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1、计算机操作系统学问点局部总结仅供参考第一章1、操作系统的定义、目标、作用操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩大。设计现代 OS 的主要目标是：便利性，有效性，可扩大性和开放性.OS 的作用可表现为：a. OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口；一般用户的观点b. OS 作为计算机系统资源的治理者；资源治理的观点c. OS 实现了对计算机资源的抽象.2、脱机输入输出方式和SPOOLing 系统假脱机或联机输入输出方式的联系和区分脱机输入输出技术(Off-Line I/O)是为了解决人机冲突及CPU 的高速性和I/O 设备低速性间的冲突而提出的.它削减了 CPU 的空闲
2、等待时间，提高了 I/O 速度. 由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的掌握下完成的，或者说，它们是在脱离主机的状况下进展的，故称为脱机输入输出方式；反之，在主机的直接掌握下进展输入输出的方式称为联机SPOOLing输入输出方式假脱机输入输出技术也提高了 I/O 的速度，同时还将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。3、多道批处理系统需要解决的问题处理机治理问题、内存治理问题、I/O 设备治理问题、文件治理问题、作业治理问题4、OS 具有哪几个根本特征?它的最根本特征是什么?a. 并发性(Concurrence),共享性(Sharing),虚拟性(Virtual),异步性(Asynch
3、ronism).b. 其中最根本特征是并发和共享.c. 并发特征是操作系统最重要的特征，其它三个特征都是以并发特征为前提的。5、并行和并发并行性和并发性是既相像又有区分的两个概念，并行性是指两个或多个大事在同一时刻发生；而并发性是指两个或多少个大事在同一时间间隔内发生。6、操作系统的主要功能，各主要功能下的扩大功能a. 处理机治理功能：进程掌握，进程同步，进程通信和调度.b. 存储治理功能：内存安排，内存保护，地址映像和内存扩大等c. 设备治理功能：缓冲治理，设备安排和设备处理，以及虚拟设备等d. 文件治理功能：对文件存储空间的治理，名目治理，文件的读，写治理以及檔的共享和保护7、操作系统与用
4、户之间的接口a. 用户接口：它是供给应用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统的效劳b. 程序接口：它是供给应程序员在编程时使用的接口，是用户程序取得操作第 1 页 共 7 页系统效劳的惟一途径。其次章1、进程的定义、特征，进程实体的组成进程是进程实体的运行过程，是系统进展资源安排和调度的一个独立单位。进程具有构造特征、动态性、并发性、独立性和异步性。进程实体由程序段、相关的数据段和 PCB 三局部构成。2、进程的三种根本状态及其转换运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、堵塞状态三个根本状态。进程三个根本状态转换图 P383、引入挂起状态的缘由，具有挂起状态的进程转换a. 终端用户的恳求
5、b. 父进程恳求c. 负荷调整的需要d. 操作系统的需要具有挂起状态的进程转换图 P394、创立进程的主要步骤a. 为一个进程创立 PCB，并填写必要的治理信息。b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中。5、进程掌握块PCB的作用PCB 是进程实体的一局部，是操作系统中最重要的记录型数据构造。 PCB 中记录了操作系统所需的用于描述进程状况及掌握进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的根本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。为什么说 PCB 是进程存在的唯一标志?在进程的整个生命周期中，系统总是通过其 PCB 对进程进
6、展掌握，系统是依据进程的 PCB 而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB 是进程存在的唯一标志。6、进程掌握块的组织方式链接方式、索引方式7、原语的定义、组成、作用原语是由假设干条指令组成的，用于完成肯定功能的一个过程，与一般过程的区分在于：它们是“原子操作”，它是一个不行分割的根本单位，在执行过程中不允许中断。原子操作在管态下执行，常驻内存。原语的作用是为了实现进程的通信和掌握，系统对进程的掌握如不使用原语，就会造成其状态的不稳定性，从而达不到进程掌握的目的。8、引起创立进程的大事用户登录、作业调度、供给效劳、应用恳求9、引起进程终止的大事正常完毕、特别完毕、外界干预10、
