作業系統復習題

終于熬到了最后一科，有點不知道該復習什么了，，，
感覺都會，又感覺都不會，煩，想想好幾天沒寫博客了，輪番考試搞得我也不知道該寫什么，
再水一篇吧，

今天是痛苦的，明天會更痛苦，然而后天是美好的，但是很多人死在了明天晚上， – 那誰，我也不知道

什么是作業系統？作業系統追求的主要目標是什么？

作業系統是計算機系統中的一個系統軟體，是能有效地組織和管理計算機系統中的硬體和軟體資源，合理地組織計算機作業流程，控制程式的執行，并向用戶提供各種服務功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計算機，并使整個計算機系統能高效地運行的一組程式模塊的集合，作業系統追求的主要目標包括四個方面，分別是：方便性、有效性、可擴充性、開放性，

作業系統分成哪幾類？

單道批處理系統、多道批處理系統、分時系統、實時系統、微機操作統、多處理機作業系統、網路作業系統和分布式作業系統，

從資源管理觀點看，作業系統具有哪些功能？

1.處理機管理的功能，
2.存盤器管理的功能，
3.檔案管理的功能，
4設備管理的功能，
5.用戶介面，

什么是多道程式系統？其主要特點是什么？

多道程式設計是在計算機記憶體中同時存放幾道相互獨立的程式，使它們在管理程式控制之下，相互穿插的運行，兩個或兩個以上程式在計算機系統中同處于開始或結束之間的狀態，這就稱為多道程式技術運行的特征：多道、宏觀上并行、微觀上串行，所謂多道程式設計指的是允許多個程式同時進入一個計算機系統的主存盤器并啟動進行計算的方法，

簡述作業系統的特征

并發、共享、虛擬、異步性，

為了支持作業系統，現代處理機一般都提供哪兩種作業狀態，以隔離作業系統和普通程式？兩種狀態各有什么特點？

管態和目態，管態一般指作業系統管理程式運行的狀態，具有較高的特權級別，能運行一切指令；目態一般指用戶程式運行時的狀態，具有較低的特權級別，只能運行非特權指令，

什么是分級的存盤體系結構？它主要解決了什么問題？

分級的存盤體系結構依次是：暫存器，高速快取，主存盤器，硬碟存盤器、磁帶機和光碟存盤器，
當沿著層次下降時，每位元的價格將下降，容量將增大，速度將變慢而處理器的訪問頻率也將下降，從整個系統來看，在計算機系統中的存盤設備是由暫存器，高速快取，主存盤器，硬碟存盤器、磁帶機和光碟存盤器等設備構成的，較小、較貴而快速的存盤設備有較大、較便宜而慢速的存盤設備作后盾，它們通過訪問頻率的控制來提高存盤系統的效能，

記憶體通常有哪兩種型別？它們各自的特點是什么？用在哪里？

1、隨機存取存盤器RAM，它即可讀也可寫，
2、只讀存盤內器ROM，只能被讀取容而不能被寫入，

所謂讀寫型存盤器，是指可以把資料存入其中任一地址單元，并且可在以后的任何時候把資料讀出來，或者重新存入別的資料的一種存盤器，這種型別存盤器常被稱為隨機訪問存盤器（RAM：Random Access Memory），RAM主要用作存放隨機存取的程式和資料，
只讀型的存盤器是指只能從其中讀取資料，但不能隨意地用普通的方法向其中寫入資料（向其中寫入資料只能用特殊方法進行），這種型別的存盤器常被稱為只讀存盤器（ROM：Read-Only Memory），作為其變型，還有PROM和EPROM，PROM是一種可編程的只讀存盤器，它可由用戶使用特殊的PROM寫入器向其中寫入資料，EPROM可用特殊的紫外線光照射此芯片，以“擦去”其中的資訊體，使之恢復原來的狀態，然后使用特殊EPROM寫入器寫入資料，

