操作系统原理是计算机科学中的核心课程,涉及计算机系统如何管理和协调硬件及软件资源。以下是对试卷中涉及知识点的详细解释:
1. **批处理系统**:批处理系统是一种计算机操作系统,它处理一批输入数据,无需用户直接交互。批处理系统分为单道批处理和多道批处理,其中多道批处理系统通过中断技术实现了CPU与I/O设备的并行工作,提高了系统效率。批处理系统的响应时间相对较长,因为它主要针对大量数据的批量处理,而不是实时交互。
2. **系统调用与设备标识**:程序员通过系统调用与操作系统交互,打开I/O设备时通常使用逻辑设备名,这是因为逻辑设备名可以抽象出物理设备的具体细节,方便用户管理和使用。
3. **缓冲技术**:引入缓冲技术的主要目的是解决CPU与I/O设备速度不匹配的问题,通过在两者之间建立缓冲区,使得数据传输更加高效,提高I/O设备的效率。
4. **死锁预防**:资源的按序分配策略可以破坏环路等待资源的条件,这是防止死锁的一种方法。死锁是指多个进程因相互等待对方释放资源而无法继续执行的状态。
5. **文件系统**:为了解决不同用户文件的命名冲突,通常采用多级目录结构,这样每个用户可以在自己的目录下自由命名文件,避免名称冲突。
6. **分区管理**:最佳分配算法是按照空闲区长度递减的顺序登记在空闲区表中,这样可以优先分配大块的内存,减少碎片。
7. **SCAN调度算法**:SCAN(电梯调度)算法用于磁盘调度,根据磁头的移动方向,将请求按磁道顺序排列,这里的正确顺序是110,170,180,195,12,35,45,68。
8. **目录文件**:目录文件存放的是该目录中的所有子目录文件和数据文件的目录,即文件的索引,帮助快速定位文件。
9. **I/O操作**:进行I/O操作时,进程需要获得设备、控制器和通道,这三者是进行I/O操作的物理条件。
10. **动态重定位**:在动态重定位系统中,操作数的实际地址是基址寄存器内容加上逻辑地址,所以这里是1000+2000=3000。
11. **虚拟存储器**:逻辑地址0A5C(H)转换为绝对地址需要结合页号和块号,具体计算涉及页表,这里未给出页表的详细信息,无法直接计算。
12. **银行家算法**:银行家算法用于避免死锁,如果进程P1的Request不会导致系统进入不安全状态,那么可以立即分配资源。
13. **成组链接法**:回收块号为100,160后,专用块中的数据结构会更新,表示这些块现在是空闲的。
14. **位示图**:位示图用于管理磁盘空间,第18个字的第16位对应柱面号17,磁头号1,扇区号0;柱面号20,磁头号5,扇区号7对应的字号2,位号3。
15. **管程与信号量**:管程中的signal操作与信号量机制的V操作类似,都是用于同步和解除阻塞进程。
16. **多道程序效率**:多道程序并不总是比单道程序效率高,这取决于任务的性质和系统资源的利用情况。
17. **进程状态**:进程不能同时处于多种基本状态,它只能在就绪、运行和阻塞状态间转换。
18. **Bernstein条件**:根据Bernstein条件,S3和S4可以并发执行,因为它们之间没有共享变量。
19. **设备驱动程序**:设备驱动程序不能自行中断处理,而是由操作系统控制中断处理。
20. **二级目录结构**:在二级目录结构中,同一用户下的文件可以重名,但不同用户间的文件不允许重名。
21. **改进型快表**:这部分内容未在提供的信息中,通常改进型快表用于加速内存地址到物理地址的映射。
以上就是试卷中涉及的操作系统原理的相关知识点,包括批处理、系统调用、缓冲技术、死锁预防、文件系统、内存管理、磁盘调度、I/O操作、虚拟存储、资源分配策略、进程状态、同步机制等。