块的作用;7、文件空闲区的管理方法(空闲表、空闲链、位示图与成组链接法);操作系统参考复习题操作系统的基本功能包括什么内容?1. 处理机管理2. 存储器管理3. 文件管理4. 设备管理什么是作业调度?作业调度算法包括几种?高级调度:又称作业调度。
操作系统复习提纲
操作系统复习提纲第一部分:操作系统基础1. 操作系统的定义和作用- 操作系统的定义- 操作系统的作用2. 操作系统的组成和架构- 操作系统的组成要素- 操作系统的架构模型3. 进程管理- 进程和线程的概念- 进程状态与转换- 进程调度算法与方法4. 内存管理- 逻辑地址和物理地址- 内存分页和分段- 内存管理算法与方法5. 文件系统管理- 文件系统的基本概念- 文件的组织与存储- 文件系统的管理与操作第二部分:操作系统高级内容1. 进程同步与通信- 进程同步的概念和需求- 进程同步的方法和机制- 进程通信的方式和实现2. 死锁与避免- 死锁的定义和原因- 死锁的预防与避免- 死锁的检测与解除3. 虚拟内存管理- 虚拟内存的概念和优势- 虚拟内存的实现与管理- 页面置换算法和策略4. 输入输出系统- 输入输出设备的连接和控制 - 输入输出的缓冲和异步处理 - 输入输出的性能优化第三部分:操作系统实践应用1. 操作系统的种类和应用场景 - 嵌入式操作系统- 分布式操作系统- 实时操作系统2. 操作系统的安全性和保护- 操作系统的安全威胁- 访问控制和权限管理- 安全策略与机制3. 操作系统的性能优化- CPU调度算法和性能优化 - 内存管理的性能优化- 文件系统的性能优化4. 虚拟化与云计算- 虚拟化的概念和技术- 云计算的基础和实现- 操作系统在云计算中的作用结论:通过对操作系统的复习提纲的整理,我们可以全面了解操作系统的基础概念、组成要素和功能。
同时,深入学习操作系统的高级内容,如进程管理、内存管理、文件系统管理等,可以帮助我们更好地理解操作系统的工作原理和应用方式。
掌握操作系统的实践应用,如虚拟化与云计算、安全性与保护、性能优化等,能够为我们在实际工作中运用操作系统提供指导和支持。
因此,操作系统的复习提纲对我们加强对操作系统知识的掌握和应用能力的提升具有重要意义。
操作系统期末复习纲要 完整版
《操作系统》期末复习指导()一、说明:期末考试计划出5种题型:选择、填空、判断、简答、计算,每种题型均占20分左右,其中,最后的两类大题(简答题和计算题共计40分)更加局限,不会超出下面复习资料给定的范围,请大家认真复习,不要大意,免得遗恨终生。
二、简答题范围(约占20分,三套考题的简答都不会超越这个范围):1.什么是进程进程由哪几个部分构成为什么要引进进程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;进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成;为了使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念;什么是线程为什么要引进线程线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元;为了既能提高程序的并发程度,又能减少OS的开销,操作系统设计者引入了线程;进程和程序有什么区别和联系1、进程的实质是进程实体的一次执行过程,进程实体有一定的生命期,而程序则只是一组有序指令的集合;2、进程具有并发性,而程序是不能并发执行的;3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位,而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。
一个进程可以执行一个或多个程序,一个程序可以应对多个进程。
进程和线程有什么区别和联系不同的操作系统,其线程的实现方式都是一样的吗线程有哪几种实现方式进程是资源拥有的基本单位,线程是分派和调度资源的基本单位;进程拥有资源,线程不拥有资源;进程和线程都拥有并发性;进程的系统开销远大于线程的系统开销。
2.什么是地址重定位将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称为地址重定位或地址映射什么是静态地址重定位什么是动态地址重定位静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。
它根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换;动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并不立即把逻辑地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU访问程序和数据的时候,才进行地址转换;静态地址重定位和动态地址重定位区别何在内存分配中的“紧凑”技术,是在哪种地址重定位机制中用的静态重定位的时机在作业装入时;动态重定位的时机在作业调度时。
