操作系统复习

2.多道程序的前提是什么。
处理器与外围设备可以并行工作

3.调度算法有哪些，分别是怎么运行的。
1.先来先服务法：是所有调度算法中最简单的方法，它将最早提交的作业最先调入内存。
2.短作业优先法：是将所需运行的时间最短的作业优先调入内存运行。
3.最短剩余时间优先法：是将剩余运行时间最短的作业优先调度运行。
4.优先级调度算法：是从就绪队列中选出优先级最高的进程，让它在CPU上运行。
5.轮转法：是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成正比例。
6.多级队列调度算法：就是把就绪队列划分成几个单独的队列，一般根据进程的某些特性，永久性地把各个进程分别链入不同的队列中，每个队列都有自己的调度算法。
7.多级反馈队列法：是在多级队列法的基础上加进“反馈”措施。

4.“碎片”问题怎么解决的。
现在普遍采用的段页式内存分配方式，就是将进程的内存区域分为不同的段，然后将每一段由多个固定大小的页组成。通过页表机制，使段内的页可以不必连续处于同一内存区域，从而减少了外部碎片，然而同一页内仍然可能存在少量的内部碎片，只是一页的内存空间本就较小，从而使可能存在的内部碎片也较少。

5.低级调度的时机。
有两种情况：1.当前进程主动放弃处理机 2.当前进程被动放弃处理机

6.并行、并发是什么概念。
并行：是指当一个CPU执行一个线程时，另一个CPU可以执行另一个线程，两个线程互不抢占CPU资源，可以同时进行。
并发：是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。

7.虚拟存储器是怎样实现的，有什么意义。
当一个大进程的地址空间大于整个内存空间时，由于内存容量有限，不能把所有进程都装入内存，于是，只能选少数进程放入内存，让它们先执行，其他大量进程放在外存上，等待空出内存后才能装入。
意义：1.用户编制程序时不必考虑内存容量的限制，只要按照实际问题的需要来确定合适的算法和数据结构，就可简化程序设计的任务。2.由于每个进程只有一部分装入内存，因而占用内存空间较少，在一定容量的内存中就可同时装入更多的进程，也相应增加了CPU的利用率和系统的吞吐量。

8.同步和互斥用信号量怎么解决，信号量有哪些类型。
在操作系统中，信号量sem是一整数。在sem大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但sem小于零时则表示正在等待使用临界区的进程数。显然，用于互斥的信号量sem初值应该大于零。信号量数值仅能由P,V原语操作改变。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；若S=0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一 个等待状态的进程，使之运行下去。P,V原语成对出现，在互斥操作时，他们处于同一个进程，但在同步操作时，他们不处于一个进程内。私有信号量是指只与制约进程有关而不是与整组并发进程有关的信号量。利用P,V原语实现进程同步的方法分为三步：首先为各并发进程设置私用信号量，然后为私用信号量赋初值，最后利用P,V原语和使用信号量规定各进程的执行顺序。
信号量的类型：1.整型信号量 2.记录型信号量 3.二进制信号量

9.在什么情况下会出现死锁，死锁的根本问题是什么，判断死锁的4个必要条件是什么。
系统中两个或者多个进程无限期地等待永远不会发生的条件，系统处于停滞状态，这就是死锁。
死锁的根本问题是：一是系统提供的资源数量有限，不能满足每个进程的使用；二是多道程序运行时，进程推进顺序不合理。
产生死锁的必要条件是：1.互斥条件 2.占有且等待条件 3.不可抢占条件 4.循环等待条件

10.操作系统是干什么用的，怎么管理计算机系统的。
操作系统：是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合)，是用户与计算机之间的接口。
管理计算机系统有：①进程管理 ②存储管理 ③设备管理 ④文件管理 ⑤作业管理

11.文件的物理结构有哪些。
文件的物理结构有：①顺序结构 ②链式结构 ③索引结构

12.操作系统中进程的分类。
操作系统中进程可以分为系统进程和用户进程。

13.调度分为几级，分别有什么用。
调度划分为3级：
①高级调度：高级调度决定给哪个作业分配一台虚拟处理机，获得虚拟处理机的作业将在该虚拟处理机上顺序执行。
②中级调度：又称为中程调度，是为了提高内存利用率和平衡系统负载而采取的一种利用外存补充内存的措施。
③低级调度：又称为进程调度、短程调度，是按照一定的调度算法从内存的就绪进程队列中选择进程，为进程分配处理器。

