操作系统复习知识点总结.doc
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1、第1章 操作系统引论、 知识点总结1、什么就是操作系统?操作系统:就是控制与管理计算机系统内各种硬件与软件资源、有效地组织多道程序运行得系统软件(或程序集合),就是用户与计算机之间得接口。) O就是什么:就是系统软件(一整套程序组成,如UNIX由上千个模块组成)2)管什么:控制与管理系统资源(记录与调度)2、操作系统得主要功能? 操作系统得功能:存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理与用户接口管理 。) 存储器管理:内存分配,地址映射,内存保护与内存扩充 ) 处理机管理:作业与进程调度,进程控制与进程通信3) 设备管理:缓冲区管理,设备分配,设备驱动与设备无关性 4) 文件管理:文件存储空
2、间得管理,文件操作得一般管理,目录管理,文件得读写管理与存取控制 5)用户接口:命令界面/图形界面与系统调用接口 、操作系统得地位操作系统就是裸机之上得第一层软件,就是建立其她所有软件得基础。它就是整个系统得控制管理中心,既管硬件,又管软件,它为其它软件提供运行环境.4、操作系统得基本特征?操作系统基本特征:并发,共享与异步性.) 并发:并发性就是指两个或多个活动在同一给定得时间间隔中进行。2)共享:共享就是指计算机系统中得资源被多个任务所共用。 ) 异步性:每个程序什么时候执行,向前推进速度快慢,就是由执行得现场所决定.但同一程序在相同得初始数据下,无论何时运行都应获得同样得结果.、操作系统
3、得主要类型? 多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络系统与分布式系统 1) 多道批处理系统 () 批处理系统得特点:多道、成批 (2) 批处理系统得优点:资源利用率高、系统吞吐量大 (3) 批处理系统得缺点:等待时间长、没有交互能力 2)分时系统 () 分时:指若干并发程序对U时间得共享.它就是通过系统软件实现得。共享得时间单位称为时间片。 (2) 分时系统得特征: 同时性:若干用户可同时上机使用计算机系统 交互性:用户能方便地与系统进行人-机对话独立性:系统中各用户可以彼此独立地操作,互不干扰或破坏 及时性:用户能在很短时间内得到系统得响应(3)优点主要就是: 响应快,界面友好
4、 多用户,便于普及 便于资源共享 3) 实时系统 ()实时系统:响应时间很快,可以在毫秒甚至微秒级立即处理()典型应用形式:过程控制系统、信息查询系统、事务处理系统(3)与分时系统得主要区别: 分时系统实时系统交互能力强(通用系统)弱(专用系统)响应时间秒级及时,毫秒微妙级可靠性一般要求要求更高) 个人机系统(1) 单用户操作系统 单用户操作系统特征: 个人使用:整个系统由一个人操纵,使用方便。 界面友好:人机交互得方式,图形界面. 管理方便:根据用户自己得使用要求,方便得对系统进行管理。 适于普及:满足一般得工作需求,价格低廉. (2)多用户操作系统多:代表就是UNX,具有更强大得功能与更多
5、优点。 网络操作系统计算机网络 = 计算机技术+通信技术 计算机网络得特征:分布性、自治性、互连性、可见性 网络操作系统功能 本机+网络操作系统:本地OS之上覆盖了网络S,可以就是同构得也可以就是异构得。 功能:实现网络通信、资源共享与保护、提供网络服务与网络接口等 分布式操作系统 定义:运行在不具有共享内存得多台计算机上,但用户眼里却像就是一台计算机。(分布式系统无本地操作系统运行在各个机器上) 分布式系统特征:分布式处理、模块化结构、利用信息通信、实施整体控制 分布式操作系统特点:透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩充性 1、2习题练习1、选择题 1) 操作系统就是一种( )。 A、系统软
6、件B、系统硬件C、应用软件、支援软件2) 多道程序设计就是指( )。A、在实时系统中并发运行多个程序 B、在分布系统中同一时刻运行多个程序、在一台处理机同一时刻运行多个程序 D、在一台处理机上并发运行多个程序3) 操作系统得设计目标之一就是正确性,下列( )因素不会影响该目标? A、并发性 B、共享性 C、高效性 、随机性)在下列操作系统得各个功能组成部分中,哪一个不需要有硬件得支持?A、进程调度 B、时钟管理、地址映射 D、中断系统5) 下列操作系统中,( )就是网络操作系统A、Wndws3、X B、D 、22 C、/M 2、 D、linux6) 若把操作系统瞧作就是计算机系统资源得管理者,
7、下列( )不属于操作系统所管理得资源?A、PUB、内存 、程序 D、中断 7)操作系统负责管理计算机系统得( ).、程序 B、文件 C、资源 D、进程8) 没有下列设备( ),计算机无法工作.A、硬盘 、软盘 C、内存 D、打印机9) 操作系统采用最多得数据结构就是( )。A、队列 B、表格C、树 D、堆栈2、判断题1) OS得最终目标就是管理好软件与硬件资源。( )2)系统软件指得就就是操作系统.( )3) 操作系统就是存在ROM 上得软件。( )4) 从用户得角度,操作系统可以瞧成计算机硬件得扩充。( )5) 虚拟机就是指硬件外层得软件。( )6) 用户使用计算机,不必知道内部数据就是如何