操作系统期末复习纲要 完整版
《操作系统》期末复习指导(2017.12)一、说明:期末考试计划出5种题型:选择、填空、判断、简答、计算,每种题型均占20分左右,其中,最后的两类大题(简答题和计算题共计40分)更加局限,不会超出下面复习资料给定的范围,请大家认真复习,不要大意,免得遗恨终生。
二、简答题范围(约占20分,三套考题的简答都不会超越这个范围):1.什么是进程?进程由哪几个部分构成?为什么要引进进程?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;进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成;为了使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念;什么是线程?为什么要引进线程?线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元;为了既能提高程序的并发程度,又能减少OS的开销,操作系统设计者引入了线程;进程和程序有什么区别和联系?1、进程的实质是进程实体的一次执行过程,进程实体有一定的生命期,而程序则只是一组有序指令的集合;2、进程具有并发性,而程序是不能并发执行的;3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位,而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。
一个进程可以执行一个或多个程序,一个程序可以应对多个进程。
进程和线程有什么区别和联系?不同的操作系统,其线程的实现方式都是一样的吗?线程有哪几种实现方式?进程是资源拥有的基本单位,线程是分派和调度资源的基本单位;进程拥有资源,线程不拥有资源;进程和线程都拥有并发性;进程的系统开销远大于线程的系统开销。
2.什么是地址重定位?将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称为地址重定位或地址映射什么是静态地址重定位?什么是动态地址重定位?静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。
它根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换;动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并不立即把逻辑地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU访问程序和数据的时候,才进行地址转换;静态地址重定位和动态地址重定位区别何在?内存分配中的“紧凑”技术,是在哪种地址重定位机制中用的?静态重定位的时机在作业装入时;动态重定位的时机在作业调度时。
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第五章 设备管理
– – – – – – – I/O设备的类型 P160 I/O设备的类型 I/O控制方式 I/O控制方式 缓冲的引入和类型 什么是设备独立性 设备分配的数据结构 P161 SPOOLing系统 SPOOLing系统 及其应用 P189 磁盘调度 P194
» 目的 » FCFS、最短寻道时间优先SSTF、电梯调度SCAN FCFS、最短寻道时间优先SSTF、电梯调度SCAN
第六章 文件管理
– – – 数据项、记录、 数据项、记录、文件 文件逻辑结构 文件物理结构
» 顺序结构、链接结构(隐式;显式<FAT表的计算 顺序结构、链接结构(隐式;显式<FAT表的计算 P217>)、 P217>)、索引结构 )、索引结构
– 目录管理(单级、二级、多级结构中文件重名和 目录管理(单级、二级、 共享问题) 共享问题)
– 连续分配方式
» 单一连续分配<DOS>、固定分区分配、动态分区分配 单一连续分配<DOS>、固定分区分配、 » P123 动态分区的分配算法:FF、NF、BF、WF、QF 动态分区的分配算法:FF、NF、BF、WF、 » P125 分区回收(4种情况) 分区回收( 种情况)
– 离散分配方式
» 分页式、分段式、段页式;<访问内存次数> 分页式、分段式、段页式; 访问内存次数> » 分页和分段的区别 P138
– 虚拟存储器
» 原理——局部性原理(2个方面的表现 P142) 原理——局部性原理 局部性原理( P142) » 虚拟存储器的定义( P1443)和特征 (P144) 虚拟存储器的定义( P1443) P144) » 页面置换算法 P150 FIFO(抖动异常现象)、LRU、 FIFO(抖动异常现象)、 )、LRU、 OPT 求缺页中断次数
