操作系统复习

第1章绪论。

1.存储程式计算机的特点。

集中顺序过程控制，即控制部件根据程序对整个计算机的活动实行集中控制过程控制，并根据程序规定的顺序依次执行每一个操作。

2.计算机系统的组成及操作系统的关系。

计算机系统的硬件基础是冯·诺依曼计算机，而操作徐彤是构成计算机系统的另一个重要的系统软件，它负责管理计算机系统的硬件、软件资源并控制整个计算机的工作流程。

3.操作系统的定义、特征。

定义：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。

特征：并发、共享、不确定性。

4.操作系统的四大资源管理功能。

1.处理机分配 2.存储管理 3.设备管理 4.软件资源管理。

5.多道程序设计技术的定义、特征。

定义：多道程序设计技术是计算机主存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插地运行。

特征：1.多道 2.宏观上并行 3.微观上串行。

6分时技术。

所谓分时技术，是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断，等待下一轮继续计算。此时处理机让另一个作业使用。这样，让每个用户的各次要求都能得到快速响应，给每个用户的印象是：

独占一台计算机。

7.操作系统的三个基本类型，批量操作系统、分时操作系统、实时操作系统。

批量操作系统：主要特征是“批量”，作业成批输入，成批输出，在作业执行过程中，用户不能直接进行干预。优点：

吞吐率高缺点：对用户的响应时间较长，用户不能及时了解自己程序的运**况并加以控制。

分时操作系统：一台计算机和许多终端设备连接，每个用户可以通过终端向系统发出命令，请求完成某项工作，可同时为多个终端用户服务。特点：

1.并行性 2.独占性 3.

交互性。

实时操作系统：对外部输入的信息，能够在规定时间内处理完毕并做出反应。特征：

1.必须满足控制对象的截至期限的要求，若不能满足这一时间约束，一般认为系统失败 2.可**性分析特点：

1.系统对外部实时信号必须能及时响应 2.要求有高的可靠性和安全性，效率放在第二位 3.

系统的整体性强 4.实时操作系统没有分时系统那样强的交互会话功能，通常不允许用户通过实时终端设备去编写新的程序或修改已有的程序。

第2章操作系统的组织结构。

1.操作系统虚拟机的基本概念。

在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机。指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。

2.处理机的态——管态、用户态及两者的区别。

管态（系统态）：是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。

用户态（目态）：是用户程序执行时机器所处的状态。

区别：前者状态下允许使用**处理机使用全部系统资源和全部指令，其中包括一组特权指令，允许访问整个存储区；后者状态下禁止使用特权指令，不能直接取用系统资源与改变机器的状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。

3.中断概念的定义及分类。

定义：是指某个事件发生时，系统中止现行的程序的运行、引出处理该事件程序进行处理，处理完毕后返回断点，继续执行。

分类。1.按中断功能分类：1）输入/输出中断 2）外中断 3）机器故障中断 4）程序性中断 5）访管中断。

2.按中断方式分类：1）强迫性中断 2）自愿中断。

3.按中断**分类：1）中断 2）俘获。

4.中断响应的定义及实质。

定义：中断响应是当**处理机发现已有中断请求时，中止现行的程序执行，并自动引出中断处理程序的过程。

实质：由硬件负责中断进入的过程，即发现和响应中断请求，把中断的原因和断电记下来供软件处理时查用，同时负责引出中断处理程序。

5.软件的中断处理过程。

1.保护现场和传递参数 2.执行相应的中断服务例程 3.恢复和退出中断。

6.向量中断概念。

当中断发生时，由中断源引导处理机进入中断服务程序的中断过程称为向量中断。

第3章用户界面。

1.作业、作业步的概念。

作业：作业是对算题任务进行处理的一个动态过程，但从静态观点看，作业有其对应的程序和数据。

作业步：对源程序和数据的加工过程一般可分为若干个步骤。通常把加工工作中的一个步骤称为作业步。

2.运行一个用户程序的过程。

1.用某种语言编制一个程序，该程序被称为源程序；

2.将源程序和初始数据记录在某种输入介质上，一般在中断设备上直接编辑源程序；

3.按照一定的要求控制计算机工作，并经过加工，最后算出结果。

3.操作系统提供哪两个接口。

1.操作命令 2.系统功能调用。

4.举例说明实际操作系统的用户界面。

图形化的用户界面。

5.系统调用的定义及实现过程。

由操作系统实现的所有系统调用所构成的集合即程序接口或应用编程接口。是应用程序同系统之间的接口。（p 56）

第4章并发处理（重点）

1.程序的顺序执行的定义及特点。

一个计算由若干个操作组成，而这些操作必须按照某种先后次序来执行，以保证操作的结果是正确的，则这类计算过程就是程序的顺序执行过程。

特点：1.顺序性 2.封闭性 3.可再现性。

2.程序的并发执行的定义及特点。

若干个程序段同时在系统中运行，这些程序段的执行在时间上是重叠的，一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始，即使这种重叠是很小的一部分，也称这几个程序段是并发执行的。