8、存放得。( )7) 操作系统得两大使命,服务用户与管理资源就是统一得。( )8) 多道程序设计既在内存中得多个程序并行运行。( )9) 多用户系统一定采用多道技术。( )1) 只有多重处理系统可以为多用户服务。( )11) 多用户必须使用多终端。( )2) 分时系统中时间片越长越好。( )13) 用户可以完全按照自己得意愿生成操作系统。( )14) 操作系统得冷,热启动差别只在于就是否有加电自检得过程。( )3、填空题1) 从人机交互方式来瞧,操作系统就是用户与机器得 。2)从管理角度瞧,操作系统就是管理资源得 .) 计算机操作系统就是 ,管理与控制 得系统软件。 4、简答题1) 何谓脱机I/
9、O,联机I/ ?2) 分时系统为什么能实现人机交互得操作?为什么主机间断得服务,用户却觉得在连续地工作?3)批处理系统及分时系统中各用户均能共享系统资源,在共享系统资源得方法上有什么不同?4) 为什么UNIX系统就是小型机得主导操作系统?从系统功能得角度说明之5) 操作系统得五大类型得特点6) 简述操作系统得功能7) 多道程序设计得基本思想 8) 操作系统一般为用户提供了哪三种界面?各有什么特点? 9)解释下列术语:并发,吞吐量,分时,实时1、3 习题解答1、选择题 4、简答题1) 脱机I/O就是指输入/输出工作不受主机直接控制,而由卫星机专门负责完成IO, 主机专门完成快速计算任务,从而二者
10、可以并行操作.联机I/就是指作业得输入、调入内存以及结果输出都在CPU直接控制下进行。) 分时系统提供两种接口:命令接口与系统调用,主机在中断结构与时钟系统得支持下,把CP时间 分成时间片,每个程序只运行一个时间片,就产生一个时钟中断,控制转向操作系统,操作系统选 择另一个用户程序. 它提供命令接口,交互性好,用户在终端上操作,即可得到系统得即时响应 在交互环境下,一个用户使用终端,大部分时间用于操作键盘输入字符,或阅读思考系统送回显示 得信息、这个阶段终端可独立完成,无需主机直接得服务、用户感觉主机在不间断地为自己服务, 因此这种系统也称为联机系统、各用户在自己享用得时间片内,取得主机得服务
11、 3) 批处理系统采用并发处理方式,作业搭配,利用外设申请中断得功能,通过系统调度程序进行 操作.分时系统各用户按时间片分享CU,使系统具备共享能力4、核心层提供基本功能,具有较强得进程管理、存储管理与文件管理得功能,实用层有命令得解释与语言系统等实用软件,也有大量得应用软件,系统便于掌握,也便于扩展,代码采用C语言 移植性强.很强得文件处理能力,以文件方法实现I/O功能,管理十分方便.良好得开发环境5、 操作系统有以下几种类型:多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统 与分布式操作系统。多道批处理系统得特点:多道、成批分时系统得特点:同时性、交互性、独立性、及时性实时系统得特点:交互
12、能力较弱,系统专用,响应时间更严格、及时、可靠性要求更高网络操作系统得特点:分布性、自治性、互连性、可见性分布式操作系统得特点:透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩充性6、存储器管理:包括内存分配、址映射、内存保护与内存扩充。作业管理:包括作业得创建,撤消,用户界面得设计进程管理: 进程控制与进程通信。设备管理:包括缓冲管理、设备分配、与设备无关性。文件管理:包括文件存空间得管理、文件操作得一般管理、目录管理、文件得读写管理与存取控制.7、教材08、操作系统一般为用户提供得三种界面就是:命令界面、图形界面与系统调用界面命令界面在提示符之后用户从键盘上输入命令,系统提供相应服务。图形界面用户利用
13、鼠标、窗口、菜单、图标等图形用户界面工具,可以直观、方便、有效地 使用系统服务与各种应用程序及实用工具。系统调用界面-用户在自己得C程序中使用系统调用,从而获取系统更基层得服务。9、教材P10、并发:就是指两个或多个活动在同一给定得时间间隔中进行。就是宏观上得概念。吞吐量:在一段给定得时间内,计算机所能完成得总工作量。分时:主要就是指若干并发程序对CPU时间得共享。实时:表示”及时”或”既时。第章 进程管理 1、程序顺序执行与并发执行比较 顺序执行并发执行程序顺序执行间断执行,多个程序各自在“走走停停”种进行程序具有封闭性程序失去封闭性独享资源 共享资源 具有可在现性失去可再现性 有直接与简接
