計算機操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)部分知識點歸納總結(jié)僅供參考

1、文檔編碼 : CY4D10T6R1T5 HV4X9R4I10Y3 ZQ1E6T8H7I8運算機操作系統(tǒng)學(xué)問點部分總結(jié)（僅供參考） 第一章 1,操作系統(tǒng)的定義,目標(biāo),作用 操作系統(tǒng)是配置在運算機硬件上的第一層軟件,是對硬件系統(tǒng)的首次擴充； 設(shè)計現(xiàn)代 OS 的主要目標(biāo)是：便利性,有效性,可擴充性和開放性 OS 的作用可表現(xiàn)為： . a. OS 作為用戶與運算機硬件系統(tǒng)之間的接（一般用戶的觀點） b. OS 作為運算機系統(tǒng)資源的治理者； （資源治理的觀點） c. OS 實現(xiàn)了對運算機資源的抽象 . 2,脫機輸入輸出方式和 和區(qū)分 SPOOLing 系統(tǒng)（假脫機或聯(lián)機輸入輸出方式）的聯(lián)系 脫機輸入輸出

2、技術(shù) Off-Line I/O 是為明白決人機沖突及 CPU 的高速性和 I/O 設(shè)備低速性間的沖突而提出的 .它削減了 CPU 的閑暇等待時間, 提高了 I/O 速度. 由于程序和數(shù)據(jù)的輸入和輸出都是在外圍機的把握下完成的, 或者說,它們 是在脫離主機的情形下進行的, 故稱為脫機輸入輸出方式； 反之, 在主機的直接 把握下進行輸入輸出的方式稱為聯(lián)機（ SPOOLing）輸入輸出方式 假脫機輸入輸出技術(shù)也提高了 備,實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能； I/O 的速度, 同時仍將獨占設(shè)備改造為共享設(shè) 3,多道批處理系統(tǒng)需要解決的問題 處理機治理問題,內(nèi)存治理問題, 治理問題 I/O 設(shè)備治理問題,文件治理問題

3、,作業(yè) 4,OS 具有哪幾個基本特點 .它的最基本特點是什么 .a. 并發(fā)性 Concurrence,共享性 Sharing,虛擬性 Virtual, 異步性 Asynchronism. b. 其中最基本特點是并發(fā)和共享 . c. 并發(fā)特點是操作系統(tǒng)最重要的特點,其它三個特點都是以并發(fā)特點為前提的； 5,并行和并發(fā) 并行性和并發(fā)性是既相像又有區(qū)分的兩個概念, 并行性是指兩個或多個大事 在同一時刻發(fā)生；而并發(fā)性是指兩個或多少個大事在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生； 6,操作系統(tǒng)的主要功能,各主要功能下的擴充功能 a. 處理機治理功能： 進程把握,進程同步,進程通信和調(diào)度 b. 儲備治理功能： . 內(nèi)存支配,

4、內(nèi)存疼惜,地址映像和內(nèi)存擴充等 c. 設(shè)備治理功能： 緩沖治理,設(shè)備支配和設(shè)備處理,以及虛擬設(shè)備等 d. 文件治理功能： 對文件儲備空間的治理,目錄治理,文件的讀,寫治理以及檔的共享和保 護 7,操作系統(tǒng)與用戶之間的接口 a. 用戶接口：它是供應(yīng)應(yīng)用戶使用的接口,用戶可通過該接口取得操作系統(tǒng) 的服務(wù) b. 程序接口：它是供應(yīng)應(yīng)程序員在編程時使用的接口,是用戶程序取得操作 第 1 頁,共 7 頁系統(tǒng)服務(wù)的惟一途徑； 其次章 1,進程的定義,特點,進程實體的組成 進程是進程實體的運行過程,是系統(tǒng) 進行資源支配和調(diào)度的一個獨立單位； 進程具有結(jié)構(gòu)特點,動態(tài)性,并發(fā) 性,獨立性和異步性； 進程實體由程

5、序段,相關(guān)的數(shù)據(jù)段和 2,進程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 PCB 三部分構(gòu)成； 運行中的進程可能具有就緒狀態(tài),執(zhí)行狀態(tài),堵塞狀態(tài)三個基本狀態(tài)； 進程三個基本狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 P38 3,引入掛起狀態(tài)的緣由,具有掛起狀態(tài)的進程轉(zhuǎn)換 a. 終端用戶的懇求 P39 b. 父進程懇求 負(fù)c. 荷調(diào)劑的需要 d. 操作系統(tǒng)的需要 具有掛起狀態(tài)的進程轉(zhuǎn)換圖 4,創(chuàng)建進程的主要步驟 a. 為一個新進程創(chuàng)建 PCB,并填寫必要的治理信息； b. 把該進程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)并插入就緒隊列之中； 5,進程把握塊（ PCB）的作用 PCB 是進程實體的一部分,是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；PCB 中記錄了操作系統(tǒng)所需的用于描