14.中断机制是怎样的，中断响应的过程是怎样的。
中断机制是现代计算机系统中的基本机制之一，它在系统中起着通信网络的作用，以协调系统对各种外部事件的响应和处理，中断是实现多道程序设计的必要条件，中断是CPU 对系统发生的某个事件作出的一种反应。
中断响应的过程顺序执行下面三步：①中止当前程序的执行 ②保存原程序的断点信息 ③转到相应的处理程序

15.操作系统的5大类有什么特点，分别应用于什么领域。
1.批处理操作系统：系统资源利用率高，系统吞吐量大。
可对用户作业成批处理，期间勿需用户干预，分为单道批处理系统和多道批处理系统。
2.分时操作系统：同时性，交互性，独立性，及时性。
利用分时技术的一种联机的多用户交互式操作系统，每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，完成作业的运行。分时是指把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。
3.实时操作系统：交互性，实时性，可靠性。
一个能够在指定或者确定的时间内完成系统功能以及对外部或内部事件在同步或异步时间内做出响应的系统,实时意思就是对响应时间有严格要求,要以足够快的速度进行处理.分为硬实时和软实时两种。
4.网络操作系统： 接口一致性，资源透明性，操作可靠性，处理自主性，执行并行性。
一种在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。
5.分布式操作系统：透明性，灵活性，可靠性，高性能，可扩充性。
一种以计算机网络为基础的，将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互联起来的操作系统。分布式系统中各台计算机无主次之分，系统中若干台计算机可以并行运行同一个程序，分布式操作系统用于管理分布式系统资源。

16.分页系统中页面尺寸怎么判断。
分页系统中页面尺寸由系统决定，大小通常是2的幂，512B~8KB。

17.临界区和临界资源是什么。
临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。进程对临界区的访问必须互斥，每次只允许一个进程进去临界区，其他进程等待。
临界资源：指每次只允许一个进程访问的资源，分硬件临界资源、软件临界资源。

18.虚拟存储系统是怎么样实现的，有什么意义。
目前实现虚拟存储主要分为如下几种：在服务器端的虚拟存储；在存储子系统端的虚拟存储；网络设备端实施虚拟存储。
意义：虚拟存储系统可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能。

19.进程的高级通信有哪些，分别是怎么通信的。
高级进程通信方式分为以下三种：
1.共享存储器方式：是在内存中分配片空间作为共享存储区。需要进行通信的各个进程把共享存储区附加到自己的地址空间中，然后，就像正常操作一样对共享区中的数据进行读或写。如果用户不需要某个共享存储区，可以把它取消。通过对共享存储区的访问，相关进程间就可以传输大量数据。
2.消息传递方式：以消息为单位在进程间进行数据交换，它有如下两种实现方式：①直接通信方式。发送进程直接将消息挂在接收进程的消息缓冲队列上，接收进程从消息缓冲队列中得到消息。②间接通信方式。发送进程将消息送到称作信箱的中间设施中，接收进程从信箱中取得消息。这种通信方式也称信箱通信方式。
3.管道文件方式：也称管道线，它是连接两个命令的一个打开文件。 一个命令向该文件中写入数据，称作写者；另个命令从该文件中读出数据，称作读者。

20.文件、作业、进程的组成分别是什么。
文件的组成结构一般分为：物理结构和逻辑结构。
作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书。
进程的组成：PCB、程序段、数据段。

21.进程的状态及其转换。
进程的状态：
（1）运行状态：进程占有处理器正在运行。
（2）就绪状态：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行。
（3）阻塞状态：指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。

22.段页式技术是怎么实现的，加入虚拟存储器后怎么实现。
段页式存储管理方式即先将用户程序分成若干个段，再把每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。
加入虚拟存储器后，建立在离散分配存储管理方式的基础上实现段页式技术。

23.使用信号量怎么实现同步互斥访问
信号量实现同步：进程获取临界资源之前，要先获取信号量资源。若无信号量资源，则该进程阻塞等待，进入等待队列；若有信号量资源，则对信号量进行P（-1）操作，再获取临界资源。当临界资源+1时，对应的信号量资源则执行V（+1）操作，然后唤醒在等待队列中等待获取临界资源的进程。
信号量实现互斥：一个进程获取了该临界资源之后，另一个进程无法再访问该临界资源。实现互斥，采用一元信号量，即：该信号量的计数器，只能为0或1。一个进程要获取临界资源时，先获取对应的信号量资源。当无信号量资源时，则该进程阻塞等待，进入等待队列；当有信号量资源时，则对该信号量资源进行P（-1）操作，然后获取该临界资源。当该进程使用完临界资源时，将释放信号量资源（对信号量资源进行V（+1）操作），然后唤醒等待队列中的进程。