第一篇：計算機操作系統總結

虛擬存儲器應用研究

虛擬存儲器是具有請求調入功能和置換功能，能僅把作業的一部分裝入內存便可運行作業的存儲器系統，它能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種虛擬的存儲器系統。其邏輯容量由內存和外存容量之和所決定，其運行速度接近于內存速度，而每位的成本卻又接近于外存。可見，虛擬存儲技術是一種性能非常優越的存儲器管理技術，故被廣泛地應用于大、中、小型機器和微型機中。

虛擬內存作用

內存在計算機中的作用很大，電腦中所有運行的程序都需要經過內存來執行，如果執行的程序很大或很多，就會導致內存消耗殆盡。為了解決這個問題，運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬盤空間來充當內存使用，當內存占用完時，電腦就會自動調用硬盤來充當內存，以緩解內存的緊張。

為了給用戶提供更大的隨機存取空間而采用的一種存儲技術。它將內存與外存結合使用，好像有一個容量極大的內存儲器，工作速度接近于主存，每位成本又與輔存相近，在整機形成多層次存儲系統。

虛擬存儲器的特征

離散性：指在內存分配時采用離散的分配方式，它是虛擬存儲器的最基本的特征。

多次性：指一個作業被分成多次調入內存運行，即在作業運行時沒有必要將其全部裝入，只須將當前要運行的那部分程序和數據裝入內存即可。多次性是虛擬存儲器最重要的特征。

對換性：指允許在作業的運行過程中在內存和外存的對換區之間換進、換出。

虛擬性：指能夠從邏輯上擴充內存容量，使用戶所看到的內存容量遠大于實際內存容量

工作過程

虛擬存儲器是由硬件和操作系統自動實現存儲信息調度和管理的。它的工作過程包括6個步驟：①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b，并對組號a進行地址變換，即將邏輯組號a作為索引，查地址變換表，以確定該組信息是否存放在主存內。②如該組號已在主存內，則轉而執行④；如果該組號不在主存內，則檢查主存中是否有空閑區，如果沒有，便將某個暫時不用的組調出送往輔存，以便將這組信息調入主存。③從輔存讀出所要的組，并送到主存空閑區，然后將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。④從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。⑤從物理組號a和組內字節地址b得到物理地址。⑥根據物理地址從主存中存取必要的信息。調度方式

調度方式有分頁式、分段式、段頁式3種。頁式調度是將邏輯和物理地址空間都分成固定大小的頁。主存按頁順序編號，而每個獨立編址的程序空間有自己的頁號順序，通過調度輔存中程序的各頁可以離散裝入主存中不同的頁面位置，并可據表一一對應檢索。頁式調度的優點是頁內零頭小，頁表對程序員來說是透明的，地址變換快，調入操作簡單；缺點是各頁不是程序的獨立模塊，不便于實現程序和數據的保護。段式調度是按程序的邏輯結構劃分地址空間，段的長度是隨意的，并且允許伸長，它的優點是消除了內存零頭，易于實現存儲保護，便于程序動態裝配；缺點是調入操作復雜。將這兩種方法結合起來便構成段頁式調度。在段頁式調度中把物理空間分成頁，程序按模塊分段，每個段再分成與物理空間頁同樣小的頁面。段頁式調度綜合了段式和頁式的優點。其缺點是增加了硬件成本，軟件也較復雜。大型通用計算機系統多數采用段頁式調度。

頁式調度

頁式虛擬存儲系統中，虛地址空間被分成等長大小的頁，稱為邏輯頁；主存空間也被分成同樣大小的頁，稱為物理頁。相應地，虛地址分為兩個字段：高字段為邏輯頁號，低字段為頁內地址（偏移量）；實存地址也分兩個字段：高字段為物理頁號，低字段為頁內地址。通過頁表可以把虛地址（邏輯地址）轉換成物理地址。在大多數系統中，每個進程對應一個頁表。頁表中對應每一個虛存頁面。有一個表項，表項的內容包含該虛存頁面所在的主存頁面的地址（物理頁號），以及指示該邏輯頁是否已調入主存的有效位。地址變換時，用邏輯頁號作為頁表內的偏移地址索引頁表（將虛頁號看作頁表數組下標）并找到相應物理頁號，用物理頁號作為實存地址的高字段，再與虛地址的頁內偏移量拼接，就構成完整的物理地址。現代的中央處理機通常有專門的硬件支持地址變換。

段式調度

段是按照程序的自然分界劃分的長度可以動態改變的區域。通常，程序員把子程序、操作數和常數等不同類型的數據劃分到不同的段中，并且每個程序可以有多個相同類型的段。在段式虛擬存儲系統中，虛地址由段號和段內地址（偏移量）組成。虛地址到實主存地址的變換通過段表實現。每個程序設置一個段表，段表的每一個表項對應一個段。段式虛擬存儲器有許多優點： ①段的邏輯獨立性使其易于編譯、管理、修改和保護，也便于多道程序共享。②段長可以根據需要動態改變，允許自由調度，以便有效利用主存空間。段式虛擬存儲器也有一些缺點： ①因為段的長度不固定，主存空間分配比較麻煩。②容易在段間留下許多外碎片，造成存儲空間利用率降低。③由于段長不一定是2的整數次冪，因而不能簡單地像分頁方式那樣用虛地址和實地址的最低若干二進制位作為段內偏移量，并與段號進行直接拼接，必須用加法操作通過段起址與段內偏移量的求和運算求得物理地址。因此，段式存儲管理比頁式存儲管理方式需要更多的硬件支持。

段頁式調度

段頁式虛擬存儲器是段式虛擬存儲器和頁式虛擬存儲器的結合。實存被等分成頁。每個程序則先按邏輯結構分段，每段再按照實存的頁大小分頁，程序按頁進行調入和調出操作，但可按段進行編程、保護和共享。它把程序按邏輯單位分段以后，再把每段分成固定大小的頁。程序對主存的調入調出是按頁面進行的，但它又可以按段實現共享和保護，兼備頁式和段式的優點。缺點是在映象過程中需要多次查表。在段頁式虛擬存儲系統中，每道程序是通過一個段表和一組頁表來進行定位的。段表中的每個表目對應一個段，每個表目有一個指向該段的頁表起始地址及該段的控制保護信息。由頁表指明該段各頁在主存中的位置以及是否已裝入、已修改等狀態信息。如果有多個用戶在機器上運行，多道程序的每一道需要一個基號,由它指明該道程序的段表起始地址。虛擬內存的訪問

虛存空間的用戶程序按照虛地址編程并存放在輔存中。程序運行時，由地址變換機構依據當時分配給該程序的實地址空間把程序的一部分調入實存。每次訪存時，首先判斷該虛地址所對應的部分是否在實存中：如果是，則進行地址轉換并用實地址訪問主存；否則，按照某種算法將輔存中的部分程序調度進內存，再按同樣的方法訪問主存。由此可見，每個程序的虛地址空間可以遠大于實地址空間，也可以遠小于實地址空間。前一種情況以提高存儲容量為目的，后一種情況則以地址變換為目的。后者通常出現在多用戶或多任務系統中：實存空間較大，而單個任務并不需要很大的地址空間，較小的虛存空間則可以縮短指令中地址字段的長度。

第二篇：《計算機操作系統》簡答題總結

《計算機操作系統》簡答題總結

1、簡述操作系統的定義。

操作系統是計算機系統的一種系統軟件，它統一管理計算機系統的資源和控制程序的執行。

2、在多道程序設計技術的系統中，操作系統怎樣才會占領中央處理器？

只有當中斷裝置發現有事件發生時，它才會中斷當前占用中央處理器的程序執行，讓操作系統的處理服務程序占用中央處理器并執行之。

3、簡述“刪除文件”操作的系統處理過程。

用戶用本操作向系統提出刪除一個文件的要求，系統執行時把指定文件的名字從目錄和索引表中除去，并收回它所占用的存儲區域，但刪除一個文件前應先關閉該文件。

4、對相關臨界區的管理有哪些要求？

為了使并發進程能正確地執行，對若干進程共享某一變量（資源）的相關臨界區應滿足以下三個要求： ① 一次最我讓一個進程在臨界區中執行，當有進程在臨界區中時，其他想進入臨界區執行的進程必須等待； ② 任何一個進入臨界區執行的進程必須在有限的時間內退出臨界區，即任何一個進程都不應該無限逗留在自己的臨界區中； ③ 不能強迫一個進程無限地等待進入它的臨界區，即有進程退出臨界區時應讓下一個等待進入臨界區的進程進入它的臨界區。

