Nowcoder专项练习：操作系统（一）

1，线程

• 每个进程都有自己的地址空间，但线程没有自己独立的地址空间，而是运行在一个进程里的所有线程共享该进程的整个虚拟地址空间。
• 对于改善程序结构而言，将一个复杂、较长的进程分为几个线程，使之称为几个独立或半独立的运行部分，这样利于程序的理解和修改。
• 对多CPU更加有效。当前的线程数目不多余CPU的数目时，操作系统可以保证不同的线程运行于不同的CPU上，从而提高了CPU的利用率。
• 线程是进程中的一个程序执行单元。线程包含CPU执行现场和执行堆栈，可以独立地执行程序。

2，虚拟内存大小

虚拟内存大小：

• min(内存+辅存， 逻辑地址）

假设主存容量为1MB，辅存容量为400MB，计算机系统的地址寄存器有24位，则其虚拟地址空间= 2^24B。

3，进程

• 进程 （Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。
• 进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
• 进程的概念主要有两点：
• 第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本 区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈 （stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。
• 第二，进程是一个“执行中的程序”，但进程不是程序。程序是一个没有生命的实体，是静态的，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。

4，固定分区分配

固定分区分配，是满足多道程序设计的存储技术，可以将内存划分成多个区，每个区运行一个作业，从而达到多道程序设计的多个作业同时在内存中的设计。

但是固定分区分配是提前将内存划分成多个区，区的大小可以不同，但是划分好后，个数和大小都不能发生改变。

作业到来，选择一个合适大小的区放置，但是作业长度不一，不会有太合适的区恰好满足其大小，从而会造成区空间的浪费，并且此浪费非常严重。

5，文件系统

文件系统是操作系统用来组织和管理存储设备或磁盘分区上的文件的数据结构和方法； 即在存储设备上组织和管理文件的方法。 操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构即为文件管理系统 ，简称为“文件系统”。
文件系统主要由三部分组成：

• 文件系统接口
• 对对象操纵还有管理的软件集合
• 对象及属性

从操作系统的角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织、分配，负责文件存储并且对存入的文件进行保护和检索的系统。

6，作业状态

• 作业从提交到后备状态的变化由进程创建原语完成。
• 作业从提交到运行状态的转化由作业调度程序完成。

7，管程

管程是由一组数据以及定义在这组数据之上的对这组数据的操作组成的软件模块，这组操作能初始化并改变管程中的数据和同步进程。管程不仅能实现进程间的互斥，而且能实现进程间的同步。

管程具有特性：

• ①局部于管程的数据只能被局部于管程内的过程所访问；
• ②一个进程只有通过调用管程内的过程才能进入管程访问共享数据；
• ③每次仅允许一个进程在管程内执行某个内部过程；

8，进程基本状态及转换

12，处理机调度

• 进程结束时能够进行处理机调度。
• 创建新进程后能进行处理机调度。
• 在系统调用完成并返回用户态时能够进行处理机调度。
• 当进程处于临界区时，说明进程正在占用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，是不会影响处理机调度的。比如，通常访问的临界资源可能是慢速的外设（如打印机），如果在进程访问打印机时，不能进行处理机调度，那么系统的性能将是非常差的。

13，strcat()的作用

对于一个问题：

则str是多少/p>

• strcat() 的作用是在字符串后面追加字符串。

函数能正常执行的前提是，原字符串要有足够的空间来存储追加的字符串。

str+n，不管n的大小是多少，只要str+n后还是指向原字符串中某个字符，那么追加的字符串都是在该字符串的末尾。即你传递str+1，或是传递str+2,，该函数都会依次从str+1或str+2指向的字符往后遍历，直到末尾。

所以，n不能超过原字符串的长度，不然str+n不指向原字符串的任何字符，strcat()不知道从哪里追加。

最后str为：“ThunerDownloader”

14，拼接技术

拼接技术

在连续分配方式中，必须把这个系统或用户程序装入一连续的内存空间。如果在系统中只有若户个小的分区，即使它们容量的总和大于要装入的程序，但由于这些分区不相邻接，也无法把该程序装入内存。

若想把作业装入，可采用的一种方法是：将内存中的所有作业进行移动，使它们全都邻接。
这样，就可把原来分散的多个小分区拼接成一个大分区，这时就可把作业装入该区。这种通过移动内存中作业的位置，以把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法，就是拼接技术。

对换技术

对换技术，是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存。

SPOOLing技术

为了缓和CPU的高速性与I/O设备低速性间的矛盾，引入了脱机输入、脱机输出技术——Spoling技术。

15，分段存储的访存次数

基本分段存储管理中，若没有引入快表，则每次从主存取指令或取操作数，要访问多少次主存/p>

在分段存储管理方式中，作业的地址空间被划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。每个段都有自己的名字。为了实现简单起见，通常可用一个段 来代替段名，每个段都从0开始编址，并采用一段连续的地址空间。其逻辑地址由段 (段名)和段内地址所组成。所以第一次访问段名，第二次访问段内地址。

因此，需要访问2次主存。

16，删除文件

当用户删除某文件时：

• 不需要删除文件所在目录
• 需要删除文件的关联目录、文件控制块
• 需要释放文件的关联缓冲区

17，动态优先权

动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。

例如，我们可以规定，在就绪队列中的进程，随其等待时间的增长，其优先权以速率a提高。

若所有的进程都具有相同的优先权初值，则显然是最先进入就绪队列的进程将因其动态优先权变得最高而优先获得处理机，此即先来先服务算法。

18，线程的切换

• 一个进程也可能包含多个线程，对于同一个进程中的线程间切换，不会引起进程切换；
• 不同进程中的线程切换会导致进程切换。

19，请求页式存储管理

因为有”请求”两字，说明一个作业不必把程序所有的内容都写入内存中，而是什么时候需要用到了，什么时候就把该部分内容从外存调入到内存中，真实地址必须是在运行时才决定的。

因此，请求页式存储管理采用动态重定位与内存动态分配。

20，页表的物理地址

在一个3 级页表结构的系统中，内存共有8192 页，每页2048 字节。请问内存的物理地址需要多少位/p>

需要注意的是，这里所求得是物理地址而非页面地址，页面地址是逻辑地址，最终都是会转化为物理地址的。

这里给出的3级页表具有迷惑作用，物理地址和页表级数无关，真实内存有多大，内存寻址范围就有多大。

因此：8192*2048=2²⁴Byte，需要24位地址来寻址。