《實用操作系統(tǒng)》復(fù)習(xí)要點

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載2011 年實用操作系統(tǒng)期末考試復(fù)習(xí)要點一、考試題型說明考試題型包括以下幾部分：1、名詞解釋（共 5 題，每題 4 分，計 20 分）2、計算題（共 1 題，每題 15 分，計 15 分）3、簡答題（共 5 題，每題 6 分，計 30 分）4、分析題（共 1 題，每題 10 分，計 10 分）5、程序分析題（共 1 題，每題 15 分，計 15 分）6、程序設(shè)計題（共 1 題，每題 10 分，計 10 分）二、復(fù)習(xí)說明本次考試側(cè)重考察基本知識的掌握情況，所有考試內(nèi)容都來自課程ppt。大家在復(fù)習(xí)時，要結(jié)合復(fù)習(xí)提綱，多看 ppt，但不需要死記硬背。另外，講義中的程序代碼非常多，這

2、些代碼 主要用作大家課后理解相關(guān)實現(xiàn)機(jī)制的補(bǔ)充材料。因此，大家沒有必要去仔細(xì)研讀代碼。需要提醒的是，在試卷中，也會給出一段程序代碼，需要大家說明其中的實現(xiàn)機(jī)制。試卷中這部分代碼也僅僅是用于輔助大家去回想ppt 中的相關(guān)內(nèi)容，而不是考察大家對該代碼細(xì)節(jié)（每個語句）的理解。名詞解釋要求大家能根據(jù)自己的理解、用簡單的言語解釋相關(guān)概念。計算題要求大家能結(jié)合相關(guān)知識，給出計算結(jié)果。評分時按步計算，請大家務(wù)必寫出求解過程。簡單題希望大家通過對比分析、根據(jù)自己的理解扼要說明相關(guān)概念及實現(xiàn)機(jī)制的特點。分析題要求大家根據(jù)題目要求，構(gòu)造出內(nèi)核相關(guān)算法的實現(xiàn)機(jī)制示意圖。程序分析題要求大家結(jié)合一段程序代碼，扼要說明內(nèi)

3、核相關(guān)機(jī)制的實現(xiàn)過程。程序設(shè)計題要求大家根據(jù)任務(wù)要求，寫出相應(yīng)代碼。該題與其他課程的程序設(shè)計要求類似，但評分時不會過分在意語法方面的細(xì)節(jié)錯誤。三、復(fù)習(xí)提綱（一）第一講 Linux 系統(tǒng)分析基礎(chǔ)1、單內(nèi)核、微內(nèi)核的概念微內(nèi)核：只提供基礎(chǔ)功能，其他功能通過服務(wù)實現(xiàn)微內(nèi)核功能被劃分為多個獨立過程，每個過程稱為服務(wù)器單內(nèi)核：（Monolithic kernel ） 單內(nèi)核是一個很大的進(jìn)程。它的內(nèi)部又可以被分為若干 模塊（或者是層次或其它）。但是在運行的時候，它是一個獨立的二進(jìn)制大映象。其模塊間 的通訊是通過直接調(diào)用其它模塊中的函數(shù)實現(xiàn)2、特權(quán)指令的概念及 Linux 中特權(quán)等級的分類特權(quán)指令：指具有特

4、殊權(quán)限的指令。這類指令只用于操作系統(tǒng)或其他系統(tǒng)軟件，一般不直接提供給用戶使用。在多用戶、多任務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)中特權(quán)指令必不可少。它主要用于系統(tǒng)資源的分配和管理，包括改變系統(tǒng)工作方式，檢測用戶的訪問權(quán)限，修改虛擬存儲器管理的段表、頁表，完成任務(wù)的創(chuàng)建和切換等。3、 Makefile 的作用、Makefile 的編寫方法、Makefile 中的常用預(yù)定義變量、 偽目標(biāo).PHONY的作用及使用方法Makefile 的作用：采用 GNU 編譯工具對.config 中的源文件列表編譯學(xué)習(xí)好資料歡迎下載完成內(nèi)核文件的配置、依賴關(guān)系及模塊的生成，隨后調(diào)用Rules.make編譯 文件Rules.make 定義

5、所有 Makefile 共用的編譯規(guī)則 Makefile 支持的 make 命令make mrproper：檢查.o 文件及文件依賴關(guān)系的正確性make config：配置內(nèi)核并生成配置文件make dep：根據(jù)配置文件創(chuàng)建相應(yīng)的依賴關(guān)系樹make clean：清除舊版本的目標(biāo)文件make zlmage：編譯并用 gzip 壓縮成 1MB 以下的內(nèi)核 未壓縮的文件是vmlinuzmake bzlmage：編譯并用 gzip 壓縮成 1MB 以上的內(nèi)核 make modules :編譯模塊make modules_install :安裝模塊depmod a：生成模塊之間的依賴關(guān)系makefile

6、 的編法：缺省情況下從 Makefile 中的第一個目標(biāo)開始執(zhí)行 執(zhí)行過程類似一次深度優(yōu)先遍歷sum: main.o sum.ogcc -o sum main.o sum.omain.o: main.c sum.hgcc -c main.csum.o: sum.c sum.hgcc -c sum.c (danteng)Makefile 中的常用預(yù)定義變量：make 可直接使用許多預(yù)定義的變量AR：歸檔維護(hù)程序的名稱，默認(rèn)值為arARFLAGS 歸檔維護(hù)程序的選項AS:匯編程序的名稱，默認(rèn)值為asASFLAGS 匯編程序的選項CC：C 編譯器的名稱，默認(rèn)值為ccCFLAGS C 編譯器的選項CX

