操作系统概念 复习

发布 2022-01-12 08:04:28 阅读 5887

1概念。

单道、多道程序的特点与区别:单道:一次只能运行一个程序多道:一次可以运行多个程序。

对称和非对称多处理器:非对称:每个处理器完成各自的任务,主从处理器(主从关系)2.操作系统构造对称:每个处理器完成所有的任务。

集群和多处理器区别:前者有多个独立的计算机系统后者只有一个中断和陷阱的主要区别:陷阱是由程序造成的,并且与程序同步。

如果程序一而再的被运行,陷阱将总在指令流中相同位置的精确发生。而中断则是由外部事件和其时钟造成的,不具有重复性。

用户态与核心态:当一个任务(进程)执行系统调用而陷入内核**中执行时,我们就称进程处于内核运行态(或简称为内核态)。此时处理器处于特权级最高的(0级)内核**中执行。

当进程处于内核态时,执行的内核**会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。当进程在执行用户自己的**时,则称其处于用户运行态(用户态)。

即此时处理器在特权级最低的(3级)用户**中运行。当正在执行用户程序而突然被中断程序中断时,此时用户程序也可以象征性地称为处于进程的内核态。因为中断处理程序将使用当前进程的内核栈。

这与处于内核态的进程的状态有些类似。

2.操作系统结构。

操作系统主要功能:文件管理,处理器管理,设备管理,用户接口,存储器管理。

参数传递的几种方式:计算机向用户提问(需系统调用从键盘读入参数),通过窗口来获得参数。

设备管理与文件管理。

层次化与模块化的内存设计及优缺点:具有很明显的层次,每层相互独立,层与层通过某些接口连接,易于实现,但运行时间太慢。

3.进程。什么是进程。

pcb包括哪些内容。

进程切换要执行那些操作(context-switching)进程通讯。

权限设置(进程通讯中,共享内存,管道的权限)

pcb:进程状态,进程编号,程序计数器,cpu存储器,cpu调度信息,内存管理信息,记账信息,i/o状态信息。

4.线程。线程需要条件:应用程序要执行多个相似的任务。

线程组成: cpu使用的基本单元,线程id,程序计数器,寄存器集合,栈线程间共享:**段,数据段,其它系统资源(文件),堆线程私有:栈,寄存器。

***多用户进程->核心线程-> cpu数目直接的关系。

调度。为何需要scheduling(cpu):提高cpu的利用率。

scheduling设计约束:抢占调度,进程间的切换带来的时间花费fcfs(first come first served):sjf(short job first):

ps(priority scheduling):rr(round robin):

时间片长度:长度太短,进程间频繁地进行上下文切换,运行时间大大增加。长度太长就变成了fcfs算法。

6.进程同步。

解决临界区问题三条件:互斥,前进,有限等待。

忙等待:当一个进程位于临界区内时,其它试图进入临界区的进程都必须进入代续循环。

忙等待后果:浪费了cpu时钟。

semaphore信号量取值范围(单类型的资源): 1-n ~~1能否用disable interrupt方式实现访问互斥:不能。

7.死锁。死锁的必要条件:互斥,占有并等待,资源不能被抢夺,循环等待死锁预防,死锁避免和死锁检测banker’s algorithm

8.内存管理。

地址绑定。编译时:首地址变了,就要重新编译一下。载入时:可重定位**运行时:

连续内存分配、分页、分段。

内存碎片:内部碎片和外部碎片。

不同内存分配形式会产生何种碎片?(外,内,内)页地址空间(单层页表)

页表映射方法,共享页该如何操作?(相同的页表号码):**页共享数据页不共享段空间的映射。

段空间的地址表示,与实际内存地址的映射。

9.虚拟内存。

虚拟内存引入的目的:使程序员不受物理内存的限制优点:方便共享。

基本的页面替换算法:fifo,optimal和lru(least recent used)页面分配方法:全局和本地页面分配(替换)

10.文件系统接口。

文件引入。顺序读取,直接读取。

单层结构目录:便于理解和实现双层结构目录:解决了文件名的冲突树状结构目录:能访问其它用户的文件。

无环结构目录:可以共享文件和目录(树形结构不可行)文件权限: 100可读010可写001可执行。

11.文件系统实现文件块的分配方式:连续分配方式链接分配方式索引分配方式。

问题,给定一个文件的偏移量,如何定位到具体的逻辑存储块。。。性能:如何解决内存和二级存储器之间速度不一致问题:增加缓存。

常考大题:cpu调度3个算法算平均时间死锁的4个必要条件。

死锁banker’s algorithm算法。

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