7、引起进程堵塞和唤醒的大事恳求系统效劳、启动某些操作、数据尚未到达、无工作可做11、临界资源和临界区临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源。属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等,软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等。 诸进程间应实行互斥方式，实现对这种资源的共享。每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section不管是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必需互斥地对它进展访问。12、同步机制应遵循的规章空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待13、进程通信的类型高级通信机制可归结为三类：共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统。14、线程的定义、属性在多线程 O
8、S 中，通常是在一个进程中包含多个线程，每个线程都是作为利用 CPU 的根本单位，是花费最小开销的实体。线程具有下述属性：1轻型实体线程中的实体根本上不拥有系统资源，只是有一点必不行少的、能保证其独立运行的资源。（2） 独立调度和分派的根本单位（3） 可并发执行。4共享进程资源。15、进程和线程的比较a. 调度性。在传统的操作系统中，拥有资源的根本单位和独立调度、分派的根本单位都是进程，在引入线程的 OS 中，则把线程作为调度和分派的根本单位， 而把进程作为资源拥有的根本单位；b. 并发性。在引入线程的 OS 中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使
9、OS 具有更好的并发性；c. 拥有资源。无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个根本单位，而线程除了拥有一点在运行时必不行少的资源外， 本身根本不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；d. 系统开销。由于创立或撤销进程时，系统都要为之安排和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程，因此，操作系统在创立、撤销和切换进程时所付出的开销将显著地大于线程。第三章1、高级调度与低级调度的区分高级调度又称为作业调度或长程调度，调度对象是作业，作业调度往往发生于一个批作业运行完毕，退出系统，而需要重调入一个批作业进入内存时，故作业调度
10、的周期长；低级调度又称为进程调度和短程调度，调度物件为进程或内核级线程，进程调度的运行频率最高，是最根本的一种调度，多道批处理、分时、实时三类 OS 中必需配置这种调度。引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、低级调度的功能保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器安排给进程3、进程调度方式1非抢占方式实现简洁、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境2抢占方式原则：优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则4、同时具有三级调度的调度队列模型当在 OS 中引入中级调度后，人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪，类似的堵塞状态也可以同样划分。5、三大调度算
11、法在中调度实质是一种资源的安排。先来先效劳和短作业进程优先调度算法、高优先权优先调度算法、基于时间片的轮转调度算法。6、高响应比优先调度算法优先权等待时间要求效劳时间要求效劳时间响应比等待时间要求效劳时间要求效劳时间响应时间要求效劳时间7、最低松弛度优先调度算法即 LLF 算法该算法是依据任务紧急或松弛的程度，来确定任务的优先级。涉及到计算题，参照课本认真争论。8、何谓死锁？产生死锁的缘由和必要条件是什么？a. 死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，假设无外力作用，这些进程都将永久不能再向前推动；b. 产生死锁的缘由有二，一是竞争资源，二是进程推动挨次非法；c. 必要条件是: 互斥条件，
12、恳求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。、处理死锁的根本方法预防死锁破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件避开死锁破坏产生死锁的四个必要条件检测死锁通过系统设置的检测机构，准时检测出死锁的发生解除死锁撤销或挂起一些进程、预防死锁的方法a.摒弃“恳求和保持“条件b.摒弃“不剥夺“条件c.摒弃“环路等待“条件第四章、存储器按存储量、速度怎么划分？对于通用计算机而言，存储层次至少应具有三级：最高层为 CPU 存放器、中间为主存、最底层为辅存，较高档点的依据具体功能还可细分为：存放器；高速缓存、主存储器、磁盘缓存；固定硬盘、可移动存储介质等 6 层。主存储器简称内存或主存：容量一般为数十 MB