6、述進程情形及把握進程運行所需的全部信息； 因 而它的作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序 含數(shù)據(jù) ,成為一個 能獨立運行的基本單位,一個能和其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程； 為什么說 PCB 是進程存在的唯獨標(biāo)志 . 在進程的整個生命周期中,系統(tǒng)總是通過其 PCB 對進程進行把握,系統(tǒng)是 依據(jù)進程的 PCB 而不是任何別的什么而感知到該進程的存在的,所以說, PCB 是進程存在的唯獨標(biāo)志； 6,進程把握塊的組織方式 鏈接方式,索引方式 7,原語的定義,組成,作用 原語是由如干條指令組成的, 用于完成確定功能的一個過程, 與一般過程的 區(qū)分在于：它們是 “原子操作 ”,它是一個不行分割的基本單

7、位,在執(zhí)行過程中不 答應(yīng)中斷；原子操作在管態(tài)下執(zhí)行,常駐內(nèi)存； 原語的作用是為了實現(xiàn)進程的通信和把握,系統(tǒng)對進程的把握如不使用原 語,就會造成其狀態(tài)的不穩(wěn)固性,從而達不到進程把握的目的； 8,引起創(chuàng)建進程的大事 用戶登錄,作業(yè)調(diào)度,供應(yīng)服務(wù),應(yīng)用懇求 9,引起進程終止的大事 正常終止,反常終止,外界干預(yù) 10,引起進程堵塞和喚醒的大事 懇求系統(tǒng)服務(wù),啟動某些操作,新 數(shù)據(jù)尚未到達,無新工作可做 11,臨界資源和臨界區(qū) 臨界資源是指每次僅答應(yīng)一個 進程拜望的資源； 第 2 頁,共 7 頁屬于臨界資源的硬件有打印機,磁帶機等 ,軟件有消息緩沖隊列,變量,數(shù) 組,緩沖區(qū)等； 諸進程間應(yīng)實行互斥方式,

8、實現(xiàn)對這種資源的共享； 每個進程中拜望臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū)（ Critical Section）不論是 硬件臨界資源,仍是軟件臨界資源,多個進程必需互斥地對它進行拜望； 12,同步機制應(yīng)遵循的規(guī)章 閑暇讓進,忙就等 待,有限等待,讓權(quán)等待 13,進程通信的類型 高級通信機制可歸結(jié)為三類： 共享內(nèi)存系統(tǒng), 消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系 統(tǒng)； 14,線程的定義,屬性 在多線程 OS 中,通常是在一個進程中包含多個線程,每個線程都是作為利 用 CPU 的基本單位,是花費最小開銷的實體； 線程具有下述屬性：（ 1）輕型實體 線程中的實體基本上不擁有系統(tǒng)資源, 只是 有一點必不行少的,能保證其獨立

9、運行的資源； （ 2）獨立調(diào)度和分派的基本單位 （ 3）可并發(fā)執(zhí)行；（4）共享進程資源； 15,進程和線程的比較 a. 調(diào)度性；在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中,擁有資源的基本單位和獨立調(diào)度,分派的基 本單位都是進程,在引入線程的 OS 中,就把線程作為調(diào)度和分派的基本單位, 而把進程作為資源擁有的基本單位； b. 并發(fā)性；在引入線程的 OS 中,不僅進程 之間可以并發(fā)執(zhí)行,而且在一個 進程中 的多個線程之間,亦可并發(fā)執(zhí)行,因而使 OS 具有更好的并發(fā)性； c. 擁有資源；無論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng),仍是引入了線程的操作系統(tǒng),進程始終 是擁有資源的一個基本單位,而線程除了擁有一點在運行時必不行少的資源外, 本身基

