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1、【第一章】1、操作系统基本功能：a、处理机功能：对处理机分配调度策略、分配实施和资源回收等问题。 b、储存管理：内存分配；存储保护；内存扩充。 C、设备管理：通道、控制器、输入输出设备的分配与管理；设备独立性 d、信息管理（文件系统管理）：信息管理，信息的共享、保密和保护。 e、用户接口：为用户提供有好多的用户接口，为用户服务。2. 操作系统的定义: 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合它们管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用
2、。3. 操作系统的类型：（1）批处理操作系统 （2）分时操作系统 （3）实时操作系统（4）个人计算机操作系统 （5）网络操作系统（6）分布式操作系统4. 什么是多道程序系统？在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。5. 什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征?批处理系统：把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序自动依次处理。 主要特征：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行分时系统：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。实时系
3、统：在被控对象允许时间范围内做出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利率低。【第二章】2.1 什么是作业? 作业步? 作业的控制方式？JCB（作业控制块）作业：在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该 次业务处理的全部工作称为一个作业。作业由不同的顺序相连的作业步组成。从系统的角度看，它由程序、数据和作业说明书组成。作业步：是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。一般来说，每一个作业步产生下一个作业步的输入文件。作业的控制方式：脱机方式和联机方式JCB（作业控制块）为了管理和调度作业，系统为每个作业设置了一
4、个作业控制块，它记录该作业的有关信息。如同PCB是进程在系统中存在的标志一样，JCB是作业在系统中存在的标志。当作业进入系统时，为该作业建立一个JCB；当作业执行完毕进入完成状态，系统撤销并释放相关资源。2.2 作业由哪几部分组成? 各有什么功能?作业组成：即程序、数据和作业说明书。一个作业可以包含多个程序和多个数据集，但必须至少包含一个程序。作业中包含的程序和数据完成用户所要求的业务处理工作。作业说明书则体现用户的控制意图。2.3 5种作业的输入方式各有何特点? 读过程写过程？联机输入输出方式：用户和系统通过交互会话来输入输出作业，外围设备直接和主机相连接，一台主机可以连接一台或多台外围设备
5、。脱机输入输出方式：利用低档个人机作为外围处理机进行输入处理，脱机输入解决了快速输入输出问题，提高了主机的资源利用率，脱机输入需要用户进行干预或进行一定的操作，移动存储介质和连接后援存储器等，灵活性差：即遇到紧急任务需要处理时，无法直接交给主机以便优先处理。直接耦合方式：把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来。SPOOLING系统：在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来。SPOOLING系统的输入方式既不同于脱机方式，也不同于直接耦合方式。作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。操作系统中的输入程序包含两个独立的过程:读过程负责从外部设
6、备把信息读入缓冲区；写过程负责把缓冲区的信息送到外存输入井中网络输入方式：网络输入方式以上述几种输入方式为基础。当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时，就构成了网络输入方式。试述SPOOLING系统的工作原理。在系统输入模块收到作业输入请求信号后，输入管理模块中的读过程负责将信息从输入装置读入缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存输入井中。读过程和写过程反复循环，直到一个作业输入完毕。读过程读到一个硬件结束标志之后，系统再次驱动写过程把最后一批信息写入外存并调用中断处理程序结束该次输入。然后，系统为该作业建立作业控制块JCB，从
