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1、11、操作系统是能有效组织和管理计算机中各种硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程，控制程序执行并向用户提供各种服务功能，使用户能灵活、方便、有效的利用计算机，并使整个计算机系统能高效的运行.2、操作系统的分类（内在功能）：批处理、实时、分时、嵌入式、个人计算机、网络、分布式、智能卡3、OS 有 5 个特征：并发、共享、虚拟、随机性和不确定性。4、操作系统功能：进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理5、并行和并发的区别：（1）程序的并发执行：一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠。(强调时间段) （2）程序的并行(parallel) 执行：一组在逻
2、辑上互相独立的程序或程序段在同一时刻同时执行。( 强调同一时刻)6、多道批处理系统的特点：优点：资源利用率高、作业吞吐量大。缺点：用户交互性差、作业平均周转时间长。7、分时系统的特点：多路性、独立性、交互性、及时性。8、实时系统的特点：专用系统、实时控制、高可靠性。9、事件驱动和队列驱动：实时系统的工作方式：接受外部消息，分析消息，调用相应处理程序进行处理。不同事件的响应优先级不一样10、指令的分类：按功能可将指令分为五类：访问存储器指令、I/O 指令、算术逻辑指令( 数据处理指令)、控制转移指令、处理器控制指令。11、按使用权限划分：特权指令、非特权指令。 12、处理器状态及转换：状态：管态
3、、目态、(核心态) 。管态：操作系统管理程序运行的状态，较高的特权级别，又称为特权态(特态) 、核心态、系统态。目态：用户程序运行时的状态，较低的特权级别，又称为普通态(普态) 、用户态。目态管态 唯一途径：中断。管态目态 设置 PSW(修改程序状态字) 可实现。数据控制的四种方式：程序直接控制方式、中断控制方式、DMA(直接存取)方式、通道方式。存储保护：界地址寄存器、存储键、地址转换。中断：当计算机在执行期间，系统内或系统外发生异步事件，使得 CPU 暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去执行相应事件的处理程序，处理完成后返回断点，继续执行被打断的程序或调度新的进程执行。异步事件：无一定时
4、序关系或非预期的事件。中断的组成：硬件中断装置和软件中断处理程序。中断处理方式：I/O 中断、时钟中断、硬件故障中断、程序性中断、自愿性中断。用户与 OS 的接口：作业级接口、程序级接口。作业的组成：作业、作业步、作业流。作业状态：进入状态、后备状态、运行状态、完成状态。作业输入方式：联机输入、脱机输入、SPOOLing 系统。JCB 是作业在批处理系统中存在的唯一标志。作业调度算法：先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJ)、最高响应比优先(HRN) 、基于优先数算法(HPF) 、均衡调度算法。最高响应比 R=1+W(作业等待时间)/T(作业处理时间)系统调用：用户在程序中调用操作系统所提供
5、的一些子功能。系统调用分类：进程控制类、文件操作类、进程通信类、设备管理类、信息维护类。系统调用过程：执行用户程式、取得系统调用号并执行、进行地址空间的转换和堆栈的转换、进行中断处理、执行内核函数、返回用户模式。进程：具有独立功能的程序关于某个数据集上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位。进程的组成：程序、数据、进程控制块 PCB。原语：是由若干多机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序，具有不可分割性。 进程的同步：指系统中多个进程中发生的事件存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。进程的互斥：由于各进程要求共享资源，而有些资源需要互斥使用，因此各进程间竞争使用这些资