10、本不擁有系統(tǒng)資源,但它可以拜望其隸屬進程的資源； d. 系統(tǒng)開銷；由于創(chuàng)建或撤銷進程時,系統(tǒng)都要為之支配和回收資源,如內(nèi)存 空間等, 進程切換時所要儲存和設(shè)置的現(xiàn)場信息也要明顯地多于線程, 因此,操 作系統(tǒng)在創(chuàng)建,撤銷和切換進程時所付出的開銷將顯著地大于線程； 第三章 1,高級調(diào)度與低級調(diào)度的區(qū)分 高級調(diào)度又稱為作業(yè)調(diào)度或長程調(diào)度, 調(diào)度對象是作業(yè), 作業(yè)調(diào)度往往發(fā)生 于一個（批）作業(yè)運行完畢,退出系統(tǒng),而需要重新調(diào)入一個（批）作業(yè)進入內(nèi) 存時,故作業(yè)調(diào)度的周期長； 低級調(diào)度又稱為進程調(diào)度和短程調(diào)度, 調(diào)度物件為 進程（或內(nèi)核級線程） ,進程調(diào)度的運行頻率最高,是最基本的一種調(diào)度,多道 批處理

11、,分時,實時三類 OS 中必需配置這種調(diào)度； 引入中級調(diào)度的主要目的：是為了提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量 2,低級調(diào)度的功能 儲存處理機的現(xiàn)場信息,按某種算法選取進程,把處 理器支配給進程 3,進程調(diào)度方式 （ 1）非搶占方式 實現(xiàn)簡潔, 系統(tǒng)開銷小, 適用于大多數(shù)的批處理系統(tǒng)環(huán)境 （ 2）搶占方式 原就：優(yōu)先權(quán)原就,短作業(yè)（進程）優(yōu)先原就,時間片原就 4,同時具有三級調(diào)度的調(diào)度隊列模型 當(dāng)在 OS 中引入中級調(diào)度后, 人們可把進程的就緒狀態(tài)分為內(nèi)存就緒和外存 第 3 頁,共 7 頁就緒,類似的堵塞狀態(tài)也可以同樣劃分； 5,三大調(diào)度算法 在中調(diào)度實質(zhì)是一種資源的支配； 先來先服務(wù)和短作業(yè)（

12、進程）優(yōu)先調(diào)度算法,高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法,基于 時間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法； 6,高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法 優(yōu)先權(quán)等待時間要求服務(wù)時間要求服務(wù)時間 響應(yīng)比等待時間要求服務(wù)時間要求服務(wù)時間響應(yīng)時間要求服務(wù)時 間 7,最低放松度優(yōu)先調(diào)度算法即 LLF 算法 該算法是依據(jù)任務(wù)緊急（或放松）的程度,來確定任務(wù)的優(yōu)先級；涉及到計 算題,參照課本認(rèn)真爭辯； 8,何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的緣由和必要條件是什么？ a.死鎖是指多個進程因競爭資源而造成的一種僵局,如無外力作用,這些進程都 將永久不能再向前推動； b.產(chǎn)生死鎖的緣由有二,一是競爭資源,二是進程推動次序非法； c.必要條件是 : 互斥條件,懇求和保持條件,不剝奪條

13、件和環(huán)路等待條件； ,處理死鎖的基本方法 （）預(yù)防死鎖 破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個條件 （）防止死鎖 破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件 （）檢測死鎖 通過系統(tǒng)設(shè)置的檢測機構(gòu),準(zhǔn)時檢測出死鎖的發(fā)生 （）解除死鎖 撤銷或掛起一些進程 ,預(yù)防死鎖的方法 a.摒棄 懇求和保持 條件 b.摒棄 不剝奪 條件 c.摒棄 環(huán)路等待 條件 第四章 ,儲備器按儲備量,速度怎么劃分？ 對于通用運算機而言,儲備層次至少應(yīng)具有三級：最高層為 CPU 寄存器, 中間為主存,最底層為輔存,較高檔點的依據(jù)詳細功能仍可細分為：寄存器；高 速緩存,主儲備器,磁盤緩存；固定硬盤,可移動儲備介質(zhì)等 6 層； 主儲備器（簡稱

14、內(nèi)存或主存） ：容量一般為數(shù)十 MB 到數(shù) GB,其拜望速度遠低 于 CPU 執(zhí)行指令的速度；為此引入寄存器和高速緩存,寄存器拜望速度最快, 價格昂貴,容量不大；高速緩存容量大于或遠大于寄存器,從幾十 KB 到幾十 MB,拜望速度快于主儲備器； ,程序的裝入方式 確定裝入方式,可重定位裝入方式,動態(tài)運行時裝入方式 ,程序的鏈接方式分類 靜態(tài)鏈接,裝入時動態(tài)鏈接,運行時動態(tài)鏈接 ,對換的定義,分類,實現(xiàn) 對換是把內(nèi)存中臨時不能運行的進程或者臨時不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)到外存 上,以便騰出足夠的內(nèi)存空間, 再把已具備運行條件的進程或進程所需要的程序 和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存； 以整個進程為單位,稱為 “整體對換

