操作系统是计算机科学中的核心课程,涉及计算机系统的管理和资源分配。以下是对考卷中涉及的一些知识点的详细解释:
1. 多道程序设计的目的是为了更好地利用CPU资源,减少CPU空闲等待时间。它使得多个程序在内存中同时存在,轮流使用CPU,提高了系统的效率。
2. 在单处理机系统中,可以并行操作的是处理机的操作与通道的操作。这指的是CPU执行指令的同时,I/O设备可以通过通道独立进行数据传输。
3. 并发系统中程序执行的间断性、资源分配的动态性和相互通信的可能性是其特点,但产生死锁的必然性不是所有并发系统都有的特征,死锁是并发操作可能导致的一种异常状态。
4. 进程与程序的主要区别在于进程是动态的,具有生命周期,包括创建、执行、等待、就绪和终止等状态,而程序是静态的,是包含指令的代码集合。
5. 操作系统(OS)是系统软件,是计算机硬件与用户之间的桥梁,负责管理和控制计算机的硬件和软件资源。
6. 进程从阻塞状态变为就绪状态通常是由于等待的事件发生,如等待的资源得到释放或信号量被唤醒,这通常是由系统服务完成的。
7. 进程的控制信息和描述信息保存在进程控制块(PCB)中,这是操作系统跟踪和管理进程的关键数据结构。
8. 当一个进程从运行状态变为阻塞状态,或者一个就绪的进程需要获得CPU执行时,系统需要进行进程调度。
9. 设备驱动程序是与设备控制器关系最密切的软件,它实现了操作系统与硬件设备之间的通信。
10. 为了兼顾作业等待时间和计算时间,均衡调度算法是一种合适的选择,它可以平衡系统资源的分配,减少作业的平均等待时间。
11. 短作业优先(Shortest Job First, SJF)算法下,平均周转时间会是T1 + (2/3)T2 + (1/3)T3。
12. 系统设备通常由操作系统自动管理,用户不需要安装驱动程序,如键盘、鼠标等。
13. 进程P一旦被唤醒就能运行,可能是因为在抢占调度方式中,P的优先级高于当前运行的进程。
14. 预防死锁的方法包括预先分配资源和避免循环等待,剥夺资源法是其中一种策略。
15. 多道编程(Multi-Programming)的引入导致了现代操作系统并发性和共享性的特点。
16. 动态重定位技术允许程序在内存中移动后仍能正常运行,因为重定位寄存器会根据程序的地址变化进行相应的调整。
17. 段页式管理中,每个进程有一张段表,每个段有一张页表,这样可以实现更灵活的内存管理和保护。
18. 分页管理方式通过动态内存分配和回收,可以有效地减少内存碎片,并避免内存整理。
19. 在静态分区管理中,由于预先分配固定大小的区域,系统抖动现象不太可能发生。
20. 在多道操作系统中,用户通常使用逻辑设备名来请求I/O设备,这使得操作系统能够透明地处理物理设备的分配和调度。
21. I/O通道控制方式是最少需要CPU干预的I/O控制方式,因为它允许通道硬件直接控制数据传输。
22. 引入缓冲可以提高CPU与设备之间的并行程度,减少CPU等待I/O操作完成的时间,从而提高系统整体性能。
以上知识点涵盖了操作系统的基本概念、进程管理、内存管理、I/O管理等方面,这些都是操作系统考试中常见的主题。