2012-12计算机操作系统期末总复习

计算机操作系统期末总复习2012年12月操作系统基本概念处理机管理设备管理作业管理用户接口存储管理文件管理操作系统定义OS的作用OS特征OS的主要功能OS分类OS结构设计多道程序设计进程基本概念进程同步互斥进程间通信进程调度死锁I/O系统I/O控制方式缓冲技术I/O软件组成设备独立性设备分配驱动程序虚设备技术通道技术磁盘调度文件基本概念文件的逻辑结构文件的物理结构文件目录外存空间管理文件共享与保护数据一致性用户接口作业基本概念批处理系统作业管理分时系统作业管理程序的装入与链接存储管理任务动态分区分配交换技术页式存储管理段式存储管理段页式虚拟存储技术批处理操作系统分时系统实时操作系统个人计算机操作系统网络操作系统分布式操作系统操作系统定义OS功能OS特征OS分类硬件运行环境操作系统设计并发共享虚拟异步有效管理合理调度使用方便吞吐量时间片虚机器操作系统设计目标操作系统结构设计CPU状态系统堆栈中断技术时钟通道地址映射存储保护处理机管理存储管理设备管理文件管理用户接口操作系统基本概念第一章引论1、OS的定义与作用2、三种基本操作系统的基本原理和异同多道程序设计、时间片轮转法、及时性3、OS的特征和功能4、用户接口5、OS的结构设计进程进程状态及转换进程控制块系统并发度进程控制进程特性可重入程序共享内存消息缓冲Send/Receive原语管道通信信箱调度算法选择原则算法：先进先出时间片轮转基于优先数高响应比优先抢占式实时调度技术进程同步进程互斥临界区进程同步机制信号量P、V操作生产者与消费者问题读者写者问题哲学家进餐问题死锁的有关结论产生死锁的必要条件死锁预防死锁避免死锁检测解除资源分配图多道程序设计进程基本概念进程同步互斥进程间通信进程调度死锁顺序环境并发环境与时间有关的错误不可在现性进程管理•第二章进程管理1、进程和线程的概念2、进程的基本状态及状态转换的原因3、PCB的作用4、进程控制的原语操作5、进程互斥、临界区、进程同步的基本概念、同步准则6、记录型信号量7、信号量的应用8、经典进程同步问题；生产者与消费者问题9、进程间通信的原理和实现方法信箱第二章进程管理的典型问题进程的三种基本状态及其转变原因。进程互斥、临界区三种经典同步问题及其变型同步约束条件的分析，信号量的初值的设定单缓冲区的一个生产者一个消费者同步问题单缓冲区的一个生产者多个消费者同步问题多个生产者多个消费者多个缓冲区的同步问题第三章处理机调度与死锁1、处理机调度的基本概念和种类2、选择调度算法的准则，周转时间，带权周转时间，响应时间3、常见调度算法，抢占，响应比4、常见的两种实时调度算法处理死锁的基本方法5、死锁产生的原因，四个必要条件6、死锁的预防7、利用银行家算法避免死锁8、死锁的检测与解除段式存储管理页式存储管理段页式存储管理虚拟存储器虚拟存储技术程序局部性原理虚拟页式管理虚拟段式管理页面淘汰算法抖动（颠簸）用户程序划分逻辑地址内存空间划分内存分配管理考虑硬件支持地址映射过程装入与链接对换技术覆盖技术高速缓存内存磁盘系统区用户区内存管理分配回收存储共享存储保护内存扩充地址映射存储体系存储管理任务存储管理方案虚拟存储管理其他存储管理•第四章存储管理的重点、难点重定位的基本概念：为什么要引入如何提高内存利用率：离散分配、对换机制、动态链接、虚拟存储器、存储器共享动态分区分配方式：分配、回收算法基本分页存储管理方式：为什么引入；地址变换机构和过程（含具有快表的情况）基本分段存储管理方式：为什么引入；地址变换机构和过程（含具有快表的情况）；信息的共享和保护虚拟存储器的基本概念：为什么要引入；特征；实现虚拟存储的关键技术请求分页系统的基本原理：页表机制；地址变换过程；页面置换算法第四章的典型问题存储器管理的基本任务动态重定位的概念、实现方式，什么情况下需要重定位比较连续分配与离散分配基于空闲分区链的内存分配与回收算法的应用实例：首次适应法，循环首次适应法，最佳适应法在某分页系统中，给定内存容量和物理块大小，计算物理块的数量；对给定的进程页表，将给定的逻辑地址，计算出其对应的物理地址并画出地址变换流程图。