操作系统概念比较

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1、比较通道和DMA控制器：（数据传输方式上的比较）通道：是专门负责输入输出操作的处理器，具有自己的指令系统，可以执行通道 程序，完成 CPU 委托的输入输出任务；DMA:是与通道相似的输入输出方式，DMA控制器接受CPU的委托完成数据在内 存与块型设备之间的传输。相同之处:都是以内存为中心，支持块传输；不同之处:1.通道是专门负责 I/O 操作的处理器，有自己的指令系统，可以实施 复杂的 I/O 控制；2. DMA 只能控制一台或少数几台同类设备，而通道可以可以控制多 台设备与内存进行数据交换。进程与程序与线程与作业：进程:是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。且其具有 并发性

2、、动态性、独立性、交往性、异步性、结构性。程序:是描述计算机所要完成的具有独立功能的，并在时间上按严格次序前后相 继的计算机操作序列集合线程:是进程内一个相对独立的执行流。 作业:是用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合。进程与程序相同之处:程序是构成进程的组成部分之一，一个进程存在的目的就 是执行其所对应的程序，如果没有程序，进程就是去了其 存在的意义。进程与程序不同之处: 1.程序静态，而进程动态（产生消亡、状态动态变化）；2. 程序可以写在纸上或在某一存储介质上长期保存，而进 程具有生存期，创建后存在，撤销后消亡；3. 一个程序可以对应多个进程，但一个进程只能对应一 个程序。三者的关

3、系:一个作业被调入内存执行时可能要为其创建多个进程，进程是资源 分配的基本单位，一个进程可能对应若干个线程，线程是处理器调 度的基本单位。程序并发和程序并行：程序并行:要求微观上的同时，即在绝对的同一时刻有多个程序同时向前推进； 此时要有多个处理器。程序并发:只需从宏观上看多个程序都在向前推进。死锁与饥饿与饿死：死锁:一组进程中的每个进程均等待此组进程中其他进程所占有的、因而永远无 法得到的资源的现象。（互相之间僵持着、持续的等待）饥饿：当等待时间给进程的推进和响应带来明显的影响时，就称发生进程饥饿。 饿死：当饥饿到一定程度的进程所赋予的任务即使完成也不再具有实际意义时， 就称进程被饿死。死锁

4、与饿死的相同之处：都是由于竞争资源而引起的。 死锁与饿死的不同之处：1. 死锁进程都处于等待状态，忙式等待的进程并非处于等待状态，但却可能被 饿死；2. 死锁进程等待永远不会被释放的资源，饿死进程等待会被释放但不会分配给 自己的资源；3. 死锁一定发生了循环等待而饿死不然；4. 死锁一定设计多个进程，而饿死或饥饿的进程可能只有一个。文件目录和目录文件：文件目录：用于检索文件的目录，它是由目录所构成的有序序列。（用于检索文 件的目录）目录文件：为了实现对文件目录的管理，通常将文件目录作为文件保持于外存空 间中，这个文件就被称为目录文件。且其是长度固定的记录式文件。（内容为目 录项的文件）概念进程

5、的互斥：两个或者两个以上的进程不能同时进入同一组共享变量的临界区， 否则可能发生与时间有关的错误。进程的同步：一组进程，为了协调其推进速度，在某些点处需要相互等待或者相 互唤醒，进程间这种相互制约的关系称为进程同步。操作系统的特性： 并发性：多个程序在宏观上同时向前推进； 共享性：操作系统与多个用户共用系统中的各种资源； 异步性：多个程序以不可预知的速度向前推进； 虚拟性：操作系统利用某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑实体。操作系统的分类（类型）： 批处理操作系统：以脱机操作为标志，具有多道和成批处理的特性； 分时操作系统：以联机操作为标志，具有多路性、交互性、独占性的特性； 实时操作系统：