反正這一大段我是沒聽說過，，

什么是行程？它與程式有哪些異同點？

行程是具有獨立功能的、可并發執行的程式在一個資料集合上的運行程序，是系統進行資源分配和調度的獨立單位，或者說，行程是行程物體的運行程序，
1、行程是程式的一次執行，它是一個動態的概念，程式是完成某個特定功能的指令的有序序列，它是—個靜態的概念，
2、一個行程可以執行一個或幾個程式，同一程式也可能由多個行程同時執行
3、行程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位；程式則不是，
4、程式可以作為一種軟體資源長期保存，而行程是程式的一次執行程序，它是臨時的，有生命期的，表現在它由創建而產生，完成任務后被撤消，
5、行程是具有結構的，

行程有哪幾種基本狀態？試舉出使行程狀態發生變化的事件并描繪它的狀態轉換圖，

就緒狀態：當行程已分配到除CPU以外的所有必要的資源后，只要能再獲得處理機便可立即執行，這時的狀態稱為就緒狀態，
執行狀態：指行程已獲得處理機，其程式正在執行，
阻塞狀態：行程因發生某種事件（如I/O請求、申請緩沖空間等）而暫停執行時的狀態，亦即行程的執行受到阻塞，故稱這種狀態為阻塞狀態，

就緒→執行：處于就緒狀態的行程，當行程調度程式為之分配了處理機后，該行程便由就緒狀態轉變成執行狀態，
執行→就緒：處于執行狀態的行程在其執行程序中，因分配給它的一個時間片已用完而不得不讓出處理機，于是行程從執行狀態轉變成就緒狀態，
執行→阻塞：正在執行的行程因等待某種事件發生而無法繼續執行時，便從執行狀態變成阻塞狀態，
阻塞→就緒：處于阻塞狀態的行程，若其等待的事件已經發生，于是行程由阻塞狀態轉變為就緒狀態，

什么是執行緒？行程和執行緒的主要區別是什么？

執行緒是行程的一個物體，是行程的一條執行路徑，主要區別是： 行程是作業系統資源分配的基本單位，而執行緒是任務調度和執行的基本單位，

應用題

1、有5個批處理作業A、B、C、D、E在時刻0以A、B、C、D、E的順序到達，它們的估計運行時間分別為10、6、2、4、8分鐘，優先數（由外部設定）分別為3、5、2、1、4，設優先數越大優先級越高，對于下列每種調度演算法，計算其平均周轉時間，可忽略行程切換的開銷，
（1）FIFO；
（2）最短作業優先；
（3）優先級調度；
（4）時間片輪轉法（時間片為2分鐘）；
對（1）到（3），假設任一時刻只有一個作業運行，直到結束，對（4），假設系統具有多道處理能力，每個作業均獲得公平的CPU時間，

解 （1）采用FIFO的調度演算法，各作業在系統中的執行情況如下：

作業執行次序   執行時間   優先數    等待時間    周轉時間
    A	        10	     3	      0	         10
    B	         6	     5	     10	         16
    C	         2	     2	     16	         18
    D	         4	     1	     18	         22
    E	         8	     4	     22	         30  

平均周轉時間T=（10+16+18+22+30）/5=19.2分鐘，

（2）采用最短作業優先的調度演算法，各作業在系統中的執行情況如下：

作業執行次序	執行時間   優先數    等待時間    周轉時間	    
	C	        2	    2	      0	         2
    D	        4	    1	      2	         6
    B	        6	    5	      6	        12
    E	        8	    4	     12	        20
    A	        10	    3	     20         30   

平均周轉時間T=（2+6+12+20+30）/5=14分鐘，

（3）采用優先級調度演算法，各作業在系統中的執行情況如下：

作業執行次序	執行時間   優先數	 等待時間   周轉時間
	  B	        6	    5	    0	       6
      E	        8	    4	    6	      14
      A	       10       3	   14	      24
      C	        2	    2	   24	      26
      D	        4	    1	   26	      30

平均周轉時間T=（6+14+24+26+30）/5=20分鐘，

（4）采用時間片輪轉演算法，各作業的執行情況為：（A，B，C，D，E），（A，B，D，E），（A，B，E），（A，E），（A），五個行程的周轉時間分別為：30、22、6、16、28分鐘，平均周轉時間T=（30+22+6+16+28）/5=20.4分鐘，