6、源。临界资源：一段时间内只允许一个进程使用的资源。临界区：进程中访问临界资源的一段代码。信号量：除赋初值外，只能由 P，V 原语对其操作的整型变量，代表可用资源实体的数量，是判断临界资源是否被占用的标志。P、V 原语是 OS 中提供的，用于对进程之间相互推进速度进行控制的最基本的操作，它们的操作对象只能是信号量。P 的物理意义是：申请一个信号量代表的资源V 的物理意义是：释放一个资源用 P、V 原语实现进程互斥分为五步：定义信号量，必须说明其代表的资源；设定信号量的初值：S=1；在临界段进入区执行：P(S)；执行临界区代码；在临界段退出区执行：V(S) 。2用私用信号量及 P、V 原语实现进程
7、同步:私用信号量(Private Semaphore)、公用信号量、互斥也是一种特殊的同步。用 P、V 原语实现进程同步分为三步：分析进程间的关系，为各并发进程设置私用信号量；为私用信号量赋初值；利用 P、V 原语和私用信号量规定各进程的执行顺序。线程：是进程中的一个运行实体，是被系统独立调度的基本单位。线程与进程的对应关系：单进程、单线程；单进程、多线程；多进程、一个进程一个线程；多进程、一个进程多个线程；存储管理的任务：内存的分配和管理、内存共享、存储保护、扩充内存容量、地址映射。分区存储基本原理:在操作系统启动时，把内存划分为若干个固定大小的连续分区，每个作业占用一个分区：一片连续的内存
8、区域。静态页式的地址变换:物理地址= 内存块号 *块长+ 页内地址段页式存储的基本原理：等分主存为页，并从 0 开始编号；进程的虚拟地址空间分段，并为每个段赋予一个段名，再把每段分成若干页，并从 0 开始编号；段式与页式存储的比较1 页式和段式管理都提供了内外存统一管理的虚存实现，但分页是出于系统管理的需要，分段是出于用户应用的需要：一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处，而不会跨越两个段的分界处。页式虚存只交换固定大小的页，需要多次缺页中断才能把所需信息完整地调入内存，而段式虚存每次交换得到是一段有意义的信息。无法通过页面共享具有完整逻辑功能的子程序或数据块，而段则可以。2 页大小是系
9、统固定的，而段大小则通常不固定，对需要不断增加或吸收新数据的段十分有利。文件系统的功能：1) 统一管理文件的存储空间，实施存储空间的分配与回收。2) 实现文件的按名存取，对用户透明：名字空间 映射到 存储空间1) 实现文件信息的共享，并提供文件的保护和保密措施；2) 向用户提供一个方便使用的接口(提供对文件系统操作命令，以及提供对文件的操作命令：信息存取、加工等) ；3) 系统维护及向用户提供有关信息：能够调用设备管理程序实现对大容量存储介质的有效管理；4) 保持文件系统的执行效率：文件系统在操作系统接口中占的比例最大，用户使用操作系统的感觉在很大程度上取决于对文件系统的使用效果；5) 提供与
10、 I/O 的统一接口。文件的逻辑结构分：无结构的字符流式文件、定长记录文件、不定长记录文件。设计文件逻辑结构的原则：易于操作、查找快捷、修改方便、空间紧凑。文件存取方式：顺序存取、随机存取、按键存取、搜索算法。文件物理结构：顺序结构、链接结构、索引结构、I 节点结构。 文件操作：建立文件、打开文件、读文件、写文件、关闭文件、删除文件、指针定位、文件连接、复制文件。设备的分类：(1)按功能特性分：存储型设备、输入输出型设备、数据通信设备。(2)按信息组织方式分：字符设备、块设备。(3)按资源分配角度分为：独占设备、共享设备和虚拟设备。(4) 按从属关系分类：系统设备、用户设备。设备分配原则：根据
11、设备特性、用户要求和系统配置情况决定。总原则：充分发挥设备的使用效率，尽可能让设备忙；避免出现由于不合理分配造成死锁；做到把用户程序和具体物理设备隔离开来。设备分配策略：(1)先请求先分配、(2)优先级高者分配。死锁：一组并发进程彼此等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源，从而造成无休止的等待而不能继续向前推进的状态，称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程。产生死锁的原因：竞争资源、进程推进进度不合理。产生死锁的四个必要条件：互斥条件、不可剥夺条件、请求和保持条件、循环等待条件。解决死锁的方法：1)不让死锁发生 2)允许死锁发生，发生后再加以解决：预防、避免、检测与解除。