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I/O控制方式
1. 程序I/O方式 2. 中断驱动I/O控制方式 3. 直接存储器访问DMA I/O控制方式 4. I/O通道控制方式
引入缓冲区的主要原因
缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。 减少对CPU的中断频率,放宽对中断响应时间 的限制。
提高CPU和I/O设备之间的并行性。
SPOOLing技术
(1) 如果Requesti[j]≤Need[i,j],继续执行;否则,所请求的资源数已超过 资源最大值,做出错处理。
(2) 如果Requesti[j]≤Available[j],继续执行;否则,表示没有足够的资源, Pi须等待。
(3) 系统试探着把资源分配给Pi,并修改数据: Available[j]:=Available[j]-Requesti[j]; Allocation[i,j]:=Allocation[i,j]+Requesti[j]; Need[i,j]:=Need[i,j]-Requesti[j]; (4) 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后,系统是否处于安全状态。 若安全,才正式分配资源;否则,让Pi等待。
磁盘访问时间
寻道时间(磁头移动到磁道上所经历的时间): Ts=m×n+s s启动磁臂的时间,m磁头移动一条磁道花费的时间。 旋转延迟时间(扇区移动到磁头下面所经历的时间): 平均Tτ =1/2r(r为磁盘每秒钟的转数) 传输时间(读/写数据所经历的时间):Tt= b b为每次所读/写的字节数。 rN N为一条磁道上的字节数。 访问时间:
预防死锁
预防死锁的方法是使四个必要条件中的第2,3, 4个条件之一不能成立,来避免发生死锁。至 于必要条件1,因为它是由设备的固有特性所 决定的,不仅不能改变,还应加以保证。
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《操作系统》期末复习指导(2017.12)一、说明:期末考试计划出5种题型:选择、填空、判断、简答、计算,每种题型均占20分左右,其中,最后的两类大题(简答题和计算题共计40分)更加局限,不会超出下面复习资料给定的范围,请大家认真复习,不要大意,免得遗恨终生。
二、简答题范围(约占20分,三套考题的简答都不会超越这个范围):1.什么是进程?进程由哪几个部分构成?为什么要引进进程?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;进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成;为了使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,人们引入了“进程”的概念;什么是线程?为什么要引进线程?线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元;为了既能提高程序的并发程度,又能减少OS的开销,操作系统设计者引入了线程;进程和程序有什么区别和联系?1、进程的实质是进程实体的一次执行过程,进程实体有一定的生命期,而程序则只是一组有序指令的集合;2、进程具有并发性,而程序是不能并发执行的;3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位,而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。
一个进程可以执行一个或多个程序,一个程序可以应对多个进程。
进程和线程有什么区别和联系?不同的操作系统,其线程的实现方式都是一样的吗?线程有哪几种实现方式?进程是资源拥有的基本单位,线程是分派和调度资源的基本单位;进程拥有资源,线程不拥有资源;进程和线程都拥有并发性;进程的系统开销远大于线程的系统开销。
2.什么是地址重定位?将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址,这一过程称为地址重定位或地址映射什么是静态地址重定位?什么是动态地址重定位?静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。