5、簡述解決死鎖問題的三種方法。① 死鎖的防止。系統按預定的策略為進程分配資源，這些分配策略能使死鎖的四個必要條件之一不成立，從而使系統不產生死鎖。② 死鎖的避免。系統動態地測試資源分配情況，僅當能確保系統安全時才給進程分配資源。③ 死鎖的檢測。對資源的申請和分配不加限制，只要有剩余的資源就呆把資源分配給申請者，操作系統要定時判斷系統是否出現了死鎖，當有死鎖發生時設法解除死鎖。

6、從操作系統提供的服務出發，操作系統可分哪幾類？

批處理操作系統、分時操作系統、實時操作系統、網絡操作系統、分布式操作系統。

7、簡述計算機系統的中斷機制及其作用。

中斷機制包括硬件的中斷裝置和操作系統的中斷處理服務程序。中斷裝置由一些特定的寄存器和控制線路組成，中央處理器和外圍設備等識別到的事件保存在特定的寄存器中，中央處理器每執行完一條指令，均由中斷裝置判別是否有事件發生。若無事件發生，CPU繼續執行；若有事件發生，則中斷裝置中斷原占有CPU的程序的執行，讓操作系統的處理事件服務程序占用CPU，對出現的事件進行處理，事件處理完后，再讓原來的程序繼續占用CPU執行。

8、選擇進程調度算法的準則是什么？

由于各種調度算法都有自己的特性，因此，很難評價哪種算法是最好的。一般說來，選擇算法時可以考慮如下一些原則：

① 處理器利用率； ② 吞吐量； ③ 等待時間； ④ 響應時間。

在選擇調度算法前，應考慮好采用的準則，當確定準則后，通過對各種算法的評估，從中選擇出最合適的算法。

9、獨占設備采用哪種分配方式？

獨占設備通常采用靜態分配方式。即在一個作業執行前，將作業要使用的這類設備分配給作業，在作業執行期間均歸該作業占用，直到作業執行結束才歸還。

10、產生死鎖的原因是什么？

① 系統資源不足； ② 進程推進順序不合適。

在早期的系統中，由于系統規模較小，結構簡單，以及資源分配大多采用靜態分配法，使得操作系統死鎖問題的嚴重性未能充分暴露出來。但今天由于多道程序系統，以至于數據系統的出現，系統中的共享性和并行性的增加，軟件系統變得日益龐大和復雜等原因，使得系統出現死鎖現象的可能性大大增加。

11、何謂批處理操作系統？

用戶準備好要執行的程序、數據和控制作業執行的說明書，由操作員輸入到計算機系統中等待處理。操作系統選擇作業并按作業說明書的要求自動控制作業的執行。采用這種批量化處理作業的操作系統稱為批處理操作系統。

12、對特權指令的使用有什么限制？

只允許操作系統使用特權指令，用戶程序不能使用特權指令。

13、影響缺頁中斷率有哪幾個主要因素？ 影響缺頁中斷率的因素有四個：

① 分配給作業的主存塊數多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。② 頁面大，缺頁中斷率低；頁面小缺頁中斷率高。

③ 程序編制方法。以數組運算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。

④ 頁面調度算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法。

14、磁盤移臂調度的目的是什么？常用移臂調度算法有哪些？

磁盤移臂調度的目的是盡可能地減少輸入輸出操作中的尋找時間。常用的移臂調度算法有：

① 先來先服務算法 ② 最短尋找時間優先算法 ③ 電梯調度算法 ④ 單向掃描算法。

15、常用的作業調度算法有哪些？

① 先來先服務算法 ② 計算時間短的作業優先算法 ③ 響應比最高者優先算法 ④ 優先數調度算法 ⑤ 均衡調度算法

16、計算機系統的資源包括哪些？

計算機系統的資源包括兩大類：硬件資源和軟件資源。

硬件資源主要有中央處理器、主存儲器、輔助存儲器和各種輸入輸出設備。軟件資源有編譯程序、編輯程序等各種程序以及有關數據。

17、CPU在管態和目態下工作有何不同？ 當中央處理器處于管態時，可以執行包括特權指令在內的一切面器指令，而在目態下工作時不允許執行特權指令。

18、何為頁表和快表？它們各起什么作用？

頁表指出邏輯地址中的頁號與所占主存塊號的對應關系。

作用：頁式存儲管理在用動態重定位方式裝入作業時，要利用頁表做地址轉換工作。快表就是存放在高速緩沖存儲器的部分頁表。它起頁表相同的作用。

由于采用頁表做地址轉換，讀寫內存數據時CPU要訪問兩次主存。有了快表，有時只要訪問一次高速緩沖存儲器，一次主存，這樣可加速查找并提高指令執行速度。

19、作業在系統中有哪幾種狀態？

一個作業進入系統到運行結束，一般要經歷進入、后備、運行和完成四個階段，相應地，作業亦有進入、后備、運行和完成四種狀態。

① 進入狀態：作業的信息從輸入設備上預輸入到輸入井，此時稱為作業處于進入狀態。② 后備狀態：當作業的全部信息都已輸入，且由操作系統將其存放在輸入井中，此時稱作業處于后備狀態。系統將所有處于后備狀態的作業組成后備作業隊列，等待作業調度程序的調度。③ 運行狀態：一個后備作業被作業調度程序選中，分配了必要的資源，調入內存運行，稱作業處于運行狀態。④ 完成狀態：當作業正常運行完畢或因發生錯誤非正常終止時，作業進入這完成狀態。

20、用fork創建新進程，它要做哪些工作？ 由fork創建新進程的主要工作有：

① 在進程表proc[ ]中為子進程找一個空閑的表項，用來存放子進程的proc結構； ② 為子進程分配一個唯一的標識號；

③ 把父進程中的字段復制到子進程的proc中，并把p – pid置為分配到的進程標識號，把p-pid置為父進程的標識號，把p-stat置為創建狀態；

④ 按父進程中p-size所示的長度為子進程申請分配內存。若有足夠的內存，則把父進程的user結構、棧和用戶數據區全部復制到子進程的空間中；若無足夠的內存，則在磁盤對換區中分配存儲空間，然后復制到對換區中，置于進程狀態為就緒狀態。

21、為什么說批處理多道系統能極大地提高計算機系統的工作效率？

① 多道作業并行工作，減少了處理器的空閑時間。

② 作業調度可以合理選擇裝入主存儲器中的作業，充分利用計算機系統的資源。③ 作業執行過程中不再訪問低速設備，而直接訪問高速的磁盤設備，縮短執行時間。④ 作業成批輸入，減少了從操作到作業的交接時間。

22、操作系統為用戶提供哪些接口？

操作系統為用戶提供兩種類型的使用接口：

一是操作員級的，它為用戶提供控制作業執行的途徑； 二是程序員級的，它為用戶程序提供服務功能。

23、什么是線程？多線程技術具有哪些優越性？

線程是進程中可獨立執行的子任務，一個進程可以有一個或多個線程，每個線程都有一個惟一的標識符。線程與進程有許多相似之處，往往把線程又稱為“輕型進程”，線程與進程的根本區別是把進程作為資源分配單位，而線程是調度和執行單位。多線程技術具有多個方面的優越性：

① 創建速度快、系統開銷小：創建線程不需要另行分配資源；

② 通信簡潔、信息傳送速度快：線程間的通信在統一地址空間進程，不需要額外的通信機制；

③ 并行性高：線程能獨立執行，能充分利用和發揮處理器與外圍設備并行工作的能力。

24、UNIX系統中的優先權和優先數有什么關系？如何確定進程的優先權和優先數？ UNIX中每個進程都有一個優先數，就緒進程能否占用處理器的優先權取決于進程的優先數，優先數越小則優先權越高。

UNIX以動態方式確定優先權，如核心的進程優先權高于進入用戶態的進程；降低用完一個時間片的進程的優先權；對進入睡眠的進程，其等待事件越急優先數越高；降低使用處理器時間較長的進程的優先權。

UNIX中確定進程優先數的方法有兩種：設置方法和計算方法。前者對要進入睡眠狀態的進程設置優先數，若等待的事件急迫，則設置較小的優先數；后者用戶進程正在或即將轉入用戶狀態運行時確定優先數。

