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死锁产生的必要条件,如何预防死锁,产生的原因,解决死锁的途径
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原因:
- 系统资源不足,不能满足进程的资源请求,多个进程同时争夺一个资源
- 进程推进顺序不合适
- 资源分配不当,又得进程资源分配太少,争夺资源陷入死锁
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互斥条件
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不可剥夺条件
- 允许动态申请资源
- 进程申请新资源不能得到满足时释放已占有的所有资源
- 需要资源必须重新申请
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请求和保持条件
- 不允许动态申请资源
- 一次性申请全部所需的资源
- 资源可满足时一次性分配给进程
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循环等待条件
- 对资源进行编号,拥有小编号资源的进程才能申请大编号资源
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解决死锁的途径
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缺点:资源利用率和吞吐率降低。
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中断处理方式
- 关中断,cpu不再接受其他外部中断请求
- 保存断点,将终端处指令地址压入栈中,以便中断处理完能正确返回
- 识别中断源,cpu确定中断类型,从而找到相应的中断处理程序的入口
- 保存现场,将有关寄存器和标志寄存器内容压入堆栈
- 执行中断服务程序,适当时候开放中断,以便相应优先级更高的外部中断
- 恢复现场并返回,堆栈信息弹回寄存器,返回主程序
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单级目录结构的概念和优缺点
- 整个文件系统只有一张目录表,每个文件占一个目录项
- 实现“按名存取”
- 查找速度慢、文件不允许重名,不便于文件共享,不适合多用户操作系统
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串联文件(链接文件)的优缺点
- 提高磁盘空间利用率,不需要为每一个文件预留物理块
- 有利于文件插入和删除
- 有利于文件动态扩充
- 缺点:
- 存取速度慢
- 不适合随机存取
- 当物理块指针丢失,数据丢失
- 更多的寻道时间和次数
- 连接指针占用一定空间,降低空间利用率
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进程的三大基本状态,转换条件
- 就绪态、运行态、等待(阻塞)态
- 转化:
- 就绪转运行:进程调度
- 运行转就绪:时间片用完
- 就绪转阻塞:等待资源或某事件发生(I/O请求)
- 就绪转运行:等待的事件发生
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系统调用和库函数和用户程序,系统调用的过程
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段式存储和页式存储的对比
- 页是信息的物理单位,分页主要为了实现离散分配,提高资源利用率,是系统行为,对用户不可见;
- 段是信息的逻辑单位,能更好的满足用户需求,分段对用户可见,用户用户编程时需要显示的给出段名;
- 页的大小固定,段的长度不固定
- 分页的用户进程地址是一维的,分段则是二维的,需要给出段名和段内地址
- 分段更容易实现信息共享和保护
- 分页没有外部碎片,分段会产生碎片
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进程调度的原则
- 调度算法应与系统设计目标保持一致
- 注意系统资源均衡使用
- 保证提交的作业在截至时间内完成
- 设法缩短作业平均周转时间
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进程和线程的对比
- 调度:
- 线程是操作系统基本调度和分派单位,具有唯一的标识符和线程控制块
- 进程具有独立的虚地址空间,以进程为单位进行任务调度,系统必须交换地址空间,切换时长
- 并发性:
- 同一进程的多个线程可在一个或多个处理器上并发或并行执行
- 操作系统限制用户能拥有的最大进程数目
- 拥有资源:
- 统一进程的所有线程共享但不拥有进程的状态和资源,且驻留在进程同一个主存地址空间中,可以访问相同数据,通信和同步实现方便
- 是系统资源分配和保护的基本单位,也是系统调度的独立单位。每个进程都可以独立的速度在cpu上推进
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为什么引入缓冲技术,基本思想是什么
- 改善CPU于I/O设备速度不匹配
- 提高CPU与I/O设备并行性
- 减少I/O对CPU的中断次数和放宽CPU中断响应时间要求
- 基本思想:
- 当进程执行写操作输出数据时,先向系统申请一个输出缓冲区,将数据高速送到缓冲区,若为顺序写请求,则不断把数据填写到缓冲区,直到它被装满为止,此后,进程可继续计算,同时,系统将缓冲区内容写到I/O设备上。
- 当一个进程执行读操作输入数据时,先向系统申请一个输入缓冲区,系统将一个物理记录的内容读到缓冲区时,根据进程要求,把当前需要的逻辑记录从缓冲区选中传送给进程
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虚拟存储的四大特征(多次性,对换性、虚拟性、离散性)
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网络操作系统的三种类型(集中工作模式、客户/服务器模式、对等模式)
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动态分区几种算法的比较(首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法)
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操作系统安全性内容
- 安全策略:描述一组用于授权使用其计算机及信息资源的规则
- 安全模型:精确描述系统的安全策略,它是对系统的安全需求及如何设计和实现安全控制的一个清晰而全面的理解和描述
- 安全机制:实现安全策略所描述的安全问题,关注如何实现系统安全性,包括认证机制、授权机制、加密机制、审计机制、最小特权机制等
