计算机操作系统考试大纲.pdf

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1、操作系统原理?考试大纲 适用对象:适用于网络教育、成人教育学生 操作系统是计算机系统的根本组成局部，是整个计算机系统的根底和核心。?操作系统原理?课程是理论性和实践性都较强的课程，具有概念多、较抽象、涉及面广、其整体实现思想和技术又往往难于理解等特点。为帮助大家复习?操作系统?课程，下面按照教学大纲要求，对各章的重点、难点进展归纳、总结，给出解答问题的指导，最后给出模拟试题和参考答案，供大家复习时参考。对于操作系统的根本概念应掌握其实质是什么，是针对什么事物的，记住其表述要点。对于根本功能应掌握其是解决什么问题的，性能如何。对于根本方法和技术应理解其如何解决问题。一、学习重点和考试要求 第一章

2、 操作系统概论一般掌握 1.学习及考试重点(1)计算机系统的资源类型和作用(2)什么是操作系统；(3)操作系统的主要功能；(4)操作系统的根本特征；(5)操作系统的主要类型；(6)单多道批处理系统、分时系统、多道程序设计技术；2.教学要求(1)结实掌握操作系统的定义：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，是用户及计算机之间的接口。记忆要点：操作系统是什么是核心系统软件；操作系统管什么控制和管理系统内各种资源；操作系统有何用扩大硬件功能，方便用户使用。(2)结实掌握操作系统的五大主要功能：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理、用户接

3、口管理。(3)清楚地了解操作系统所处的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的根底。(4)记住操作系统的根本特征：任务共行 单处理机-并发，多处理机-并行、资源共享。(5)记住并理解操作系统的主要类型：多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络系统和分布式系统。(6)了解现代操作系统为用户提供的三种使用界面：命令界面、图形界面和系统调用界面。第二章 进程管理 1.学习及考试重点 1什么是进程，进程及程序的区别和联系；2进程的根本状态及其变化进程状态转换模型，包括转换原因；3进程的组成构造，进程控制块的作用；4什么是进程的同步及互斥；5多道程序设计概念，及其引出的主要问题；6

4、什么是临界资源、临界区；7实现进程同步及互斥的根本方法有哪些；8何谓实现进程同步及互斥的软件方法？有何问题？9何谓实现进程同步及互斥的硬件方法？有何问题？10什么是信号量，其物理含义是什么。wait,signal 操作的含义及伪代码描述，如何利用信号量实现进程间的同步及互斥。11进程间如何进展通信，如何利用消息传递实现进程间的同步及互斥 (12)调度的目标、原则和方式，调度的含义、类型和功能；(13)进程调度算法：先来先效劳、时间片轮转法、基于优先级的调度法短进程优先、剩余时间最短者优先、响应比高者优先；(14)评价调度算法的指标：吞吐量、周转时间、响应时间、截止时间；(15)什么是进程死锁；

5、(16)产生死锁的必要条件；(17)死锁预防的根本思想和可行的解决方法；(18)什么是进程的平安序列，死锁及平安序列的关系；(19)死锁的防止及银行家算法。20 区别进程及线程的概念及优缺点，线程的类型 2.教学要求(1)理解多道程序设计概念及其优点；(2)结实掌握进程的概念程序在并发环境中的执行过程。(3)深入理解进程最根本的属性是动态性和并发性。(4)掌握进程及程序的主要区别。(5)掌握进程的根本状态:执行、就绪、阻塞。什么条件下发生状态转换？(7)理解进程的一般组成，应深入理解进程控制块的作用。每个进程有惟一的进程控制块。(8)理解多道程序设计技术的好处及带来的问题。(9)掌握进程同步及

6、互斥的概念。简单理解：同步是伙伴，互斥是竞争。(10)掌握进程临界资源和临界区的概念，理解进入临界区的原则。(11)掌握如何实现进程同步及互斥，常用的几种解决方法。(12)比拟软件解决方法、硬件解决方法、信号量方法及消息传递方法实现进程同步及互斥的优缺点。(13)重点理解信号量概念、类型，以及 wait,signal 操作执行的动作。(14)能用信号量实现简单的进程互斥或同步。(15)理解调度的目标、原则和方式，调度的含义、类型和功能；(16)掌握作业调度和进程调度的功能。理解中程调度的概念及其发生的原因。(17)掌握常用调度算法的评价指标：吞吐量、周转时间、响应时间、截止时间、平均周转时间。

