操作系统-all

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1、第一章第一章 1 操作系统操作系统(OS)定义为：定义为：OS 是计算机系统中的一个 系统软件，它是这样一些程序模块的集合它们 管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理 地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源 为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工 作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作 用。 2 操作系统作用：操作系统作用：1OS 作为用户与计算机系统之间 的接口 2OS 作为计算机系统资源的管理者 3OS 实 现了对计算机资源的抽象 3 3 操作系统的两个最基本的特征操作系统的两个最基本的特征：并发，资源共享 4 4 操作系统功能：操作系统功能：处理机管理，存储器管理

2、，设备 管理，文件管理 【注：没有任何软件支持的计算机称为裸机。 】 第二章第二章 1 进程的三种基本状态：进程的三种基本状态：1 就绪状态 2 执行状态 3 阻 塞状态 2 进程的特征：进程的特征：1 结构特征 2 动态性 3 并发性 4 独立 性 5 异步性 3 进程控制块：进程控制块：进程的建立就是为该进程建立一个 进程控制块 PCB；PCB 建立了，进程也就建立了。 一个进程完成其功能之后，系统则释放 PCB，进程 也随之消亡。作用作用:是一个在多道环境下不能独立 运行的程序(含数据)成为一个能独立运行的单位,一 个能 与其他进程并发执行的进程,是进程存在的唯 一标志. 4 进程同步两

3、种形式的制约关系：进程同步两种形式的制约关系：1 间接相互制约关 系 2 直接相互制约关系 5 同步机制应遵循的规则：同步机制应遵循的规则：1 空闲让进 2 忙则等待 3 有限等待 4 让权等待 6 线程概念：线程概念：线程 (thread),有时被称为 轻量级 进程 (Lightweight Process，LWP)，是程序 执行流的最小单元。 减少了程序在并发执行时所 付出的时空开销，使 OS 具有更好的并发性 7.进程进程: 进程是操作系统结构的基础；是一个正在 执行的程序；计算机中正在运行的程序实例；可以 分配给处理器并由处理器执行的一个实体；由单一 顺序的执行显示，一个当前状态和一组

4、相关的系统 资源所描述的活动单元。 第三章第三章 1 处理机调度处理机调度 1 高级调度 a作业和作业步 b 作业控 制块 JCB(Job Control Block) c 作业调度 2 低级调度 a 低级调度的功能 b 进程调度中的三个基本机制 （排队器，分派器(分派程序)，上下文切换机制）c 进程调度方式（非抢占方式，抢占方式）3 中级调 度 2 死锁：死锁：是指多个进程在运行过程中因争夺资源而 造成的一种僵局。 3 产生死锁的原因：产生死锁的原因：1 竞争资源 2 进程间推进顺序非 法 4 产生死锁的必要条件产生死锁的必要条件 1 互斥条件 2 请求和保持条 件 3 不剥夺条件 4 环路

5、等待条件 5 中断中断,中断处理，进程中断的基本步骤？中断处理，进程中断的基本步骤？ 中断是指计算机在执行程序的过程中，当出现异常 情况或特殊请求时，计算机停止现行程序的运行， 转向对这些异常情况或特殊请求的处理，处理结束 后再返回现行程序的间断处，继续执行原程序。 第四章第四章 1 逻辑地址：逻辑地址：是相对地址，物理地址：，物理地址：是绝对地址 在有地址变换功能的计算机中,访内指令给出 的地址 (操作数 ) 叫逻辑地址 ,也叫相对地址。 要经过寻址方式的计算或变换才得到内存储器 中的实际 有效地址 ,即物理地址 。 2 紧凑：紧凑：将内存中的所有作业进行移动，使它们全 都相邻接，这样，即可

6、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 3 对换：对换：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 4 常规存储器管理方式的特征：常规存储器管理方式的特征：1 一次性 2 驻留性 5 局部性原理：局部性原理：1 时间局限性 2 空间局限性 6 虚拟存储器：虚拟存储器：是指具有请求调入功能和置换功能， 能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统 7 虚拟存储器的特征虚拟存储器的特征：