什么叫臨界資源？什么叫臨界區？對臨界區的應用使用應符合哪些規則？

臨界資源是指每次僅允許一個行程訪問的資源，
臨界區是指每個行程中訪問臨界資源的那段代碼，

臨界區的使用規則：①空閑讓進②忙則等待③有限等待④讓權等待，

當行程對信號量S執行wait、signal操作時，S的值發生變化，當S>0、S=0和S<0時，其物理含義是什么？

S>0時，S表示可使用的資源數或表示可使用資源的行程數；
S=0時，S表示無資源可供使用或表示不允許行程再進入臨界區；
S<0時，S表示等待使用資源的行程個數或表示等待進入臨界區的行程個數，

什么是死鎖？死鎖產生的四個必要條件是什么？

死鎖是指兩個或兩個以上的行程在執行程序中，由于競爭資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去，此時稱系統處于死鎖狀態或系統產生了死鎖，這些永遠在互相等待的行程稱為死鎖行程，

死鎖產生的四個必要條件是：

（1）互斥條件
    行程要求對所分配的資源進行排它性控制，即在一段時間內某資源僅為一行程所占有，
（2）請求和保持條件
    當行程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放，     
 （3）不剝奪條件
    行程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放，
（4）環路等待條件
    在發生死鎖時，必然存在一個行程——資源的環形鏈，

可變磁區常用的磁區演算法有哪幾種？它們各自的特點是什么？

1、首次適應演算法 
    要求空閑磁區鏈以地址遞增的次序鏈接，==在進行記憶體分配時，從鏈首開始順序查找==，直至找到一個能滿足其大小要求的空閑磁區為止 
2、回圈首次適應演算法 
   在為程式分配記憶體空間時，不再每次從鏈首開始查找，而是==從上次找到的空閑磁區的下一個空閑磁區開始查找==，直至找到第一個能滿足要求的空閑磁區 
3、最佳適應演算法 
    ==把既能滿足要求、又是最小的空閑磁區分配給程式== 
4、最差適應演算法
    每次為程式分配記憶體時，==總是找到一個滿足程式長度要求的最大空閑磁區進行分配==

什么是覆寫？什么是交換？覆寫和交換的區別是什么？

覆寫：將程式劃分為若干個功能上相對獨立的程式段，按照程式的邏輯結構讓那些不會同時執行的程式段共享同一塊記憶體區的記憶體擴充技術，
交換：先將記憶體某部分的程式或資料寫入外存交換區，再從外存交換區中調入指定的程式或資料到記憶體中來，并讓其執行的一種記憶體擴充技術，
覆寫、交換區別為：結構不同、進行不同、程式段不同，

簡述段和頁的區別

分頁和分段有許多相似之處，但是在概念上兩者完全不通，主要表現在：

①頁是資訊的物理單位，分頁是為了系統管理記憶體的方便而進行的，故對用戶而言，分頁是不可見的，是透明的；
段是資訊的邏輯單位，分段是作業邏輯上的要求，對用戶而言，分段是可見的，
②頁的大小是固定的，由系統決定；
段的大小是不固定的，由用戶作業本身決定，
③從用戶角度看，分頁的地址空間是一維的，而段的地址空間是二維的，

什么叫虛擬存盤器？

虛擬存盤器是指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對記憶體容量加以擴充的一種存盤器系統，

應用題

2、某虛擬存盤區的用戶空間共40個頁面，每頁1KB，記憶體16K，假定某時刻系統為用戶的第0、3、7、8頁分別分配的物理塊號為5、12、8、17，求邏輯地址0E5CH、2F1CH分別對應的物理地址，

解：0E5CH =3676=3×1K+025CH，所以該地址的頁號是3，頁內偏移地址為025C H，對應的物理塊號是12，轉化為物理地址為
12×1K+025CH =12892 = 325CH，
2F1CH=11×1K+031CH，頁號是11，該頁未裝入記憶體，故產生缺頁中斷

