1、操作系统期末考试复习提纲 操作系统期末考试复习提纲（一）、考试题型一、 选择题：（每题2分，共210题=20分）二、 填空题：（每空2分，共210空=20分）三、 判断题: (每题1分，共110题=10分)四、 名词解释：（每小题2分，共52=10分）五、 简答题：(1题20分)六、 应用题：（1题20分）（二）、考试参考范围一三题部分1、 操作系统的发展经历了几个阶段？其各自有什么特点？答：10个阶段； 1、手工操作（无操作系统）； 特点：（1）用户独占全机。不会出现因资源已被其他用户占用而等待的现象， 但资源的利用率低。（2）CPU 等待手工操作。CPU的利用不充分 2.、联机批处理系统特
2、点：监督程序不停地处理各个作业，从而实现了作业到作业的自动转接，减少了作业建立时间和手工操作时间，有效克服了人际矛盾，提高了计算机的利用率 3、脱机批处理系统特点：主机不是直接与慢速的输入/输出设备打交道，而是与速度相对较快的磁带机发生关系，有效缓解了主机与设备的矛盾。主机与卫星机可并行工作，二者分工明确，可以充分发挥主机的高速计算能力。改进了cpu和外设的使用效率，实现了作业的自动定序，自动过滤，从而提高了整个计算机系统的处理能力。1)、执行系统特点：节省了卫星机，降低了成本，而且能支持主机和通道、主机和外设的并行操作。并且提高了系统的安全性，可以避免由于用户程序使用不合法的I/O命令二造成
3、的计算机立同德威胁5、多道程序设计技术 特点：（1）多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的程序；（2）宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕；（3）微观上串行：实际上，各道程序轮流地用CPU，并交替运行6、多道批处理系统特点：（1）多道：系统内可同时容纳多个作业。这些作业放在外存中，组成一个后备队列，系统按一定的调度原则每次从后备作业队列中选取一个或多个作业进入内存运行，运行作业结束、退出运行和后备作业进入运行均由系统自动实现，从而在系统中形成一个自动转接的、连续的作业流。（2）成批：在系统运行过程中，不允许用户与其作业发生交互作用，即
4、：作业一旦进入系统，用户就不能直接干预其作业的运行。 7、分时技术和分时系统特点： （1）多路性。若干个用户同时使用一台计算机。微观上看是各用户轮流使用计算机；宏观上看是各用户并行工作。（2）交互性。用户可根据系统对请求的响应结果，进一步向系统提出新的请求。这种能使用户与系统进行人机对话的工作方式，明显地有别于批处理系统，因而，分时系统又被称为交互式系统。（3）独立性。用户之间可以相互独立操作，互不干扰。系统保证各用户程序运行的完整性，不会发生相互混淆或破坏现象。（4）及时性。系统可对用户的输入及时作出响应。分时系统性能的主要指标之一是响应时间，它是指：从终端发出命令到系统予以应答所需的时间。
5、8、实时系统特点：（1）及时响应。每一个信息接收、分析处理和发送的过程必须在严格的时间限制内完成。（2）高可靠性。需采取冗余措施，双机系统前后台工作，也包括必要的保密措施等。9、计算机网络和网络操作系统 特点：计算机网络：使用户能突破的与条件的限制而使用远程计算机，并借助网络互相交换情报，消息，文件，从而扩展了计算机的应用范围网络操作系统：它在计算机操作系统中增加了网络操作所需要的能力，重要是指运行在各种服务器上的操作系统 （1）WindowsNT/2000/2003 Server：简单易用，适用于中小型企业以及网站建设 （2）Linux：具有高的安全性和稳定性，一般用做网站的服务器和邮件服务
6、器 （3）UNIX：具有非常好的安全性和实时性，广泛应用在金融，银行，军事和大型企业网络上 （4）NetWare系列10、分布式系统和分布式操作系统特点：（1）分布式系统能够使用户连接所需资源更加快捷； （2）分布式系统对于用户来说是透明的，这样能够方便的管理用户所需数据，处理好负载均衡； （3）更加开放 （4）可扩展性2、 操作系统的作用是什么？其在计算机系统软件中的层次如何？作用：（1）控制管理计算机的全部硬软件资源，（2）合理组织计算机内部各部件协调工作，（3）为用户提供操作和编辑界面的程序集合。 操作系统是软件体系的核心（操作系统是整个计算机系统的核心）操作系统是搭建在裸机上的第一层软
