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操作系统B期末复习(STD)

时间:2024-06-17 16:44:52浏览次数:15  
标签:STD 复习 调度 死锁 线程 内存 进程 页面 操作系统

操作系统
1、什么是操作系统 基本特征是什么?

操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充
2、PCB TCB FCB 相关内容

PCB:

①基本信息:进程控制块,又叫进程表,是操作系统中最重要的记录型数据结构。记录了操作系统所需的,用于描述进程的当前情况以及管理进程运行的全部信息。

②作用:(1)作为独立运行基本单位的标志(2)能实现间断性运行方式(3)提供进程管理所需要的信息(4)提供进程调度所需要的信息(5)实现与其它进程的同步与通信。

③包含的信息:1、进程标识符 2、处理机状态 3、进程调度信息 4、进程控制信息

④:组织方式:线性方式(线性表存储pcb)、链接方式(链接队列存储)、索引方式(索引表映射)

TCB:线程Threads控制块

①基本信息:记录所有用于控制和管理线程的信息

②包含信息:1、线程标识符 2、一组寄存器 3、线程运行状态 4、优先级 5、线程专有存储区 6、信号屏蔽 7、堆栈指针

FCB:文件控制块

目的:为了能对系统中的大量文件施以有效的管理

包含的三类信息:基本信息类:文件名、文件物理位置、文件逻辑结构、文件的物理结构。存取控制信息类:文件主的存取权限、核准用户的存取权限、一般用户的存取权限。使用信息类:文件的建立日期和时间、文件上一次修改的日期和时间、当前使用信息。
3、什么是多道程序设计技术 带来了什么好处?

多道程序设计是指同时把多个作业(程序)放入内存,使它们交替执行,共享处理器时间、外设及系统中的其他资源;当一道程序因某种原因(如I/O请求)而暂停执行时,CPU立即转去执行另一道程序。

多道程序设计技术减少了CPU等待时间,增加了系统吞吐量,提高了资源(内存和I/O设备)的利用率。
4、什么是分时系统 分时系统的基本特征 实时系统举例

是一种计算机操作系统,它以时间片为单位轮流为各个用户或作业提供服务。

基本特征:多路性:系统允许多个终端连接一台主机,并按分时原则为每个用户服务、独立性:每个用户在各自终端上进行操作,彼此之间互不干扰、及时性:用户的请求能在很短时间内获得响应、交互性:用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话:具体表现:用户可以请求系统提供多反面的服务。
5、临界资源指的是什么? 临界区指的是什么?

临界资源是指某短时间内仅允许一个进程访问的资源(进程间采取互斥方式实现资源的共享):例如:打印机、磁带机。

临界区是指在每个进程中访问临界资源的那段代码。
6、进程线程分别是什么? 之间的联系和区别

进程:进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

线程:线程是进程内的一个执行实体或执行单元,是调度和分配的基本单位

进程和线程的区别:

①调度性:进程是作为独立调度和分派的基本单位,线程是能独立运行的基本单位。

②并发性:都能,但线程有更高的更好的并发性

③拥有资源:进程是拥有资源的基本单本,而线程本身并不拥有资源,而是仅有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。

④独立性:同一进程的不同线程之间的独立性要比不同进程之间的要低得多

⑤系统开销:创建和撤销:线程低于进程

⑥支持多处理机系统:线程支持,进程不支持。(单线程进程-传统进程不支持;多线程进程支持)
7、死锁是什么? 产生的原因和必要条件

(1)  死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局,若无外力作用,这些进程都将永远不能再向前推进;

(2) 产生死锁的原因有二,一是竞争资源,二是进程推进顺序非法;

(3) 必要条件是:互斥条件,请求和保持条件,不剥夺条件和环路等待条件。
8、处理死锁的方法有哪些?

解决/处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁、检测和解除死锁,其中预防死锁方法最容易实现,但由于所施加的限制条件过于严格,会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低;而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和系统吞吐量。
9、文件和文件系统分别是什么?

文件是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的有序序列。文件系统就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的的文件以及为实施文件管理所需的一些数据结构的总称。
10、进程 同步、通信各是什么

同步:多个进程因为合作产生的直接制约关系,使得进程有一定的先后执行关系。

互斥:多个进程在同一时刻只有一个进程能进入临界区。

进程同步:控制多个进程按一定顺序执行;

进程通信:进程间传输信息。

进程通信是一种手段,而进程同步是一种目的。也可以说,为了能够达到进程同步的目的,需要让进程进行通信,传输一些进程同步所需要的信息。

11、分页系统和分段系统的定义 之间的区别和联系

分页系统是将内存空间划分为大小相等的块,称为页,将程序地址空间划分为大小相等的块,称为页框。

分段系统是将程序地址空间划分为逻辑上独立的段,每个段可以独立地加载和卸载。

相同点:都是非连续分配方式,都要通过地址映射机构实现地址变换

区别:①页是信息的物理单位。段是信息的逻辑单位(分页系统是基于物理内存的管理,而分段系统是基于逻辑地址空间的管理。)②页的大小固定且由系统决定,段的长度不固定,具体取决于用户所编程的程序③分页管理的地址空间是一维的,而分段管理是二维的。王道P189
12 、虚拟存储器的定义及其特征,实现虚拟存储器的方式有哪些