7、而使输入井中的作业进入作业等待队列，等待作业调度程序选中后进入内存。操作系统为用户提供哪些接口? 它们的区别是什么?系统为用户提供的各种命令接口界面，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统。另一个接口是系统调用，编程人员使用系统调用来请求操作系统提供服务。【第三章】现代操作系统的重要特点是什么？程序的并发执行；系统所拥有的资源被共享；系统的用户随机地使用什么是程序的串行（顺序）和并发执行？特点？程序的顺序执行：一个具有独立功能的程序独占处理机直至最终结束的过程。 (1) 顺序性：程序顺序执行时，其执行过程可看作一系列严格按程序规定的状态转移过程。(2) 封闭性：程序执行得到
8、的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。(3) 可再现性：只要输入的初始条件相同，则无论何时重复执行该程序都会得到相同的结果程序的并发执行：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的执行方式。(1)间断(异步)性：走走停停，一个程序可能走到中途停下来，失去原有的时序关系(2)失去封闭性：共享资源，受其他程序的控制逻辑的影响。如：一个程序写到存储器中的数据可能被另一个程序修改，失去原有的不变特征(3)失去可再现性：失去封闭性 失去可再现性；外界环境在程序的两次执行期间发生变化，失去原有的可重复特
9、征进程，线程？进程与程序有哪些异同点？进程与线程有何区别？进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。或者说，进程是进程实体的运行过程。线程是进程的实体，是系统独立调度和分配的基本单位。进程是程序的一次执行，它是一个动态的概念，程序是完成某个特定功能的指令的有序序列，它是个静态的概念。进程和程序的区别还在于：一个进程可以执行一个或几个程序。反之，同一程序也可能由多个进程同时执行。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；程序则不是。程序可以作为一种软件资源长期保存，而进程是程序的一次执行过程，它是临时的，有生命期的。表现在它由创建而产生
10、，完成任务后被撤消。进程是具有结构的。为了描述进程的运行变化过程，应为每个进程建立一个结构进程控制块。从结构上看，进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成。进程上下文及其构成进程上下文：进程执行活动全过程的静态描述进程。组成：上下文由进程的用户地址空间内容、硬件寄存器，内容及与该进程相关的核心数据结构组成。进程状态分别是什么？给出进程状态转移图。进程的生命期内，一个进程至少有三种基本状态:执行/运行状态等待/诸塞状态就绪状态什么是进程控制？用于进程控制的原语有哪些？ 进程控制：系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤消进程以及完成进程各状态间的转换，从而达到多进程高效率并发执行和协调、实现资
11、源共享的目的。进程控制的原语有：创建原语、撤消原语、阻塞原语、唤醒原语等。什么是原语？有哪几种？他们功能是什么？原语：系统态下执行的某些具有特定功能的程序段。机器指令级原语：执行期间不允许中断；功能级原语：程序段不允许并发执行；进程的间接制约定义，互斥，直接制约定义，进程同步？间接制约：由于共享某一公有资源而引起的在临界区内不允许并发进程交叉执行的现象，称为由共享公有资源而造成的对并发进程执行速度的间接制约。互斥：不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区称为互斥。直接制约：一组在异步环境下的并发进程，各自的执行结果互为对方的执行条件，从而限制各进程的执行速度的过程。进程间的同步：把异
12、步环境下的一组并发进程，因直接制约而互相发送消息而进行互相合作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程。死锁的定义，进程死锁的起因，产生死锁的必要条件，死锁的排除方法死锁：指各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源，各并发进程不能继续向前推进的状态死锁的起因：是并发进程的资源竞争。产生死锁的必要条件：互斥条件2.不剥夺条件3.部分分配4.环路条件死锁的排除方法：预防、避免、检测与恢复 临界区：不允许多个并发进程交叉执行的一段程序。【第四章】处理机调度分几级？他们分别是什么？主要功能？（分4级