7、多次性，对换性，虚拟性 8 分页式，分段式分页式，分段式 区分关系区分关系?(1)页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以 小件内存的外零头提高内存利用率,是系统管理的需 要.段是信息的逻辑单位含有一组意义相对完整的信 息,分段是为了更好的满足用户的需要. (2)页的大小固定且有系统决定,由系统把逻辑地址划 分为页号和页內地址,由机器硬件实现,系统中只有一 种大小的页面;段的长度不固定决定于用户编写的程 序,通常由编译程序在编译时进行划分 (3)分页的地址空间是唯一的,即单一的线性地址空间,程 序员只需一个记忆符,即可表示一个地址;分段的地址 是二维的,既需给出段名又需给出段内地址.

8、第五章第五章 1 设备控制器设备控制器：是计算机中的一个实体，其主要职 责是控制一个或多个 I/O 设备的，以实现 I/O 设备 和计算机之间的数据交换 2 I/O 通道：通道：是一个独立于 CPU 的专管输入输出控 制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。 它有自己的通道指令，这些通道指令受 CPU 启动， 并在操作结束时向 CPU 发中断信号。 3 缓冲：缓冲：1 缓和 CPU 与 I/O 设备间速度不匹配的矛 盾 2 减少对 CPU 的中断频率，放宽对 CPU 中断响 应时间的限制 3 提高 CPU 和 I/O 设备之间的并行性 4 /O 软件四层架构：软件四层架构：1 用户层软件

9、 2 设备独立性软 件 3 设备驱动程序 4 中断处理程序 5 设备分配最终结构设备分配最终结构?：1 设备控制表(DCT) 2 控制器控制表、通道控制表和系统设备表(c) 系统备 备 备 SD T控制器标识符：controllerid控制器状态：忙/闲与控制器连接的通道表指针控制器队列的队首指针控制器队列的队尾指针通道标识符：channelid通道状态：忙/闲与通道连接的控制器表首址通道队列的队首指针通道队列的队尾指针(a) 控制器表CO CT(b) 通道表CH CT表目1表目i设备类设备标识符D CT驱动程序入口6 设备分配设备分配?：为防止诸进程对系统资源的无序竞争， 特规定系统设备不允

10、许用户自行使用，必须由系统 统一分配 7 设备分配时应考虑的因素设备分配时应考虑的因素 1 设备的固有属 2 设备 分配算法 3 设备分配时的安全性 4 设备独立性 8SPOOLing 假脱机技术假脱机技术：当系统中引入了多道程序 技术后，完全可以利用其中的一道程序，来模拟脱 机输入时的外围控制机功能，把低速 I/O 设备上的 数据传送到高速磁盘上；再用另一道程序来模拟脱 机输出时外围控制机的功能，把数据从磁盘传送到 低速输出设备上。这样，便可在主机的直接控制下， 实现脱机输入、输出功能。此时的外围操作与 CPU 对数据的处理同时进行，我们把这种在联机情况下 实现的同时外围操作称为 SPOOL

11、ing(Simultaneaus Periphernal Operating On Line)，或称为假脱机操作。9SPOOLing 系统的组成：系统的组成：1 输入井和输出井 2 输入 缓冲区和输出缓冲区 3 输入进程 SPi 和输出进程 Spo第六章第六章 1 文件：文件：是指由创建者所定义的、具有文件名的一 组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文 件两种 2 文件系统：文件系统：操作系统中与管理文件有关的软件和 数据 3 文件系统模型层次架构：文件系统模型层次架构：1 对象及其属性 2 对对象 操纵和管理的软件集合 4 文件存储空间的管理：文件存储空间的管理：1 空闲表法和空闲链表

