操作系统复习题与易错点 · 填空答案速查至按主题自测
填空答案速查
这些是已有答案摘录，没有独立题干。可用于核对术语，不作为未作答的填空题。
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- 一般函数调用运行在用户态，系统调用运行在系统态
- 嵌入式系统时宿主于非计算机设备中的计算机系统
- 计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的
- 操作系统的四个特征中，并发是指允许两个或多个事件在同一时间间隔内发生；异步是指进程以不可预知的速度向前推进
- 引入工作集机制是为了能有效降低缺页率从而提高访存的时间效率
- 操作系统所管理的资源主要包括处理机、内存、设备和文件
- 多处理器系统中的成组调度方式有以下优点：一是减少线程切换，二是减少调度开销
- 目录文件有两种常见的结构：属性放在目录项中，或由目录项指向保存属性的 i 节点
- 程序执行的局部性原理表现为时间和空间的局部性
- 将物理内存空间分成与页大小相同的若千个存储块，称为页框或页帧
- 当前进程的时间片是否用完是由操作系统的时钟机制进行检查的。当时间片为
0时，该进程将放弃CPU转入就绪态 - 操作系统对计算机的资源进行有效的管理，其主要功能包括：处理机管理、内存管理设备管理、文件管理
按主题自测
进程、线程与调度自测
处理死锁方法
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- 预防死锁
- 避免死锁
- 检测并解除死锁
- 忽略死锁
线程可以分为哪两种？这两种线程在调度与切换速度上有什么不同？
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- 线程可以分为用户级线程和内核级线程两类
- 内核级线程的调度由内核的线程调度程序完成，用户级线程则由用户线程包中的一个过程来完成
- 同一内核线程内的用户线程切换可省去进入内核的成本；实际速度依赖运行时、调度器和工作负载，不能一概而论
调度计算题
某系统中有四个进程，它们进入系统的时间和需要服务的时间如题 表所示（表中数值均为十进制）。假设单处理机、不计切换开销，两种算法均不抢占正在运行的进程。
| 进程 | 进入系统时间 | 需要服务时间 |
|---|---|---|
| P1 | 0 | 100 |
| P2 | 10 | 60 |
| P3 | 25 | 25 |
| P4 | 35 | 40 |
（1）采用先来先服务调度算法（FCFS）时，自行列出各进程的开始、结束、等待、周转和带权周转时间，并计算平均周转时间（四舍五入，保留小数点后两位）
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| 进程 | 开始运行时间 | 结束时间 | 等待时间 | 周转时间 | 带权周转时间 |
|---|---|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 100 | 0 | 100 | 1 |
| P2 | 100 | 160 | 90 | 150 | 2.5 |
| P3 | 160 | 185 | 135 | 160 | 6.4 |
| P4 | 185 | 225 | 150 | 190 | 4.75 |
平均周转时间 $T=（100+150+160+190）/4=150 $
（2）采用短进程优先调度算法（SPF）时，按非抢占式算法列出各进程的开始、结束、等待、周转和带权周转时间，并计算平均周转时间（四舍五入，保留小数点后两位）
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| 进程 | 开始运行时间 | 结束时间 | 等待时间 | 周转时间 | 带权周转时间 |
|---|---|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 100 | 0 | 100 | 1 |
| P2 | 165 | 225 | 155 | 215 | 3.58 |
| P3 | 100 | 125 | 75 | 100 | 4 |
| P4 | 125 | 165 | 90 | 130 | 3.25 |
平均周转时间
程序的并发执行，有哪三个特点？为了对共享资源进行管理，操作系统引入了什么机制？
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- 特点
- 间断性
- 失去封闭性
- 不可再现性
- 机制：引入了信号量机制
内存管理自测
列出虚拟存储技术带来的 3 点好处
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- 提高内存利用率
- 提高多道程序度
- 把逻辑地址空间和物理地址空间分开，使程序员不用关心物理内存的容量对编程的限制
文件系统自测
简述连续分配文件存储方式的实现方法、优点和缺点
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连续分配就是把每个文件作为一连串连续数据块存储在磁盘上
连续分配方式的优点是
- 实现简单。记录每个文件用到的仅需两个信息：第 1 块的磁盘地址和文件的块数
- 读写操作性能好。因为数据块在磁盘中连续存放，所以文件读写时寻道时间很小
连续分配方式的缺点是
- 随着磁盘空间的分配与释放，磁盘会变得零碎，磁盘上会有很多空闲的连续形成的"空洞"，此时需要挑选大小合适的"空洞" 存入文件，如果文件大小可变，则系统管理文件的存储会比较麻烦
磁盘访问时间由哪三部分组成？对这三部分做一个简单的说明
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- 磁盘访问时间由寻道时间、旋转延退时间和传输时间三部分组成
- 寻道时间是指把磁臂（磁头）移动到指定磁道上所经历的时间
- 旋转延退时间是指将指定扇区旋转到磁头下面所经历的时间
- 传输时间是指把数据从磁盘读出或者向磁盘写入数据时所经历的时间
I/O 与设备自测
试简述 SPOOLing 系统的主要作用
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- 通过缓冲与排队减少应用等待、便于批量提交；不提高打印机等设备的物理速度
- 将独占设备改造为共享设备
- 实现了虚拟设备功能
设备分配通常有先来先服务和基于优先权的两种分配算法。简述它们的实现方法。
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- 先来先服务的分配算法：当有多个进程对同一个设备提出 VO 请求时，该算法是根据进程对该设备提出请求的先后顺序将这些进程排成一个设备请求队列，设备分配程序总是先把设备分配给队首进程
- 基于优先权的分配算法：该算法对高优先权进程所提出的 VO 请求赋予高优先权，将优先权高的进程排在设备请求队列前面，而对于优先级相同的 VO 请求，则按先来先服务原则排队，设备分配程序每次把备分配给队首进程
除了I/O设备被启动时会引起中断之外，还有哪四种原因会引起中断？
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- 人为设置中断
- 程序性事故
- 硬件故障
- 外部事件
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- 持久性与参考
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