13、）作业调度：主要任务是按一定的原则对外存输入井上的大量后备作业进行选择，给选出的作业分配内存、输入输出设备等必要的资源，并建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利。另外，当该作业执行完毕时，还负责回收系统资源。（JCB）交换调度：主要任务是按照给定的原则和策略，将处于外存交换区中的就绪状态或就绪等待状态的进程调入内存，或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。交换调度主要涉及到内存管理与扩充。进程调度：主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占用处理机。在确定了占用处理机的进程后，系统必须进行进程上下文切换以建立与占用处理机进程相适应的执行环境。（PC
14、B）线程调度:调度单位是线程而不是进程，按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的线程占用处理机。只切换必不可少的资源，如：线程状态、寄存器上下文和栈。什么是周转时间和加权周转时间？周转时间：为作业完成时刻减去作业到达的时刻：作业完成时刻-作业到达时刻 作业i的周转时间Ti ： Ti=Tei-Tsi平均周转时间：就是用周转时间总时间除以作业个数：所有作业的周转时间/作业总数 带权周转时间：是作业周转时间与作业执行时间的比：Wi=Ti/Tri调度算法有几种？主要思想是什么？1. 先来先服务（FCFS）调度算法：将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调
15、度处理，是一种最普遍和最简单的方法。2.轮转法：思路：让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成比例。3.多级反馈轮转法：加入到就绪队列的不同原因的进程赋予不同的队列，每个队列赋予不同的优先级4.优先级法:静态法：优先级确定：系统或用户按某种原则为作业或进程指定一个优先级来表示该作业或进程所享有的调度优先权。优先级确定分为静态法和动态法。5.最短作业优先法：最短作业优先法（SJF）就是选择那些估计需要执行时间最短的作业投入执行，为它们创建进程和分配资源。什么是实时调度？实时调度是为了完成用户允许的时间范围内的任务而分配计算机处理器的调度方法。（硬实时任务、软实时任务）【第五章】1存储管
16、理的主要功能是什么？将进程中的目标代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间称为虚拟存储器。应具有请求调入功能和置换功能， 能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。2 什么是虚拟存储器？虚拟存储器是存储管理的核心概念.虚拟存储器定义1：指具有请求调入功能和置换功能， 能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。可见，虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术，故被广泛地应用于大、 中、 小型机器和微
17、型机中。虚拟存储器定义2：将进程中的目标代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间称为虚拟存储器。3 什么是地址重定位？实现重定位方法有哪几类？地址重定位：在可执行文件装入时需要解决可执行文件中地址（指令和数据）和内存地址的对应。由操作系统中的装入程序loader来完成静态地址重定位、静态地址重定位4 动态分区式管理的常用内存分配算法有哪几种？比较它们各自的优缺点。最先适应法：可用表或自由链按起始地址递增的次序排列。算法的最大特点是一旦找到大于或等于所要求内存长度的分区，则结束探索。然后，该算法从所找到的分区中划出所要求的内存长度分配给用户.把余下的部分进行合并(如果有相邻空闲区存在)后留在可用表中
18、，但要修改其相应的表项。 最佳适应法：要求从小到大的次序组成空闲区可用表或自由链。当用户作业或进程申请一个空闲区时，存储管理程序从表头开始查找，当找到第一个满足要求的空闲区时，停止查找。如果该空闲区大于请求表中的请求长度，则与最先适应法时相同，将减去请求长度后的剩余空闲区部分留在可用表中。最坏适应法：要求空闲区按其大小递减的顺序组成空闲区可用表或自由链。当用户作业或进程申请一个空闲区时，先检查空闲区可用表或自由链的第一个空闲可用区的大小是否大于或等于所要求的内存长度，若可用表或自由链的第一个项长度小于所要求的，则分配失败，否则从空闲区可用表或自由链中分配相应的存储空间给用户。然后修改和调整空闲
