Ch11. 操作系统的定义（填空题、选择题、简答题）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。

操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理的组织计算机的工作流程，以及方便用户的程序集合。

2. 从资源管理的角度看，操作系统的主要功能。

（填空题）处理机管理：用于分配和控制处理机存储器管理：主要负责内存的分配和回收i/o设备管理：负责i/o设备的分配和操纵文件管理：负责文件的存取，共享和保护3. 理解操作系统的主要特性：并发性、共享性和异步性。

（选择题）并发性：是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。

共享性：指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用，而不是被一个进程所独占，相应的，把这种资源共同使用称为资源共享，或资源复用。

异步性：在多道程序环境中，允许多个进程并发执行，由于资源有限而进程众多，多数情况，进程的执行不是一贯到底，而是“走走停停”的方式运行。

虚拟技术：指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。

时分复用技术，空分复用技术。

4. 理解操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。

（选择题）单道批处理系统：自动性，顺序性，单道性。

多道批处理系统：可以进一步提高资源的利用率和系统吞吐量。

优点：资源利用率高、系统吞吐量大；缺点：平均周转时间长、无交互能力。

好处：1.提高CPU的利用率2.提高内存和i/o设备利用率3.增加系统吞吐量。

分时操作系统：能很好的将一台计算机提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。

它被经常应用于查询系统，满足许多查询用户的需要。

实时操作系统：指系统能及时响应外部事件的请求，在规定事件内完成对事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。

5. 用户与操作系统之间的接口：系统调用和操作命令。

（填空题）用户接口：它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统的服务。

分为：联机用户接口，脱机用户接口，图形用户接口。

程序接口：它是提供给程序员在编程时使用的接口，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。

Ch21. 理解进程的定义，对进程的管理和控制使用的是什么；进程的组成。

（选择题）进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令，数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体。

进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成。

2. 理解进程的状态转换及用图表示。

（选择题，简答题）P38就绪状态，执行状态，阻塞状态。

3. 线程与进程的区别。

（选择题）（1）进程是具有独立功能程序在某个数据集合上的一次执行过程。

（2）线程是进程内的一个执行实体或执行单元。

（3）进程和线程的区别：（a）不同进程的地址空间是独立的，而同一进程内的线程共享同一地址空间。

一个进程的线程在另一个进程内是不可见的。

(b) 在引入线程的操作系统中，进程是资源分配和调度的单位，线程是处理机调度和分配的单位，资源是分配给进程的，线程只拥有很少资源，因而切换代价比进程切换低。

4. 了解处理器调度的3种调度是什么及其调度对象分别是什么。

了解进程调度的任务。

（填空题、选择题）高级调度：高级调度又称作业调度或长程调度，主要功能是依据某种算法，把外存上的处于后备队列的作业调入内存对象：作业低级调度：也称为进程调度或短程调度，进程调度用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机。

进程调度的功能：保存处理机现场信息、按某种调度算法选取进程、把处理器分配给进程三个基本机制：排队器，分派器，上下文切换机制对象：进程中级调度：是为了提高内存利用率和系统吞吐量，为此，应使那些暂时不能运行的进程让出内存资源，将它们调至外存上去等待。

5. 周转时间的计算（采用先来先服务调度算法和最短作业优先调度算法时的平均周转时间）6. 了解基本的作业调度和低级调度算法：先来先服务算法FCFS、最短作业优先算法SJF，响应比最高者优先算法HRRF和优先级调度算法。

（填空题、选择题）P91Ch31. 并发进程的特征（与顺序程序设计相比）：不可再现性、不确定性、间断性（选择题）2. 在多道程序设计系统中，并发进程之间可能存在的两种制约关系：进程互斥和进程同步（填空题）3. 临界资源的定义（选择题）是指每次仅允许一个进程访问的资源。

属于临界资源的硬件有打印机，磁带机等，软件有消息缓冲队列，变量，数组，缓冲区等，诸进程间应采取互斥方式，实现对这种资源的共享。

4. 同步机制应遵循基本准则（临界区调度原则）（填空题、简答题）(1)空闲让进：当无进程处于临界区时，表明临界资源处于空闲状态，应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区，以有效地利用临界资源。

(2) 忙则等待：当已有进程进入临界区时，表明临界资源正在被访问，因而其它试图进入临界区的进程必须等待，以保证对临界资源的互斥访问。

(3) 有限等待：对要求访问临界资源的进程，应保证在有限时间内能进入自己的临界区，以免进入死等状态。

(4) 让权等待：当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入忙等状态。

5. 信号量：一种是用于实现进程互斥的信号量，初值一般为1；另一种是用于解决进程同步的信号量，初值表示资源的数量。

（填空题、选择题）PV操作（综合题，书P55）6. 了解管程的作用定义：代表共享资源的数据结构，以及由对该共享数据结构实施操作的一组过程所组成的资源管理程序，共同构成了一个操作系统的资源管理模块。