7、(18)掌握常用调度算法的实现思想，并能进展评价指标的计算。(19)掌握死锁的概念和产生死锁的根本原因。(20)理解产生死锁的必要条件：互斥、保持并等待、不剥夺、环路等待。(21)记住解决死锁的一般方法，掌握死锁的预防和死锁的防止二者的根本思想。(22)掌握死锁的预防策略中资源有序分配策略。(23)理解进程平安序列的概念，理解死锁及平安序列的关系。(24)了解银行家算法。能利用银行家算法计算系统当前的平安序列，能在系统平安的前提下，进展资源分配。(25)了解死锁的检测及恢复的思想。第三章 存储器管理 1.学习及考试重点(1)用户程序的主要处理阶段；(2)存储器管理的任务和功能；(3)有关地址、

8、重定位、虚拟存储器、分页、分段等概念；(4)分页存储管理技术的实现思想；(5)分段存储管理技术的实现思想；(6)页面置换算法。(1)理解三级存储器构造：高速缓存、内存、外存。(2)记住用户程序的主要处理阶段：编辑、编译、连接、装入、运行。(3)理解存储器管理的功能：内存划分及分配、地址映射、内存保护、内存扩大。(4)结实掌握以下概念：逻辑地址、物理地址、可重定位地址、重定位、静态重定位、动态重定位、内零头、外零头、快表、虚拟存储器、抖动。(5)理解局部性原理：时间局部性及空间局部性。(6)理解虚拟存储器的根本特征：虚拟扩大、局部装入、离散分配、屡次对换。(7)掌握分页和分段概念，二者的主要区别

9、。(8)掌握分页存储管理技术的实现思想，如何实现从逻辑地址到物理地址的转换。(9)理解分段存储管理技术的实现思想。(10)理解对换技术的实现思想。(11)理解虚拟存储技术的软件策略：驻留集、页面放置、页面获取、页面置换、页面去除和负载控制。(12)重点理解页面置换算法：先进先出、最正确置换OPT、最近最少使用置换LRU和时钟置换算法 Clock。第四章 设备管理 (1)设备管理功能；(2)常用设备分配技术；(3)使用缓冲技术的目的；(4)磁盘工作原理；(5)磁盘调度算法；(6)磁盘阵列 RAID 技术。2.教学要求(1)了解设备的一般分类：存储设备 块设备，输入/输出设备 字符设备。(2)理解

10、使用缓冲技术的目的和缓冲区的设置方式。(3)掌握设备管理功能：监视设备状态，进展设备分配，完成 I/O 操作，缓冲管理及地址转换。(4)掌握常用设备分配技术：独占分配，共享分配，虚拟分配。(5)了解 SPOOLing 系统的功能和实现思想。(6)了解处理 I/O 请求的步骤。(7)理解磁盘工作原理和过程。(8)掌握磁盘调度原理和调度算法。(9)了解磁盘 RAID 技术。第五章 文件系统 1.学习及考试重点(1)文件、文件系统、数据库管理系统的概念；(2)文件的逻辑组织和物理组织的概念；(3)目录和目录构造；(4)文件的逻辑构造及记录组块方式；(5)文件存储空间的管理及空白空间的组织方式；(6)

11、文件的共享及存取控制；(7)对文件和目录的主要操作；(8)文件保护及平安性管理；(9)文件的可靠性保证：系统备份，保持文件系统数据的一致性。2.教学要求(1)结实掌握文件、文件系统、目录概念。(2)了解文件系统的功能。(3)掌握文件的逻辑组织和物理组织的概念，以及相应的组织形式。(4)掌握目录的根本组织方式。(5)了解文件存储空间的管理及空白空间的组织方式。(6)理解文件的共享及存取控制。(7)了解对文件和目录的主要操作。(8)理解文件保护及平安性管理。(9)理解文件的可靠性保证：系统备份，保持文件系统数据的一致性。二.本课程复习方法和考试形式 1.复习方法(1)抓住重点，掌握根本概念和根本方

12、法，注意知识的前后连贯 在复习时围绕“操作系统是什么、干什么、如何干这一主线，分层次进展总结。操作系统中概念很多，要突出掌握重点概念，如：操作系统定义，进程、重定位、死锁等概念。要结合教材和本复习指导中给出的学习重点及教学要求，首先弄清楚每一章讲的主要问题是什么。然后，总结：针对该问题引入什么概念，该概念用来解决什么根本问题，采用什么根本方法予以解决。如果能把各章知识连贯起来、并结合上机体会进展复习，效果会更好。对于根本概念，在理解其所指对象的根底上，记住其定义的表述。如：进程，是针对多道程序交替执行时出现的问题而引入的，记住其定义表述。然后，进程及程序有何区别？有什么根本特征呢？如何表达其动