6、有实时控制（硬实时）和实时信息处理（软实时）具有及时性 和可靠性的特性；死锁的类型：竞争资源引起的死锁、进程间通信引起的死锁、其他原因引起的死锁（礼让）。 死锁的条件：资源独占、不可剥夺、保持申请、循环等待。死锁的处理：1. 死锁的预防：是保证系统不进入死锁状态的静态策略，它的基本思想是对于 进程有关资源的申请命令规定某种协议，如果所有进程都遵守这一协议，则系 统不会进入死锁状态。常见的死锁预防策略有两种：预先分配策略和有序分配 策略。优点：简单、系统不需要做什么； 缺点：对进程约束，违反约束可能会产生死锁。（有序分配不会发生死锁）2. 死锁的避免：是把保证系统不进入死锁状态的动态策略，它是对

7、进程发出 的每一个系统能够满足的资源申请命令实施动态检查,并根据检查结果决定是 否实施资源分配。3. 死锁的发现：关于死锁检测，需要提供一个死锁检测算法，还需要确定一个 死锁检测时刻。4. 死锁的恢复：当死锁已经发生且被检测到时，应当将其消除以使系统从死锁 状态中恢复过来。主要策略有：系统重新启动、终止进程、剥夺资源、进程回 退。中断概念：在程序运行过程中出现某种紧急事件，必须中止当前正在运行的程序，转去处理此事件，然后再恢复原来运行的程序，这个过程即为中断。中断向量：中断处理程序的运行环境和入口地址（即 PSW、 PC）中断类型：1.强迫性中断，这是运行中程序所不期待的：时钟中断、输入输出中

8、 断、控制台中断、硬件故障中断、程序错误中断。2. 自愿性中断，这是运行中程序有意识安排的：系统调用、访管指令 中断是进程切换的必要条件却不是充分条件？假如在时刻T1与时刻T2之间发生了进程切换，则在时刻T1与时刻T2之间 一定执行了处理器调度程序，而处理器调度程序是操作系统低层中的一个模块， 运行于管态，说明在T1和T2时刻之间处理器状态曾由木条转换为管态。由于中 断是系统由目态转换为管态的必要条件，所以在时刻 T1 与 T2 之间一定发生过中 断，也就是说，中断是进程切换的必要条件，然而中断不是进程切换的充分条件。文件的概念：具有符号名且在逻辑上有完整意义的信息项和有序序列。文件系统：文件

9、与管理信息资源的程序的集合被称为文件系统。文件访问方式：1. 顺序访问：按照从前到后的此项一次存取文件的各个信息项。2. 随机访问：无序存取文件的某些信息项。文件组织：1. 文件的逻辑组织：流式文件：构成文件的基本单位是字节，是具有符号名且在逻辑上有完整意义的 字节序列；记录式文件：构成文件的基本单位是记录，是具有符号名且在逻辑上有完整意义 的记录序列；2. 文件的物理组织：顺序结构：一个文件占有若干个连续的物理块，其首块号和块数被记录在文件控 制块中。优点是访问快；缺点是文件长度增加困难。链接结构：一个文件占有若干个不连续的存储块，各块之间以指针相连，其首块 号和块数被记录在文件控制块中。优

10、点是长度易于动态变化；缺点是访问速度慢。 索引结构：一个文件占有若干个不连续的存储块，这些块的块号被记录于一个索 引块中。优点是访问快，长度易于动态变化；缺点是开销大。散列结构倒排结构：以健值和记录地址构成的索引结构。文件目录：为使文件系统能根据用户给出的预访问文件的名字，找到指定的文件，所创立的目录，它是由目录项所构成的有序序列。文件控制块（FCB）：是标志文件存在的数据结构，其中包含系统对文件进行管理所需要的全部信息。文件目录改进原因（ FCB 分为主部和次部）：1. 提高查找速度，使文件目录中仅保持文件控制块的次部，一个外存块中可以 容纳较多的文件控制块。2. 实现文件连接：连接就是给文