定义:系统好像为用户提供了一个比实际内存容量大得多的存储器

特征:虚拟存储器有多次性、对换性、虚拟性三大特征。最本质的特征是虚拟性。

实现方式:请求分页存储管理、请求分段存储管理、请求段页式存储管理。王道p213

13、虚拟设备

通过虚拟技术将一台独占设备虚拟成多台逻辑设备,供多个进程同时使用

14、处理机调度有哪些方式要会手算(学习通作业)。各级调度的主要任务是什么?王道p70

调度方式(调度算法)

先来先服务FCFS、短作业优先SJF、高响应比优先、优先级调度、时间片轮转(RR)、多级队列调度、多级反馈队列调度。

各级调度的主要任务是

作业调度(从外存到内存):

任务:从作业队列中选择作业,决定将哪些进程调入内存,为进程分配资源,以及分配必要的内存空间。

目标:控制多道程序的并发度,保持系统资源的高效利用,防止过度调度,确保系统稳定性。

中级调度(从外存到内存)

任务:决定在内存中的哪些进程被暂停,以及何时将它们重新调度到处理器上执行。

目标:优化内存利用率,调节进程的运行状态,避免内存饥饿或内存过度占用。

进程调度(从就绪队列到CPU)

任务:从就绪队列中选择下一个执行的进程,决定处理器的分配。

目标:最大化处理器的利用率,减少进程等待时间,提高系统的响应速度和吞吐量。
15、I/O通道和I/O通路 通道有哪几种类型

I/O通道:具有执行I/O指令能力并通过执行通道程序来控制I/O操作的特殊的处理机。

I/O通路:指计算机系统中用于连接各种设备的数据传输路径。

通道类型:字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道
16、碎片和抖动

碎片:是指内存空间中无法利用的空闲区域

内部碎片:当程序小于固定分区大小时,也要占用一个完整的内存分区,这样分区内部就存在空间浪费的现象。P181

外部碎片:动态分区随着时间的推移,内存中产生的越来越多的小内存块,使得内存的利用率下降。P182

抖动(Thrashing):

在页面置换过程中,一种最糟糕的情形时,刚刚换出的页面马上又要换入内存,刚刚换入的页面马上又要换出内存,这种频繁的页面调度行为称为抖动或颠簸
17、操作系统在进程管理方面应做哪些工作

进程创建、进程终止、进程的阻塞和唤醒、进程通信。
18、缓冲的定义及引入原因

定义:物理内存中的一个存储区域,用于在数据进行转移时临时存放数据。

引入原因: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:解决数据力度不匹配的问题;提高CPU和I/0设备之间的并行性。

19、文件目录的定义及组织形式 p256

为实现“按名存取”,必须建立文件名与辅存空间中物理地址的对应关系,体现这种对应关系的数据结构(用于记录文件名及其相关属性的数据结构)

组织形式:

文件的逻辑结构:无结构文件和有结构文件(按记录的组织形式):顺序文件、索引文件、索引顺序文件、直接文件或散列文件(hash file)

文件的物理结构:连续分配、链式分配:隐式链接,显示链接、索引分配:单机索引分配方式,多级索引分配方式,混合索引分配方式。

20、缺页中断与一般中断的主要区别

缺页中断与一般中断的主要区别在于缺页中断是由于访问的页面不在内存中(在外存需要调入内存)而产生的中断,而一般中断是由于其他原因(如硬件故障)产生的中断
21、缺页中断页数与页面置换次数 (至多 、至少 ) 对应的算法

缺页中断次数至多等于进程所访问的页面总数,至少等于进程所访问的不同页面数。页面置换次数至多等于缺页中断次数,至少等于进程所访问的不同页面数减去内存中已有的页面数。对应的算法有最佳置换算法、先进先出置换算法等。

22、平均周转时间 平均带权周转时间p69

周转时间=作业完成时间-作业提交(到达)时间

平均周转时间=(T1+T2+...+Tn)/n

平均带权周转时间(≥1)=作业周转时间/作业实际运行时间
23、银行家算法

例题:假定系统中有5个进程P0、P1、P2、P3、P4和4种资源A、B、C、D,若出现如表所示资源分配情况。

 

该状态是否安全?为什么?如果进程P0提出资源请求(0,0,0,1),系统能否将资源分配给它?为什么?

24、学会 FIFO LRO 算法 应用 定义 思想

FIFO(先进先出)算法是一种页面置换算法,当发生缺页中断时,淘汰最早进入内存的页面。LRO(最近最久未使用)算法是一种页面置换算法,当发生缺页中断时,淘汰最近最久未使用的页面。应用包括虚拟存储器管理等。
25、理解页表 学会页表的应用 地址关系的计算p185
页表也叫页面映射表。页表实现从页号到物理块号的地址映射

 

 

标签:STD,复习,调度,死锁,线程,内存,进程,页面,操作系统
From: https://www.cnblogs.com/xlm926/p/18252687

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