13、态性呢？进程在活动中彼此会发生什么关系呢？怎么解决呢？通过由表及里地分析，就便于掌握知识要点，尽量防止因概念多而无从下手等问题的出现。(2)注重上机实验和平时作业 操作系统的上机实验很重要，它不仅可以加深对课本知识的理解，而且可以学到很多实际工作的经历，这对于增强动手技能和分析解决实际问题的能力、提高专业素质很有帮助。应尽可能高质量地完成实验。实验前要进展预习：准备做什么，用到哪些知识，大致会出现什么结果，心中应有数。实验时应注意出现的结果，并分析原因，特别是不正常的情况，对现象、解决方法、原因都最好记下来。解决一个问题，就增长一份才干。平时应认真、独立地完成作业，正确地使用答案。复习时，应把

14、作业复习一遍，掌握做题的规律和技巧，特别对重点要求的内容和解题出现过错误的地方应格外注意。根据教学大纲要求，考试难度不会超出规定范围。对根本内容应结实掌握，并能进展适当地灵活应用。2.考试形式 操作系统期末考试是闭卷考试，实行百分制。试题将覆盖全部所学的内容。在题目安排上，以需要“掌握和“理解的内容为主，一般“了解的内容为辅，但所占比例很小。教学大纲中没有要求的内容不考试。试题类型包括：选择题20 分，判断题10 分，填空题30 分，解答题25 分，应用题15 分。三.模拟试题 一选择题每空 2 分，共 20 分 1.在计算机系统中，操作系统是 。A 一般应用软件；B.核心系统软件；C.用户应

15、用软件；D.系统支撑软件。2.UNIX 操作系统是著名的 。A多道批处理系统；B分时系统；C实时系统；D分布式系统。3.在现代操作系统中采用缓冲技术的主要目的是 。A改善用户编程环境；B.提高 CPU 的处理速度；C.提高 CPU 和设备之间的并行程度；D.实现及设备无关性。4.进程和程序的主要区别之一是 。A前者为动态的，后者为静态的；B前者存储在内存，后者存储在外存；C前者在一个文件中，后者在多个文件中；D前者分时使用 CPU,后者独占 CPU。5.某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据，此时该进程的状态将 。A 从就绪变为运行；B从运行变为就绪；C从运行变为阻塞；D从阻塞变为就绪 6

16、.进程控制块是描述进程状态和特性的数据构造，一个进程 。A 可以有多个进程控制块；B可以和其他进程共用一个进程控制块；C 可以没有进程控制块；D只能有惟一的进程控制块。7.在一般操作系统中必不可少的调度是 。A高级调度；B中级调度；C作业调度；D进程调度。8.把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作 。A编译；B 连接；C 运行；D 重定位。9.在 UNIX 系统中，目录构造采用 。A 单级目录构造；B 二级目录构造；C单纯树形目录构造；D 带链接树形目录构造。10.防止死锁的一个著名的算法是 。A先入先出法；B银行家算法；C优先级算法；D资源按序分配法。二判断题每题 2 分，共 10 分 从

17、以下表达中选择正确的表达，在题号前划上对勾；对于你认为是错误的表达要划上叉，并予以改正但要符合原义，改动应少。1.操作系统是系统软件中的一种，在进展系统安装时可以先安装其它软件，然后再装操作系统。2.程序在运行时需要很多系统资源，如内存、文件、设备等，因此操作系统以程序为单位分配系统资源。3.SPOOLing 系统实现设备管理的虚拟技术，即：将独占设备改造为共享设备，它由专门负责 I/O 的常驻内存的进程以及输入、输出井组成。4.在采用树型目录构造的文件系统中，各用户的文件名必须互不一样。5.虚拟存储器是利用操作系统产生的一个假想的特大存储器，是逻辑上扩大了内存容量，而物理内存的容量并未增加。

18、三 填空题每空 1 分，共 30 分 1.操 作 系 统 的 主 要 功 能 是 _、_、_、_、_。2.进 程 的 根 本 状 态 有 _、_、_。3.在存储器管理中，页面是信息的_单位，分段是信息的_单位。页面大小由_确定，分段大小由_确定。4.调度的根本类型有_、_、_。5.在一般操作系统中，设备管理的主要功能包括_、_、_、_。常用 的 设 备 分 配 技 术 有 _、_、_。6.产生死锁的必要条件是_、_、_、_。7.通常，线程的定义是 _。在现代操作系统中，资源的分配单位是 _,而处理机的调度单位是_，一个进程可以有 _线程。四 解答题共 25 分 1.什么是操作系统？它有什么根本