在某分段系统中对给定的进程段表，将给定的逻辑地址，计算出其对应的物理地址并画出地址变换流程图。请求分页系统过程的各种问题，并用流程图的方式表示地址变换过程对给定的问题，按各种页面置换算法，写页面调入过程，计算和分析缺页率，并对多种算法的性能作比较分析设备管理重要性设备独立性设备分类设备管理任务设备管理功能用户进程与设备无关软件设备驱动程序中断处理程序SPOOLing技术共享打印机设备管理设备分配回收独占设备分配共享设备分配基本概念I/O软件组成缓冲技术设备处理虚设备技术设备驱动程序设备管理磁盘访问时间磁盘调度先来先服务最短寻道时间优先扫描（电梯算法）CSCAN磁盘存储管理•第五章设备管理的重点、难点I/O控制方式：四种I/O方式的基本原理；四种I/O方式由低到高效的演变缓冲管理缓冲的概念，为什么引入缓冲单缓冲如何提高I/O速度，它存在哪些不足，双缓冲、循环缓冲又如何提高CPU与I/O设备的并行性缓冲池是为了解决什么问题而引入，引入缓冲池后系统将如何处理I/O设备和CPU间的数据输送缓冲池的工作方式及Getbuf和Putbuf过程设备独立性什么是设备独立性如何实现设备独立性设备驱动程序,纯代码第五章设备管理的重点、难点虚拟设备和SPOOLing技术什么是虚拟设备什么是SPOOLing技术，SPOOLing系统的组成如何利用SPOOLing技术实现共享打印机磁盘调度磁盘调度的目标磁盘访问时间的计算FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN等算法的应用及这些调度算法的演变过程，分别解决了哪些问题；各算法的性能比较第五章设备管理的典型问题各种I/O控制方式的比较为什么引入缓冲区缓冲如何提高I/O速度为什么引入设备独立性，如何实现什么是虚拟设备，实现虚拟设备的关键技术SPOOLing技术的组成，如何利用SPOOLing技术实现共享打印机设备处理程序的功能和处理过程对各种磁盘调度算法，计算访问次序和平均寻道时间，性能磁盘访问时间的组成和计算文件控制块文件目录目录文件目录项树型目录结构目录项分解法目录检索文件文件系统文件分类文件管理功能文件逻辑结构文件物理结构文件存取方式外存空间管理主要数据结构文件系统使用文件系统安全、保护、保密、可靠性、一致性系统打开文件表用户打开文件表物理块磁盘结构磁带文件目录文件基本概念文件系统实现存储介质创建、打开、读写、关闭、删除、拷贝、重命名文件存取控制文件管理•第六章文件管理的重点、难点文件的逻辑结构：顺序文件、索引文件和索引顺序文件原理和特征组织方式、访问方法及各种文件形式的比较外存分配方式：连续分配、链接分配和索引分配原理、优缺点显示链接FAT、混合索引分配目录管理：目录管理的要求文件控制块（FCB）索引结点目录结构：单级、两级和多级文件磁盘空间管理空闲表法和空闲链法位示图法：分配和回收的具体计算成组链接法第六章文件管理的典型问题画出链接分配方式的链接情况和FAT的链接情况、FAT长度计算等。混合索引分配的的寻址方式、地址转换的计算和索引结点的地址映射图对给定的位示图和文件的分配和回收需求，具体写出分配过程和回收过程。Unix系统的成组链接法目录管理的要求；目前广泛采用的目录结构及其优点说明在树形目录结构中线性检索的过程，并画出相应的流程图文件的共享第七章操作系统接口联机命令接口联机命令终端处理程序命令解释程序程序接口系统调用与一般过程调用的区别中断与陷入图形用户接口选择、填空、判断题主要考查操作系统课程的基本概念。以进程的基本概念为主，兼顾其它各章内容。特别是Ch2,ch3,ch4三章名词解释1.多道程序系统11.临界资源2.进程12.死锁3.管道13.最小物理块数4.进程的静态优先权14.脱机输入/输出5.低级调度15.并发性6.重定位16.进程控制块PCB7.地址变换17.碎片（内、外）8.虚拟设备18.