组成：1管理的名称2局部于管程内部的共享数据结构说明3对该数据结构进行操作的一组过程4对局部于管程内部的共享数据设置初始值的语句。

特性：1模块化：管程是一个基本程序单位，可以单独编译。

2抽象数据类型：管程中不仅有数据，而且有对数据的操作。

3信息掩蔽：管程中的数据结构只能被管程中的过程访问，这些过程也是在管程内部定义的，供管程外的进程调用，而管程中的数据结构以及过程的具体实现外部不可见。

7. 死锁的定义及其产生死锁的原因和必要条件（简答题）死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

产生死锁的原因：1竞争资源：当系统中供多个进程共享的资源如打印机，公用队列等，其数目不足以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。

2进程间推进顺序非法：进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也会导致产生进程死锁。

必要条件：1互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。

2请求和保持条件：指进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，二该资源又已被其他进程占有。

3不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。

4环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程—资源的环形链。

8 银行家算法（综合题，书P110）Ch41. 逻辑地址与物理地址的概念，重定位，了解静态重定位与动态重定位的区别逻辑地址：在具有地址变换机构的计算机中，允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地址有所不同。

逻辑地址是指用户程序编译后，每个目标模块以0为基地址进行的顺序编制，逻辑地址又称相对地址。

物理地址：指内存中各物理存储单元的地址从统一的基地址进行的顺序编制，物理地址又称绝对地址，它是数据在内存中的实际存储地址。

重定位：通常把在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程称为重定位。

静态重定位：因为地址变换通常实在装入时一次完成的，以后不再改变，故称为静态重定位。

动态重定位：不是在程序执行之前而是在程序执行过程中进行地址重定位，确切的说实在每次访问内存单元前才进行地址变换。

理解常用动态（可变）分区分配算法：首次（最先）适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法，它们的空闲区是什么顺序形成空闲链表。

（填空题、选择题）首次适应算法：要求空闲分区链以地址递增的次序链接。

在分配内存时，从链首开始顺序查找，直到找到一个大小能满足要求的空闲分区为止，然后再按照作业的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲链中。

最佳适应算法：要求将所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。

最坏适应算法：要求将所有的空闲分区按其容量以从大到小的顺序形成一空闲分区链。

2. 分页存储管理的原理例如：分页式存储管理系统，内存的大小为64KB，被分成16块，块号为0、1、2、…、15。

设某进程有3页，其页号为0、1、2，被分别装入内存的2、4、7，问：该进程的大小为多少字节？写出该进程每一页在内存的起始地址。

逻辑地址5276对应的物理地址是多少3. 虚拟存储器的概念，基于什么原理提出的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加以扩充的一种存储器系统。

基于局部性原理提出的4. 常见的页面置换算法。

（填空题、选择题）最佳页面置换算法OPT、先进先出页面置换算法FIFO、最近最少使用页面置换算法LRU。

OPT：所选择的被淘汰页面，将以后永不使用的，或许是在最长时间内不再被访问的页面。

采用最佳置换算法，通常可保证获得最低的缺页率。

FIFO：总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。

LRU：选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

LFU置换算法：选择在最近时期使用最少的页面作淘汰页。

Ch51. 4种常用的I/O控制方式（填空题）程序I/O方式，中断驱动I/O控制方式，直接存储器访问I/O控制方式，I/O 通道控制方式2. 通道、设备控制器和设备（三者联接位置）P160设备并不是直接与CPU通信，而是与设备控制器通信，因此，在I/O设备中应该含有与设备控制器间的接口，在该接口中有三种类型的信号，各对应一条信号线。

设备控制器是计算机中的一个实体，其主要职责是控制一个或多个I/O 设备，以实现I/O设备与计算机之间的数据交换，它是CPU与I/O设备时间的接口。

通道是用于控制外围设备的。

I/O控制方式的特点1、数据传输的基本单位是数据块，即在CPU与I/O设备之间，每次传送至少一个数据块。

2、所传送的数据是从设备直接送人北村的，或者相反。

3、尽在传送一个活多个数据的开始和结束时，才离开CPU干预，整块数据的传送石在控制器的控制下完成的。

设备的处理方式：1、为每一个设备设置一个过程，专门用于执行这类设备的I/O操作2、在整个系统中设置一个I/O进程，专门用于执行系统中所有的各类设备的I/O操作。

3、不设置专门的设备处理进程，而只是为各类设备设置相应的折本处理程序，供用户进程或系统进程调用。

设备驱动程序的特点：1、是请求I/O进程与设备控制器间的一个通信程序；2、驱动程序与I/O设备的特性紧密相关；3、驱动程序与I/O控制方式紧密相关；4、驱动程序与硬件紧密相关，部分程序用汇编语言书写，基本部分往往同化在ROM中。