7、X C+編譯器的名稱，默認(rèn)值為g+CPPFLAGS C 預(yù)編譯的選項系統(tǒng)環(huán)境變量的處理make 過程中被解釋成 make 變量偽目標(biāo).PHONY勺作用及使用方法：(./PHONY 來顯示的指名一個目標(biāo)是偽目標(biāo)，有兩個作用一個是改善性能，另外一個是來避免沖突。).phony 是一個特殊工作目標(biāo)用來指定一個假想的工作目標(biāo)，即其后并不是一個實際文件, 且肯定要視為未更新學(xué)習(xí)好資料歡迎下載使用場景避免與同名文件沖突、改善性能前例解決方法：.PHONY學(xué)習(xí)好資料歡迎下載.PHONY: clea nclea n:$rm *.o exec_filemake 不檢查是否存在有文件名與依賴體中的一個名字相匹配的

8、 文件，而直接執(zhí)行與之相應(yīng)的命令方法：PHON 目標(biāo)也可以有依賴關(guān)系使用場景當(dāng)一個目錄中有多個程序，將其放在一個 makefile 中會更方便 因為缺省目標(biāo)是 makefile 中的第一個目標(biāo)，通常將這個 phony 目標(biāo)叫做all，其依賴文件為各個程序all : prog1 prog2 prog3.PHONY: allprog1 : prog1.o utils.occ -o prog1 prog1.o utils.oprog2 : prog2.occ -o prog2 prog2.o prog3 : prog3.o sort.o utils.occ -o prog3 prog3.o sort

9、.o utils.o4、Linux 函數(shù)調(diào)用過程中堆棧結(jié)構(gòu)動態(tài)變化過程srintliLJide t dlo IIAvoid pUchdi c Iprintf (;卜iiim七p2 (JJItKxni t y Jcluii t jC= p!：pl(c): rct u rn z+y ;jjii t nNirn ( va xd Iint t y , z;x= l ;* V ):pi iii11 (rx , jr,z): i v Lui ii uQp2 的執(zhí)行過程中又調(diào)用了函數(shù)pl改進(jìn)程序中，main 函數(shù)中調(diào)用了函數(shù) p2，而在學(xué)習(xí)好資料歡迎下載（二）第二講進(jìn)程與線程1、Linux 中進(jìn)程、線程及內(nèi)

10、核線程的區(qū)別， 及其與其他操作系統(tǒng)在實現(xiàn)機(jī)制上的 主要區(qū)別。在 Linux 系統(tǒng)中如何區(qū)別內(nèi)核線程與進(jìn)程。（內(nèi)核線程）獨立運行在內(nèi)核空間的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程，支持內(nèi)核在后臺執(zhí)行一些操作刷新磁盤高速緩存交換出不用的頁框維護(hù)網(wǎng)絡(luò)鏈接等待與普通進(jìn)程的區(qū)別只運行在內(nèi)核態(tài)，內(nèi)核線程沒有獨立的地址空間（mm 指針被設(shè)置為 NULL） 每個內(nèi)核線程執(zhí)行一個單獨的內(nèi)核函數(shù)只使用大于 PAGE_OFFSE 的線性地址空間進(jìn)程與線程的區(qū)別：從形態(tài)角度一個進(jìn)程可包含一個或多個線程從調(diào)度角度進(jìn)程是資源分配的基本單位線程是處理器調(diào)度的獨立單位從虛擬化角度進(jìn)程提供兩種虛擬機(jī)制虛擬處理器：進(jìn)程獨享處理器的假象虛擬內(nèi)存：進(jìn)程擁有系統(tǒng)內(nèi)

11、所有內(nèi)存資源的假象 線程之間可共享虛擬內(nèi)存，但各自擁有獨立虛擬處理器 對 Linux 系統(tǒng)而言，線程只是一種特殊的進(jìn)程！內(nèi)核態(tài)（亦稱核心態(tài)或系統(tǒng)態(tài)）可執(zhí)行特權(quán)指令，訪問任意物理地址（包括系統(tǒng)空間）用戶態(tài)只能在對應(yīng)級別允許的范圍內(nèi)活動（用戶空間）oineippinpdP2du 哪一eip一pi(c) 4eip一eip一eipreipmainP2(M) *-mainOL 電越-plttfseipQ邱c)p2堆棧eipesfV1 ,mwiri堆桟堆棧程癢的代碼段學(xué)習(xí)好資料歡迎下載2、Linux 2.4 與 Linux 2.6 系統(tǒng)堆棧結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別。Linux 2.4 進(jìn)程系統(tǒng)堆棧結(jié)構(gòu)：Linux

12、系統(tǒng)進(jìn)程個數(shù)限制所有進(jìn)程的 PCB 及系統(tǒng)堆棧占用空間W1/2 的物理內(nèi)存總和通過延遲寫操作來提高同步性能1wraj 1 矽 h MrtKlLinux 2.6 進(jìn)程系統(tǒng)堆棧結(jié)構(gòu)：進(jìn)程描述符由 slab 分配器動態(tài)生成棧底用新結(jié)構(gòu) struct threadnfo,指向進(jìn)程描述符100%-川兩個連續(xù)物理頁囿（約gK）:謎程描述符 （約立宇節(jié)）鑑低的內(nèi)存ilfehl3、Linux通用內(nèi)核鏈表的特點。Linux 2.6 內(nèi)核通用鏈表的新特性HASH 鏈表（hlist）單指針表頭雙循環(huán)鏈表表頭僅有一個指向首節(jié)點的指針，而沒有指向尾節(jié)點的指針 在可能是海量的 HASH 表中存儲的表頭就能減少一半的空間消耗讀拷貝更新（rcu）以rcu 結(jié)尾的