25、主存空間信息保護有哪些措施？

保存主存空間中的信息一般采用以下措施：

① 程序執行時訪問屬于自己主存區域的信息，允許它既可讀，又可寫； ② 對共享區域中的信息只可讀，不可修改；

③ 對非共享區域或非自己的主存區域中的信息既不可讀，也不可寫。

26、共享設備允許多個作業同時使用，這里的“同時使用”的含義是什么？

“同時使用”的含義是多個作業可以交替地啟動共享設備，在某一時刻仍只有一個作業占有。

27、簡述“打開文件”操作的系統處理過程。

用戶要使用一個已經存放在存儲介質上的文件前，必須先提出“打開文件”要求。這時用戶也必須向系統提供參數：用戶名、文件名、存取方式、存儲設備類型、口令等。系統在接到用戶的“打開文件”要求后，找出該用戶的文件目錄，當文件目錄不在主存儲器中時還必須把它讀到主存儲器中；然后檢索文件目錄，指出與用戶要求相符合的目錄項，取出文件存放的物理地址。

對索引文件還必須把該文件的索引表存放在主存儲器中，以便后繼的讀寫操作能快速進行。

28、什么是“前臺”作業、“后臺”作業？為什么對“前臺”作業要及時響應？ 批處理操作系統實現自動控制無需人為干預，分時操作系統實現了人機交互對話，這兩種操作系統具有各自的優點。為了充分發揮批處理系統和分時系統的優點，在一個計算機系統上配置的操作系統往往既具有批處理能力，又有提供分時交互的能力。這樣，用戶可以先在分時系統的控制下，以交互式輸入、調試和修改自己的程序；然后，可以把調試好的程序轉交給批處理系統自動控制其執行而產生結果。這些由分時系統控制的作業稱為“前臺”作業，而那些由批處理系統控制的作業稱為“后臺”作業。

在這樣的系統中，對前臺作業應該及時響應，使用戶滿意；對后臺作業可以按一定的原則進行組合，以提高系統的效率。

29、存儲型設備和輸入輸出型設備的輸入輸出操作的信息傳輸單位有何不同？ 存儲型設備輸入輸出操作的信息傳輸單位是“塊”，而輸入輸出型設備輸入輸出操作的信息傳輸單位是“字符”。

30、簡述信號量S的物理含義。

S＞0時，S表示可使用的資源數；或表示可使用資源的進程數； S＝0時，表示無資源可供使用；或表示不允許進程再進入臨界區；

S＜0時，－S表示等待使用資源的進程個數；或表示等待進入臨界區的進程個數；

當S＞0時，調用P（S）的進程不會等待；調用V（S）后使可用資源數加1或使可用資源的進程數加1；

當S＜0時，調用P（S）的進程必須等待；調用V（S）后將釋放一個等待使用資源者或釋放一個等待進入臨界區者。

31、簡述“關閉文件”操作的系統處理過程。

執行“關閉”操作時先要檢查讀到主存中的文件目錄或索引表是否被修改過，若被修改過，則應把修改過的文件目錄或索引表重新保存好。用戶提出“關閉”要求時，必須說明關閉哪個文件。

32、什么是計算機系統？它由哪幾部分組成？

計算機系統是按用戶的要求接收和存儲信息，自動進行數據處理并輸出結果信息的系統。計算機系統由硬件系統和軟件系統組成。硬件系統是計算機系統賴以工作的實體，軟件系統保證計算機系統按用戶指定的要求協調地工作。

33、計算機系統怎樣實現存儲保護？

一般硬件設置了基址寄存器和限長寄存器。

中央處理器在目態下執行系統中，對每個訪問主存的地址都進行核對，若能滿足：基址寄存器值≤訪問地址≤基址寄存器值＋限長寄存值，則允許訪問，否則不允許訪問。并且不允許用戶程序隨意修改這兩個寄存器的值。這就實現了存儲保護。

34、給出系統總體上的中斷處理過程。

CPU每執行完一條指令就去掃描中斷寄存器，檢查是否有中斷發生，若沒有中斷就繼續執行下條指令；若有中斷發生就轉去執行相應的中斷處理程序。中斷處理過程可粗略的分為以下四個過程：

① 保護當前正在運行程序的現場；

② 分析是何種中斷，以便轉去執行相應的中斷處理程序； ③ 執行相應的中斷處理程序； ④ 恢復被中斷程序的現場。

35、死鎖發生的必要條件有哪些？

發生死鎖的必要條件有四點：互斥條件、不可搶占條件、部分分配條件和循環等待條件。① 互斥條件：系統中存在一個資源一次只能被一個進程所使用； ② 非搶占條件：系統中存在一個資源僅能被占有它的進程所釋放，而不能被別的進程強行搶占。

③ 占有并等待條件：系統中存在一個進程已占有了分給它的資源，但仍然等待其他資源。④ 循環等待條件：在系統中存在一個由若干進程形成的環形請求鏈，其中的每一個進程均占有若干種資源中的某一種，同時每個進程還要求（鏈上）下一個進程所占有的資源。

36、用戶程序中通常用什么方式指定要使用的設備？為什么？

用戶程序中通常用“設備類、相對號”請求要使用的設備，即不具體指定要哪一臺設備，而是提出要申請哪類設備多少臺。

這種方式使設備分配適應性好、靈活性強。否則若用絕對號來指定設備，如果這臺設備已被占用或有故障時，該作業就無法裝入主存中。

37、進程調度中“可搶占”和“非搶占”兩種方式，哪一種系統的開銷更大？為什么？ 可搶占式會引起系統的開銷更大。

可搶占式調度是嚴格保證任何時刻，讓具有最高優先數（權）的進程占有處理機運行，因此增加了處理機調度的時機，引起為退出處理機的進程保留現場，為占有處理機的進程恢復現場等時間（和空間）開銷增大。

38、一個含五個邏輯記錄的文件，系統把它以鏈接結構的形式組織在磁盤上，每個記錄占用一個磁盤塊，現要求在第一記錄和第二記錄之間插入一個新記錄，簡述它的操作過程。從文件目錄中找到該文件，按址讀出第一個記錄； 取出第一個記錄塊中指針，存放到新記錄的指針位置； 把新記錄占用的物理塊號填入第一個記錄的指針位置； 啟動磁盤把第一個記錄和新記錄寫到指字的磁盤塊上。

39、在SPOOL系統中設計了一張“緩輸出表”，請問哪些程序執行時要訪問緩輸出表，簡單說明之。

井管理寫程序把作業執行結果文件登記在緩輸出表中； 緩輸出程序從緩輸出表中查找結果文件并打印輸出。40、試比較進程調度與作業調度的不同點。

① 作業調度是宏觀調度，它決定了哪一個作業能進入主存。進程調度是微觀調度，它決定各作業中的哪一個進程占有中央處理器。

② 作業調度是選符合條件的收容態作業裝入主存。進程調度是從就緒態進程中選一個占用處理器。

41、試說明資源的靜態分配策略能防止死鎖的原因。

資源靜態分配策略要求每個過程在開始執行前申請所需的全部資源，僅在系統為之分配了所需的全部資源后，該進程才開始執行。這樣，進程在執行過程中不再申請資源，從而破壞了死鎖的四個必要條件之一“占有并等待條件”，從而防止死鎖的發生。

42、簡述操作系統提供的服務功能。

處理用戶命令；讀/寫文件；分配/回收資源； 處理硬件/軟件出現的錯誤；及其他控制功能。

43、簡述中斷裝置的主要職能。

中斷裝置的職能主要有三點： ① 檢查是否有中斷事件發生； ② 若有中斷發生，保護好被中斷進程的斷點及現場信息，以便進程在適當時候能恢復執行； ③ 啟動操作系統的中斷處理程序。

44、實現虛擬設備的硬件條件是什么？操作系統應設計哪些功能程序？

硬件條件是：配置大容量的磁盤，要有中斷裝置和通道。

操作系統應設計好“預輸入”程序，“井管理”程序，“緩輸出”程序。

45、一個具有分時兼批處理功能的操作系統應怎樣調度和管理作業？

① 優先接納終端作業，僅當終端作業數小于系統可以允許同時工作的作業數時，可以調度批處理作業；

② 允許終端作業的批處理作業混合同時執行； ③ 把終端作業的就緒進程排成一個就緒隊列，把批處理作業的就緒進程排入另外的就緒隊列中；

④ 有終端作業進程就緒時，優先讓其按“時間片輪轉”法先運行。沒有終端作業時再按確定算法選批處理作業就緒進程運行。

46、簡述死鎖的防止與死鎖的避免的區別。死鎖的防止是系統預先確定一些資源分配策略，進程按規定申請資源，系統按預先規定的策略進行分配從而防止死鎖的發生。

而死鎖的避免是當進程提出資源申請時系統測試資源分配僅當能確保系統安全時才把資源分配給進程，使系統一直處于安全狀態之中，從而避免死鎖。

第三篇：計算機操作系統期末簡答題總結

1、什么是進程？什么是線程？進程與線程有何區別？

答：（1）進程是具有獨立功能程序在某個數據集合上的一次執行過程。（2分）

（2）線程是進程內的一個執行實體或執行單元。（2分）

（3）進程和線程的區別：（a）不同進程的地址空間是獨立的，而同一進程內的線程共享同一地址空間。一個進程的線程在另一個進程內是不可見的。(b)在引入線程的操作系統中，進程是資源分配和調度的單位，線程是處理機調度和分配的單位，資源是分配給進程的，線程只擁有很少資源，因而切換代價比進程切換低。（2分）