7、件，他负责提供方便用户使用的命令语言，负责把系统资源管理起来以便充分发挥他们的作用。3、 操作系统的性能指标有哪些？系统的可靠性：指的是系统能发现、诊断和处理硬件、软件故障的能力，可使用户的误操作或环境的损坏对计算机系统所造成的损失减少到最低程度系统吞吐量：是系统在单位时间内所处理的信息量系统响应时间：指的是从系统接收数据到输出结果的时间间隔系统资源利用率：至系统中各个部件、各种设备的使用程度可移植性：指把一个操作系统从一个硬件环境转移到另一个硬件环境仍能正常工作的能力4、 操作系统的工作模式有哪些？其各自的特点是什么？（1）处理机模式：处理机模式位用于CPU当前执行的是操作系统程序还是用户程
8、序 （2）内核：是一个可信任软件模块，它支持所有其他软件的正确操作，操作系统最关键的部分要求封装在内核里 （3）请求系统服务：两种形式：一种通过系统调用请求服务；一种通过向系统进程发送消息请求服务5、 按照资源管理的观点，计算机系统的资源有哪些？（1）处理机管理 （2）存储管理 （3）设备管理 （4）文件管理6、 添加新的系统调用的步骤有哪些？添加源代码连接新的系统调用重建新的Linux内核用新的内核启动系统使用新的系统调用7、 在什么条件下程序员编写的代码叫做程序、作业和进程？8、 处理机管理分为哪些阶段？他们是怎样划分的？9、 进程的定义是什么？进程有什么特性？定义：10、 进程的状态有哪
9、些？互相是如何转换的？转化：状态转化图：11、 进程的控制原语有哪些？创建原语，撤销原语，阻塞原语，唤醒原语。12、 什么是线程？它有哪些状态？（1）线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分配的基本单位。（一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一进程中的多个线程之间可以并发执行。）（2）线程有就绪、阻塞和执行三种基本状态，有的系统中线程还有终止状态。13、 进程的调度算法有哪些种?先来先服务（FCFS）、轮转调度、分级轮转法、优先级法。14、 什么是死锁？产生死锁的必要条件是什么？预防死锁的办法是什么？（1）两个以上的进程相互等待一个永远不可能发生的条件而无法向前推进，这种僵局称为死锁。（2
10、）产生死锁有四个必要条件：互斥条件、不剥夺条件、请求和保持条件、环路等待条件。（3）预防死锁的方法有：资源独占、资源顺序分配、资源受控动态分配。15、 操作系统的功能包括哪些？操作系统的主要功能是管理系统的软、硬件资源，它们可归为四类：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理等。16、 进程控制块是一个系统数据结构，其中含有那些信息？进程的名称，当前状态，所需资源和已分配的资源，调度信息，通信信息，与其他PCB的连接字、优先级、现场保留区等 17、 什么是存储管理？它应该解决哪些问题？存储管理是操作系统中四大功能之一，是指存储器资源(主要指内存并涉及外存)的管理，主要是指对主存的管理，主要关
11、注存储介质方面的操作与维护工作。存储管理主要解决以数据恢复和历史信息归档为目的的联机与脱机数据存储。存储管理团队必须确保备份和存档的物理安全。存储管理的目标是在生产IT环境中定义、跟踪并维护数据和数据资源。解决以下问题：内存的分配与回收，内储保护，地址转换，静态重定位，动态重定位，存储共享，扩充内存容量18、 有哪些存储管理技术？它们各自的特点是什么？覆盖技术与交换技术覆盖技术是指一个程序的若干程序段，或几个程序的某些部分共享某一个存储空间。它利用相互独立的程序段之间在内存空间的相互覆盖，逻辑上扩充了内存空间，从而在某种程度上实现了在小容量内存上运行较大程序的功能。交换技术是进程在内存与外存之
12、间的动态调度，是由操作系统控制的。19、 对每个Linux文件而言，都有四种不同的用户，它们是？Linux系统中规定了四种不同类型的用户，即文件主(owner)、同组用户(group)、可以访问系统的其它用户(others)、超级用户(root)，具有管理系统的特权。20、 随机文件的内部结构是怎样的？直接地址结构，索引地址结构，计算寻址结构21、 存储管理中的页面置换算法是怎样的？（FIFO（先进先出）算法简单，但效率不高，LRU（最近最久未使用）的近似算法和LFU（最不频繁实用）是较为实用的算法，效果较好，实现不难，OPT（最优算法）算法是一种最佳的算法，但并不实用，因为要跟踪页面方可预测
