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本文说明:本文以习题为主,每题标明对应的书本页面,并作出详细解析,大家可以对照复习,选择题章节并没按书本章节分,计算题和分析题无书本页面位置或详细解析,请大家自行找对应章节进行学习,祝大家都能通过考试,也希望大家点赞支持。
什么是操作系统,主要功能有哪些?
操作系统:计算机最基本最重要的基础性系统软件,可以使计算机系统能协调、高效和可靠地进行工作
主要功能:处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理等功能模块
书本位置:P17 1.4
什么是微内核技术,主要有哪些功能?
微内核技术把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行,而留下一个尽量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能,称这种技术为微内核技术。
主要功能: 进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。
书本位置:P31 1.5.4
简述进程的基本状态及状态之间的转换关系(原因)。
基本状态:执行态:进程正在处理机上运行
就绪态:进程已获得除处理机以外的一切所需资源
阻塞态:进程正在等待某一事件而暂停运行
转换关系:就绪->执行:经处理机调度,就绪进程得到处理机资源
执行->就绪:时间片用完活在可剥夺系统中有更高优先级进程进入
执行->阻塞:进程需要的某一资源还没准备好
阻塞->就绪:进程需要的资源已准备好
书本位置:P40 2.2.2
低级调度的主要任务是什么?
低级调度又称进程调度,主要任务是按照某种方法和策略从就绪队列中选取一个进程,将处理机分配给它
书本位置:P92 3.1.1 2
什么是死锁,产生死锁的必要条件有哪些?
死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局(互相等待),若无外力作用,这些进程都无法向前推进
死锁的条件:(1)互斥条件(2)不剥夺条件(3)请求并保持条件(4)循环等待条件
书本位置:P116 3.5.3 2
存储器管理有哪些主要功能(任务)?
内存空间的分配与回收 地址转换 内存空间的扩充 存储保护
书本位置:P129 4.1
分页与分段的主要区别是什么?
(1)段是信息的逻辑单位
页是信息的物理单位
(2)页的大小固定且由系统决定
段的长度却不固定,决定于用户所填写的程序
(3)段是二维地址空间
页是一维地址空间
书本位置:P159 4.6.2 4
什么是虚拟存储器,有哪些特征?
虚拟存储器: 是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。
从用户角度看,该系统所具有的内存容量比实际内存容量大得多,但这只是用户的一种感觉,是虚的,故而得名虚拟存储器。
虚拟存储器的特征有:虚拟扩充、部分装入、多次对换。
虚拟性、对换性、多次性
书本位置:P166 5.1.2 1 2
设备管理的主要任务是什么?
①管理各类外围设备,完成用户提出的I/O请求,加快I/O信息的传送速度,发挥I/O设备的并行性,提高I/O设备的利用率。
②提供每种设备的设备驱动程序和中断处理程序,向用户屏蔽硬件使用细节。
书本位置:P191 6.1.1
引入缓冲技术的原因有哪些?
缓和CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾;
减少对CPU的中断频率;
放宽对中断响应时间的限制;
提高CPU和I/O设备之间的并行性;
提高外设利用率,尽可能使外设处于忙状态。
书本位置:P224 6.7.1
简述设备驱动程序的处理过程
(1)将抽象要求转换为具体要求
(2)对服务请求进行校验
(3)检查设备的状态
(4)传送必要的参数
(5)启动I/O设备
书本位置:P207 6.4.2
请以假脱机打印机系统为例说明SPOOLing系统的构成和工作原理。
假脱机技术主要由输入程序模块和输出程序模块所组成,系统分别为之创建输入进程和输出进程,它们的优先级高于一般用户进程。
输入进程负责通过通道将信息从输入设备送到盘区的输入井中,输出进程负责通过通道将信息从盘区的输出井送到输出设备。
主机仅和快速存储设备磁盘中的输入井和输出井交换信息,大大提高了信息处理的速率。
书本位置:P220 6.6.2
对目录管理的主要要求是什么?
实现按名存取、提高检索目录的速度、文件共享、允许文件重名。
书本位置:P249 7.3
什么是事务,有哪些特征?
