东华理工大学期末考试操作系统复习

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1进程与程序的区别:程序是静态的概念,本身可以作为一种软件资源长期保存,进程则

是程序的一次执行过程,它是动态的概念。进程是一个能独立运行的单位,能与其他进程并发执行。进程是作为资源申请和调度单位存在的,通常的程序是不能作为一个独立运行的单位并发执行的。程序和进程无一一对应的关系。一个程序可由多个进程共用;另一方面,运行一次,便创建了一个进程;同一个程序,运行十次,就产生了十个进程。各个进程在并发执行过程中会产生相互制约的关系,造成各自前进速度的不可预测性,而程序本身是静态的,不存在这种异步特征。进程具有创建其他进程的功能,而一般的程序不具有创建其他程序的功能。每一个进程都是在一个进程中运行的,进程是一个虚拟机,它为用户规定地址空间和逻辑资源。程序所有看到的机器界面在实际硬件中或许不存在。2线程与进程的区别:在引入线程的操作系统中,把线程作为调度和分派的基本单元,而把进程作为资源拥有的基本单元。在引入线程的操作系统中,不仅进程之间可以并发执行,而且在一个进程中的多个线程之间亦可并发执行,因而是操作系统具有更好地并发性,从而能更有效的使用系统资源和提高系统吞吐量。进程都是拥有资源的独立单位,它可以拥有自己的资源。线程自己不拥有系统资源,但它可以访问其隶属进程的资源。由于在创建或撤销进程时,系统都要为之分配或回收资源,因此操作系统所付出的开销将明显的大于在创建或撤销线程时的开销。而线程切换只需保存和设置少量寄存器的内容,进程切换的开销远大于线程切换的开销。

3操作系统的定义:操作系统是一个大型的程序系统,它负责计算机的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调多个任务的活动,实现信息的存取保护,并提供用户接口,使用户获得良好的工作环境,操作系统是整个计算机系统实现了高效率和高自动化。

4操作系统的基本功能:1存储管理的功能,主要任务是为多道程序的运行提供环境,方便用户使用存储管理器,提高存储器的利用率,以及能从逻辑上扩充内存,因此,存储管理应具有内存分配、内存保护、地址映射的内存扩充功能。2处理机管理的功能,处理机管理的主要任务是对处理机进行分配,并对其运行进行有效的控制和管理。3设备管理的功能,是操作系统中最庞杂、琐碎的部分,各种外部设备都能和主机并行工作,而且有些设备可能被多个程序所共享。主机和各类外部设备之间的速度可能极不匹配。设备管理应具有缓冲管理、设备分配和设备处理、虚拟设备等功能。4文件管理的功能,文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理,方便用户使用,并保证文件的安全性。为此,文件系统应具有对文件存储空间的管理、目标管理、文件的读写管

理、文件的共享与保护的功能。

5操作系统的特征:1并发特征,并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下,并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序在同时运行,但在微观上看,在単处理系统中,每一时刻只能执行一道程序,所以这些程序是在同一时间间隔内交替执行。2共享特征共享是指系统中资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。3虚拟特征,虚拟是指将一个物理的实体映射为若干个逻辑实体。物理实体是客观存在的,逻辑实体是用户感觉上的存在,即主观上的一种想象,虚拟的例子在操作系统中很多。4不确定性,有两种表现:一程序执行结果的不确定性,程序执行结果的不可再现。二多道程序设计环境下,每道程序在何时执行,各自执行的程序以及每道程序所需的时间不确定的,也是不可预知的。

6死锁产生的原因和必要条件。

产生死锁的原因:一是系统提供的资源不能满足每个进程的使用;二是在多道程序运行时,进程推进顺序不合理。

必要条件:互斥条件。独占资源,每个资源每次只能给一个进程使用,进程一旦申请到了资源后占为己有,则排斥其他进程享受资源。不剥夺条件。正在使用的资源不可剥夺,进程获得的资源还未使用完毕之前,只能由占有者自己释放,不能被其他进程强行占用。请求和保持条件。进程因未分配到新的资源而受阻,但对已占有的资源又不主动释放。环路等待条件。存在进程的循环等待链,前一进程占有的资源正是后一进程所需要的资源,结果就形成了循环等待的僵持局面。