3、在一請求分頁系統中，某作業的頁面走向為：1、2、3、6、4、7、3、2、1、4、7、5、6、5、2、1，分配給該作業的物理塊數為4，假定開始時先把前4頁裝入記憶體，分別采用先進先出頁面置換演算法和最近最久未使用頁面置換演算法，寫出依次產生缺頁中斷后應淘汰的頁號和最后留駐記憶體的頁號以及缺頁中斷次數，

 解：（1）采用先進先出頁面置換演算法：
            依次淘汰的頁號為：1，2，3，6，4，7
            最后留駐記憶體的頁號為：2，1，5，6
            缺頁中斷次數為6，
    （2）采用最近最久未使用頁面置換演算法：
            依次淘汰的頁號為：1，2，6，4，7，3，2，1，4，7
            最后留駐記憶體的頁號為：6，5，2，1
            缺頁中斷次數為10，

什么是檔案的邏輯結構？常用的邏輯結構有哪幾種？有何特點？

用戶按自己對資訊的使用要求組織檔案，由于這種檔案是獨立于物理環境而構造的，所以，把用戶概念中的檔案稱為檔案的邏輯結構，或稱邏輯檔案，這是從用戶觀點出發，所觀察到的檔案組織形式，是用戶可以直接處理的資料及其結構，

檔案的邏輯結構一般可分為2大類：一是有結構檔案，它是由一個以上的記錄構成的檔案，故又稱為記錄式檔案，二是無結構檔案，它是指由字符流構成的檔案，故又稱為流式檔案，

檔案操作有哪幾個？它們的功能是什么？

1、檔案的新增；可以增加新的檔案，
2、檔案的洗掉；把不使用的檔案直接洗掉了，
3、檔案的復制；把檔案復制一份或者多份副本，
4、檔案的粘貼；可以把檔案粘貼到指定的檔案或者檔案夾中，
5、檔案的修改：檔案的修改或者是檔案的編輯，可以修改檔案中的內容，
6、其他：根據不同的行業和不同的用途檔案的操作還有很多操作方法，例如：檔案的檔案管理、檔案的分類管理等等，

檔案的保護和保密措施有哪些？

目前實作安全措施的辦法有，制定用戶的訪問權限、口令、密碼等，

1、隱蔽檔案和目錄
按照這種方法，系統和用戶將要保護的檔案目錄隱蔽起來，在顯示檔案目錄資訊時由于不知道檔案名而無法使用，

2、口令
口令有兩種方式，一是檔案口令，一是用戶口令，對前者，系統要求檔案的建立者為他需要保密的檔案設定一個口令，這樣任何用戶在使用檔案時，都應該核對口令，只有口令相符才能使用，否則拒絕用戶訪問，對后者，當用戶利用計算機終端使用計算機時，首先核對用戶的口令，只有口令一致，才能使用計算機，在多用戶作業系統中，基本上都會為每一個用戶設定各自的目錄和口令，這樣只有擁有口令的用戶才能進入相應的目錄，

3、使用密碼
對于高度機密的檔案，可采用加密碼的措施，檔案加密碼是把檔案中所有字符代碼，按某種變換規則重新編碼，檔案的輸入讀出都經過編碼程式和解碼程式處理，

4、制定訪問權限
（1）存取控制矩陣
（2）存取控制表和用戶權限表

應用題

4、一個磁盤組有199個柱面，每個柱面上有16個磁道，每個盤面被劃分成8個扇區，現有一個含有12800個邏輯記錄的檔案，邏輯記錄的大小與扇區大小一致，該檔案以順序結構的形式被存放到磁盤上，柱面、磁道、扇區的編號均從“0”開始，邏輯記錄的編號也從“0”開始，檔案資訊從0柱面、0磁道、0扇區開始存放，試問：
（1）第65柱面的第9磁道的第3扇區存放了該檔案的第幾個邏輯記錄？
（2）該檔案的第7832個邏輯記錄應存放在哪個柱面的第幾磁道的第幾號扇區？