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处理器几种调度算法的选择原则
- 面向用户准则:对于用户的紧迫性作业,系统能够及时处理;批处理系统追求作业周转时间短,分时追求响应时间快,实时追求截至时间有保证
- 面向系统准则:系统吞吐量高,处理器利用率高,各类系统资源能够得到平衡利用
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spooling技术,有哪几个主要模块,各个模块的主要功能
- spooling技术是低速输入输出设备与主机交换的一种技术,核心是以联机的方式得到脱机的效果
- 组成:
- 输入输出井:是磁盘上开出的两个存储区,输入井模拟脱机输入时的磁带,用于收容I/O设备输入的数据,输出井模拟脱机输出时的磁盘,用于收容用户程序的输出数据
- 输入输出缓冲区:是内存中开辟的缓冲区,输入缓冲区用于暂存由输入设备送来的数据,以后再送到输出井。输出缓冲区用于暂存从输出井送来是的数据,以后再送到输出设备
- 输入输出进程:输入进程模拟脱机输入时的外围控制机,将用户要求的数据从输入机通过输入缓冲区再送到输出井。当CPU需要输入数据时,直接将数据从输入井读入内存
- 输出进程模拟脱机输出时的外围控制机,把用户要求输出的数据先从内存送到输入井,等输出设备空闲时,再将输出井中的数据经过输出缓冲区送到输出设备上
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进程调度调度算法对比
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请求分页存储管理方式,调入页面的时机采用的两种策略(请求式调入策略和预调式调入策略)
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磁盘访问的时间包括三部分(寻道时间、旋转时间、传输时间)
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操作系统概念相关用户接口分为哪两种(命令接口)(程序接口)
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设备按照共享属性分类,分为哪几种(独占设备,共享设备、虚拟设备)
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地址重定位的结果是得到编译程序
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用户进入系统时必须进行注册,这一级管理是(系统级)安全管理
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文件存取控制方式有哪些,比较优缺点
- 存取控制矩阵:优点:概念简单;缺点:当文件和用户较多时,访问矩阵庞大
- 精简的存取控制表;优点:将用户分组,每个组别有不同的权限,矩阵变小
- 口令,优点:每一个文件的保护信息只需要少量且一定的存储空间,易于管理,缺点:保密性相对较差
- 密码,优点:保密性强,节省存储空间。缺点:花费大量编码译码的时间。
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移臂调度算法
- 先来先服务:公平、简单,平均寻道时间较长
- 最短寻道时间优先:平均寻道时间最优秀,但可能导致饥饿
- 扫描算法:每次沿臂的移动方向
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进程控制块是什么,作用,包含了哪些部分
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作业和进程的区别,作业调度和进程调度
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作业是计算机执行任务的单位
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进程是进行资源管理和共享的基本单位
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作业是静态的,进程是动态的
作业调度和进程调度区别和联系:
- 作业调度为进程被调度做准备,进程调度使得进程被调用
- 作业调度较少,进程调度频率较高
- 有的系统没有作业调度,但一定有进程调度
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重定位
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计算机系统和通信网络四项安全要求(机密性,完整性、可用性、真实性)
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操作系统一般要满足的设计目标:
- 方便性:提供给用户良好的、一致的用户接口,用户按需输入命令,操作系统按命令去控制程序的执行;用户在程序中调用系统功能模块而不必知道其物理特性。
- 有效性:操作系统可有效地管理和分配硬件、软件资源,合理地组织计算机的工作流程,提高系统工作效率;可扩充硬件功能,使硬件的功能发挥更好‘使用户合理共享资源,防止用户间的相互干扰;以文件形式管理软件资源,保证信息的安全和快速存取
- 可扩充性。为满足计算机硬件与体系结构的发展以及不断扩大的应用要求,操作系统应能方便地扩展新的功能
- 开放性:指产品和技术之间相互连接和协作的能力;无论是硬件还是软件范畴,开放性接口都已作为一种明确的或实际的行业标准广泛应用在公开发行的文档中。
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操作系统的作用
- 操作系统是用户和计算机硬件之间的接口,可以认为操作系统是对计算机硬件系统的第一次扩充,用户通过操作系统来使用计算机系统
- 操作系统是计算机系统的资源管理者。操作系统统一管理系统资源,为用户提供简单、有效的资源使用手段,最大限度实现各类资源的共享,提高资源利用率。
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操作系统定义和特性
- 定义:操作系统是计算机系统的系统软件,是一些程序模块的集合——他们以精良有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源,合理的组织工作流程;控制程序的执行并向用户提供各种服务,使整个系统能高效地运行;改善人机界面,使用户能灵活、方便、有效的使用计算机
- 特性:并发性,共享性,异步性,虚拟性
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进程创建过程
- 创建pcb
- 分配地址空间
- 分配资源
- 查找辅存,将进程正文段转入正文区
- 初始化进程控制块
- 加入就绪队列
- 通知系统模块如记账程序和性能监控程序