它根据要装入的内存起始地址,直接修改所有涉及到的逻辑地址,一次性完成逻辑地址到物理地址的装换,在程序运行中,不再进行任何地址转换;动态地址重定位也称动态地址映射,是指把目标程序装入内存的时候,并不立即把逻辑地址转换为物理地址,而是在程序运行过程中,当CPU访问程序和数据的时候,才进行地址转换;静态地址重定位和动态地址重定位区别何在?内存分配中的“紧凑”技术,是在哪种地址重定位机制中用的?静态重定位的时机在作业装入时;动态重定位的时机在作业调度时。
3.在进程的整个生命周期中,可能要经历哪几种状态?这几种状态在什么情况下会发生什么样的变迁(请画出三状态模型转换示意图)?三种基本状态:a.就绪状态 b.执行状态 c.阻塞状态;进程的五状态模型、七状态模型都包括哪些不同的状态?这几种状态在什么情况下会发生什么样的变迁(请画出五状态、七状态模型转换示意图)?4.什么是临界资源?什么是临界区?举一个临界资源的例子。
操作系统中将一次仅允许一个进程访问的资源称为临界资源;操作系统中把每个进程中访问临界资源的那段代码段称为临界区。
打印机。
对于一个临界资源,它的信号量最大值是多少?最小值能确定吗?就绪阻塞执行时间片完进程调度I/O完成I/O请求能。
5.内存管理有哪两大类?实存共有哪几种内存分配方法?虚存共有哪几种内存分配方法?(1)实存:单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式(2)虚存:请求式分页、请求式分段、请求段页式6、简述一下单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式这些方法都是怎样对内存进行分配和回收的。
单一连续分区:内存的整个用户区域只分为一个区,在一段时间内只能有一个用户程序在内存中执行,只有一个程序运行完毕退出内存后,其它程序才能调入内存执行固定分区:将整个用户空间划分为若干个固定大小的区域,每个分区只装入一道作业。
可变分区:根据进程的实际需要,动态地为之分配内存空间分页:将用户程序的地址空间分为若干个固定大小的区域称为“页”,相应的,也将内存空间分为若干个物理块,页和块大小相等。
这样可将任一页放入任一块。
分段:地址空间分为若干段,每个段包含一部分地址空间,又标识了逻辑关系,其逻辑地址由段号和段内地址组成。
段页式:首先,给整个物理内存分块;然后,给作业(或进程)分段;每个段再进行分页;将每一页分配到一个个内存块中。
为了实现从逻辑地址到物理地址的转换,系统要为每个进程(或作业)建立一张段表,还要为该作业(进程)的每个段建立一张页表;内碎片、外碎片在哪些内存分配方法中出现?固定分区可产生内碎片;可变分区可产生外碎片;为解决该问题可采用紧凑技术;分页存储管理技术较好地解决了碎片问题。
页表是在哪些内存分配机制中使用的?它包括哪些方面的信息?一个进程会有几个页表?段页式和请求段页式;页号、块号;若干个页表段表是在哪些内存分配机制中使用的?它包括哪些方面的信息?一个进程会有几个段表?段页式和请求段页式;段号、段长、基址;一个段表7、请求式分页、请求式分段都是怎么进行内存分配与回收的?在进程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入部分页面,之后根据进程运行的需要,动态装入其他页面,当内存空间已满,又需要装入新的页面时,根据某种算法淘汰某个页面,以便装进新的页面。
通过共享段表和共享段的分配和回收。
请求式分页的页表和纯分页的页表结构一样吗?在原来页表的基础上又增加了哪些信息?各代表什么含义?不一样请求式分段的段表和纯分段的段表结构一样吗?在原来段表的基础上又增加了哪些信息?各代表什么含义?不一样8.什么是虚拟存储技术?实现虚拟内存必须有哪些物质基础?具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储技术•一定容量的内存和外存。
•页表机制(或段表机制),作为主要的数据结构。
•中断机构,当用户程序要访问的部分尚未调入内存,则产生中断。
•地址变换机构,逻辑地址到物理地址的变换9、为什么要引入联想寄存器(快表)?寄存器中存放的是什么信息?什么时机查询快表?引入联想寄存器是为了提高查表的速度;用来存放页表最常用部分的内容(页号、块号);当处理机给出逻辑地址(p,w)时,分页机构一方面取出页号p,并从页表中查找其对应的块号,另一方面自动把页号p送入联想存储器,并和联想寄存器中各单元进行比较;如与联想寄存器中某单元页号相符,则输出对应块号b,并与页内地址w形成物理地址进行访问,同时停止前面页表的查找工作。
10、什么是页面抖动?页面抖动有什么解决方法?如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最小值,进程的运行将很频繁地产生缺页中断,这种频率非常高的页面置换现象称为抖动。
解决方法:好的页替换算法;减少运行的进程数;增大内存P17211.简述设备分配的基本过程。
标明分配过程中使用的表格。