15、”或“進程對換 ”；以 “頁”或“段 ”為單位, 分別稱為 “頁面對換 ”和 “分段對換 ”,又稱為 “部分對換 ” 第 4 頁,共 7 頁為了實現(xiàn)進程對換, 系統(tǒng)必需能實現(xiàn)三方面的功能： 對換空間的治理, 進程 的換出,以及進程的換入； ,頁面與頁表 分頁儲備治理是將一個進程的規(guī)律地址空間分成如干個大小相等的片, 稱為 頁面或頁 由于進程的最終一頁常常裝不滿一塊而形成不行利用的碎片,稱為 “頁內(nèi)碎 片 ”； 系統(tǒng)為每個進程建立一張頁面映像表, 到物理塊號的地址映射； ,分頁系統(tǒng)的地址變換機構(gòu) 涉及到圖形,分別是 P132 和 P133 ,分段儲備治理方式的引入緣由 簡稱頁表； 頁表的作用是實

16、現(xiàn)從頁號 引入分段儲備治理方式,主要是為了中意用戶和程序員的一些需要： 便利編程,信息共享,信息疼惜,動態(tài)增長,動態(tài)鏈接 ,分段系統(tǒng)的 基本原理 在分段儲備治理方式中,作業(yè)的地址空間被劃分為如干個（二維）段,每個 段定義了一組規(guī)律信息, 規(guī)律地址由段號和段內(nèi)地址組成； 每個段在表中占有一 個表項,其中記錄了該段在內(nèi)存中的起始地址（又稱為 現(xiàn)從規(guī)律段到物理內(nèi)存區(qū)的映射； ,分段和分頁的主要區(qū)分 “基址 ”）；段表是用于實 a. 分頁和分段都接受離散支配的方式,且都要通過地址映射機構(gòu)來實現(xiàn)地址變 換,這是它們的共同點； b. 對于它們的不同點有三,第一,從功能上看,頁是信息的物理單位,分頁是 為實

17、現(xiàn)離散支配方式, 以消減內(nèi)存的外零頭, 提高內(nèi)存的利用率, 即中意系統(tǒng)管 理的需要, 而不是用戶的需要； 而段是信息的規(guī)律單位, 它含有一組其意義相對 完整的信息,目的是為了能更好地中意用戶的需要； c. 頁的大小固定且由系統(tǒng)確定,而段的長度卻不固定,預(yù)備于用戶所編寫的程 序； d. 分頁的作業(yè)地址空間是一維的,而分段的作業(yè)地址空間是二維的 . ,虛擬儲備器的特點及其內(nèi)部關(guān)聯(lián) a. 虛擬儲備器具有多次性,對換性和虛擬性三大主要特點； b. 其中所表現(xiàn)出來的最重要的特點是虛擬性, 它是以多次性和對換性為基礎(chǔ)的, 而多次性和對換性又必需建立在離散支配的基礎(chǔ)上； ,正確置換算法和先進先出置換算法 涉

18、及到關(guān)鍵的作圖和運算答題,參照課本 P150 ,最近最久未使用（）置換算法 ,懇求分段系統(tǒng)的地址變換過程 涉及到關(guān)鍵的考試內(nèi)容,請參考課本 ,分段疼惜 P156 圖 4-33 認(rèn)真爭辯 實行以下措施保證信息安全：越界檢查,存取把握檢查,環(huán)疼惜機構(gòu) 第五章 ,設(shè)備按使用特性,傳輸速率,信息變換,共享屬性如何分類 按設(shè)備 的使用特性分類：儲備設(shè)備（又稱外存,后備儲備器,幫忙儲備器） ； 第 5 頁,共 7 頁輸入輸出設(shè)備（又可詳細劃分：輸入設(shè)備（鍵盤,鼠標(biāo),掃描儀,視頻攝像,各 類傳感器）,輸出設(shè)備（打印機,繪圖儀,顯示器,數(shù)字視頻顯示設(shè)備,音響輸 出設(shè)備）,交互式設(shè)備） 按傳輸速率分類：低速設(shè)備

