操作系统考点

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1、1.操作系统的基本功能：处理机管理；存储管理（内存分配、存储保护、内存扩 充）；设备管理；信息管理（文件系统管理）；用户接口。2.进程调度与作业调度 不同：作业调度和进程调度属于处理机管理。处理机调度是操作系统的主要功能 之一，它的实现策略决定了操作系统的类型，其调度算法的优劣直接影响整个系 统的性能。处理机调度的任务是选出待分派的作业或进程，为之分配处理机。一 般来说，处理机调度可分为三个级别，分别是高级调度、中级调度和低级调度。高 级调度又称作业调度，作业就是用户程序及其所需的数据和命令的集合，作业管 理就是对作业的执行情况进行系统管理的程序的集合。作业调度程序的主要功能 是审查系统是否能

2、满足用户作业的资源要求以及按照一定的算法来选取作业。引 入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量，使得暂时不运行 的进程从内存对换到外存上。低级调度又称进程调度，其主要功能是根据一定的 算法将cpu分派给就绪队列中的一个进程。进程调度是操作系统中最基本的一种 调度，其调度策略的优劣直接影响整个系统的性能。3.多道程序要解决哪些基本 问题：同步互斥、内存不够、使用效率、内存保护。4.多道批处理系统的优、缺 点：1）优点：资源利用率高：CPU和内存利用率较高；作业吞吐量大：单位时 间内完成的工作总量大；2）缺点：用户交互性差：整个作业完成后或中间出错 时，才与用户交互，不利于调试和修

3、改；作业平均周转时间长：短作业的周转时 间显著增长。5分页存储管理解决的问题和实现的原理：1）问题：2）原理：就 是用局部性原理，什么叫局部性原理的话呢？上网搜索一下就有了。实现的大致 过程如下：a把程序和数据转入好几个页，当然开始是放在外存的。b进程运行 的时候任何只用到其中的几个页而不是所有的页。如果用到的页在内存当然很 好，如果不在内存的话就用一定的算法把要使用的页换进来。5.1）分区管理基 本原理：分区存储管理是满足多道程序设计的最简单的一种存储管理方法，它允 许多个用户程序同时存在系统内存中，即共享内存空间。问题： 这种存储管理的 方法的主要问题是内存使用效率极低，很快就被淘汰了。分

4、区存储管理的主要问 题是碎片问题。 2） 页式管理的基本原理：首先，进程虚拟地址空间分成大小相 等的页面；内存空间也按页的大小划分称片或页面；采用请求调页或预调页技术 实现内外存存储器的同一管理。 页式存储管理要解决如下问题：页式存储管理系 统的地址映射；调入策略；淘汰策略；放置策略。 3） 段式管理的实现原理： 段 式管理把一个进程的虚地址空间设计成二维结构，即段号S与段内相对地址W。 段号与段号之间无顺序关系，段的长度是不固定的。每个段定义一组逻辑上完整 的程序或数据。 4） 段页式管理的实现原理： 段页式管理时的进程的虚拟地址空 间中的虚拟地址由三部分组成：即段号S,页号P和页内相对地址

5、D。由于虚拟 空间的最小单位是页而不是段，从而内存可用区也就被划分成为若干个大小相等 的页面，且每段所拥有的程序和数据在内存中可以分开存放。分段的大小也不再 受内存可用区的限制。 6.1） 什么是作业控制块：由作业说明书在系统中生成一 个称为作业控制块（job control block， JCB）的表格。2）作业控制块作用、 基本特点：作用：a该表格登记该作业所要求的资源情况、预计执行时间和执行 优先级等。基本特点：7两道作业同时执行，怎样控制作业占用进程、优先权： 8作业优先，先进先出算法：1）作业优先：算法描述：按照某种原则给作业或 进程确定一个优先级，进程的就绪队列或作业的后备队列按对

6、象的优先级进行排 列，高前低后。对象进入队列是插入。当调度发生时，排列在最前面的进程或作 业被调度。确定优先级的方法有两类：动态法和静态法： A. 静态优先级的确定： 作业调度中静态优先级的一般确定原则：由于在进程调度中静态优先级确定方 法。缺陷：系统效率低、调度性能不高，所以多采用动态的方法确定优先级。 2） 先进先出算法（FIFO）：这种算法的基本思想是：总是先淘汰那些驻留在内存时 间最长的页面，即先进入内存的页面先被置换掉。理由是：最先进入内存的页面 不再被访问的可能性最大。3）先来先服务（FCFS）算法：它是一种基础的算法， 优先考虑在系统中等待时间最长的作业。这种算法常和其他算法结合

7、使用。它既 可以用在进程调度，也可以用在作业调度。 9.1）死锁产生的原因：当某个进程 提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无 法继续运行，这就产生了一种特殊的现象死锁。 2）死锁产生的条件：产生 死锁有四个必要条件：（1）互斥条件。（2）不剥夺条件。（3）部分分配。（4）环 路等待条件。 3）预防死锁：破坏“请求与保持条件”；破坏环路条件；资源受控 动态分配。计算题：1.作业调度目标主要考虑以下 4 点：对所有作业应该是公平合理的；应 使设备有高的利用率；每天执行尽可能多的作业；有快的响应时间。2.如何衡量 一个作业调度算法：衡量的指标主要有周转时间和响应时间

