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操作系统考研习题详细解析–源码巴士
操作系统概述与基础知识
进程管理相关习题解析
内存管理相关习题解析
文件系统相关习题解析
输入输出系统相关习题解析
操作系统安全性和保护机制探讨
contents
目
录
CHAPTER
操作系统概述与基础知识
01
03
分类
批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等。
01
定义
操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、合理组织计算机工作流程以及方便用户使用的程序的集合。
02
功能
处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理以及用户接口。
进程
进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位，它是程序的执行过程，具有动态性、并发性、独立性和异步性等特征。
线程
线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。一个进程可以拥有多个线程，这些线程共享进程的资源，但每个线程都有自己的栈空间和程序计数器。
区别与联系
进程是资源分配的基本单位，而线程是处理器调度的基本单位；进程拥有独立的资源空间，而线程共享进程的资源；进程间通信需要借助操作系统提供的进程间通信机制，而线程间通信可以通过共享内存等方式实现。
通过基址寄存器和限长寄存器实现内存访问保护，防止用户程序对操作系统的破坏以及用户程序之间的相互干扰。
内存保护机制
内存管理是操作系统对计算机内存资源的分配、回收以及提供内存访问保护等功能的管理。
内存管理概念
连续分配方式和非连续分配方式。连续分配方式包括单一连续分配、固定分区分配和动态分区分配；非连续分配方式包括页式管理、段式管理和段页式管理。
内存分配方式
CHAPTER
进程管理相关习题解析
02
进程已获得除CPU外的所有必要资源，只等待CPU时的状态。
就绪状态
进程正在从系统中消失时的状态。
结束状态
进程获得CPU，正在执行程序的状态。
执行状态
正在执行的进程由于某种原因而暂时不能继续执行，便放弃处理机而处于暂停状态，即进程执行受阻。
阻塞状态
进程正在被创建时的状态。
创建状态
02
01
03
04
05
通过PV操作实现进程间的同步与互斥。
信号量机制
一种高级同步机制，通过语言级支持实现进程间的同步与互斥。
管程
通过发送和接收消息实现进程间的同步与互斥。
消息传递
短作业优先算法（SJF）
根据作业的长短来确定执行的优先级，作业越短，优先级越高。
优先级调度算法
根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程优先获得处理机。
时间片轮转算法（RR）
按时间片轮流执行进程，当时间片用完或进程主动放弃处理机时，调度程序选择下一个进程执行。
多级反馈队列算法
将进程按优先级放入不同队列中，优先级越高的队列时间片越短，同一队列中的进程按时间片轮转方式执行。
CHAPTER
内存管理相关习题解析
03
单一连续分配
固定分区分配
动态分区分配
页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。
页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编辑程序在对源程序进行编辑时，根据信息的性质来划分。
分页的作业地址空间是维一的，即单一的线性空间，程序员只须利用一个记忆符，即可表示一地址。分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。
01
02
03
实现原理
虚拟内存技术利用了局部性原理，将程序的一部分装入内存，其余部分留在外存中。当所访问的信息不在内存中时，由操作系统负责将所需信息从外存调入内存。
优点
解决了内存不足的问题；实现了内存的共享；提供了内存保护的机制。
缺点
增加了系统的复杂性；增加了额外的开销，如内外存交换时的开销等。
该算法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。该算法实现简单，只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。但该算法与进程实际运行的规律不相适应，因为在进程中，有的页面经常被访问。
先进先出（FIFO）页面置换算法
该算法选择最近最久未使用的页面予以淘汰，即在内存中的页面被访问前后都要登记该页面自上次被访问以来所经历的时间t。当必须淘汰一个页面时，选择现有页面中t值最大的予以淘汰。
最近最久未使用（LRU）页面置换算法
CHAPTER
文件系统相关习题解析
04
逻辑结构类型
包括流式文件和记录式文件。流式文件以字节为单位，记录式文件则以记录为单位。
物理结构类型
包括连续文件、链接
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