11、件起多个名字，这些名字都是路径名，可为不 同的用户使用。文件的共享：是指多个进程在受控的前提下共用系统中的同一个文件。文件的保护：是要防止用户对于文件实施非法的或者不适宜的访问。 文件的保密：是要提供防止文件内容被泄密或者被其他用户窃取的手段。方法有 设置口令和加密。文件的安全：是指抵抗、预防各种物理性破环以及人为性破环的能力。方法是备份，即保持多个文件副本。转储策略有：1. 完全转储：每天对系统进行完整的备份操作。 优点是一盘磁带就可以恢复；缺点是大量数据重复，占用大 量磁盘空间，增加成本。且时间代价也比较大。2. 增量转储：开始时，对系统进行一次完全转储，然后在接下来 的数据里只对当天新的

12、或者被修改的数据进行备份。 优点是节省磁盘空间，缩短备份时间。 缺点是灾难发生时，数据恢复比较困难。3. 差分转储：开始时，对系统先进行一次完全转储，然后在接下 来的时间里，再将当天所有与第一次备份内容不同的数据 备份到磁盘里。设备与输入输出管理：设备管理的目标:1. 方便性：使用户从各种设备的原始使用方法中解脱出来，摆脱物理设备某些繁琐规定的束缚，形成一种用户感到方便的使用方法。2. 并行性：既要使设备传输与 CPU 运行能高度重叠，又要求各设备之间能充分的并行工作，以提高设备的利用率和系统效率。3. 均衡性：保证在多道程序环境下，当多个进程竞争使用设备时，按一定策略分配和管理各种设备，使系

13、统能有条不紊的工作。4. 独立性：用户使用设备时不必知道设备的物理地址，只要求按照设备的逻辑名使用设备。设备的分类：1. 独占型设备：在任意一段时间之内最多只能由一个进程占有并使用它。其包括所有字符型设备以及磁带机。2. 共享型设备：多个进程的数据传输以块为单位是可以交叉的。包括除磁带机以外的所有块型设备。设备分配：是指将设备资源分配给某个进程 设备去配：是指将设备资源由某个占有资源的进程收回计算题处理器调度算法：周转时间：完成时间-进入时间 带权周转时间：周转时间 / 运行时间 不可剥夺：先到先服务算法（FCFS）、最短作业优先算法（SJF）、最高响应比 优先算法（HRN）、单调速率调度、可

14、剥夺：最短剩余时间优先算法（SRTN）、最高优先数优先算法、循环轮转算 法（RR）置换算法：1最佳算法（OPT）:淘汰未来最长时间不用的页面；2先进先出算法（FIFO）:淘汰最先进入的页面；Belady 异常：通常情况下，按照虚拟存储管理方法，分配页框越 多，缺页次数越少。但先进先出的淘汰算法，有时分配的页框数越 多，缺页率反而增多。3. 最近最少使用算法（LRU）:淘汰最后一次访问时间距离当前时间间隔最长的页 面；4最近不用的先淘汰（NUR）:淘汰最近一段时间内未使用过的页面；5最不经常使用算法（LFU）:淘汰访问次数最少的页面；6. 最频繁使用算法（MFU）7. 二次机会算法8时钟算法磁带

15、的一维地址与三维地址之间的转换：设柱面数为丨，盘面数为m,扇区数为n；又设柱面号为i,盘面号为j扇 区号为 k ，块号为 b ，即:三维转为一维一维转为三维b = imn + jn + k=(im) + j)n + ki = b / mn j = b MOD(m n)/n k = b MOD(m n)MOD n磁盘引臂调度算法：1. 先到先服务2. 最短查找时间优先算法：为距离磁头当前所在位置最近柱面的请求服务 优点：省略了克服惯性的时间缺点:容易造成饥饿，特别是边缘。 “磁道歧视”:假设某一时刻的外磁道请求不断，则内磁带请求可能长时间 得不到满足。3. 扫描算法（电梯算法）4. 循环扫描算法5. 磁头旨在单方向移动的过程中猜为路径的请求服务