操作系统最后的刷题

往年卷

2023

第一题，shell进程是坑，顺序是坑。了解setbuf是I/O相关系统调用。不使用API的弊端两条要记住。

第二题简单。

第三题，了解临界区管理的硬件方法也是重要的。
关中断在作业里已经提到了。
TSL：测试并建立指令，其中test和set不能分开。

//TestAndSret指令是一个硬件指令，以下为其软件逻辑内容，并非实际算法

bool lock;  设置一个新的bool变量判断临界区是否加锁


bool TestAndSet（bool *lock）{
    bool old;
    old = *lock
    lock = true;       //将lock赋true值
    return old;        //将原值传回
}

while （TestAndSet（&lock））;检查之前是否上锁
临界区访问
lock=false;    //解锁
剩余代码

XCHG/SWAP：把True和锁的值交换，如果换到False就进入临界区，否则自旋

var
    lock : boolean;
    lock := false; 
process Pi
var pi : boolean;
begin
    pi := true; 
    repeat Swap(lock, pi ) until pi = false;
    临界区；
    lock := false;
end;

基于TSL或XCHG指令实现的临界区管理机制称为自旋锁，常用于内核临界区管理
用户层很少用自旋锁，主要原因：1）忙等待的效率问题；2）优先级反置问题。

第四题简单。

第五题，经典虚拟分页，要做到十分熟练。多级页表优缺点要记住。

第六题，经典UNIX文件系统，要做到十分熟练。

2022

第一题简单。问答要会说话。

第二题，明晰周转时间是从到来开始计时。熟练我自己的计算技巧。这算法。。。看来还是得熟读PPT啊！！明天早上一定要注意这一点。死锁产生的必要条件有哪些？设备采用静态分配策略破坏了哪个条件？互斥条件、占有并等待条件、不剥夺条件、循环等待条件；破坏了占有并等待条件。【我们是静态分配的，不是靠请求的】
这个老师确实课上重点提过诶！看破坏了哪个条件。
看来老师为了筛选认真听课的人还是很努力的。即使这个知识点有点偏。

第三题，没太懂

第四题，第一问简单，第二问卧槽这也考！！！真就是PPT最重要了。其实很好理解，页面大小会影响什么？不能太大，否则内碎片太多。不能太小，否则页表项太多。二者加起来作为一个综合指标求最小值点，就能得到想要的答案。第三问！卧槽这题出的真好啊！话要会说！想得到最近（刷新后）的访问情况！第四问也不错！第五问答案真的标准！快表。算法。硬件层面与软件层面。

第五题卧槽出的真好但是不难。但不认真读题又很容易出错。第四问话要会说。

编程题，刷课后题的好处来啦。原题啊卧槽。可惜不是出在今年。题面说的不清楚啊，应该是编号总和才对。

2021

第一题
我去知识盲区。这个讲过么。。
该命令执行过程中，创建了一种什么类型的进程间通信机制？简要描述其实现，
并列举几种常见的进程间通信机制（不少于2个）
答：管道通信机制。基于文件系统实现的通信机制，可分为有名管道和匿名管道。
常见的进程间通信：共享内存、信号机制、套接字

信号机制倒是知道。软件模拟硬件中断。一会去查查具体了解下。
共享内存确实，但你让我说我还真想不到。
套接字是真tm没讲过啊。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP和UDP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了称为套接字 (Socket)的接口，区分不同应用程序进程间的网络通信和连接。生成套接字，主要有3个参数：通信的目的IP地址、使用的传输层协议(TCP或UDP)和使用的端口号。Socket原意是“插座”。通过将这3个参数结合起来，与一个“插座”Socket绑定，应用层就可以和传输层通过套接字接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。Socket可以看成在两个程序进行通讯连接中的一个端点，一个程序将一段信息写入Socket中，该Socket将这段信息发送给另外一个Socket中，使这段信息能传送到其他程序中。

第二题
我勒个好题啊，又是课上讲的东西！
第一问千万不要混淆作业调度和进程调度。作业调度是没有抢占一说的，作业调度高级调度，是看谁进内存。进程调度是看CPU执行谁。
第二问其他算法的使用也得会，不能只知道个名字哦。
第三问话要会说。这个课上也讲过。

最关键问题是预测进程的行为。例如老化算法，可根据进程历史行为来预测其后续行为；

为什么对调度程序而言，区分CPU约束型进程和I/O约束型进程很重要？
答：CPU约束型进程可以利用整个时间片，且不会做任何阻碍I/O操作的工作；另一方面，I/O约束型进程有在运行I/O操作前只运行很少数量的计算机操作的性质。这种进程一般不会使用很多的CPU。所以，通过给I/O约束型进程优先权和允许在CPU约束型进程之前运行，可以很好地利用计算机资源。
我们当然应该给I/O约束型进程更高的优先级。

第四问同理，一定要会说话。可见优缺点问题也很重要。

抢占式优点：不会使得一个低优先级进程长时间占用CPU，更好响应优先级高的进程；
缺点：进行进程调度浪费太多时间.
非抢占式优点：进程调度少，CPU利用率高；
缺点：可能会使一个低优先级进程霸占CPU，紧急的进程不能响应