19、区可用表或自由链5 请求页式管理？请求页式管理中有哪几种常用的页面置换算法？试比较它们的优缺点。请求页式管理定义：当需要执行某条指令而又发现它不在内存时或当执行某条指令需要访问其他的数据或指令时，这些指令和数据不在内存中，从而发生缺页中断，系统将外存中相应的页面调入内存随机淘汰算法（RR）、轮转法和先进先出算法（FIFO）、最近最久未使用页面置换算法（LRU）随机优：在系统设计人员认为无法确定哪些页被访问的概率较低时，随机地选择某个用户的页面并将其换出将是一种明智的作法。缺：基于CPU按线性顺序访问地址空间的这个假设，所以，这个算法内存利用率不高。FIFO：缺点1同随机（RR）缺点，缺点2：在
20、未给进程或作业分配足它所要求的页面数时，有时会出现分配的页面数增多，缺页次数反而增加的奇怪现象。即Belady现象。【第六章 文件管理】什么叫文件？答：文件是在逻辑上具有完整意义的信息集合，它有一个名字作标识。叙述下列术语并说明它们之间的关系：存储介质、卷、块、文件和记录。答：把可用来记录信息的磁带、硬盘盘组、软磁盘片、卡片等称为存储介质；把存储介质的物理单位定义为“卷”；把存储介质上连续信息所组成的一个区域称为“块”；把逻辑上具有完整意义的信息集合称为文件，文件存放在存储介质上；记录式文件是指用户对文件内的信息按逻辑上独立的含义再划分信息单，每个单位称为一个逻辑记录。什么是文件的逻辑结构？常
21、用的逻辑结构有哪几种？有何特点？答：用户按自己对信息的使用要求组织文件，由于这种文件是独立于物理环境而构造的，所以，把用户概念中的文件称为文件的逻辑结构，或称逻辑文件。是有结构文件，它是由一个以上的记录构成的文件、故又称为记录式文件；二是无结构文件，它是指由字符流构成的文件，故又称为流式文件。文件目录的主要内容和作用是什么？文件目录内容：记录一个文件的有关信息，除了指出文件名和文件在存储介质上的位置外，还应包括如何控制和管理文件的信息。文件目录作用：文件目录是为文件设置用于文件描述和文件控制的数据结构，它与文件一一对应，是用于查找文件的，它是文件系统实现按名存取的重要手段，总结文件的物理结构和
22、文件存取方法间的关系。不同的文件物理结构可采用不同的文件存取方法， 文件物理结构 可采用的文件存取方式连续文件 顺序存取 链接文件 顺序存取索引文件 顺序存取、随机存取 直接文件 按键存取文件操作主要有：建立文件， 打开文件，读/写文件，关闭文件，删除文件。文件的保护和保密措施有哪些？目前实现安全措施的办法有；制定用户的访问权限、口令、密码等。【第七章：设备管理】1.设备接口的功能是什么？按照计算机主机与设备的约定格式和过程接受或发送信号和数据2.I/O控制方式有哪几种？说明优缺点？1）程序查询方式：占用处理器，程序和I/O同步等待2）I/O中断方式：不占用处理器，CPU与I/O异步3）直接存
23、储器访问（DMA）方式：I/O与内存直接传输，CPU余姚写大量的DMA操作命令，DMA工作期间CPU挂起，占用总线。4）I/O通道方式：通道控制器是一个专用的I/O处理机，通道控制设备控制器直接控制设备，不需要CPU的干预【第八章】1 文件系统应具备的功能(1)合理的存放文件：必需对磁盘等辅助存储器空间 (或称文件空间) 进行统一管理。在用户创建新文件时为其分配空闲区，而在用户删除或修改某个文件时,回收和调整存储区。(2)实现按名存取：需要有一个用户可见的文件逻辑结构，用户按照文件逻辑结构所给定的方式进行信息的存取和加工。这种逻辑结构是独立于物理存储设备的。(3)便于存放和加工信息：文件在存储
24、设备上应按一定的顺序存放。这种存放方式被称为文件的物理结构。(4)完成对存放在存储设备上的文件信息的查找。(5)完成文件的共享和提供保护功能。2 什么是文件系统？文件的逻辑结构？操作系统中与管理文件有关的软件和数据称为文件系统。它负责为用户建立文件，撤消、读写、修改和复制文件，还负责完成对文件的按名存取和进行存取控制。逻辑结构2类：字符流式的无结构文件：源文件、目标代码文件记录式的有结构文件：用户信息处理3 文件的物理结构有哪几种？为什么说串联文件结构不适于随机存取？连续文件、串联文件、索引文件串联文件结构一般只适用于逻辑上连续的文件，且存取方法应该是顺序存取。否则，为了读取某个信息块而造成的
25、磁头大幅度移动将花去较多的时间。So4 什么是文件目录？什么是FCB？文件目录：把所有的FCB组织在一起，就构成了文件目录，即文件控制块的有序集合FCB就是目录项：构成文件目录的项目5 文件存取控制方式有哪几种？试比较它们各自的优缺点。存取控制矩阵、存取控制表、口令方式、密码方式存取矩阵优：在概念上比较简单。缺：当文件和用户较多时，存取控制矩阵将变得非常庞大，这无论是在占用内存空间的大小上，还是在为使用文件而对矩阵进行扫描的时间开销上都是不合适的。因此，在实现时往往采取某些辅助措施以减少时间和空间的开销。存取表优：每个文件都有一张存取控制表。在实现时，该表存放在文件说明中，也就是BFD 的有关