纯代码（可重入代码）9.进程高级通信（低级通信）19.设备无关性10.文件控制块（FCB）20.操作系统简答题11.一个现代操作系统有哪些基本特征。2.进程有哪三个基本状态，画图说明引起进程状态切换的原因。3.简述进程同步机制遵循的四条准则。4.何谓临界资源和临界区?5.何谓内存分配中的内碎片？6.简述分页存储管理系统的请求调页策略。7.简述段式管理和页式管理的特点。8.试述缺页中断与一般中断的主要区别。9.什么是设备的独立性？10.最基本的磁盘调度算法有哪三种？每种算法优先考虑的问题是什么？11.文件管理中对文件目录管理的要求有哪些？12.进行文件的“打开”操作时，为什么需要把进行该操作的用户的用户名作为操作的一个参数？13.试述文件的逻辑结构。14.试述文件存储空间管理中的位示图法。15.用户与OS之间的接口有哪些方式？它们在什么情况下使用的？简答题21.操作系统的基本功能有哪些？2.简述进程的基本特征。3.简述产生进程死锁的必要条件，以及预防死锁的方法。4.何谓虚拟存储器?5.磁盘文件的目录表通常包含哪些内容？6.简述文件系统中，文件按不同分类方法可以分为哪些种类的文件。7.简述资源信号量的物理含义。8.试述分时操作系统的的特征。9.设备管理中通常采用哪些数据结构。10.进程实体的组成包含哪三部分？11.进程调度通常采取哪两种方式？12.操作系统为用户提供了哪两类接口？13.MS—DOS和UNIX系统的命令解释程序分别是什么？14.试述请求分页存储管理FIFO页面置换算法中的Belady现象。15.试述操作系统中设备管理的SPOOLING技术？计算题1、作业（进程）的周转时间（平均周转时间、平均等待时间、平均带权周转时间等）。先来先服务，短作业/进程优先，时间片轮转，优先权，高响应比优先调度算法，响应比的计算2、动态分区分配的空闲分区表和内存分配图。首次适应，循环首次适应，最佳适应，最坏适应等算法3、内存分页管理中，地址结构的计算。4、内存分页、分段管理中，将用户地址空间中的逻辑地址变换为内存空间中的物理地址。页表（段表），地址变换机构计算题5、请求分页技术中的页面置换算法，描述内存映象图，并计算出缺页率。最佳置换OPT、FIFO、LRU等算法6、磁道访问的调度图以及计算平均寻道长度FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN算法7、用位示图管理磁盘，计算位示图的组织，实现盘块的分配和回收。8、画出文件链接分配方式的链接情况和FAT的链接情况、FAT长度计算等9、外存空闲空间的成组链接法的分组计算和画成组链接图。设计题利用信号量进行进程的同步、互斥的程序设计设计题吃水果的同步关系有个盘子，可以容纳两个水果，每次只能放入或取出一个水果，爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，两个儿子专等吃橘子，两个女儿专等吃苹果。试用信号量的P，V操作实现此过程，并给出信号量和初始值。分析：盘子是临界资源，而爸爸和妈妈可以同时向其中放水果，因此要设置一个互斥信号量mutex．盘子最多容纳两个水果，因此，要对放入盘子的水果进行计数，就是要设置一个信号量empty,初值为2。由于盘子可以放两个水果，即当盘子里有一个水果时，存在即可以放也可以取的情况，因此，除了对放水果进行互斥外，对取水果也要互斥。此外，爸爸和女儿，妈妈和儿子之间存在同步关系，要设置信号量apple和orange实现同步，初值都是0。beginvarmutex=1,empty=2:semaphore;varapple=0,orange=0:semaphore;cobeginprocessfatherbeginrepeatp(empty);p(mutex);放入苹果；v(mutex);v(apple);untilfalseendprocessmotherbeginrepeatp(empty);p(mutex);放入橘子；v(m