(即先分配什么、后分配什么;先查询什么表、后查询什么表?)设备分配的过程:(1)分配设备(2)分配控制器(3)分配通道分配过程:先扫描SDT(系统设备表)得到设备表项,再扫描DCT(设备控制表)中可用的设备,得到与该设备连接的设备控制器,再扫描COCT(控制器控制表)中可用的设备控制,得到与该设备连接的通道;再扫描CHCT(通道控制表)得到可用的通道;这样一次设备分配完成。
若在此分配过程中,无可用设备或设备控制器或通道,则请求I/O进程将阻塞在相应的队列中。
12.操作系统中的设备管理,具体来说管的是什么?负责I/O设备的分配与操纵;在设备管理中为什么要引入缓冲区?常见的缓冲技术有哪几种?现在最常用的是哪种?主要原因:(1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾;(2)减少对CPU 的中断频率,放宽对CPU中断响应时间的限制;(3)提高CPU和I/O设备之间的并行性。
常见的缓冲技术:单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池(目前最常用)。
13.有哪几种常见的输入输出控制机制?简述其工作原理。
程序直接控制:(特点)只适合那些CPU执行速度较慢,且外设较少的系统;(好处)工作过程简单;(坏处)CPU的利用率相当低、CPU和外设以及外设和外设之间只能串行工作,且CPU大部分时间都处于循环测试状态。
中断控制:(好处)提高了CPU的利用率,并能支持设备的并行操作;(坏处)每台设备每输入/输出一个数据都要求中断CPU,这样在一次数据传送过程中,中断发生次数太多,从而耗去了大量CPU时间。
DMA控制:(特点)(1)数据传送的基本单位是数据块,即CPU和I/O设备之间,每次传送的至少是一个数据块;(2)所传送的数据是从设备送往内存,或相反;(3)仅在传送一个或多个数据块的开始时刻和结束时刻,才需要中断CPU,请求干预。
整块数据的传送都是在DMA控制器的控制下完成的。
(好处)减少了CPU对I/O控制的干预,进一步提高了CPU的利用率,提高了CPU与I/O设备的并行操作程度;(坏处)多个DMA控制器同时使用可能会引起内存地址的冲突,同时每台设备都需要一个DMA控制器,也是不经济的。
通道控制:(特点)在通道控制方式中,数据传送的方向、存放数据的内存始址以及传送数据块的长度均通过一个专门的硬件——通道来控制;(好处)提高了CPU的工作效率及与外设间的并行工作程度。
14.什么是SPOOLING技术?SPOOLING系统由哪几个部分构成?系统怎样通过SPOOLING技术将一台物理打印机虚拟成多台逻辑上的打印机?在主机的直接控制下,实现脱机输入输出功能。
此时的外围操作与CPU对数据的处理同时进行。
把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLING,或称为假脱机操作。
构成:输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程Spo系统对于用户的打印输出,并不真正把打印机分配给该用户进程,而是先在输出井中申请一个空闲盘块区,并将要打印的数据送入其中;然后为用户申请并填写请求打印表,将该表挂到请求打印队列上。
若打印机空闲,输出程序从请求打印队首取表,将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区,再进行打印,直到打印队列为空。
选择:三、计算题题型和范围:(约占20分)(共有6种计算题,每套试卷会选考4种,每种题型5分)1、作业调度:分别用先来先服务、最短作业优先、响应比高者优先算法调度,计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间。
2、信号量机制和P、V操作。
理解P、V操作的定义,理解信号量值的含义。
能够在具体的应用里,根据题意,建立信号量,并用伪代码(类C)来表达进程之间的同步与互斥关系。
3、银行家算法:(一种典型的死锁避免策略)银行家算法是一种避免死锁的策略——即当用户进程要申请资源的时候,先根据当前系统资源的情况,预先计算一下该次分配是否安全,若安全就放心地分配给用户使用,若不安全就表示有死锁的可能,先不予分配。
一般会给定一个资源分配表,能问的问题也很死,如:(1)计算一下系统当前可供使用的资源还有多少?(2)判断一下系统当前的状态是否安全?(3)若有某一个进程需要申请资源,系统会不会分配给它?为什么?(4)若还有进程想要分配资源,可不可以分配给它?4、逻辑地址到内存地址的转换:对于段式内存管理:给定一系列逻辑地址(段号,段内地址)和段表,要求给出对应的物理地址;对于页式内存管理:给定一个进程的页表以及一个页面的大小,求一系列逻辑地址对应的物理地址(其实就是地址重定位)进一步,若采用虚拟内存分配,根据段表和页表,根据给出的逻辑地址,计算对应的物理内存地址。