12、法 2 位示图法 3 成组链接法 5 目录结构目录结构?：1 单级目录结构 2 两级目录 3 多级目 录结构 4 增加和删除目录 6 重复数据的数据一致性检查方式重复数据的数据一致性检查方式?：1 重复文件的 一致性 2 盘块号一致性的检查 3 链接数一致性检查1.1 试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户 之间的关系之间的关系 操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计 算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。 操作系统与硬件紧密相关，它直接管理着硬件资源， 为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方 便了用户对硬件资源的使用并提高了硬

13、件资源的利 用率。操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统 软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统 提供的大量服务，也就是说操作系统是其他系统软 件与硬件之间的接口。而一般用户使用计算机除了 需要操作系统支持之外，还需要用到大量的其他系统软件和应用软件，以使其工作更方便和高效。可 见，硬件、操作系统、其他系统软件、应用程序和 用户之间存在这图 1.1 所示的层次关系。1.2 操作系统具有哪几大特征？他们之间有何关系？操作系统具有哪几大特征？他们之间有何关系？ 操作系统的特征有并发、资源共享、虚拟和异步性。 他们的关系如下：（1）并发和共享是操作系统最基 本的特征。为了提高计算机资源的利用率

14、。OS 必然 要采用多道程序设计技术，使多个程序共享系统的 资源，并发地执行。 （2）并发和共享互为存在的条 件。一方面，资源的共享是以程序（进程）的并发 执行为条件，若系统不允许程序并发执行，自然不 存在资源共享问题；另一方面，若系统不能对资源 共享实施有效的管理，协调好诸进程对资源的访问， 也必将影响到程序的并发执行，基本根本无法并发 执行。 （3）虚拟技术以并发和资源共享为前提。为 了使并发进程能更方便、更有效地共享资源，操作 系统常采用多种虚拟技术来逻辑上增加 CPU 和设备 的数量以及存储器的容量，从而解决众多并发进程 对有限的系统资源的争用问题。 （4）异步性是并发 和共享的必然结

15、果。操作系统允许多个并发进程共 享资源、相互合作，使得每个进程的运行过程受到 其他进程的制约，不再“一气呵成” ，这必然导致异 步性特征的产生。 2.1 进程同步的基本概念进程同步的基本概念 （1）两种形式的制约关系简介相互制约。这种制 约主要源于资源共享直接相互制约这种制约主要 源于进程合作。 （2）临界资源和互斥：在计算机中有许多资源一次 只能允许一个进程使用，如果多个进程同时使用这 些资源，则有可能造成系统的混乱，这些资源被称 作临界资源。在每个进程中，访问临界资源的那段 代码称作临界区。 （3）同步机制应遵循的规则 用来实现互斥的同 步机制必须遵循下述四准则：空闲让进忙则等 待有限等待

16、让权等待 2.2 在操作系统个中为什么要引入进程的概念？他会在操作系统个中为什么要引入进程的概念？他会 产生什么样的影响？产生什么样的影响？ 在操作系统中引入进程的概念，是为了实现多个程 序的并发执行。传统的程序不能与其他程序并发执 行，只有在为之创建进程后，才能与其他程序（进 程）并发执行。这是因为并发执行的程序（即进程） 是“停停走走”地执行，只有在为它创建进程后， 在它停下时，方能将其现场信息保存在它的 PCB 中， 待下次被调到执行时，再从 PCB 中恢复 CPU 现场 并继续执行，而传统的程序却无法满足上述要求。 建立进程的所带来的好处是使多个程序能并发执行， 这极大地提高了资源利用率和系统吞吐量。但管理 进程也需付出一定的代价，包括进程控制块及协调 各运行机构所占用的内存空间开销，以及为进行进 程间的切换、同步及通信等所付出的时间开销。 2.3 试比较进程与程序的异同试比较进程与程序的异同 (1) 进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概 念。 (2) 进程具有并行特征，而程序没有。进程具有并 行特征的两个方面，即独立性和异步性。 (