13、未来）22、 文件系统的主要目的是什么？实现对文件的按名存取23、 当进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为什么状态？就绪24、 进程调度的对象和任务分别是什么？25、 进程的软件结构包括有哪三个元素（即记录该程序状态的PCB、所指向的程序和相关数据）？即记录该程序状态的PCB、所指向的程序和相关数据26、 存储管理最核心的任务的是内存的哪项工作？(分配和回收）27、 存储管理中的静态重定位和动态重定位分别指什么？静态地址重定位是在程序执行之前由操作系统的重定位装入程序完成的。动态重定位是在程序执行时，由系统硬件的地址重定位机构临时根据需要完成从逻辑地址到物理地址的转换的。28、 在可
14、变式分区管理中，记录内存分配情况的表格是几张？各自负责什么？两张表 P表说明已分配的分区和F表说明空闲的分区29、 在页式存储管理中，用户访问内存的地址形式是怎样组成的？（实在找不着啊）其地址转换中，物理地址的计算公式是什么？（物理地址=内存块号*块长+页内地址）？P17430、 为了实现页式存储管理，系统需要提供哪些专用寄存器？他们各自的作用是什么？页表始址寄存器，用于保存正在运行进程的页表在内存的首地址，当进程被调度程序选中投入运行时，系统将其页表首地址从PCB中取出送入该寄存器。页表长度寄存器，用于保存正在运行进程的页表的长度，当进程被选中运行时，系统将它从PCB中取出送入该寄存器。31
15、、 什么是快表？它有什么特点？快表 即转换后援缓冲器。当一个线性地址第一次使用时，通过慢速访问RAM中的页表计算出相应的物理地址。同时，物理地址被存放在一个TLB表项中，以便以后对同一个线性地址的引用可以快速地得到转换。32、 文件系统中对一个文件的管理包含了哪两部分？文件管理程序和他所管理的全部文件33、 每个索引文件的结构式怎样的，其中包含了什么信息？由索引表和主文件两部分构成。索引表是一张指示逻辑记录和物理记录之间对应关系的表。主文件是系统中最重要的共享文件，主要存放具有固定值属性的数据34、 信号量是怎样定义的？其P操作和V操作对信号量有何影响？信号量是一个记录型数据结构，包含信号量值
16、和一个等待队列，其中信号量值是一个具有非负初值的整型变量，等待队列是一个初始状态为空的队列，又称信号灯。P表示通过的意思，V表示释放的意思执行P操作P（S）时信号量S的值减1，若结果不为负则P（S）执行完毕，否则执行P操作的进程暂停以等待释放。执行V 操作V（S）时，S的值加1，若结果不大于0则释放一个因执行P（S）而等待的进程35、 在20世纪60年代初，由于什么技术的出现，导致了操作系统进入了执行系统阶段？通道的引入，中断技术的出现36、 具有顺序结构的文件逻辑结构有什么特征？顺序结构的定长记录：特点是文件中的每个记录的长度都相等。用户把文件看成是由定长记录组成的序列P262顺序结构的边长
17、记录：特点是文件中的各个记录的长度是由用户根据需要来确定的，用户把文件看成是长度不同的记录序列，记录在文件内亦可从0开始依次编 P262带关键字的逻辑记录：由给定的一个主关键字的值所确定的记录是唯一的。P26337、 虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，它和实际的存相比较有何特点？虚拟扩充不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量；部分装入每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分； 离散分配不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针”； 多次对换所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，是操作系统采用内外存的交换技术逻辑上提供对物理
18、内存的扩充。采用虚拟存储器技术时，操作系统根据程序执行的情况，随机对每个程序进行换入、换出，用户却没有察觉，得到了一个比真实内存空间大得多的地址空间。所以从逻辑上说采用虚拟存储器能扩大内存存储空间。 38、 即使在多道程序环境下，普通用户也能设计用内存物理地址直接访问内存的程序。39、 文件被分成几种形式？文件系统中的源程序是有什么结构特点的文件？40、 什么是段式存储管理？他又哪些特点？其地址的一般形式如何？段式管理，是指把一个程序分成若干个段进行存储，每个段都是一个逻辑实体，程序员需要知道并使用它。它的产生是与程序的模块化直接有关的。段式管理是通过段表进行的，它包括段号或段名、段起点、装入