2、什么是死鎖？產生死鎖的原因和必要條件是什么？

答：（1）在多道程序系統中，當一組進程中的每個進程均無限期地等待被改組進程中的另一進程所占有且永遠不會釋放的資源，此時的系統處于死鎖狀態，簡稱死鎖。（2分）

（2）死鎖產生的原因：（a）系統提供的資源有限；（b）進程推進順序不當。（2分）

（3）產生死鎖的必要條件：互斥條件、不可剝奪條件、請求和保持條件、循環等待條件。

3、說明作業調度，中級調度和進程調度的區別，并分析下述問題應由哪一級調度程序負責。

(1)在可獲得處理機時，應將它分給哪個就緒進程；

(2)在短期繁重負載下，應將哪個進程暫時掛起。

答：(1)作業調度用于決定把外存中處于后備隊列中的哪些作業調入內存，并為它們創建進程，分配資源，然后將新創建進程插入就緒隊列；中級調度負責將內存中暫時不具備運行條件的進程換到外存交換區存放，但內存空閑時，又將外存中具備運行條件的進程重新換入內存；進程調度決定將處理機分配給就緒進程隊列的哪個進程。（4分）

（2）進程調度、中級調度（2分）4.什么是操作系統？它的主要功能有哪些？

操作系統是一組控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理的對各類作業進行調度，以及方便用戶使用的程序的集合。它包含四種功能：處理機管理、內存管理、設備管理和文件管理 5.什么是處理機的三級調度，它們在什么條件下發生？ 高級調度、中級調度和低級調度

高級調度：當系統決定選擇一個后備作業調入內存運行時； 中級調度：在內存緊張不能滿足需要時； 低級調度：選擇一個就緒進程投入運行時。

6.比較分段式與分頁式存儲管理方式的主要差別。

(1)頁是物理單位目的是提高內存的使用率,段式邏輯單位目的是方便用戶使用；(2)頁的大小是固定的由系統決定；段的大小不固定且由用戶決定；(3)分頁作業的地址空間是一維的；分段作業的地址空間是二維的；

7.什么是多道程序設計?為什么要采用多道程序設計? 多道程序設計是一種軟件技術，該技術使同時進入計算機主存的幾個相互獨立的程序在管理程序控制之下相互交替地運行。引入多道程序設計，可具有以下好處：（1）可提高CPU的利用率；（2）可提高主存和I/O設備利用率；（3）可增加系統吞吐量； 8.簡述死鎖的防止與死鎖的避免的區別。

死鎖的防止是系統預先確定一些資源分配策略，進程按規定申請資源，系統按預先規定的策略進行分配，從而防止死鎖的發生。

而死鎖的避免是當進程提出資源申請時系統測試資源分配，僅當能確保系統安全時才把資源分配給進程，使系統一直處于安全狀態之中，從而避免死鎖。9.虛擬存儲器的基本特征是什么?虛擬存儲器的容量主要受到什么限制? 10.操作系統為什么要引入進程？進程與程序的關系是怎樣的？ 11.什么是設備無關性?實現設備無關性有什么好處? 設備無關性是用戶編制程序時，不直接使用物理設備名來指定特定的物理設備，而是使用邏輯設備名請求某類設備，使得用戶程序獨立于具體的物理設備，由設備甘理馱件建立邏輯設備與物理設備的對應關系．好處是增加了設備分配的靈活性，易于實現I／O重定向。12.有結構文件可分為哪幾類，其特點是什么？

答：有結構文件可分為以下三類，分別是：

（1）順序文件。它是指由一系列記錄，按某種順序排列所形成的文件。

（2）索引文件。當記錄為可變長度時，通常為之建立一張索引表，并為每個記錄設置一表項，以加速對記錄的檢索速度。

（3）索引順序文件。這是上述兩種文件方式的結合，它為文件建立一張索引表，為每一組記錄中的第一個記錄設置一表項。

13.分頁系統與分段系統的區別主要在于哪些方面？

答：分頁與分段系統有很多相似之處，但兩者在概念上完全不同，主要表現在：（1）頁是信息的物理單位，分頁是為實現離散分配方式，以消減內存的外匯零頭，提高內存利用率。段是邏輯單位，分段的目的是為了更好的滿足用戶的需要。（2）頁的大小固定，段的長度不固定

（3）分業的作業地址是一維的，分段的地址空間是二維的，在標識一個地址時，要給出段名和段內地址 14.簡述引起進程調度的原因。

答：引起進程調度的事件主要有以下幾個：

（1）在執行進程執行完畢或因某種事件而不能再執行

（2）在進程通信或同步過程中執行某些原語，如P操作，block原語（3）執行中的進程因提出I/O操作而暫停執行

（4）在可剝奪式調度中有一個比當前進程優先級更高的進程進入到就緒隊列。（5）在分時系統中時間片用完 15.操作系統的基本特征是什么？

答：各種操作系統都擁有共同的特征。分別是：

（！）并發（2）共享（3）虛擬（4）異步性

16.什么叫虛擬存儲器？實現方式有哪些？

答：所謂虛擬存儲器，是指將作業的一部分裝入內存便可運行作業的存儲器系統。也即是指具有請示調入功能和置換功能，能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種存儲器系統。

虛擬存儲器的實現方式有兩種：

（1）請求分頁系統（2）請求分段系統 17.操作系統的目標是什么？

答：操作系統的目標有以下幾點：

（1）方便性

（2）有效性

（3）可擴充性

（4）開放性 18.什么是請求分頁系統？它需要哪些方面的硬件機構支持？

答：請求分頁系統是在分頁系統的基礎上，增加了請求調頁功能、頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統。為了實現請求調頁和置換功能，系統必須提供必要的硬件支持。其中，最重要的是：

（1）請求分頁的頁表機制。（2）缺頁中斷機構（3）地址變換機構

19.進程有哪三種基本狀態？請分別闡述。

答：進程在運行中不斷地改變其運行狀態，通常，一個進程必須具有以下三種基本狀態。（1）就緒狀態。即進程以分配到除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，這樣的狀態即就緒狀態。

（2）執行狀態。指進程已獲得處理機，其程序正在執行。

（3）阻塞狀態。指進程因發生某事件，如I/O請求，申請緩沖空間等而暫停執行時的狀態，亦即進程的執行受到阻塞。

20.什么叫分時系統，它的特征是什么？ 答：分時系統是指一臺主機上連接了多個帶有顯示器和鍵盤的終端，同進允許多個用戶共享主機中的資源，每個用戶都可通過自已的終端以交互方式使用計算機。分時系統的特征如下：

（1）多路性。即多個用戶分時使用一臺主機。

（2）獨立性。每個用戶各占一個終端，獨立操作，互不干擾。（3）及時性。用戶的請求能在很短時間內獲得響應。

（4）交互性。用戶可通過終端與系統進行廣泛的人機對話。21.選擇調度方式和算法的準則是什么？

答：選擇調度方式和調度算法的準則，有的是面向用戶的，有的是面向系統的。面向用戶的準則：

（1）周轉時間短（2）響應時間快（3）截止時間的保證（4）優先權準則 面向系統的準則：

（1）系統吞吐量高（2）處理機利用率高（3）各類資源的平衡利用 22.試比較進程和程序的區別 答：（1）進程是一個動態概念，而程序是一個靜態概念，程序是指令的有序集合，無執行含義，進程則強調執行的過程。

（2）進程具有并行特征（獨立性，異步性），程序則沒有。

（3）不同的進程可以包含同一個程序，同一個程序在執行中也可以產生多個進程。23.什么是文件目錄？文件目錄中包含哪些信息？ 答：一個文件的文件名和對該文件實施控制管理的說明信息稱為該文件的說明信息，又稱為該文件的目錄。

文件目錄中包含文件名、與文件名相對應的文件內部標識以及文件信息在文件存儲設備上的始址等信息。另外還可能包含關于文件邏輯結構、物理結構、存取控制和管理等信息。

24.什么是段式存儲管理？它從邏輯地址到物理地址是怎么變換的？

.把程序按內容或構成關系分成段，每段有自己的名字。一個用戶作業或進程包含的段對應于一個二維虛擬儲存器。以段為單位分配內存，然后通過地址映射機構把邏輯地址轉換成物理地址。只將那些經常訪問的段駐留內存，其他的段放在外存，待需要時自動調入。

