《计算机操作系统》复习总结强化版

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1、强化版欢迎使用 KNKJ2012DXZY 系统1计算机操作系统计算机操作系统学科复习学科复习强化版强化版第一章第一章 操作系统引论操作系统引论本章内容：本章内容：操作系统的目标和作用、操作系统的发展过程、操作系统的基本特征、操作系统 的主要功能、OS 结构设计 本章主要考点：本章主要考点：概念 1、设计现代 OS 的主要目标是：有效性、方便性、可扩展性、开放性有效性、方便性、可扩展性、开放性。 2、操作系统的五大功能是：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户管理处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户管理。 3、操作系统的基本特性是：并发性、共享性、异步性、虚拟性。并发性、共

2、享性、异步性、虚拟性。其中最基本特征是并发并发和共享。共享。 最重要的特征是并发性并发性 4、操作系统的作用：作为用户与计算机硬件系统之间的接口、作为用户与计算机硬件系统之间的接口、OS 作为计算机系统资源的管理者、作为计算机系统资源的管理者、 OS 用作扩充机器用作扩充机器。 5、以下不是微内核 OS 特点的是（C） A、足够小的内核 B、应用“机制与策略分离”的原理 C、运行效率高 D、采用面向对象技术 注：注：微内核 OS 运行效率并不高，它还有一个特点是基于客户/服务器模式第二章第二章 进程管理进程管理本章内容：本章内容：进程的基本概念、进程控制、进程同步、经典进程的同步问题、进程通信

3、、线程 的基本概念 主要考点：主要考点：程序和进程的区别、程序和进程的区别、进程的状态转化、原语、进程同步进程同步 S 值的变化和前趋图值的变化和前趋图管程、线程的概念 1、简述进程的定义、简述进程的定义（1）进程是程序的一次执行。（2）进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。（3）进程是程序在一个数据集合上的运行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。（4）进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位2、说明进程与程序的区别、说明进程与程序的区别 （1）程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，它是一个静态的概念。而进程是程 序在处理机上的一

4、次执行过程，它是一个动态概念。 （2）程序的存在是永久的。而进程则是有生命期的，它因创建而产生，因调度而执行，因得不 到资源而暂停，因撤消而消亡。 （3）程序仅是指令的有序集合。而进程则由程序段、相关数据段.进程控制块（PCB）组成。 （4）进程与程序之间不是一一对应。 （5）并发性：并发性：多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行。并发性是进程的重要 特征，也是 OS 的重要特征。引入进程的目的也正是为了使其进程实体能和其它进程实体 并发执行；而程序(没有建立 PCB)是不能并发执行的。 （6）独立性：独立性：在传统的 OS 中，独立性是指进程实体是能独立分配资源和独立接受调度，能

5、独 立运行的基本单位。凡未建立 PCB 的程序都不能作为一个独立的单位参与运行。 （7）异步性：异步性：进程实体按异步方式运行,推进次序每次不一定相同。 3、程序段、相关数据、程序段、相关数据、PCB（进程控制块）（进程控制块）三部分构成了进程实体。 4、引起挂起状态的原因有：终端用户的请求、父进程的请求、负荷调节的需要、操作系统的需要。终端用户的请求、父进程的请求、负荷调节的需要、操作系统的需要。强化版欢迎使用 KNKJ2012DXZY 系统25、原语(Primitive)是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程，原语在执行中不允许 被中断，原语的作用是实现进程的通信和控制。实现进程

6、的通信和控制。常见的几种元语：创建原语创建原语 create()（功能：创建 一新进程） 、阻塞原语阻塞原语 block()（功能：将进程由执行状态转为阻塞状态） 、唤醒原语唤醒原语 wakeup()（功 能：将进程由阻塞状态变为就绪状态） 、挂起原语挂起原语 suspend()（功能：将指定进程或处于阻塞状态 的进程挂起） 、激活原语激活原语 active()（功能：将指定进程激活） 。 6、同步机制应遵循的四条规则是：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。7、试写出相应的程序来描述右图所示的前驱图、试写出相应的程序来描述右图所示的前驱图8、管程的定

7、义、管程的定义 一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作，这组操作能同步进程和改 变管程中的数据。 9、高级通信机制分为三大类：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统 10、操作系统中引入进程的目的是为了使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量为了使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量， 在操作系统中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销。减少程序在并发执行时所付出的时空开销。 11、进程与线程的比较12、试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较、试从调度性，并发性，拥有

8、资源及系统开销方面对进程和线程进行比较. 调度性调度性：在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在 引入线程的 OS 中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位； 并发性：并发性：在引入线程的 OS 中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，Var a,b,c,d,e,f,g：semaphore: =0,0,0,0,0,0,0；beginparbeginbegin S1； signal(a)； signal(b)； end；begin wait(a)； S2； signal(c)； signal(d)； end；b

9、egin wait(b)； S3； signal(e)； end；begin wait(c)； S4； signal(f)； end；begin wait(d)； S5； signal(g)； end；begin wait(e)； wait(f)； wait(g)； S6； end；parendend强化版欢迎使用 KNKJ2012DXZY 系统3亦可并发执行，因而使 OS 具有更好的并发性； 拥有资源：拥有资源：无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个基 本单位，而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以 访问其隶属进程的资源