19、位、段的长度等。此外还需要主存占用区域表、主存可用区域表。 段式存储管理的优点是消除了内存零头，易于实现存储保护，便于程序动态装配；缺点是调入操作复杂，地址变换速度慢于页式存储管理。 由一数对（s,w）组成，这里s是段号，w是段内地址。 41、 内部存储器（内存）是计算机存储程序和数据的部件，是CPU直接访问的部件。它与外部存储器相比有哪些特点？内部存储器又叫内存，是主存储器。用来存储当前正在使用的或经常使用的程序和数据。CPU可以对他直接访问，存取速度较快。 外部存储器又叫外存，是辅助寄存器。外存的特点是容量大，所存的信息既可以修改也可以保存。存取速度较慢，要用专用的设备来管理。42、 什么
20、是内存的覆盖与交换技术？在多道系统中，对换是指系统把内存中暂时不能运行的某部分作业写入外存交换区，腾出空间，把外存交换区中具备运行条件的指定作业调入内存。对换是以时间来换取空间，减少对换的信息量和时间是设计时要考虑的问题 。由于CPU在某一时刻只能执行一条指令，所以一个作业不需要一开始就全装入内存，于是将作业的常驻部分装入内存，而让那些不会同时执行的部分共享同一块内存区，后调入共享区的内容覆盖前面调入的内容，这就是内存的覆盖技术。43、 虚拟存储技术的基本思想是什么？虚拟存储技术的基本思想是利用大容量的外存来扩充内存，产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间，以便能够有效地支持
21、多道程序系统的实现和大型作业运行的需要，从而增强系统的处理能力。44、 Shell是什么操作系统的内核？有什么作用？Shell是什么操作系统的内核？有什么作用？Linux系统的shell作为操作系统的外壳，为用户提供使用操作系统的接口，负责将用户输入命令解释给内核执行，并将执行结果解释给用户。它是命令语言、命令解释程序及程序设计语言的统称。45、 使用虚拟页式存储管理时需要在页表中增加什么表项？请求分页存储管理方式的页表项一般包括以下几项:页号、驻留位、内存块号、外存地址、访问位、修改位、(存取控制、辅存地址)。46、 虚拟存储器系统的常见页面置换算法有哪些种？最佳置换算法（OPT）（理想置换
22、算法） 先进先出置换算法（FIFO）： 最近最久未使用（LRU）算法 Clock置换算法（LRU算法的近似实现） 最少使用（LFU）置换算法47、 处于目态下的处理机可以访问内存的哪些区域？处理机在目态下运行时不能执行特权指令，也不能访问用户作业存储区域以外的内存单元，否则将会引起中断。48、 DMA方式传输数据的过程如何？1)IO设备接口向DMA控制器发出请求信号，请求DMA传送。2)DMA控制器接到IO设备请求后，向CPU发出总线请求信号，请求取得总线控制权。3)CPU在执行完当前总线周期后，响应请求，向DMA控制器发出总线响应信号；释放总线的控制权，暂停执行主程序，处于等待状态。由DMA
23、控制器取得对总线的控制权。4)DMA控制器接到CPU的总线响应信号后，向IO设备接口发出DMA响应信号。5)由DMA控制器发出DMA传送所需的控制信号。当内存储器向IO设备传送时，DMA控制器向地址总线送出内存地址，并向控制总线发出存储器读（MEMR）和IO写(I0W)命令；当执行IO设备向内存储器传送时，则发出存储器写(MEMW)和IO读(I0R)命令，完成1个字节的传送。6)DMA控制器内部的地址寄存器值加l，字节计数器值减1，如果计数器值不为0，则继续下个地址单元的传送。7)当设定的字节数传送完成，结束DMA传送。DMA控制器释放对总线的控制权。CPU重新获得总线的控制权，于是主程序从中
24、断了的当前指令的总线周期开始继续执行。49、 哪些电子设备可以作为计算机的外围设备？计算机系统中除主机外的其他设备。包括输入和输出设备、外存储器、模数转换器、 数模转换器、外围处理机等。例：显示器，键盘，鼠标，音箱，打印机，摄像头、扫描仪、数码像机等设备。50、 处理机、控制器和I/O设备之间是怎样实现I/O传输的？处理机操纵控制器，提供命令和数据给控制器，由控制器操纵I/O设备使设备完成I/O传输51、 USB的总线I/O地址是怎样的？USB口没有分配固定的总线I/O地址，它的地址是通过软件来虚化的。（P206页）52、 设备和CPU的中断控制方式的处理过程各自是怎样的？（p207页5.2.