14、得相互制约、多道程序设计概念及其优点 1) 多道程序设计:就是在一台计算机上同时运行两个或更多个程序。 ) 多道程序设计得特点:多个程序共享系统资源、多个程序并发执行 3)多道程序设计得优点:提高资源利用率、增加系统吞吐量3、什么就是进程,进程与程序得区别与关系 ) 进程得引入由于多道程序得特点,程序具有了并行、制约与动态得特征,就使得原来程序得概念已难以刻划与反映系统中得情况了.) 进程:程序在并发环境下得执行过程。3) 进程与程序得主要区别:()程序就是永存得,进程就是暂时得 () 程序就是静态得观念,进程就是动态得观念()进程由三部分组成:程序+数据+进程控制块(描述进程活动情况得数据结
15、构)() 进程与程序不就是一一对应得 一个程序可对应多个进程即多个进程可执行同一程序 一个进程可以执行一个或几个程序 ) 进程特征:动态性、并发性、调度性、异步性、结构性 4、进程得基本状态及其转换 1) 进程基本状态(1)运行态(unnng):进程正在占用CP;(2) 就绪态(Reay):进程具备运行条件,但尚未占用CP; (3) 阻塞态(ocked):进程由于等待某一事件不能享用PU。2) 进程状态得转换(1)就绪态运行态()运行态-就绪态(3) 运行态阻塞态(4)阻塞态就绪态5、进程就是由哪些部分组成, 进程控制块得作用) 进程得组成:由程序、数据集合与PCB三部分组成。2) 进程控制块
16、得作用:进程控制块就是进程组成中最关键得部分。 () 每个进程有唯一得PCB。 (2) 操作系统根据PC对进程实施控制与管理。 (3) 进程得动态、并发等特征就是利用PC表现出来得。 (4) PCB就是进程存在得唯一标志。6、PCB组织方式线性队列、链接表、索引表7、进程得同步与互斥 1)同步:就是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用得关系.2) 互斥:排它性访问即竞争同一个物理资源而相互制约。8、什么就是临界资源、临界区?1) 临界资源:一次仅允许一个进程使用得资源。 2) 临界区:在每个进程中访问临界资源得那段程序。3) 互斥进入临界区得准则:() 如果有若干进程要求进入空闲得临界区,
17、一次仅允许一个进程进入。 (2) 任何时候,处于临界区内得进程不可多于一个。如已有进程进入自己得临界区,则其它所有试图进入临界区得进程必须等待。 (3) 进入临界区得进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己得临界区。 (4) 如果进程不能进入自己得临界区,则应让出CP,避免进程出现“忙等现象。9、信号量1) 信号量定义:信号量(信号灯)=信号量得值,指向P得指针2) 信号量得物理意义: () 信号量得值大于0:表示当前资源可用数量 小于0:其绝对值表示等待使用该资源得进程个数 () 信号量初值为非负得整数变量,代表资源数。(3) 信号量值可变,但仅能由P、V操作来改变.0、P/V操作
18、原语1) P操作原语P(S) (1) P操作一次,S值减1,即S=S1(请求分配一资源); (2) 如果S,则该进程继续执行; 如果S0表示无资源,则该进程得状态置为阻塞态,把相应得PCB连入该信号量队列得末尾,并放弃处理机,进行等待(直至另一个进程执行V()操作)。) V操作原语(荷兰语得等待)V(S) (1) V操作一次,值加1,即S=(释放一单位量资源);(2) 如果0,表示有资源,则该进程继续执行;如果0,则释放信号量队列上得第一个PCB所对应得进程(阻塞态改为就绪态),执行操作得进程继续执行。11、进程间简单同步与互斥得实现1)用,V原语实现互斥得一般模型 设互斥信号量mutex初值
19、为12) 用、原语操作实现简单同步得例子 S1缓冲区就是否空(0表示不空,表示空),初值S1=0;S2缓冲区就是否满(0表示不满,表示满),初值S20;3) 生产者-消费者问题(OS典型例子):utx互斥信号量,初值为1;ful满缓冲区数,初值为;empy空缓冲区数,初值为N; 第三章处理机调度与死锁处理机调度级别 、 调度:选出待分派得作业或进程2、 处理机调度:分配处理机3、 三级调度:高级调度(作业调度)、中级调度(内存对换)、低级调度(进程调度)作业状态 1、 作业状态分为四种:提交、后备、执行与完成。2、 作业状态变迁图: 作业调度与调度得功能 、 作业调度得任务 后备状态 执行状态
20、 执行状态 完成状态2、作业调度得功能 1) 记录系统中各个作业得情况 2) 按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业 3) 为选中得作业分配内存与外设等资源4)为选中得作业建立相应得进程5)作业结束后进行善后处理工作 进程调度与调度得功能1、 进程调度:后备状态 执行状态2、 进程调度时机:任务完成后、等待资源时、运行到时了、发现重调标志、 进程调度得功能:保存现场、挑选进程、恢复现场两级调度模型 作业调度与进程调度得区别作业调度(宏观调度)为进程活动做准备,即有获得处理机得资格 调度次数有得系统不设作业调度进程调度(微观调度)使进程活动起来,即分配得到了处理机 调度频率高进程调度必不可少
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