操作系统概论复习大纲

操作系统概论自学考试大纲
第一章引论
（一）内容简介
本章介绍了学习操作系统必须先掌握的一些基础知识，包括以下几部分内容：
1.计算机系统
2.操作系统
3.操作系统的形成和操作系统的基本类型
4.操作系统的发展
5.处理器的工作状态
6.操作系统与用户的接口
（二）学习的目的与要求
了解操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特点；用户与操作系统的关系；处理器的工作状态和系统功能调用的作用。

重点是：操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特点；程序状态字的作用；系统功能调用。

（三）考核知识点与考核要求
根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题。

名词解释：操作系统、嵌入式操作系统、特权指令
问答题：
1. 计算机系统由哪些部分组成？
2. 从资源管理的观点看，操作系统有哪些功能？
3. 各类操作系统的特点？
4. 操作系统为什么要提供“系统功能调用”？
第二章处理器管理
（一）课程内容
本章介绍了操作系统中处理器管理部分的实现，包括以下几部分内容：
1.多道程序设计
2.进程的概念
3.进程控制块
4.进程队列
5.中断与中断处理
6.处理器调度
7.线程的概念
（二）学习目的与要求
通过本章学习应该掌握多道程序设计时如何提高计算机系统效率的；进程和程序有什么区别；进程的基本状态以及状态的变化；处理器调度策略；中断的作用。

重点是：多道程序设计，进程，处理器调度。

（三）考核知识点与考核要求
根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。

名词解释：多道程序设计，进程，中断，线程
问答题：
1.进程有哪些基本状态，画出进程基本状态变化图。

2.进程控制块的作用和基本内容？
3.简述中断响应的过程。

4.设计调度算法的原则有哪些？
5.有哪些作业调度策略，其各自的特点是什么？
6.有哪些进程调度策略，其各自的特点是什么？
7.在分时系统中采用时间片轮转的调度策略有哪些优越性？
8.采用多线程技术有哪些优越性？
综合题（辅导时可以修改下时间）
1．在单道批处理系统中，有四个作业到达输入井和需要的计算时间如表所示，现采用响应比最高者优先算法，忽略作业调度所需的时间。

当第一个作业进入系统后就可开始调度。

（1）填充表中空白处
（2）四个作业的执行次序为__________________。

（3）四个作业的平均周转时间为__________________。

2．在某计算中心的一道单道程序设计系统中，有A、B、C三个作业在等待处理，它们到达系统的时间和估计需计算的时间如下表所示：
法调度时各自的等待时间和完成时间。

（一）课程内容
主存储器是计算机中的有限资源，操作系统必须合理配置，才能使得资源利用率提高。

本章主要介绍了操作系统的重要功能之一存储管理。

1.计算机系统中的存储器
2.主存空间的重定位
3.单用户连续存储管理
4.固定分区存储管理
5.可变分区存储管理
6.页式虚拟存储管理
（二）学习目的与要求
明确存储管理的职能是对主存储器中的用户区域进行管理；理解在不同的管理方式下如何实现存储保护以及主存空间的分配和去配；比较各种管理方式的特点；怎样实现虚拟存储器。

重点是：各种管理方式下的地址转换；可变分区方式的主存分配算法以及移动技术；页式虚拟存储管理的实现以及页面调度算法。

（三）考核知识点与考核要求
根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。

名词解释：系统区、移动、系统开销、快表、虚拟存储器、抖动
问答题：
1.计算机系统中有哪些存储器？它们的特点是什么？
2.什么叫重定位？重定位的方式有哪两种？
3.比较固定分区、可变分区和页式存储管理的优缺点。

4.简述可变分区管理方式的主存分配的三种算法。

5.叙述页式存储管理实现虚拟存储器的基本原理。

6.什么是页面调度，有哪些常用的页面调度算法？
综合题
1. 某采用页式存储管理的系统接收了一个共7页的作业，作业执行时依次访问的页为：1、
2、3、4、2、1、5、3、6、2、1、2、4、3、7。

假设只有4个主存块可以使用，把开始四页先装入主存，当分别用先进先出（FIFO）调度算法和最近最久未使用（LRU）调度算法时，作业执行过程中会产生多少次缺页中断？写出依次产生缺页中断后应淘汰的页。

2．页式存储管理中，主存空间按页分配，可用一张“位示图”构成主存分配表。

假设主存容量为4M字节，页面长度为512字节，若用字长为32位的字作主存分配的“位示图”需要多少个字？如页号从1开始，字号和字内位号（从高位到低位）均从0开始，试问：第999页对应于何字何位；99字19位又对应于第几页？
（一）课程内容
文件是按名索取的，针对不同类型的文件，如何快速定位，如何在磁盘上合理的存取，如何保证文件的安全性，都是本章所要掌握的内容。

1. 文件和文件系统
2. 文件的存储介质
3. 文件的组织
4. 存储空间的分配
5. 文件目录
6. 文件的安全性
7. 基本文件操作及其使用
（二）学习目的与要求
理解操作系统是怎样为用户提供文件的“按名存取”功能；怎样管理用户文件的存储和检索；怎样保证文件的安全；操作系统要求用户怎样使用文件。

