操作系统

1.单缓冲区和双缓冲区

单缓冲区的时间花费= (读入+送至+处理)  +  (读入+送至)*(盘块数-1 )

双缓冲区的时间花费= (读入+送至+处理)  +  读入*(盘块数-1)

2.PV操作

每个进程开始的时候执行P操作(信号量减一操作)，结束的时候执行V操作(信号量加一操作)。P作挂起阻塞，V为激活唤醒。信号量的原则是从左到右，从上到下。

假设系统采用PV操作实现进程同步与互斥，若n个进程共享两台打印机，那么信号量S的取值范围为-(n-2)~2。两台打印机，所以最多等待状态的进程数就是(n-2)，如果没有进程申请打印机，打印机的信号量就是2。

信号量的值小于0，表示没有可用的资源，其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。

同步信号量，值为可用资源的个数。信号量的值小于0，则线程进行等待；信号量的值大于0，表示值为可用资源的个数。初始值为0。

互斥信号量，只有两个值：0和1。0表示资源被占用，线程等待；1表示资源没有被占用，线程可以进入。初始值为1。

 

3.判断一个进程资源图是否是死锁的？

如果所有节点都是阻塞的——此进程资源图不可以化简，是死锁的。

如果有节点不是阻塞的——将非阻塞节点周围的箭头删去，只保留阻塞节点的箭头。此时，观察现在得到的图中，原来的阻塞节点是否阻塞？

如果在新图中，它是非阻塞的，则原图是可以化简的，非死锁的。

资源->进程·：分配        进程->资源：申请

4.操作系统概述

5.缺页中断  

假设一台按字节编址的16位计算机系统，采用虚拟页式存储管理方案，页面的大小为2K，且系统中没有使用快表(或联想存储器)。

某用户程序如图a所示，该程序的页面变换表如图b所示，表中状态位等于1和0分别表示页面在内存或不在内存。

图a中MOVE Data1，Data2是一个4字节的指令，Data1和Data2表示该指令的两个32位操作数。

假设MOVE指令存放在2047地址开始的内存单元中，Data1存放在6143地址开始的内存单元中，Data2存放在10239地址开始的内存单元中，那么执行MOVE指令将产生（1）次缺页中断，其中:取指令产生(5)次缺页中断，取Data1和Data2操作数分别产生（2,2）次缺页中断。

从图a我们可以看出，MOVE执行属于页面0和1，而Data1属于页面2和3，Data2属于页面4和5。

另外，结合图b可以看出，编号为1、2、3、4、5的面面都不在内存中，如果要取这个页面的数据，必须先将其存储进内存，因此总共是5次缺页中新。

其中取指令产生1次缺页中断，取Data1和Data2操作数分别产生2次缺页中断。 

6.位示图

7.死锁的四个必要条件：不可剥夺、互斥、请求与保持和循环等待。死锁规律：（单进程所需资源-1）*进程个数+1>可用资源数 。

若一个单处理器的计算机系统中同时存在3个并发进程，则同一时刻允许占用处理器的进程数最多为1个。

8.冗余附加技术的构成包括:冗余备份程序的存储及调用;实现错误检测及错误恢复的程序;实现容错软件所需的固化程序。

9.在机器指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式称为立即寻址。立即寻址是一种特殊的寻址方式。

10.为了优化系统性能，有时需要对系统进行调整。

对于数据库系统，性能调整主要包括CPU/内存使用状况、优化数据库设计、优化数据库管理等查询语句性能以及进程/线程使用状态、硬盘剩余空间、日志文件大小等；

对于应用系统，性能调整主要包括应用系统的可用性、响应时间、并发用户数以及特定应用的系统资源占用等。

11.cache存储器一般采用SRAM存储器构成。在嵌入式系统设计时，高速缓存Cache对程序员是透明的。

12.主存主要是由DRAM构成的。

13.计算机中CPU的中断响应时间指的是从发出中断请求到开始进入中断处理程序。

14.计算机中CPU对其访问速度最快的是通用寄存器。(通用寄存器>cache>内存>硬盘)

CPU中的运算单元、控制单元和寄存器组通过内部总线连接起来。

15.页式存储管理-页面

某系统采用请求页式存储管理方案，假设某进程有6个页面，系统给该进程分配了4个存储块，其页面变换表如下表所示，表中的状态位等于1和0分别表示页面在内存或不在内存。

当该进程访问的第3号页面不在内存时，应该淘汰表中页面号为（4）的页面。

从图上可知页面0，2，4和5已经进入内存，已经占据了所分配的4个存储块，当访问的页码3不在内存时，需要将3号页面调入内存，需要将陈旧的某个页面淘汰。

求页式存储管理方案中，当访问的页面不在内存时需要置换页面，最先置换访问位和修改位为00的，其次是访问位和修改位为01的，之后是访问位和修改位为10，最后才置换访问位和修改位为11的。因此，本题当该进程访问的页面3不在内存时，应该淘汰表中页号为4的页面。

某进程有4个页面，页号为0~3，页面变换表及状态位、访问位和修改位的含义如图所示。若系统给该进程分配了3个存储块，当访问前页面1不在内存时，淘汰表中页号为（3）的页面代价最小。

在请求分页系统中，每当所要访问的页面不在内存中时，便产生缺页中断，请求OS将所缺的页面调入主存。从图上可知页面0，2和3已经进入内存，已经占据了所分配的3个存储块，当访问的页码1不在内存时，需要将1号页面调入内存，需要将陈旧的某个页面淘汰，三个页面在内存期间都被访问过，而3号页面在内存驻留期间未被修改过，故淘汰表中页号为3的页面系统代价最小。