地址變換過程：由虛地址中的段號為索引，查段表。找出該段在內存的起始地址，并將其和段內地址相加，從而得到物理地址。

25.在單處理機環境下，進程間有哪幾種通信方式，是如何實現的？

作業調度：從一批后備作業中選擇一個或幾個作業，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執行完后，回收資源。

進程調度：從就緒進程隊列中根據某個策略選取一個進程，使之占用CPU。

交換調度：按照給定的原則和策略，將外存交換區中的進程調入內存，把內存中的非執行進程交換到外存交換區中。26.設備管理中的數據傳送控制方式有哪幾種？分別簡述如何實現的。

程序直接控制：由用戶進程來直接控制內存或CPU和外設間的信息傳送。

中斷方式：進程通過CPU發出指令啟動外設，該進程阻塞。當輸入完成時，I/O控制器通過中斷請求線向CPU發出中斷信號，CPU進行中斷處理。DMA方式：在外設和內存之間開辟直接的數據交換通路。

通道控制方式：CPU發出啟動指令，指出通道相應的操作和I/O 設備，該指令就可啟動通道并使該通道從內存中調出相應的通道指令執行。27.試比較內存管理和外存管理的異同點.答：主要任務：內存管理的主要任務是為多道程序的運行，提供良好的環境；而外存管理的主要任務則是為文件提供存儲空間。

基本功能：內存管理的基本功能包含了內存空間的分配、回收、內存保護、對換、內存擴充等方面；而對外存管理的基本功能則只是對外存空間的分配和回收。

分配方式：它們都可采用連續分配或離散分配方式，且都以離散分配方式為主。

分配算法或機制：對于連續分配方式，內存與外存管理中的分配和回收算法類似，主要有首次適應算法、循環首次適應算法等；在離散分配方式中，兩者采用的機制不同，內存管理主要是利用頁（段）表；而在外存管理中，則主要利用文件分配表FAT。

28.SPOOLing的含義是什么？試述SPOOLing系統的特點、功能以及控制過程。

答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line（即外部設備聯機并行操作）的縮寫，它是關于慢速字符設備如何與計算機主機交換信息的一種技術，通常稱為“假脫機技術”。

SPOOLing技術是在通道技術和多道程序設計基礎上產生的，它由主機和相應的通道共同承擔作業的輸入輸出工作，利用磁盤作為后援存儲器，實現外圍設備同時聯機操作。

SPOOLing系統由專門負責I/O的常駐內存的進程以及輸入井、輸出井組成；它將獨占設備改造為共享設備，實現了虛擬設備功能。

29.處理機調度分為哪三級？各自的主要任務是什么？

答：作業調度：從一批后備作業中選擇一個或幾個作業，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執行完后，回收資源。

進程調度：從就緒進程隊列中根據某個策略選取一個進程，使之占用CPU。

交換調度：按照給定的原則和策略，將外存交換區中的進程調入內存，把內存中的非執行進程交換到外存交換區中。

30．什么是文件的邏輯結構和物理結構？ 文件的邏輯結構（文件的組織）：從用戶角度看到的文件的全貌，也就是它的記錄結構，包括流式文件、順序文件、索引文件和索引順序文件。文件的物理結構（文件的存儲結構）：文件在外存上的存儲組織形式，包括連續文件、串聯文件和索引文件。

第四篇：計算機操作系統教案

計算機操作系統教案

學院名稱：河北政法職業學院 系部名稱： 計算機系 課程名稱： 計算機操作系統 任課教師： 張敏麗

授課題目：操作系統緒論一 授課序號：1 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解①操作系統的概念②操作系統的歷史 教學重點：操作系統的基本類型。教學難點：批處理操作系統 作業布置：p20 1.2，1.3 教學內容：

第一章 緒論 §1.1 操作系統概念

1）什么是操作系統

2）操作系統與軟、硬件的關系 §1.2 操作系統的歷史 1）手工操作階段 2）早期批處理 3）多道程序系統 4）分時操作系統 5）實時操作系統 6）通用操作系統 7）現代操作系統 §1.3 操作系統的基本類型 1）批處理操作系統 2）分時系統 3）實時系統 4）通用操作系統

包括：·個人計算機上的操作系統

·網絡操作系統 ·分布式操作系統 授課題目：操作系統緒論二 授課序號：2 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解①操作系統的功能是什么。②計算機硬件相關知識③研究操作系統的幾種觀點 教學重點：操作系統的基本功能。教學難點：算法的描述

作業布置：p20 1.1，1.4，1.5，1.6 教學內容：

第一章 緒論 §1.4 操作系統功能

1）處理機管理 2）存儲管理 3）設備管理

4）信息管理（文件系統管理）5）用戶接口 §1.5 計算機硬件簡介

1）計算機基本硬件元素

2）與操作系統相關的幾種主要寄存器 3）存儲器的訪問速度 4）指令的執行與中斷 §1.6 算法的描述

1）算法描述的格式 2）例題 p18 例1 §1.7 研究操作系統的幾種觀點

1)操作系統是計算機資源的管理者 2）用戶界面的觀點 3）進程管理的觀點 授課題目：操作系統用戶界面 授課序號：3 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解①作業的基本概念。②作業建立方法。教學重點：作業組織及JCB的建立。教學難點：SPOOLING系統 作業布置：p36 2.1——2.5 教學內容：

第二章 操作系統用戶界面 §2.1 作業的基本概念

1）作業的定義 2）作業組織 §2.2 作業的建立 1）作業輸入方式 ·聯機輸入方式 ·脫機輸入方式 ·直接耦合方式 ·SPOOLING系統 ·網絡輸入方式 2）JCB的建立 §2.3 命令控制界面接口 1）脫機方式 2）聯機方式

聯機控制方式的命令種類有： ·環境設置 ·執行權限管理 ·系統管理 ·文件管理 ·編譯、鏈接命令 ·通信 ·資源要求 §2.4 系統調用

1）設備管理 2）文件管理 3）進程控制 4）進程通信 5）存儲管理 線程管理

授課題目：進程的概念 授課序號：4 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握①進程的概念。②作業和進程的關系。教學重點：進程的概念，程序的并發執行，作業和進程的關系。教學難點：程序的并發執行所帶來的影響 作業布置：p79 3.2——3.4 教學內容：

第三章 進程管理 §3.1 進程的概念

1）程序的并發執行（1）程序的順序執行 ·順序性 ·封閉性 ·可再現性

（2）多道程序系統中程序執行環境的變化

·獨立性

·隨機性

·資源共享（3）程序的并發執行

·何謂程序的并發執行

·程序的并發執行所帶來的影響 2）進程的定義 3）作業和進程的關系 §3.2 進程的描述 1）進程控制塊PCB（1）描述信息（2）控制信息（3）資源信息（4）CPU現場保護 2）進程上下文

（1）進程上下文的概念（2）進程空間

進程上下文結構

授課題目：進程狀態及控制 授課序號：5 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握①進程的狀態及轉換。②進程互斥 教學重點：①進程的狀態及轉換。②進程互斥 教學難點：進程的轉換 作業布置： 教學內容： 第三章 進程管理 §3.3 進程狀態及其轉換 1）進程狀態

·執行狀態

·等待狀態

·就緒狀態 2）進程狀態轉換 §3.4 進程控制 1）進程創建 2）進程撤銷 3）進程的阻塞

·阻塞原語 4）進程喚醒

·喚醒原語 §3.5 進程互斥

1）資源共享所引起的制約 ·臨界區 ·間接制約 ·互斥的概念 2）互斥的加鎖實現 3）信號量和P，V原語 ·信號量 ·P，V原語 用P，V原語實現進程互斥

授課題目：進程同步 授課序號：6 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握進程的同步，了解進程的通信機制。教學重點：用P，V原語實現進程同步 教學難點：生產者－消費者問題，管道 作業布置：p79 3.10，3.11，3.14 教學內容： 第三章 進程管理 §3.6 進程同步 1）同步的概念 ·直接制約 ·同步 ·消息 2）私用信號量 ·公用信號量 ·私用信號量

3）用P,V原語操作實現同步 4）生產者－消費者問題 §3.7 進程通信 1）進程的通信方式 ·主從式 ·會話式

·消息或郵箱機制 ·共享存儲區方式 2）消息緩沖機制 3）郵箱通信

4）進程通信的實例——和控制臺的通信，管道 授課題目：死鎖問題 授課序號：7 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解進程的死鎖問題。教學重點：死鎖問題 教學難點：死鎖的排除方法 作業布置： 教學內容： 第三章 進程管理 §3.8 死鎖問題 1)死鎖的概念 ·死鎖的定義 ·死鎖的起因 ·產生死鎖的必要條件 2）死鎖的排除