重点是：逻辑文件与物理文件之间的关系；文件的目录结构；基本文件操作及其使用。

（三）考核知识点与考核要求
根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。

名词解释：
文件系统、文件的逻辑结构、文件的存储结构、树型目录结构
问答题：
1.文件系统的功能有哪些？
2.解释记录的成组和分解操作。

采用这种技术有什么优点？
3.磁盘的存储空间位置有哪三个参数决定，解释三个参数的含义。

4.记录式文件在磁盘上的结构有哪几种？
5.简述文件的保护机制？
6.用户的文件交系统管理后，使用文件的操作步骤是什么？
综合题：
1.假设有一个盘组共有200个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被分成8个扇区，
现采用位示图的方法管理磁盘空间。

请回答下列问题：
（1）该盘组共被划分成多少个物理块？
（2）若采用字长为32位的字来组成位示图，共需多少个字?
（3）若从位示图中查找到第20个字的第16位对应的位是“0”，那么说明其对应的空闲块应在哪个柱面，哪个扇区？并应由哪个磁头来完成信息传送？
2.设某文件由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的长度均为510个字节。

该文件采用链接
结构存储在磁盘上，磁盘块的大小为512个字节，用2个字节存放链接指针，存放该文件的磁盘块号依次为第43、32、65、90，120块。

现要使用含有文件中第1588个字节的逻辑记录，请问应读出哪个磁盘块中的信息？
（一）课程内容
输入输出外围设备种类很多，操作系统必须解决使用不同类，不同厂商的外设差异性。

本章内容包括以下部分：
1. 独占设备的分配
2. 磁盘的驱动调度
3. 设备的启动和I∕O中断处理
4. 缓冲技术
5. 虚拟设备
（二）学习目的与要求
要求了解设备管理与文件管理的合作关系，文件管理在确定了文件的存储结构和存放的存储空间物理地址后，还必须由设备管理实现信息的物理存取。

在多道程序设计的计算机系统中，要把有限的外围设备尽可能地供多用户共享。

因此，要求理解计算机系统是怎样实现设备的分配、调度以及提供虚拟设备的。

重点是：设备的分配；磁盘的驱动调度；SPOOLING系统的实现思想。

（三）考核知识点与考核要求
根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。

名词解释：独占设备、设备独立性、通道、缓冲技术、斯普林系统
问答题：
1.操作系统中设备管理主要包括哪些功能？
2.说明具有设备独立性的计算机系统的优点及其原因？
3.什么是通道程序，以IBM系统为例8个字节的通道命令包含哪几部分内容？
4.UNIX系统中，读写文件用得到的缓冲池技术的设计思想
5.简述SPOOLING系统的组成部分及其工作原理。

综合题：
1.若某磁盘共有200个柱面，其编号为0～199，假设已完成68号柱面的访问请求，正在为访问96号柱面的请求者服务，还有若干个请求者在等待服务，他们依次要访问的柱面号为：175，52，157，36，159、106，108，72，
(1)请分别计算用先来先服务调度算法、最短寻找时间调度算法、电梯调度算法来确定实际服务的次序。

(2)按实际服务次序计算(1)中三种算法下移动臂需移动的距离。

2.若某磁盘的旋转速度为20毫秒／周，磁盘初始化时每个盘面分成10个扇区，扇区按磁盘旋转的反向编号，依次为0～9，现有10个逻辑记录R0，R1,…,R9，依次存放在0～9十个扇区上。

处理程序要顺序处理这些记录，每读出一个记录后处理程序要花6毫秒进行处理，然后再顺序读下一个记录并处理，直到全部记录处理完毕，请回答：
(1)顺序处理完这10个记录总共花费多少时间?
(2)优化分布这些记录，使这10个记录的处理总时间最短，并算出优化分布时需花费的时间。

第六章并发进程
（一）课程内容
目前的操作系统一般都是多用户多任务的系统，因此必须考虑并发问题。

本章的主要内容有：
1. 进程的并发性
2. 与时间有关的错误
3. 临界区与PV操作
4. 进程的互斥与同步
5. 进程通信
6. 死锁
（二）学习目的与要求
理解在多道程序设计的系统中经常有多个进程并发执行；并发进程竞争资源时会出现与时间有关的错误；掌握用PV操作实现进程的互斥与同步，以保证系统的安全；了解采用信箱方式的进程通信；怎样防止和避免死锁的发生。

重点是：分析与时间有关的错误；用PV操作实现进程的互斥与同步；解决死锁问题的方法。

（三）考核知识点与考核要求
根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。

名词解释：临界区、进程的互斥、进程的同步、死锁
问答题：
1.利用信箱进行通信的通信机制中，应设置哪些通信基本原语？它们的功能是什么？
2.什么是死锁，引起死锁的原因有哪些？
3.哪些策略可以防止和避免死锁？
综合题：
1、若有一个停车场只能容纳80辆车，当少于80辆车时，可以进入。

否则，需在外等候，若将每次停车到离开看作一个进程，请用P、V操作编程。

2、桌上有一只盘子，每次只能放入一个水果。

爸爸专向盘中放香蕉，妈妈专向盘中放芒果，女儿专等吃盘中的芒果，儿子专等吃盘中的香蕉。

用P、V操作写出它们能正确同步的程序。

3、某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。

若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。

试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。