8、。而在批处理系统中 使用的主要指标是周转时间。（1）周转时间：作业 i 从提交时刻到完成时刻称为 作业的周转时间。Ti = Tei-Tsi。一个作业的周转时间说明了该作业在系统内 停留的时间，包含两部分：一是等待时间；二为执行时间：Ti = Twi + Tri。 一批作业的平均周转时间为：3带权周转时间：Wi二Ti/Tri。一批作业的平均带权周转时间为：4. 作业调度举例： 1）在单道环境下，某批处理有四道作业，已知他们的进入系 统的时刻、估计运算时间如下：作业提交时刻运行时间A8002小时B850钟50分C900钟10分D950钟20分用FCFS （先来先服务）算法，计算作业的周转时间和带权

9、周转时间、平均周转 时间和平均带权周转时间：解：作业提交时刻运行时间开始时刻完成时刻周转时间带权周转时间A8： 002小时8： 0010： 002小时1B8： 5050分钟10： 0010： 502小时2.4C9： 0010分钟10： 5011： 002小时12D9： 5020分钟11： 0011： 201.5小时4.5平均周转时间：T=（2+2+2+1.5）/4=1.875 小时带权平均周转时间：T=（1+2.4+12+4.5）/4=4.9755在多道环境下，有用户存储空间100KB，规定作业相应程序被连续装入内存区 域，并不能被移动，作业与进程均采用 FCFS 算法。作业名提交时刻运行时间

10、（分）需内存量KBA8064215B8183060C8302450D8362410E8421220解：名提交时刻入内存时间开始时间结束时间周转时间带权周转时间A80680680684842（分钟）1B81881884891860（分钟）2D83683691894266（分钟）2.75C83091894210:0696（分钟）4E84291810:0610:1896（分钟）8平均周转时间:T=(42+60+66+96+96)/5=72 分钟平均带权周转时间:T=(1+2+2.75+4+8)/5=3.556.在单道环境下，某批处理有四道作业，已知他们的进入系统的时刻、估计运算时间如下作业提交时刻运

11、行时间18002小时285050分钟390010分钟495020分钟用 SJF 算法，计算作业的周转时间和带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间 解：作业提交时刻运行时间开始时刻完成时刻周转时间带权周 转时间A8:002小时8:0010:002小时1B8:5050分钟10:3011:202小时30分3C9:0010分钟10:0010:101小时10分7D9:5020分钟10:1010:3040分钟2平均周转时间：T=(2+2.5+1+5/6)/4= 1.583 小时带权平均周转时间：T=(1+3+7+2)/4=3.25运行顺序是： A C D B程序题：1有一个理发师，一把理发椅和n把供

12、等候理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客，则理发师 便在理发椅子上睡觉；当一个顾客到来时，必须唤醒理发师进行理发；如果理发师正在理发 时又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，他就坐下来等，如果没有空椅子，他就离开。为理 发师和顾客各编一段程序描述他们的行为，要求不能带有竞争条件。 beginmutex:=1;wakeup:=0;wait:=n;cobegincustomer I (i=1,):beginP(mutex);Rc:=rc+1;If rc=1 then V(wakeup)ElseIf rc=n then p(wait)Else beginRc:=rc-1;该顾客离开理发厅end;v(mute

13、x)end;barber:beginP(Wakeup);Repeat理发；p(mutex)rc:=rc-1;if rc!=0 then v(wait);v(mutex)until rc=0endcoendend;2. 有十个读者和两个编辑同时处理一篇文章，对于读操作是可以同时进行的，若有读者正 在读这篇文章，编辑就不能工作，若编辑正在处理这篇文章，读者就不能作读操作，编辑与 编辑的工作也是互斥的，试用信号灯及P、V操作写出读者与编辑之间协同工作的程序描述。 解：mut ex :用于读者与编辑、编辑与编辑的互斥信号灯，初值为1；mutexl :用于对couter操作的互斥的信号灯，初值为1。3.

14、 兄弟俩共用一个账户，每次限存或取10 元，存钱与取钱的进程如下所示，由于兄弟俩可 能同时存钱和取钱，因此两个进程是并发的。若哥哥先存了两次钱，但在哥哥第三次存钱时， 弟弟在取钱，请问最后的帐号上amount可能有多少钱Jo 已 ginamount:int已g已r; amount:=;cobigeinprocess存钱迸程ml:integer ;begin: ml=amount; ml:=ml+10; amount=ml;已nd;process TAKE/j m2:integ已匸;Jo 已 gin:m2=amount;m2:=m2-10; amount =ni2;end;coend;end;答案：amount=20,30,104. 兄弟俩共用一个账号，他们都可以用该账号到任何一家联网的银行自动存款或取款。假定 银行的服务系统有“存款”和“取款”两个并发进程组成，且规定每次的存款额和取款额总 是为 100 元。若进程结构如下：beginamount： integer；amou nt：=0；cobeginProcess SAVEm1： integer;beginml ：=amount;ml：=ml + 100；