解：（1）由于邏輯記錄的大小與扇區大小一致，所以第65柱面的第9磁道的第3扇區存放了該檔案的第3+8×（9+65×16）=8395號邏輯記錄，                                                           
   （2）每個柱面上有8×16=128個磁盤塊，M=[7832/128]=61；N=8925％128=24；故第7832個邏輯記錄應存放在第61柱面的第[24/8]=3磁道的第24％8=0扇區，

5、假設磁盤共有150個柱面，編號為0~149，剛剛處理訪問了78號柱面的請求，當前存取臀正在80號柱面上服務，現有若干請求者要訪問的柱面號分別為：50、92、120、30、60、100、130，按下列三種演算法調度時，實際服務的次序是什么？存取臀移動總量為多少？（1）先來先服務；（2）最短查找時間優先；（3）電梯調度演算法，

 解：（1）先來先服務演算法：
    次序是80→50→92→120→30→60→100→130，
    存取臀移動總量為：290，
   （2）最短查找時間優先：
    次序是80→92→100→120→130→60→50→30，
    存取臀移動總量為：150，
   （3）電梯調度演算法：
    次序是80→92→100→120→130→60→50→30，
    存取臀移動總量為：150，

6、檔案系統采用混合索引方式，設存放檔案物理地址的地方共有13個地址項，其中10項登記直接地址，這10項中所存放的是存放該檔案的盤塊的盤塊號；一級索引地址2項；二級索引地址1項，若塊長2KB，每個塊號長2位元組，求允許的檔案最大長度為多少？

解：最大長度為10×2K+2×1K×2K+1K×1K×2K，

I/O控制方式有哪幾種？

I/O控制方式的發展經歷了4個階段：程式查詢方式，l/O中斷方式，DMA方式和I/O通道方式，

引入緩沖的主要原因是什么？

①緩和CPU與I/O設備間速度不匹配的矛盾，
②減少對CPU的中斷頻率，放寬對中斷回應時間的限制，
③提高CPU和I/O設備的并行性，

什么是設備獨立性？為什么要實作設備獨立性？

設備獨立性：應用程式獨立于具體使用的物理設備，
這種獨立性不僅能提高用戶程式的可適應性，使程式不局限于某具體的物理設備，而且易于實作輸入、輸出的重定向，即在I/O操作中所使用的設備可方便地重新指定，而無須改變原有程式，

設備分配演算法有哪些？

①先來先服務演算法，當有多個行程申請－個設備時，該演算法根據行程申請設備的先后次序，將這些行程排列成一個設備請求佇列，設備分配程式總是把設備首先分配給隊首行程，
②優先權高者優先演算法，這種演算法中，系統首先把設備分配給優先權高的行程，使高優先權的行程能夠盡快完成，對于同優先權的行程，系統按照先來先服務的方法分配設備，

作業系統提供了哪些便于用戶使用計算機的介面？

作業系統提供了命令介面、程式介面、圖形介面三種型別的用戶介面

什么是系統呼叫？系統呼叫與一般程序呼叫的區別是什么？

由作業系統提供，用戶程式可以呼叫的包含特權指令的子程式稱為“系統功能呼叫”程式，或簡稱為“系統呼叫”，

與－般的程序呼叫有以下幾方面的區別：
系統呼叫通過非特權指令——訪管指令呼叫，
1、系統呼叫通過軟中斷進入
一般的程序呼叫可直接由呼叫程序轉向被呼叫程序；系統呼叫通常都是通過軟中斷機制轉向相應的命令處理程式
2、運行在不同的處理器狀態
一般的程序呼叫，其呼叫程式和被呼叫程式都運行在相同的處理器狀態 ；系統呼叫呼叫程式運行在目態，而被呼叫程式則運行在管態
3、處理器狀態的轉換不同
一般的程序呼叫不涉及系統狀態的轉換；系統呼叫需要系統狀態轉換
4、回傳問題不同
一般的程序呼叫在被呼叫程序執行完后，將回傳到呼叫程序繼續執行；系統呼叫不一定回傳原呼叫程序
5、嵌套呼叫
像一般程序一樣，系統呼叫也允許嵌套呼叫，但對嵌套呼叫的深度都有一定的限制

突然發現這篇還行，那就五天后粉絲可見吧