10、； 开销：开销：由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要 保存和设置的现场信息也要明显地多于线程，因此，操作系统在创建、撤消和切换进程时所付出 的开销将显著地大于线程。 13、当一个进程完成了特定任务后，系统回收这个进程所占的主存空间主存空间和取消该进程的进程控制进程控制 块（块（PCB）就撤销了该进程。 14、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：封闭性封闭性和可再现性可再现性。 15、对信号量 S 的操作只能通过原语原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。 16、在操作系统中，进程是一个资源分配资源分配的基本单位，也是一个独立运行和调

11、度调度的基本单位。第三章第三章 处理机调度与死锁处理机调度与死锁本章内容：本章内容：处理机调度的层次、调度准则、调度算法、产生死锁的原因和必要条件、预防死 锁的方法、死锁的检测与解除 主要考点：主要考点：处理机调度的三个层次、调度准则、调度算法、实时调度算法、产生死锁的原因 和必要条件、利用银行家算法避免死锁利用银行家算法避免死锁、死锁的检测与解除 1、一个作业从提交开始，往往要经历三级调度：高级调度、低级调度、中级调度高级调度、低级调度、中级调度。 高级调度：高级调度：又称为作业调度或长程调度，其主要功能是根据某种算法，把外存上处于后备队列中 的那些作业调入内存。它调度的对象是作业。 低级调

12、度：低级调度：又称进程调度或短程调度。主要功能：保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、 把处理器分配给进程。常采用非抢占（非剥夺）方式非抢占（非剥夺）方式和抢占（剥夺）方式抢占（剥夺）方式两种。它所 调度的对象是进程（或内核级线程） 。 中级调度：中级调度：又称中程调度。在内存和外存对换区之间按照给定的原则和策略选择进程对换，以解 决内存紧张问题，从而提高内存的利用率和系统吞吐量。 2、选择调度方式和调度算法的准则、选择调度方式和调度算法的准则面向用户的准则：面向用户的准则：（1）周转时间短(2) 响应时间快(3) 截止时间的保证(4) 优先权准则面向系统的准则：面向系统的准则：(1) 系

13、统吞吐量高(2) 处理机利用率好(3) 各类资源的平衡利用 3、常见的调度算法有：先来先服务调度算法（先来先服务调度算法（FCFS） 、短作业、短作业/进程优先调度算法（进程优先调度算法（SJF/SPF） 、 高优先权优先调度算法、基于时间片的轮转调度算法。高优先权优先调度算法、基于时间片的轮转调度算法。 4、进程调度算法采用时间片轮转法时，时间片过大会使轮转法转为先来先服务调度算法（先来先服务调度算法（FCFS） 。5、若使当前运行的进程总是优先级最高的进程，则应该选择进程高优先权优先高优先权优先调度算法 6、在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短运行时间短

14、的作业将得 到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，等待时间长等待时间长的作业得到优先调度。 7、一个理想的作业调度算法应该是既能提高系统的效率提高系统的效率，又能使系统的作业及时得到结果及时得到结果。 8、常用的几种实时调度算法有：最早截止时间优先算法（最早截止时间优先算法（EDF） 、最低松弛度优先算法（、最低松弛度优先算法（LLF） 最早截止时间优先算法最早截止时间优先算法：该算法是根据任务的开始截止时间来确定任务的优先级。开始截止时间 越早，其优先级越高 最低松弛度优先算法：最低松弛度优先算法：该算法是根据任务紧急（或松弛）的程序，来确定任务的优先级。任务的 紧急度越高，其优先级越

15、高，并使之优先执行 9、死锁的定义、死锁的定义 指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局（deadly-Embrace)，若无外力作用，这强化版欢迎使用 KNKJ2012DXZY 系统4些进程都将无法向前推进。 10、产生死锁的原因有两个：竞争资源、进程间推进顺序非法竞争资源、进程间推进顺序非法。11、产生死锁的四个必要条件是互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、循环等待条件互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、循环等待条件。 12、处理死锁的基本方法是：预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁。 13、什么是系统的安全状态，避免死锁的实质是什么？、

16、什么是系统的安全状态，避免死锁的实质是什么？ 系统的安全状态是指在某一时刻，系统能按某种进程顺序(p1, p2,，pn)来为每个进程 Pi 分配 其资源,直到满足每个进程对资源的最大需求,使每个进程都可顺利地完成，则称此时的系统状态为 安全状态.称序列为安全序列。如果一个系统在安全状态，就没有死锁。如果一个系 统处于不安全状态，就有可能死锁。避免死锁的实质：确保系统不进入不安全状态。14、利用银行家算法避免死锁、利用银行家算法避免死锁 储备知识储备知识 银行家算法中的数据结构：银行家算法中的数据结构：假定系统中有 n 个进程（P1，P2，Pn） ，m 类资源 （R1，R2，Rm） ，银行家算法中使用的数据结构如下： 可利用资源向量可利用资源向量: Availablej=K, 表示系统资源 Rj类资源有 K 个可用 最大需求矩阵最大需求矩阵: Maxi,j=K, 表示进程 Pi