16.逻辑地址=页号+页内地址，物理地址=物理块号+逻辑地址的页内地址。

17.当用户通过键盘或鼠标进入某应用系统时，通常最先获得键盘或鼠标输入信息的是中断处理程序。

18.页式存储管理-地址结构

19.CPU依据指令周期的不同阶段来区分在内存中以进制编码形式存放的指令和数据。

20.加速比=1/（（1-fe）+fe/re）。fe：时间百分比，re：速度倍数。

21.有关评估系统效率质量特性，响应时间越长，系统效率越低。交易执行吞吐量不是由响应时间决定的，如果系统的访问量很小，响应时间再快，吞吐量也不会大。系统访问量很大，但处理能力有限，交易执行吞吐量也不会大。

22.指令周期>总线周期>机器周期>时钟周期

23.CPU是在一个总线周期结束时响应DMA请求的。

24.系统磁盘管理-索引文件结构

假设某文件系统的文件索引表有 i-addr[0]，i-addr[1]，…，i-addr[7]共8个地址项，每个地址项大小为4字节，其中5个地址项（i-addr[0]~i-addr[4]）为直接地址索引，2个地址项(i-addr[5]~i- addr[6])是一级间接地址索引，1个地址项(i-addr[7])是二级间接地址索引，磁盘索引块和磁盘数据块大小均为1KB。若要访问文件的逻辑块号为5和261，则对应的物理块号分别为58和187，101号物理块存放的是二级间接地址索引。

根据题意，磁盘索引块为1KB，每个地址项大小为4B，故每个磁盘索引块可存放1024/4=256个物理块地址。

又因为文件索引节点中有8个地址项，其中5个地址项为直接地址索引，这意味着

逻辑块号为0~4的为直接地址索引；

2个地址项是一级间接地址索引，其中第一个地址项指出的物理块中是一张一级间接地址索引表，存放逻辑块号为5~260对应的物理块号，第二个地址项指出的物理块中是另一张一级间接地址索引表，存放逻辑块号为261~516对应的物理块号。

经上分析，从题图不难看出，逻辑块号为5的信息应该存放在58号物理块中，逻辑块号为261的信息应该存放在187号物理块中。

由题中可知，addr7采用二级间接地址索引，且iaddr[7]中存放的物理块号为101。1个地址项是二级间接地址索引，这意味着该地址项指出的物理块中存放的是256个一级间接地址索引表，故101号物理块存放的是二级间接地址索引表。

25.总线带宽=总线宽度 (bit)*总线频率(MHz)/8(bit/B)。

26.若系统在将目录文件修改的结果写回磁盘时发生崩溃，则对系统的影响相对较大。

27. 按照是否可以被屏蔽，可将中断分为两大类:不可屏蔽中断(又叫非屏蔽中断)和可屏蔽中断。

不可屏蔽中断源一旦提出请求，CPU必须无条件响应。典型的非屏蔽中断源的例子是电源掉电，一旦出现，必须立即无条件地响应，否则进行其他任何工作都是没有意义的。对于软中断，它不受中断允许标志位(IF位)的影响，所以属于非屏蔽中断范畴。

可屏蔽中断源的请求，CPU可以响应，也可以不响应。典型的可屏蔽中断源的例子是打印机中断，CPU对打印机中断请求的响应可以快一些，也可以慢一些，因为让打印机等待是完全可以的。

28.在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由硬件自动完成的。

29.在操作系统文件管理中，通常采用文件目录来组织和管理外存中的信息。

30.记录文件有顺序文件、索引顺序文件、索引文件和直接文件。

顺序文件记录定长，记录中的数据项的类型长度与次序固定。大多数文件是顺序文件。

直接文件又称哈希(Hash)文件。记录以它们在直接访问存储设备上的物理地址直接(随机地)访问。直接文件常用于需要高速访问文件而且每次仅访问一条记录的应用中。

31.串行总线适合长距离数据传输，并行总线适合近距离高速数据传输。单总线结构简单，但数据传输效率和速度受到限制。

32.瀑布模型突出的缺点是不适应用户需求的变动。

33.磁道移动

34.文件是允许删除和修改的;文件的可以按照索引等方式进行存储，存储在不连续的存储区域里;xls是Excel文件;不同文件夹下的文件允许同名，但是相同文件夹里面的文件名不允许相同，且不区分大小写。

35.总线是分时发送数据，同时接收数据。

36.在UNIX操作系统中，把输入/输出设备看作是特殊文件。

37.在多线程运行环境中，每个线程自己独有资源很少，只有:程序计数器、寄存器和栈，其它的资源均是共享进程的，所以也只有这些独有资源是不共享的。

38.IO设备管理软件层次

39. 若不考虑I/O设备本身的性能，则影响计算机系统I/O数据传输速度的主要因素是数据总线宽度。

40.正规式中|表示或的意思，*表示*前的字符或字符串出现了0次或多次。

41.CPU在执行指令的时候，会根据时序部件发出的时钟信号去进行相应的操作。

42.指令流水线的控制方式分为同步流动方式和异步流动方式。

同步流动方式也称为顺序流动方式，指让指令流出流水线的顺序保持与流入流水线的顺序一致。采用该方式，控制结构比较简单，但是整个流水线的吞吐率和效率都要下降。

异步流动方式，指让指令流出流水线的顺序保持与流入流水线的顺序不一致。控制机构更加复杂，且新出现的相关性不可预知。

43.系统的操作系统性能指标有系统的可靠性、系统的吞吐率、系统响应时间、系统资源利用率、可移植性。