7文件的物理结构

1顺序结构:一个逻辑文件的信息依次存放在外存的若干连续的物理块中的结构称为文件的顺序结构,或称连续文件。顺序文件可采用顺序存取或随机存取方式。对顺序存储介质的连续文件采用顺序存取。优点:知道文件在存储设备上的起始地址和文件长度后能快速存取。

缺点:文件长度一经确定后就不易改变,不利于文件的扩充和增生,且文件进行某些部分的删除后会留下无法使用的零头空间。2链接结构:优点:不需指明文件的长度,只需指明文件的第一个块号即可,且文件的逻辑记录可存放到不连续的物理块中,能较好的利用外存空间,还易于对文件进行扩充,调整链接指针可对任一信息块进行删除或插入另一物理块的操作。缺点:只能按队列中的指针顺序搜索,效率较低,且其存取的方法只能是顺序存取,不宜随机存取。3索引结构:优点:可满足文件的动态增长、方便迅速地实现随机存取。缺点:由于使用索引表而增加了存储空间的开销,存取文件时需至少访问文件存储器两次以上,降低了存取速度。

8文件的逻辑结构

文件的逻辑结构可分为两类:1有结构的文件(记录式文件):有结构的文件是指由若干个相关的记录构成的文件,又称记录式文件。在文件中的记录一般有着相同或不同数目的数据项,按记录的长度,记录式文件可分为两类:等长记录文件。它是指文件中所有记录的长度都是想等的。变长记录文件。它是指文件中各记录的长度不相等。

记录式文件中的逻辑记录可依次编号,其序号称为逻辑记录号。逻辑记录是文件中可以独立存取的最小信息单位。2无结构文件(流式文件):无结构文件又称为流式文件,组成流式文件的基本信息单位是字节或字,其长度是文件中所含字节的数目,整个文件不可再划分成独立的单位,是一串连续的信息来表示一个文件整体。

9对文件的逻辑结构的存取方法有两种:顺序存取,磁带。随机存取,磁盘、磁鼓

10分段与分页的区别:页是信息的物理单位。分页的目的是实现离散分配,减少内存的外零头,提高内存利用率。段是信息的逻辑单位。每一段在逻辑上是一组相对完整的信息。分页存储管理的作业地址空间时一维的,而分段存储管理的作业地址空间时二维的。页的大小固定且由系统确定,是等长的。而段的长度不确定,它是由具有相对完整意义的信息长度确定。分页的优点体现在内存空间的管理上,而分段的优点体现在地址空间的管路上。

11实存管理的定义:实存管理的提法是与虚拟存储管理技术相对应的,其特点是:作业运行时,整个作业的逻辑地址空间必须全部装入内存,当作业尺寸大于主存可用空间时,该作业就无法运行,即实存管理无法实现虚拟存储技术,常用的实存管理技术有固定分区存储管理、可变式分区存储管理和纯分页存储管理。

12. 空闲块的管理:空闲块的管理有以下几种方法

1空闲文件目录。此方法将外存上一片连续的空闲区看成是一个空闲文件,系统为所有空闲文件单独建立一个目录,每个空闲文件在这个文件目录均有一个表目。表目的内容包括块个数、空闲块号和第一个空闲块号等。适用于连续文件的存储分配及回收。缺点:增加了目录的大小,增加了目录管理的复杂性。2空闲块链,优点是简单,缺点:工作效率低。3位示图。空闲块管理的另一个方法是建立位示图,通过位示图来反映整个存储空间的分配情况。在位示图中,每个物理块占1个比特位,按物理块的顺序排列,“0”表示对应的物理块未被占用,“1”表示物理块已经被占用。优点:占用空间少,位示图几乎可以全部进入内存,但分配时需要顺序扫描空闲区,且物理块号并未在图中直接反映出来,需进一步计算。

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