19、特征？6 分 2.什么是抖动？减少抖动现象的关键是什么？5 分 3.作业调度和进程调度各自的主要功能是什么？8 分 4.虚拟存储器的根本特征是什么？虚拟存储器的容量主要受到哪两方面的限制？6 分 五 应用题共 15 分 1.共 8 分有两个用户进程 A 和 B，在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。(1)试说明 A、B 两进程之间存在什么样的制约关系？(2)为保证这两个进程能正确地打印出各自的结果，请用信号量和wait、signal操作写出各自的有关申请、使用打印机的代码。要求给出信号量的含义和初值。2.共 7 分设系统中仅有一类数量为 M 的独占型资源，系统中 N 个进程竞争该

20、类资源，其中各进程对该类资源的最大需求量为 W。当 M、N、W 分别取以下值时，试判断哪些情形可能会发生死锁？为什么？M=2，N=2，W=1；M=3，N=2，W=2；M=3，N=2，W=3；M=5，N=3，W=2；四.模拟试题答案及评分标准 一选择题每空 2 分，共 20 分 1.B核心系统软件 2.B(分时系统)3.C(提高 CPU 和设备之间的并行程度)4.A(前者为动态的，后者为静态的)5.C(从运行变为阻塞)6.D(只能有惟一的进程控制块)7.D(进程调度)8.D(重定位)9.D(带链接树形目录构造)10.B(银行家算法)二判断题每题 2 分，共 10 分 1.改正：操作系统是系统软件

21、中的一种，在进展系统安装时必须先安装操作系统，然后再装其它软件。2.程序或者进程在运行时需要很多系统资源，如内存、文件、设备等，因此操作系统以进程为单位分配系统资源。3.4.在采用树型目录构造的文件系统中，各用户的文件名可以一样。5.三填空题每空 1 分，共 30 分 1.存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理、用户接口管理。2.运行态、就绪态、阻塞态。3.物理，逻辑。系统或硬件，用户程序。4.作业高级、长程调度、进程低级、短程调度、中级中程调度。5.监视设备状态 ，进展设备分配，完成I/O 操作，缓冲管理及地址转换。独占分配，共享分配，虚拟分配。6.互斥条件，不可抢占条件，占有且申请条件

22、，循环等待条件。7.是进程中执行运算的最小单位，或者：执行处理机调度的根本单位。进程，线程，多个。四解答题共 25 分 1.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，是用户及计算机之间的接口。3 分 操作系统的根本特征是：任务共行单处理机-并发、多处理机-并行、资源共享。3 分 2.所谓抖动是指，在支持虚拟存储技术的系统中，处理机花费大量时间换进、换出页面，使系统的吞吐量很低的一种现象。1 分 导致抖动出现的关键因素是，系统采用的页面置换算法不佳，致使刚换出去的页面很快有需要换进内存，而此时内存空间缺乏，有需要换出某个页面。性能不好的页面置

23、换算法可能总将很快需要引用的页面换出取。因此，改良页面置换算法是减少抖动现象的关键。4 分 3.作业调度的主要功能是：记录系统中各个作业的情况；按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业；为选中的作业分配内存和外设等资源；为选中的作业建立相应的进程；作业完毕后进展善后处理工作。5分 进程调度的主要功能是：保存当前运行进程的现场；从就绪队列中挑选一个适宜进程；为选中的进程恢复现场。(3 分)4.虚拟存储器的根本特征是：虚拟扩大，即不是物理上而是逻辑上扩大了内存容量；局部装入，即每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一局部；离散分配，即不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针；屡次对换，即所需的

24、全部程序和数据要分成屡次调入内存。4 分 虚拟存储器的容量主要受到指令中表示地址的字长和外存的容量的限制。2 分 五应用题共 15 分 1.共 8 分 (1)A、B 两进程之间存在互斥的制约关系。因为打印机属于临界资源，必须一个进程使用完之后另一个进程才能使用。(2 分)2mutex：用于互斥的信号量，初值为 1。2 分 进程 A 进程 B .P(mutex)P(mutex)申请打印机 申请打印机 使用打印机 使用打印机 V(mutex)V(mutex)4 分 2.共 7 分 不会发生死锁。因为每一个进程都可以获得自己所需要的那一份独占型资源。不会发生死锁。因为总有一个进程可以获得自己所需要的 那两份独占型资源。会发生死锁。比方：一个进程已获得一份独占型资源，另 一个进程已获得两份独占型资源；此时，系统已经没有空 闲的独占型资源，而每一个进程都不能运行完毕。不会发生死锁。因为至少有一个进程可以获得自己所需要 的那两份独占型资源。蒲晓容 编 2003 年 10 月