·死鎖預防 ·死鎖預防 ·死鎖的檢測和恢復 3）作業3.11的講解

授課題目：分級調度 授課序號：8 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握處理機調度的概念和作業調度的概念。教學重點：調度的層次 教學難點：作業與進程的關系 作業布置：p103 4.1，4.2 教學內容： 第四章 處理機調度 §4.1 分級調度

1）作業的狀態 2）作業的轉換 3）調度的層次 ·作業調度 ·交換調度 ·進程調度 ·線程調度 4）作業與進程的關系 §4.2 作業調度 1）作業調度功能 2）作業調度目標 ·公平合理 ·高利用率

·執行盡可能多的作業 ·快的響應時間 3）作業調度性能衡量 ·周轉時間 ·帶權周轉時間 授課題目：進程調度 授課序號：9 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握進程調度的基本概念。教學重點：進程調度的功能 教學難點：進程上下文切換 作業布置：p103 4.6，4.7 教學內容：

第四章 處理機調度 §4.3 進程調度 1）進程調度的功能 ·記錄進程執行情況 ·選擇占有處理機的進程 ·進程上下文切換 2）進程調度的時機 3）進程上下文切換 ·上下文的組成 ·上下文切換的步驟 4）進程調度性能評價 ·定形 ·定量

授課題目：調度算法 授課序號：10 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握基本的調度算法和實時調度算法。教學重點：輪轉法，優先級法 教學難點：優先級法 作業布置：p103 4.8 教學內容：

第四章 處理機調度 §4.4 調度算法

1）先來先服務調度算法 2）輪轉法 3）多級反饋輪轉法 4）優先級法 5）最短作業優先級法 6）最高響應比優先級法 §4.6 實時系統調度方法 1）實時系統的特點 ·有限等待時間 ·有限響應時間 ·用戶控制 ·可靠性高

·系統出錯處理能力強 2）實時調度算法的分類 3）時限調度算法 4）頻率單調調度算法

授課題目：存儲管理的功能 授課序號：11 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生

1.掌握掌握虛擬存儲器的基本概念實時系統的特點。2.了解地址變換、內外存數據傳輸的控制、內存的分配與回收3.內存信息的共享與保護4.分區管理

教學重點：虛擬存儲器 教學難點：地址變換

作業布置：p138 5.1，5.2，5.3，5.4 教學內容：

第五章 存儲管理 §5.1 存儲管理的功能 1)虛擬存儲器 2)地址變換 ·靜態地址重定位 ·動態地址重定位 3)內外存數據傳輸的控制 4)內存的分配與回收 5)內存信息的共享與保護 §5.2 分區存儲管理

1)分區管理基本原理 ·固定分區法 ·動態分區法 2)分區的分配與回收

（1）固定分區法的分配與回收

（2）動態分區法的分配

·最先適應法 ·最佳適應法 ·最壞適應法（3）動態分區法的回收與拼接 3)有關分區管理其他問題的討論 ·關于虛存實現 ·關于內存擴充

·關于內存保護和地址變換 ·分區存儲管理的優缺點

授課題目：覆蓋與交換技術及頁式管理 授課序號：12 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握覆蓋與交換技術及靜態頁面管理，掌握動態頁式管理。

教學重點：靜態頁面管理，請求頁式管理中的置換算法 教學難點：內存頁面分配與回收 作業布置：p138 5.8，5.9，10，11 教學內容：

第五章 存儲管理 §5.3 覆蓋與交換技術 1）覆蓋技術 2）覆蓋技術示例 3）交換技術 §5.4 頁式管理

1）頁式管理的基本原理 2）靜態頁面管理 內存頁面分配與回收（1）分配算法

·頁表 ·請求表 ·存儲頁面表（2）地址變換 §5.4 頁式管理 3）動態頁式管理 ·請求頁式管理 ·預調入頁式管理

4）請求頁式管理中的置換算法（1）隨機淘汰算法（2）輪轉法

（3）最近最久未使用頁面淘汰算法近似算法：

·最不經常使用頁面淘汰算法 ·最近沒有使用頁面淘汰算法（4）理想型淘汰算法 5）存儲保護 6）頁式管理的優缺點

授課題目：段式管理 授課序號：13 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握段式管理。教學重點：段式管理的實現原理 教學難點：段式管理的地址變換 作業布置：p138 5.14 教學內容： 第五章 存儲管理 §5.5 段式與段頁式管理 1）段式管理的基本思想 2）段式管理的實現原理（1）段式虛存空間（2）段式管理的內存分配（3）段式管理的內存釋放（4）段式管理的地址變換

·段表 ·動態地址變換（5）段的共享預保護

·段的共享 ·段的保護 3）段式管理的優缺點

授課題目：段頁式管理及局部性原理和抖動問題 授課序號：15 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生

1.掌握段頁式管理

2.了解局部性原理和抖動問題。

教學重點：段頁式管理的實現原理 教學難點：抖動問題

作業布置：p138 5.16，5.18，5.19 教學內容： 第五章 存儲管理 §5.5 段頁式管理

4）段頁式管理的基本思想 5）段頁式管理實現原理 ·虛地址的構成 ·段表 ·頁表

·動態地址變換過程 §5.6 局部性原理和抖動問題

·局部性原理 ·抖動問題

授課題目：文件系統的概念與文件的邏輯結構 授課序號：17 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解文件系統的概念與文件的邏輯結構和存取方法。

教學重點：文件系統的概念 教學難點：文件的邏輯結構 作業布置：p202 7.1，7.2，7.3 教學內容： 第六章 文件系統 §6.1 文件系統的概念

1）文件 ·數據項 ·記錄 ·文件 2）文件類型 3）文件屬性 4）文件系統

§6.2 文件的邏輯結構與存取方法 1）常用記錄式文件的邏輯結構 ·連續結構 ·多重結構 ·轉置結構 ·順序結構 2)存取方法

授課題目：文件的物理結構與存儲設備 授課序號：19 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解文件文件的物理結構與存儲設備和文件存儲空間管理

教學重點：文件的物理結構，文件存儲空間管理 教學難點：文件存儲空間管理 作業布置：p202 7.7，7.8 教學內容： 第六章 文件系統

§6.3 文件的物理結構與存儲設備

1）文件的物理結構 ·連續文件 ·串聯文件 ·索引文件 2）文件的存儲設備（1）順序存取設備

·信息密度 ·磁帶帶速 ·塊間間隙（2）直接存取設備 §6.4 文件存儲空間管理 1）文件存儲空間 2）空閑塊管理方法 ·空閑文件目錄 ·空閑塊鏈 ·位示圖 3）作業的講解 授課題目：文件目錄管理 授課序號：21 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解文件文件目錄管理，了解文件文件存取控制的方法和文件的使用及文件系統的層次模型。教學重點：掌握目錄管理技術 教學難點：便于共享的文件目錄 作業布置：p103 7.10，7.11，7.12 教學內容： 第六章 文件系統 §6.5 文件目錄管理 1)文件的組成 2)文件目錄 ·單級目錄 ·二級目錄 ·多級目錄

3)便于共享的文件目錄 ·繞道法 ·鏈接法

·基本文件目錄表BFD 4)目錄管理 §6.6 文件存取控制 1）文件的保護與保密 2）存取控制矩陣 3）存取控制表 4）口令 5）密碼術 ·加密解密過程 §6.7 文件的使用

文件系統提供為用戶的服務： ·設置與修改用戶存取權限 ·建立、改變、刪除目錄 ·文件共享和設置訪問路徑

·創建、打開、讀寫、關閉，以及撤銷文件§6.8 文件系統的層次模型 ·文件系統的層次模型

授課題目：設備管理和數據傳送控制方式 授課序號：23 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解設備的類別及功能和任務，掌握數據傳送控制方式。

教學重點：設備的類別，掌握數據傳送控制方式 教學難點：通道控制方式的數據傳送結構 作業布置：p226 8.1，8.2，8.3 教學內容：

第七章 設備管理 §7.1 引言

1）設備的類別 按使用特性分類： ·存儲設備 ·輸入輸出設備 ·終端設備 ·脫機設備 按設備從屬關系分類： ·系統設備 ·用戶設備 按信息組織分類： ·字符設備 ·塊設備