特点：1.失去程序的封闭性 2.程序与计算不再一一对应 3.程序并发执行的相互制约。

3.进程定义、进程与程序的区别。

进程是指一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

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次执行过程，它是一个动态的概念。

2.进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并行地活动。

3.进程是一个竞争计算机系统有限资源的基本单位，也是进行处理机调度的基本单位。

4.进程状态的三个基本状态、进程状态变迁图。

进程状态：就绪状态、运行状态、等待状态。

5.进程控制块定义及作用。

定义：为了描述一个进程和其他进程以及系统资源的关系，为了刻画一个进程在各个不同时期所处的状态，人们采用的一个与进程相联系的数据块。

作用：描述进程的动态特征，进程与其他进程和系统资源的关系。

6.进程控制的功能。

对系统中的全部进程实施有效的管理。

7.基本进程控制原语：创建原语、撤销原语、等待原语、唤醒原语。

原语：是一种特殊的系统调用，它可以完成一个特定的功能，一般为外层软件所调用，其特点是原语执行时不可中断，所以原语操作具有原子性，即它是不可再分的。

8.进程创建原语的主要功能。

能创建各种新的进程，这些新进程是一个与现有进程不同的实体。

9.信号灯的定义，p操作、v操作原语的功能。

信号灯是一个确定的二元组，操作系统利用信号灯的状态对并发进程和共享资源进行管理。信号灯的值只能由p、v操作加以改变。

p操作取信号灯值减一，若相减结果为负，则调用p(s)的进程被阻。

v操作取信号灯值加一，若相加结果大于零，进程继续执行，否则，要帮助唤醒在信号灯等待队列上的一个进程。

10.临界资源、临界区、互斥的定义。

临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源。

每个进程中访问临界资源的那段**称为临界区。

一个资源每次只能被一个进程使用。

11.用信号灯的p、v操作实现进程的互斥（重点）

main()

int mutex=1; /互斥信号灯*/

cobegin

p1();p2();

coend;

p1p1()

p(mutexp(mutex);

cs1cs2;

v(mutexv(mutex);

12.进程同步的定义。

异步环境下的一组并发进程因直接制约而互相发送消息而进行互相合作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的同步。

13.合作进程的执行顺序。

若干进程为了完成一个共同的任务需要并发执行，然而这些并发进程之间根据逻辑上的需要，有的操作可以没有时间上的先后次序，即无论是谁做，最后的结果都是正确的。但有的操作有一定的先后次序，也就是说它们必须遵循一定的同步规则，只有这样，并发执行的最后结果才是正确的。

14.共享缓冲区的合作进程的同步（重点）

进程可以并发执行，但由于它们公用一个缓冲区，所以必须遵循一个同步的规则，即对缓冲区的操作应作某种限制，以使最终的输出结果是正确的。

15.生产者——消费者问题的解答。

书上 p98

第五章资源分配与调度。

1.常用的资源分配策略：先请求先服务优先调度。

先请求先服务：不对请求的特征、执行时间长短等作任何考虑、其好处是实现比较简单。

优先调度：是一种灵活的调度策略，可以优先照顾需要尽快处理的作业和进程，以及它们的各种请求，对每个进程(或作业)指定一个优先级，这一优先级反映了进程要求处理的紧迫程度。

2.死锁的定义及举例。

不同进程对资源的申请可能按某种先后次序得到部分满足，这就可能造成期中的两个或几个进程彼此间相互封锁的情况。

分为：1）.同类资源的死锁举例：一个具有三个磁带驱动器的系统。

2）.非同类资源的死锁举例：一台打印机和一台输入机。

3.引起死锁的原因。

系统能够提供的资源个数比要求该资源的进程数要少。

4.产生死锁的必要条件。

1）互斥条件。

2）不剥夺条件（非抢占）

3）占有并等待（部分分配）

4）环路条件（循环等待）

5.死锁预防的方法。

静态预防：预先分配所有共享的资源。

动态避免：应用某种算法来**是否会发生死锁，若可能则拒绝获得资源的请求。

第六章处理机调度（重点）

1.处理机的两级调度。

作业调度（宏观调度）：挑选作业、分配主存等必要资源、建立作业对应的进程、创建子进程。

进程调度（微观调度）：对象是进程，确定哪个进程在什么时候获得处理机，使用多长时间等。

2.作业的状态。

1）后备状态 2）执行状态 3）完成状态。

3.作业控制块（jcb）

每个作业进入系统时由系统为其创建jcb，退出系统时，jcb才被撤销。主要包括：作业名、作业类型、作业状态、该作业对系统资源的要求、作业优先级。

4.作业周转时间、带权周转时间的定义及物理意义（重点）

周转时间：从作业提交到作业完成的时间间隔。

带权周转时间：反映作业（或进程）长短的问题，带权周转时间越大，作业（或进程）越短。

带权周转时间=周转时间/服务时间。

5.常用的作业调度算法：先来先服务短作业优先。

先来先服务：按作业到来的先后顺序进行调度。

6.常用的进程调度算法：优先数调度循环轮状调度。

优先数调度：预先确定各进程的优先数，系统将处理机的使用权赋予就绪队列中具备最高优先级的就绪进程。

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