事务:是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。
事务的特征:原子性、一致性、隔离性、持续性
书本位置: P292 8.5.1 1
一个分层结构操作系统有裸机、用户、处理机管理系统、作业管理系统、文件管理系统、设备管理系统、内存管理系统和命令管理系统等组成,试对它们按照层次结构原则从里到外重新排列。
裸机,处理机管理系统,内存管理系统,作业管理系统,设备管理系统,文件管理系统,命令管理系统,用户
已知信号量S的初始值为5,某段时间里进程在S上共执行了9次wait操作和3次signal操作,则S 的值应该为( -1 )
解:Wait : -1,signal: +1
所以 S = S–9+3 = -1
系统中有4个并发进程,每个进程都需要2个A资源,则系统最少应提供( 5 )个A资源才能保证不会发生死锁
解:保证不发生死锁,即至少有一个进程能获得所有资源,即至少一个进程能获得2个A资源,其他进程获得一个A资源
所以 系统提供资源数 = 1个A资源*4个进程+1个A资源 = 5
系统有11台打印机和N个并发进程,每个进程请求3台打印机,为确保不发生死锁,N的值最大为( 5 )
解:同2,求进程个数N
打印机数 = 2个打印机*N个进程 + 1 = 11
N = 5
已知某分页系统中,页的大小为1K,则逻辑地址A=2170,则其
(1)页号是( 2 )
(2)页内偏移量是( 122 )
(3)若查页表得知A对应的物理块号为5,则A的物理地址是( 5242 )
解:(1)页号 = 逻辑地址/页的大小 = 2170/1024B = 2
(2)页内偏移量 = 逻辑地址%页的大小 = 2170%1024B = 122
(3)A的物理地址 = 物理块号页的大小+页内偏移量 = 51024+122 = 5242
已知某分段系统中,虚地址结构为(段号,段内偏移量),若有合法虚地址A=(2,300),经查段表得知段号2在内存的起始地址为10000,则A的物理地址是( 10300 )
解:已知段号2在内存的起始地址为10000,则A的物理地址=起始地址+偏移量=10000+300=10300
文件F含有10000个记录,
(1)若建立顺序文件,查找一个记录平均需要进行比较的次数为( 5000 )
(2)若建立索引顺序文件,将文件每100个记录作为一组,则查找一个记录平均需要进行比较的次数为( 100 )
解:(1)顺序文件查找最短1次找到,最长10000次
所以平均次数=(1+10000)/2 = 5000
(2)索引顺序文件=100组 每组=100个文件 查找索引顺序文件组=(1+100)/2=50 组中查找文件=(1+100)/2=50
平均=50+50=100
已知磁盘盘块大小为512B,根目录下有250个文件,文件FCB大小为64B,
(1)采用FCB建立目录,查找一个文件平均需要启动磁盘的次数为( 16.5 )次
(2)如果采用i节点,文件名和节点编号10B,查找一个文件平均需要启动磁盘的次数为( 3 )次
解:(1)文件总大小=文件个数 * 文件大小=250 * 64 = 16000B
最长需要启动磁盘次数=16000/512=32
平均弃用磁盘次数(1+32)/2 = 16.5
(2)250*10=2500B
2500/512=5
(1+5)/2=3
解:
P1(){S1;signal(a);signal(b);}
P2(){wait(a);S2;signal(c);}
P3(){wait(b);S3;signal(d);}
P4(){wait(c);wait(d);S4;signal(e);}
P5(){wait(e);S5;}
Main(){
Semaphore a,b,c,d,e;
a.value=0,b.value=0,c.value=0,d.value=0,e.value=0;
cobegin
P1();P2();P3();P4();P5();
coend
}
解:
已知一组进程的到达时间和要求服务时间,求FCFS和SJF算法的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。(保留两位小数)
化简图中的进程-资源图,简述化简过程并利用死琐定理给出相应的结论。其中P1,P2表示进程,R1,R2表示资源类别。
解:
R1分配2个资源给P1,分配一个资源给P2,R1还剩0个资源
R2分配1个资源给P2,R2还剩1个资源
P1请求1个R2资源,可以请求成功
P2请求1个R1资源,不能请求成功
所以先执行P1操作,P1执行完后,释放资源,此时R1有2个资源,R2有1个资源
再执行P2操作,P2请求一个R1资源,R1还剩一个,执行后释放资源
某系统中有五个并发进程同时请求ABCD四类资源,已知T0时刻资源分配情况如下表。按要求做题,要求有解题步骤:
(1)T0时刻系统是否处于安全状态?
(2)若在T1时刻进程P2提出请求Request(1,2,2,2),系统能否将资源分配给它?
解:
答题要求:
第(1)小题,要求将解题过程填入下表
第(2)小题,要求先判断进程请求的合法性,再根据具体情况,或者按照(1)小题的方式将解题过程填表,或者直接用语言说明。
因为Req(1,2,2,2)<Available(1 6 5 4)且Req(1,2,2,2)<Need(2,3,5,6)
所以请求是合法的,但是找不到一组安全序列,进程处于不安全状态
已知请求分页系统中某作业存在如下页面走向:3、4、2、3、1、3、5、4、3、2、5、4。
若分配给该作业的物理块数为3,请分别使用OTP算法、FIFO算法和LRU算法计算访问过程中所发生的页面置换次数、缺页次数和缺页率。(要求按下表方式答题)
在某系统中活动头磁盘有200道, 编号从0-199。现有如下访盘请求序列(磁道号): 55,58,39,18,90,160,150,38,184,且当前磁头正处在第100号磁道处向着磁道号增大的方向移动,请分别采用先来先服务(FCFS)磁盘调度算法、最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法、扫描算法(SCAN)和循环扫描算法(CSCAN)求平均寻道长度。(按算法将解题过程填表)
解:
有一计算机系统利用下图所示的位示图来管理空闲盘块。盘块的大小为1KB,现要为某文件分配两个盘块,试说明盘块的具体分配过程。
要求按下述步骤答题:
(1)在位示图中找到符合要求的元素(i,j)
(2)计算元素(i,j)对应的盘块号,分配给文件
(3)将元素(i,j)的值改为1
解:
分配量个盘块的过程如下:
⑴ 顺序扫描位示图,从中找到第一个值为0的二进制位,得到行号i=3,列号j=3。
⑵ 将找到的二进制位转换成对应盘块号。盘块号为:b=(3-1)*16+3=35;
⑶ 修改位示图,令map[3,3]=1,并将该盘块分配出去。
类似地,可使用相同的方法找到第二个值为0的二进制位,得到行号i=4,列号j=7,其对应的盘块号为55,令map[i,j]=1,并将该盘块分配出去。
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