2）設備管理的功能和任務 §7.2 數據傳送控制方式 1）程序直接控制方式 2）中斷方式

·中斷方式的傳送結構 ·中斷方式的處理過程 3）DMA方式 ·何謂DMA方式

·DMA方式的數據處理過程 4）通道控制方式

·通道控制方式的數據傳送結構 ·通道控制方式的數據處理過程

授課題目：中斷技術和緩沖技術 授課序號：25 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生掌握中斷技術，掌握緩沖技術。教學重點：掌握中斷處理程序的處理過程。教學難點：中斷處理程序的處理過程 作業布置：p226 8.6 教學內容： 第七章 設備管理 §7.3 中斷技術 1）中斷的基本概念 ·中斷源 ·中斷請求 ·中斷屏蔽

2）中斷的分類與優先級 ·外中斷 ·內中斷

·中斷優先級的設定 ·中斷與陷阱的區別 3）軟中斷 ·硬中斷 ·軟中斷 4）中斷處理過程 §7.4 緩沖技術 1）緩沖的引入 2）緩沖的種類 ·單緩沖 ·雙緩沖 ·多緩沖 ·緩沖池 3）緩沖池的管理 ·緩沖池的結構 ·緩沖池管理 ·緩沖池的工作過程

授課題目：設備分配與I/O進程控制及設備驅動程序 授課序號：27 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生了解設備驅動程序及I/O進程控制和設備分配方法。

教學重點：設備分配的原則。教學難點：I/O控制的實現 作業布置：p226 8.11-8.15 教學內容： 第七章 設備管理 §7.5 設備分配

1）設備分配用數據結構 ·設備控制表DCT ·系統設備表SDT 2）設備分配的原則 3）設備分配算法 §7.6 I/O進程控制 1）I/O控制的引入 2）I/O控制的功能 3）I/O控制的實現 §7.7 設備驅動程序 1）設備驅動程序的功能 3）設備驅動程序的管理

授課題目：總復習授課序號：29 授課班級：司法信息2003級 教學方法：講授法 課時：2學時 教學目的：通過這一章的學習，使學生對本課程有一定的總體認識。教學重點：處理機調度的原則。教學難點：存儲管理 作業布置：

教學內容： 第一 引論: 1.1節 系統概述(1.1.1~1.1.2)1.2節 操作系統的形成和發展(1.2.1~1.2.2)1.3節 多道程序設計的概念(1.3.1~1.3.2)1.4節 操作系統的功能和特性(1.4.1~1.3.2)1.5節 操作系統的類型(1.5.1~1.5.4)第二 操作系統的運行環境

2.1節 硬件環境(2.1.1~2.1.5)2.2節 操作系統與其他系統軟件的關系(2.2.1~2.2.2)2.3節 操作系統與人的接口(2.3.2)第三 進程管理

2.1節 進程的概念(2.1.1~2.1.2)2.2節進程的狀態(2.2.1~2.2.2)2.3節進程的描敘和管理(2.3.1~2.3.2)第五 并行性:互斥和同步 5.1節概述

5.2節 臨界段(5.2.1~5.2.2)5.3節 互斥(5.3.1~5.3.2)5.4節 信號量(5.4.1~5.4.6)5.6節 進程間的通信(5.6.1~5.6.3)第六 多處理器管理系統和處理器管理

6.3節調度的層次和作業調度(6.3.1~6.3.3)6.4節 單處理器系統的處理器調度(6.4.1~6.4.2)第七 死鎖

7.2節死鎖的必要條件(7.2.1~7.2.2)7.3節 死鎖的預防(7.3.1~7.3.2)7.4節 死鎖的避免(7.4.1~7.4.2)7.5節 死鎖的檢測和恢復(7.5.1~7.5.2)第八 實存儲器管理技術

8.3節 可變分區多道管理技術(8.3.1~8.3.4)8.4節 多重分區管理 8.5節 簡單分頁 8.6節 簡單分段

8.7節 內核主存管理(8.7.2~8.7.3)第九 虛擬存儲器管理

9.2節 分頁存儲管理(9.2.1~9.2.2)9.3節 分段存儲管理(9.3.1~9.3.2)9.4節 段頁式存儲管理(9.4.1~9.4.4)9.5節 頁面替換算法(9.5.1~9.5.3)9.6節 頁架的分配策略(9.6.1~9.6.2)第十 設備管理 10.1節 概述

10.2節 I/O子系統的層次模型(10.2.1~10.2.2)10.3節 I/O系統的組成(10.3.1~10.3.3)10.5節 I/O子系統(10.5.1~10.5.3)10.7節 磁盤調度(10.7.1~10.7.2)第十一 文件系統

11.1節 文件(11.1.1~11.1.6)11.2節 目錄(11.2.1~11.2.5)11.3節 文件系統的實現(11.3.1~11.3.5)11.5節 安全性和保護(11.5.1~11.5.4)

主要參考書：

《計算機操作系統教程》第二版 張堯學,史美林編著 清華大學出版社2000.8 《操作系統原理DOS篇》 張昆蒼編著 清華大學出版社1994.5 《計算機操作系統》 湯子瀛、楊成忠 西安電子科技大學出版社 1988.6

第五篇：計算機操作系統復習資料

計算機操作系統操作系統與計算機系統各層次的關系是什么？

答：一是操作系統對各層的管理和控制

二是各層對操作系統的影響和制約（答案在4頁 可以自己在添加一些）什么是多道程序設計技術？

答 多道程序設計技術是在計算機主存中同時存放幾道相互獨立的程序，他們在操作系統控制下相互穿插地運行多道程序運行的特征有：

（1）多道：計算機主存中同時存放幾道相互獨立的程序

（2）宏觀上并行：同時進入系統地幾道程序都處于運行過程中，即它們都開始運行，但都未運行完畢

（3）微觀上串行 ：從微觀上看，主存中的多道程序輪流或分時地占有處理機，交替執行。4 操作系統的特性：

答：（1）并行：并行性又稱為共行性，是指能處理多個同時性活動的能力。單機系統的并行性又稱為并發性

（2）共享：共享是指多個計算任務對系統資源的共同享用。

（3）不確定性：操作系統能處理隨即發生的多個事件，如用戶在終端上按中斷按鈕；程序運行時發生錯誤；一個程序正在運行，打印機發生中斷信號等。操作系統的資源管理功能：

答：1 處理機管理 2 存儲器管理 3 設備管理 4 文件系統管理（大題就要還寫得詳細些 14 15頁）分時操作系統：

（1）分時操作系統定義：分時操作系統一般采用時間輪轉的辦法，使一臺計算機同時為多個終端用戶服務。該系統對每個用戶都能保證足夠快的響應時間，并提供交互話功能。

（2）分時操作系統的特點：

并發性：共享一臺計算機的眾多聯機用戶可以同時在各自終端上處理自己的程序。

獨占性：分時操作系統采用時間輪轉的方法使一臺計算機同時為許多終端用戶服務，每個用戶的感覺是自己獨占計算機。

交互性：用戶與計算機之間可以進行“交互會話”，用戶從終端輸入命令，系統通過屏幕（或打印機）反饋信息給用戶，用戶與系統這樣一問一答，直到完成全部工作。

24頁自己看管態：又稱為系統態，是操作系統的管理程序執行時機器所處的狀態。用戶態：又稱為目態，是用戶程序執行時機器所處的狀態。特權指令：

在核態下操作系統可以使用所有指令，包括一組特權指令。這些特權指令涉及如下幾個方面：

（1）改變機器狀態的指令。

（2）修改特殊寄存器的指令。

（3）涉及外部設備的輸入/輸出指令。什么是中斷？

答：所謂中斷，是指某個事件（例如電源掉電，定點加法溢出或I/O傳輸結束等）發生時，系統中止現行程序的運行，引出處理該事件的程序進行處理，處理完畢后返回斷點，繼續執行。中斷的類型：

答（1）按中斷功能分類：輸入輸出中斷、外中斷、機器故障中斷，、程序性中斷、防管中斷

（2）按中斷方式分類： 強迫性中斷、自愿中斷

（3）按中斷來源分類：中斷、俘獲中斷向量：就是該類型中斷的中斷服務例行程序的入口地址和處理器狀態字。每一個中斷量包含兩個字：第一個字含有中斷服務例程序入口地址，第二個字是服務程序所用的處理器狀態字。程序狀態字 ：是反映程序執行時機器所處的現行狀態的代碼。它的主要內容包括，（1）程序當前應執行的指令；（2）當前指令執行情況；（3）處理機所處的狀態；（4）程序在執行時應屏蔽的中斷；（5）尋址方法、編址、保護鍵；（6）相應中斷的內容。什么是中斷響應？