26、表目中。文件被打开时,由于存取控制表也相应地被复制到了内存活动文件中,因此,存取控制验证能高效进行。口令优点：口令较为简单，占用的内存单元以及验证口令所费时间都将非常少。缺点：口令方式保密性能较差。当要修改某个用户的存取权限时，文件主必须修改口令，这样，所有共享该文件的用户的存取权限都被取消，除非文件主将新的口令通知用户。密码优点：保密性强。因为与口令不同，进行编码解码的代码键没有存放在系统中，而是由用户自己掌握的。缺点：耗费大量的处理时间，因此，加密技术是以牺牲系统开销为代价的。【第九章】1 数据传送控制方式有4种? 试比较它们各自的优缺点。答：程序直接控制方式，中断控制方式，DMA方式，通
27、道方式。程序优：控制简单，不需要多少硬件支持。缺：(1)CPU和外围设备只能串行工作使得CPU的利用率大大降低；(2)不能实现设备之间的并行工作；(3)无法发现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误所以，程序直接控制方式只适用于那些CPU中断优：处理器利用率高，且支持程序与I/O的并行操作。缺：如果中断过于集中，可能会导致数据丢失，如果外围设备的速度也非常高，则可能造成数据缓冲寄存器的数据由于CPU来不及取走而丢失。如果I/O控制器缓冲区较小，则中断次数会较多，造成CPU处理时间的浪费执行速度较慢，而且外围设备较少的系统。DMA优：大大减少了CPU进行中断处理的次数：在所要求转送的数据块全部传送
28、结束时要求CPU进行中断处理。排除了因并行操作设备过多时CPU来不及处理或因速度不匹配而造成数据丢失等现象：DMA方式的数据传送是在DMA控制器的控制下不经过CPU控制完成的。缺：DMA方式对外围设备的管理和某些操作仍由CPU控制。在大中型计算机中，系统所配置的外设种类越来越多，数量也越来越大，因而，对外围设备的管理的控制也就愈来愈复杂。多个DMA控制器的同时使用显然会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步复杂化。多个DMA控制器的同时使用也是不经济的。通道优：一旦CPU发出指令，启动通道，则通道独立于CPU工作。一个通道可连接多个控制器，一个控制器可连接多个设备，形成树形交叉连接。启动外设时
29、：提高了控制器效率，提高可靠性，提高并行度。2 什么是通道? 通道的种类？通道：是一个独立于CPU的专管输入输出控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，并在操作结束时向CPU发中断信号种类：字节多路通道，选择通道，数组多路通道。3 什么叫中断? 什么叫中断处理? 什么叫中断响应?中断：是指计算机在执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。中断响应：引起中断发生的事件称中断源。中断源向CPU发出的请求
30、中断处理信号称为中断请求，而CPU收到中断请求后转相应事件处理程序。中断处理：当CPU执行完一条现行指令时，如果外设向CPU发出中断请求，那么CPU在满足响应的情况下，将发出中断响应信号，与此同时关闭中断，表示CPU不在受理另外一个设备的中断。这时，CPU将寻找中断请求源是哪一个设备，并保存CPU自己的程序计数器（PC）的内容。然后，他将转移到处理该中断源的中断服务程序。CPU在保存现场信息，设备服务（如交换数据）以后，将恢复现场信息。在这些动作完成以后，开放中断，并返回到原来被中断的主程序的下一条指令。4 缓冲? 为什么要引入缓冲? 缓冲：是解决外围设备与处理机速度不匹配的问题。引入的原因：
31、为了匹配外设与CPU之间的处理速度，为了减少中断次数和CPU的中断处理时间，同时也是为了解决DMA或通道方式时的瓶颈问题5 I/O控制从用户进程的输入输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作，以及在I/O操作完成后响应中断，进行善后处理为止的整个系统控制过程称为I/O控制。6 设备分配程序工作原理当某进程向系统提出I/O请求时，设备分配程序按一定策略分配设备、控制器和通道，形成一条数据传输通路，以供主机和设备间信息交换7 I/O进程的工作过程专门处理系统中的I/O请求和I/O中断工作I/O进程开始运行后，首先关闭中断，然后用receive去接收消息。两种情形：没有消息，则开中断，将自己阻塞有消息，则判断消息（I/O请求或I/O中断）a. I/O请求准备通道程序，发出启动I/O指令，继续判 断有无消息b. I/O中断，进一步判断正常或异常结束正常：唤醒要求进行I/O操作的进程异常：转入相应的错误处理程序用P、V操作实现n(n=2)个进程共享打印机。semaphore print =1;main() cobeginP1();P2();.pn(); coendPi() .P(print); 使用打印机； V(print);