第三题
送分喵

第四题
第二问很容易漏掉一些信息

页表项记录的6大信息
页框号
驻留标志
辅存地址
修改位m、引用位r、锁定位

第四问又开始补漏了。冷门算法也很重要！只要PPT有！写入的话两个标志位都要设成1，但是可以看出访问位会定时清零，所以答案是R=0，W=1.太容易错了！！！一定得注意。

第五题
第二问一定要看清是目录文件还是inode啊，这个是硬链接考点。
注意，硬链接是两个文件，系统打开文件表项也是两个，只不过指向的inode一样。

作业

hw1
Q1 用户（程序员）角度、系统角度
Q2 点到内核态
Q3 抽象封装角度、可移植性角度
Q4 性能、耦合度（安全性）
Q5 抢占式，中断后边必有调度；非抢占式，中断后干原来的事情，则不调度。

hw2
Q1 背！！！简单来说，运行态到就绪态就是该让给别人了，运行态到等待态就是要干IO之类的或者等资源或者等同步
Q2 废话，主要提到进程上下文里有啥即可
Q3 多核？灵活？切换代价？
Q4 乐
Q5 ez
Q6 熟练使用算法，知道啥叫周转时间
Q7 同上

hw3
Q1 典
Q2 废话
Q3 排列组合题
Q4 和课后题比起来简单太多
自己写写试试...
Q5 熟练使用算法

hw4
Q1 给我记住！！！
Q2 典
Q3 典
Q4 典

hw5
Q1 典
Q2 注意审题，要不要写？缺页后会重新执行原指令。
Q3 典，注意审题，页目录项算不算页表项
Q4 熟练使用算法

互联网万岁

实验报告&笔记等

挺好

最后的概念冲刺

处理器管理两方面：处理器资源分配、进程调度。

为什么要进程挂起？
提高系统资源利用率、减轻系统的负载、调试程序排除故障。

PCB由什么组成？
进程标识信息、进程现场信息（寄存器的值，包括PSW）、进程控制信息（调度、组成、通信、资源清单...）

进程切换的状态转换图？

进程创建fork的流程？
申请PCB-分配进程映像空间-分配资源-内容装入分配空间-初始化PCB分配标识-加入就绪队列或投入运行-通知操作系统

进程阻塞sleep/wait的流程？
保存现场到PCB-修改进程状态为等待态-加入等待队列-转入调度程序
唤醒时，从等待队列里取出PCB，修改为就绪态，加入就绪队列

为什么要引入线程？
进程时空开销、通信代价高、并发粒度大（并发程度不高）

线程的思路是什么？
把进程的两项功能：独立分配资源、独立分派调度分离（这两个方面也是处理器管理的内容）

并发程序设计的优点：
对于单处理器系统，可让处理器和个I/O设备同时工作，发挥硬件的并行能力
对于多处理器系统，可让各进程在不同的处理器上并行执行，加快计算速度
简化程序设计任务

不能让一个进程无限地留在临界区、不能强迫一个进程无限等待进入临界区
无空等待、有空让进、择一而入、算法可行

实现临界区管理的其他软件方法
Dekker算法：入自己的临界区时，把自己的标志位inside置为true，并检查对方标志位，如果对方不在也不想进入临界区，进程Pi可立即进入临界区；如果双方都想进入，咨询指示器turn，若turn为1(或为2)，P1(或P2)知道应该自己进入
Peterson算法：对turn的置值和while语句来限制每次只有一个进程进入临界区；进程执行完临界区程序后，修改insidei状态使等待进入临界区的进程可在有限时间内进入。

存储保护硬件
界地址寄存器、存储键【用户作业被允许进入主存，OS分给它一个唯一的存储键号 并将分配给该作业各存储块存储键也置成同样键号。当OS挑选该作业运行时，OS将它的存储键号放入程序状态字PSW存储键（“钥匙”）域中。匹配则允许访问。】

作业为什么能够部分装入和部分对换？【理论基础】
作业信息（程序）的局部性，使得在作业信息不完全装入主存的情况下能够保证其正确运行
空间局部性，一段时间内，仅访问程序代码和数据的一小部分
时间局部性，最近访问过的程序代码和数据，很快又被访问的可能性很大

虚拟存储管理与对换技术的区别
虚拟存储管理以页或段为单位处理进程，所需主存容量大于当前系统空闲量时仍能运行
对换技术（中级调度，挂起和解除挂起）以进程为单位处理进程所需主存容量大于当前系统空闲量时，无法解除挂起

Belady现象
123412512345

实现按名存取的文件系统的优点
将用户从复杂的物理存储地址管理中解放出来
可方便地对文件提供各种安全、保密和保护措施
实现文件的共享（同名共享、异名共享）

关于权限
open时看的是inode中提供的权限
read时看的是open时的权限参数，存在系统打开文件表的f_flag里

物理块尺寸
块越小 → 磁盘利用率越高
块越大 → 磁盘的I/O效率越高

为解决文件读写效率低下的问题，采用什么措施
主存映射文件。把文件映射到进程地址空间。

最后的PV信号量代码题冲刺

考前

PV
背东西