19、（鍵盤,鼠標(biāo),語音的輸入輸出設(shè)備） ；中速設(shè) 備（行式打印機,激光打印機） ；高速設(shè)備（磁帶機,磁盤機,光盤機） ； 按信息交換的單位分類：塊設(shè)備（磁盤） ；字符設(shè)備（交互式終端,打印機） 按設(shè)備的共享屬性分類：獨占設(shè)備；共享設(shè)備（磁盤） ；虛擬設(shè)備 ,設(shè)備把握器的組成 設(shè)備把握器由以下三部分組成： （ 1）設(shè)備把握器與處理機的接口, 該接口用 于實現(xiàn) CPU 與設(shè)備把握器之間的通信,供應(yīng)有三類信號線：數(shù)據(jù)線,地址線和 把握線；（2）設(shè)備把握器與設(shè)備的接口,可以有一個或多個接口,且每個接口連 接一臺設(shè)備；每個接口都存在數(shù)據(jù),把握和狀態(tài)三種類型的信號； （3）I/O 規(guī)律, 用于實現(xiàn)對設(shè)備的把握

20、； 其通過一組把握線與處理機交互, 處理機利用該規(guī)律向 把握器發(fā)送 I/O 命令, I/O 規(guī)律對收到的命令進行譯碼； , I/O 通道設(shè)備如何引入 雖然在和 I/O 設(shè)備之間增加了設(shè)備把握器后,已能大大削減 CPU 對 I/O 的干預(yù),但當(dāng)主機配置的外設(shè)許多時, 和設(shè)備把握器之間又增設(shè)了通道； CPU 的負(fù)擔(dān)仍舊很重,為此,在 I/O 通道是一種特別的處理機,它具有執(zhí)行 I/O 指令的才能,并通過執(zhí)行通 道（ I/O）程序來把握 I/O 操作； ,有哪幾種 I/O 把握方式？各適用于何種場合？ I/O 把握方式：程序 I/O 方式,中斷驅(qū)動 I/O 把握方式, DMAI/O 把握方式, I/

21、O 通道把握方式；程序 I/O 方式適用于早期的運算機系統(tǒng)中,并且是無中斷的 運算機系統(tǒng)；中斷驅(qū)動 I/O 把握方式是普遍用于現(xiàn)代的運算機系統(tǒng)中； DMA I/O 把握方式適用于 I/O 設(shè)備為塊設(shè)備時在和主機進行數(shù)據(jù)交換的一種 I/O 把握方 式；當(dāng) I/O 設(shè)備和主機進行數(shù)據(jù)交換是一組數(shù)據(jù)塊時通常接受 I/O 通道把握方式, 但此時要求系統(tǒng)必需配置相應(yīng)的通道及通道把握器； ,把握器的組成 DMA 把握器由三部分組成：主機與把握器的接口, 塊設(shè)備的接口, I/O 把握規(guī)律； DMA 把握器與 ,為了實現(xiàn)主機與把握器之間成塊數(shù)據(jù)的直接交換,需設(shè)置把握器中 四類寄存器 DR：數(shù)據(jù)寄存器,暫存從設(shè)

22、備到內(nèi)存或從內(nèi)存到設(shè)備的數(shù)據(jù) MAR ：內(nèi)存地址寄存器 DC：數(shù)據(jù)計數(shù)器,存放本次 CPU 要讀或?qū)懙淖郑ü?jié)）數(shù) CR：命令狀態(tài)寄存器,接收從 備狀態(tài) ,緩沖的引入緣由 CPU 發(fā)來的 I/O 命令,或相關(guān)把握信息,或設(shè) 操作系統(tǒng)引入緩沖機制的主要緣由可歸結(jié)為以下幾點： （ 1）緩和 CPU 與 I/O 設(shè)備間速度不匹配的沖突； （ 2）削減對 CPU 的中斷頻率,放寬對中斷響應(yīng)時間 的限制；（3）提高 CPU 與 I/O 設(shè)備之間的并行性； 8,緩沖池的組成,工作方式 三個隊列：空緩沖隊列,輸入隊列,輸出隊列 四種工作緩沖區(qū)：（1）用于收容輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)； （2）用于提取輸入 第 6 頁,共 7 頁數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)；（ 3）用于收容輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)； （ 2）用于提取輸出數(shù) 據(jù)的工作緩沖區(qū)； 緩沖區(qū)工作方式參照圖 P176 圖 5 15 9,SPOLLing 系統(tǒng)的定義,組成,特點 SPOOLing 系統(tǒng)是對脫機 I/O 工作的模擬,其必需有高速隨機外存（通常采 用磁盤）的支持； SPOOLing 系統(tǒng)主要有以下四個部分： （ 1）輸入井和輸出井,