答 中斷響應是當中央處理器發現已有中斷請求時，中止現行程序執行，并自動引出中斷處理程序的過程。

中斷響應的實質：是交換用戶程序和處理該中斷事件的中斷處理程序的指令執行地址和處理器狀態，以達到如下目的：

（1）保留程序斷點及有關信息。

（2）自動轉入相應的中斷處理程序執行。

中斷響應所需的硬件支持包括指令計數器，處理器狀態寄存器，中斷向量表和系統堆棧。15 什么叫防管中斷？

答當處理機執行到房管指令時就發生中斷，稱為防管中斷（或自愿進管中斷），它表示在在運行的程序對操作系統的某種需求。什么是系統功能調用？

答 系統功能調用是用戶在程序一級請求操作系統服務的一種手段，它不是一條簡單的硬指令，而是帶有一定功能號的房管指令。系統功能調用和防管指令的區別和聯系？

答系統功能調用和防管指令是有區別又有聯系的兩個概念。首先，系統功能調用是操作系統提供的程序接口，是操作系統命令集中的一部分；而防管指令是一條機器指令，是裸機提供的接口。其次，系統功能調用是由軟件實現的，而防管指令是通過硬件實現。二者又是有聯系的，每一個帶有確定功能號的房管指令對應一條操作系統功能調用，換句話說，即一個帶有一定功能號的房管指令定義一個系統調用。可以這樣說，系統調用是利用“防管指令”定義的命令。用戶可以用帶有不同功能號的防管指令來請求各種不同的功能。

18操作系統服務例程與一般子程序的區別是什么？

答：前者所實現的功能都是與計算機系統本身有關的，對前者的調用是通過一條防管指令來實現的。不同的程序設計語言提供的操作系統服務的調用方式不同，它們有顯示調用和隱式調用之分。在匯編語言中直接使用系統調用對操作系統提出各種請求，因為在這種情況下，系統調用具有匯編指令的形式。而在高級語言中一般是隱式的調用，經過語言編譯程序處理后轉換成直接調用形式。順序程序的特點：

（1）順序性當順序程序在處理機上執行時，處理機的操作時嚴格按照程序所規定的順序執行的，即每個操作必須在下一個操作開始執行之前結束。

（2）封閉性在單用戶系統中，程序一旦開始執行，其計算結果不受外界因素的影響。因為由一個用戶獨占系統各種資源，當初始條件給定以后，資源的狀態只能由程序本身確定，即指有關本程序的操作才能改變它。

（3）可再現性程序執行結果與它的執行速度無關（即與時間無關），而只與初始條件有關。只要給定相同的輸入條件，程序重復執行一定會得到相關的結果。并發程序的特點：

（1）失去程序的封閉性

（2）程序與計算不再一一對應。

（3）程序并發執行時的相互制約關系。（69頁）進程的定義： 進程是指一個具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合的一次運行活動。進程和程序是既有聯系又有區別的兩個概念，它們的區別是？

答（1）程序是指令的有序集合，是一個靜態概念，其本身沒有任何運行的含義。而進程是程序在處理機上的一次執行過程，是一個動態概念。程序可以作為一種軟件資料長期保存，而進程則是有一定生命期的，它能夠動態地生產和消亡，即進程可由“創建”而生產，由調度而執行，因得不到資源而暫停，以致最后由“撤銷”而消亡。

（2）進程是一個能獨立運行的單位，能與其他進程并行地活動。

（3）進程是競爭計算機系統有限資源的基本單位，也是進行處理機調度的基本單位。22進程的基本狀態：（答案可以再多寫些73頁）

（1）就緒狀態。

（2）運行狀態。

（3）等待狀態。進程的控制塊包括什么？

答（1）進程標識符。

（2）進程的狀態。

（3）當前隊列指針。

（4）進程優先級。

（5）CPU現場保護區。

（6）通信信息。

（7）家族聯系。

（8）占有資源清單。創建原語功能？

答：創建原語主要功能是創建一個指定標識符的進程，主要任務是形成該進程的進程控制塊。創建原語的一般形式：

Create(name, priority)

其中，name為被創建進程的標識符，priority為進程優先級。進程撤銷的功能？

答：進程撤銷的功能包括撤銷本進程，撤銷一個指定的標識符的進程或撤銷一組字進程，后面兩個撤銷命令只能用于父進程撤銷子進程。

撤銷本進程的功能是將當前運行的進程（因為是自我撤銷）的PCB 結構歸還到PCB資源池，所占用的資源歸還給父進程，然后轉進程調度程序。因為當前進程已被撤銷，所以應轉進程調度程序。

進程撤銷原語算法描述：

算法 kill

輸入：無

輸出：無

{

由運行指針得當前進程的PCB；

釋放本進程所占用的資源給父進程；

釋放此PCB結構；

轉進程調度；

}什么是臨界資源？

答 通常把一次僅允許一個進程使用的資源稱為臨界資源什么是互斥？

答 進程互斥可描述為，在操作系統中，當某一進程正在訪問某一存儲區域時，不允許其他進程讀出或者修改該存儲區的內容，否則，就會發生后果無法估計的錯誤。進程之間的這種相互制約關系稱為互斥。什么是同步？

答所謂同步，就是并發進程在一些關鍵點上可能需要互相等待與互通消息，這種相互制約的等待與互通消息稱為進程同步。88、89、92、112、113、114頁自己看書上例題什么是死鎖？

答死鎖是兩個或多個進程被無限期地阻塞、互相等待的一種狀態。

30、產生死鎖的原因是什么？

答：產生死鎖的根本原因是，系統能夠提供的資源個數比請求該資源的進程數要少。當系統中兩個或多個進程若因申請資源得不到滿足而等待時，若個進程都沒有能力進一步執行，系統就會發生死鎖。

31、產生死鎖的必要條件：

答：（1）互斥條件

進程共享的資源具有互斥特性，即一次只能由一個進程使用。如果有一個進程申請某個已被占用的資源，那么申請進程必須等待，直到該資源被釋放。、（2）不剝奪條件（非搶占）

進程所獲得的資源在未使用完畢之前，不能被其他進程強行奪走，即只能由獲得該資源的進程自己來釋放。

（3）占有并等待（部分分配）

進程每次申請它所需的一部分資源。在等待一新源的同時，進程繼續占用已分配到的資源。

（4）環路條件（循環等待）

存在一種進程的循環鏈，鏈中的每一個進程已獲得的資源同時被璉中的下一個進程所請求。121、130、131頁自己看

32、進程調度的功能（133頁）

（1）進程控制塊記錄進程的有關情況

（2）決定分配策略。

（3）實施處理機的分配和回收。

33、什么叫進程調度方式？

答：所謂調度方式，是指當一進程正在處理及上執行時，若有某個更為“重要而緊迫”的進程需要進行處理，亦即，若有優先級更高的進程轉變為就緒狀態時，如何分配處理機。通常有非剝奪方式和可剝奪方式兩種進程調度方式。

1、非剝奪方式：

當有優先級更高的進程轉變為就緒狀態時，仍然讓正在執行的進程繼續執行，直到該進程完成或發生某事件（如提出I/O請求）而進入“完成”或“阻塞”狀態時，才把處理機分配給“重要而緊迫”的進程，使之執行，這種進程調度方式稱為非剝奪方式。

2、可剝奪方式：

當有優先級更高的進程轉變為就緒狀態時，便暫停正在執行的進程，立即把處理機分配

給它，這種進程調度方式稱為可剝奪調度方式。可剝奪調度方式所實施的策略就是可搶占的調度策略。

34、（1）什么是首次適應算法？（157頁）

答：首次適應算法是將作業放置到主存中，按地址查找到第一個能裝入它的空閑區。

（2）什么是最佳適應算法？

答：最佳適應算法是將作業放入主存中與它所需大小最接近的空閑區中，這樣剩下的未用空間最小。

（4）什么是最壞適應算法？

答：最壞適應算法就是將作業放入主存中最不適合它的空閑區，即最大的空閑區內。

35、什么叫頁表？

答：在頁式系統中，實現這種變址變換的機構稱為頁面映像表，簡稱頁表。

36、什么是聯想存儲器？（163頁）

答：存放頁表部分內容的高速緩沖存儲器稱為聯想存儲器，聯想存儲器中存放的部分頁表稱為快表。

37、什么是置換算法？

答：若請求調頁程序要調進一個頁面，而此時該作業所分得的主存塊已全部用完，則必須淘汰該作業已在主存中的一個頁。這時，就產生了在諸頁面中淘汰哪個頁面的問題，這就是淘汰算法（或稱為置換算法）。

38、什么是顛簸？

答：導致系統效率急劇下降的主存和輔存之間的頻繁頁面置換現象稱為顛簸，又可稱為抖動。168、172、187、204、225、226自己看書