25、2）中断机制的基本工作原理为：cpu硬件有一根导线称为中断请求线，cpu在执行每条指令之后都要对此查询；如果cpu查出控制器已经发出信号到中断请求线上，那么cpu首先保护中断现场（保存当前状态），然后跳转到内存固定地址执行中断处理程序；通过分析，确定中断原因之后，便可以处理相应中断，最后恢复中断现场（恢复中断之前的状态）并从中断返回。总之，由设备首先在中断请求线上发出中断信号，再由cpu响应中断，并分派中断处理程序，中断处理程序以服务设备的方式清除中断。图5-3踪迹了中断驱动特点。53、 DMA与中断方式的主要区别是什么？中断方式是在数据缓冲寄存器满后，发中断请求，CPU进行中断处理DMA方式
26、则是以数据块为单位传输的,在所要求传送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理,大大减少了CPU进行中断处理的次数 DMA方式不需CPU干预传送操作,仅仅是开始和结尾借用CPU一点时间,其余不占用CPU任何资源，中断方式是程序切换,每次操作需要保护和恢复现场54、 什么是通道？其信息的交换方式有哪些？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，可由CPU执行相应指令来启动通道，并在操作结束时向CPU发中断信号。在运行的时候，通道有自己的总线控制部分，可以进行总线操作。程序传送方式、中断传送方式、直接存储器存取(DMA)方式、通道
27、方式和外围处理机方式。55、 什么是 缓冲？为什么要使用缓冲？缓冲即是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一个区域用来暂时存放输入输出数据的器件。引入缓冲是为了匹配外设和CPU之间的处理速度，减少中断次数和CPU的中断处理时间，同时解决DMA或通道方式时的数据传输瓶颈问题。56、 什么是告诉缓存？它与缓冲的区别是什么？P223 缓存是一块快速内存区，其内保留有数据的副本。 区别在于，缓冲区可以保留仅是现存副本的数据项，而按定义，缓 存恰好将某一处的数据项保留在高速存储中。57、 什么是Spooling？P223 Spooling称为联机的同时外围设备操作，速称“假脱机”。他是一个保留着设备输出内容
28、的高速缓冲区，它在输入和输出之间增加了“输入井”和“输出井”的排队转储环节。若有进程要求对它打印输出时，SPOOLing系统并不是将这台打印机直接分配给进程，而是在共享设备（磁盘或磁鼓）上的输出SPOOLing存储区中为其分配一块存储空间，进程的输出数据以文件形式存放于此。各进程的数据输出文件形成了一个输出队列，由输出SPOOLing系统控制这台打印机进程，依次将队列中的输出文件实际打印输出。在SPOOLing 系统中，实际上并没有为任何进程分配，而只是在输入井和输出井中，为进程分配一存储区和建立一张I/O请求表。这样，便把独占设备改造为共享设备。Spooling是在一个计算问题开始之前，把计
29、算所需要的程序和数据从输入设备上预输入到POOLing存储区中存放。对于输出的结果，是从输出队列中依次输出。58、 外部设备按照传输的信息特点分为哪些？字符型设备，块设备59、 I/O进程的实现分为哪两种方式？P2371.每类设备设一专门的I/O进程2.整个系统设一I/O进程，全面负责系统的数据传送工作。3.每个设备设一专门的I/O进程，但该进程即可在用户态也可在系统态下运行（震惊：书上是三条）60、 文件系统中分配存储空间的基本单位是什么？是物理记录（不是记录）61、 什么是目录？它在文件系统中有什么作用？它有什么结构特点？所谓目录，是文件系统层次结构的一个非终结节点。一个目录通常包含有许多
30、目录 项，每个目录项可以是一个文件或目录。作用：组织管理文件。结构特点：层次结构或称树状结构。62、 文件系统的功能包括哪些？使用户能建立、修改和删除一个文件；使用户能在系统控制下共享其他用户的文件，以便于用户可以利用其他人的工作成果；使用户能方便的建立文件；使用户能在文件之间进行数据传输；使用户能能通过符号文件名进行访问，而不应要求用户使用武力地址来存取文件；为防止意外系统故障，文件系统应该具有转储和回复重要文件的能力；为用户文件提供可靠的保护和保密措施。63、 随机文件结构有哪些？直接地址结构、索引地址结构和计算机寻址结构。64、 空闲盘区链与空闲盘区目录各自是怎样实现对磁盘空间管理的？65、 磁盘的访问时间是怎样组成的?(1)寻道时间，启动磁臂的时间s与磁头移动n条磁道所花费的时间之和 t=m*n+s（一般磁盘，m=0.2，高速磁盘，m=0.1） (2)旋转延迟时间，是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间 (3)传输时间 ，指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间 若每次读/写的字节数为b，磁盘每秒钟的转速为r，一条磁道上的字节数为N