13、 到数 GB，其访问速度远低于 CPU 执行指令的速度。为此引入存放器和高速缓存，存放器访问速度最快， 价格昂贵，容量不大；高速缓存容量大于或远大于存放器，从几十 KB 到几十MB，访问速度快于主存储器。、程序的装入方式确定装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式、程序的链接方式分类静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接、对换的定义、分类、实现对换是把内存中临时不能运行的进程或者临时不用的程序和数据调到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存。以整个进程为单位，称为“整体对换”或“进程对换”；以“页”或“段”为单位， 分别称为“页面对换”
14、和“分段对换”，又称为“局部对换”为了实现进程对换，系统必需能实现三方面的功能：对换空间的治理、进程的换出，以及进程的换入。、页面与页表分页存储治理是将一个进程的规律地址空间分成假设干个大小相等的片，称为页面或页由于进程的最终一页常常装不满一块而形成不行利用的碎片，称为“页内碎片”。系统为每个进程建立一张页面映像表，简称页表。页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射。、分页系统的地址变换机构涉及到图形，分别是 P132 和 P133 、分段存储治理方式的引入缘由引入分段存储治理方式，主要是为了满足用户和程序员的一些需要： 便利编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接 、分段系统的根本原理
15、在分段存储治理方式中，作业的地址空间被划分为假设干个二维段，每个段定义了一组规律信息，规律地址由段号和段内地址组成。每个段在表中占有一个表项，其中记录了该段在内存中的起始地址又称为“基址”。段表是用于实现从规律段到物理内存区的映射。、分段和分页的主要区分a. 分页和分段都承受离散安排的方式，且都要通过地址映射机构来实现地址变换，这是它们的共同点；b. 对于它们的不同点有三，第一，从功能上看，页是信息的物理单位，分页是为实现离散安排方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率，即满足系统治理的需要，而不是用户的需要；而段是信息的规律单位，它含有一组其意义相对完整的信息，目的是为了能更好地满足用户的
16、需要；c. 页的大小固定且由系统确定，而段的长度却不固定，打算于用户所编写的程序；d. 分页的作业地址空间是一维的，而分段的作业地址空间是二维的. 、虚拟存储器的特征及其内部关联a. 虚拟存储器具有屡次性，对换性和虚拟性三大主要特征；b. 其中所表现出来的最重要的特征是虚拟性，它是以屡次性和对换性为根底的， 而屡次性和对换性又必需建立在离散安排的根底上。 、最正确置换算法和先进先出置换算法涉及到关键的作图和计算答题，参照课本 P150 、最近最久未使用置换算法 、恳求分段系统的地址变换过程涉及到关键的考试内容，请参考课本 P156图 4-33 认真争论、分段保护实行以下措施保证信息安全：越界检
17、查、存取掌握检查、环保护机构第五章、设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类按设备的使用特性分类：存储设备又称外存、后备存储器、关心存储器；输入输出设备又可具体划分：输入设备键盘、鼠标、扫描仪、视频摄像、各类传感器、输出设备打印机、绘图仪、显示器、数字视频显示设备、音响输出设备、交互式设备按传输速率分类：低速设备键盘、鼠标、语音的输入输出设备；中速设备行式打印机、激光打印机；高速设备磁带机、磁盘机、光盘机。按信息交换的单位分类：块设备磁盘；字符设备交互式终端、打印机按设备的共享属性分类：独占设备；共享设备磁盘；虚拟设备、设备掌握器的组成设备掌握器由以下三局部组成：1设备掌握器与处理
18、机的接口，该接口用于实现 CPU 与设备掌握器之间的通信，供给有三类信号线：数据线、地址线和掌握线。2设备掌握器与设备的接口，可以有一个或多个接口，且每个接口连接一台设备。每个接口都存在数据、掌握和状态三种类型的信号。3I/O 规律， 用于实现对设备的掌握。其通过一组掌握线与处理机交互，处理机利用该规律向掌握器发送 I/O 命令，I/O 规律对收到的命令进展译码。、I/O 通道设备如何引入虽然在和 I/O 设备之间增加了设备掌握器后，已能大大削减 CPU 对I/O 的干预，但当主机配置的外设很多时，CPU 的负担仍旧很重，为此，在 和设备掌握器之间又增设了通道。I/O 通道是一种特别的处理机，
19、它具有执行 I/O 指令的力量，并通过执行通道I/O程序来掌握 I/O 操作。、有哪几种 I/O 掌握方式？各适用于何种场合？I/O 掌握方式：程序 I/O 方式、中断驱动I/O 掌握方式、DMAI/O 掌握方式、I/O 通道掌握方式。程序 I/O 方式适用于早期的计算机系统中，并且是无中断的计算机系统；中断驱动I/O 掌握方式是普遍用于现代的计算机系统中；DMA I/O 掌握方式适用于 I/O 设备为块设备时在和主机进展数据交换的一种 I/O 掌握方式；当 I/O 设备和主机进展数据交换是一组数据块时通常承受 I/O 通道掌握方式， 但此时要求系统必需配置相应的通道及通道掌握器。、掌握器的组
20、成DMA 掌握器由三局部组成：主机与掌握器的接口、DMA 掌握器与块设备的接口、I/O 掌握规律。、为了实现主机与掌握器之间成块数据的直接交换，需设置掌握器中四类存放器DR：数据存放器，暂存从设备到内存或从内存到设备的数据MAR：内存地址存放器DC：数据计数器，存放本次 CPU 要读或写的字节数CR：命令状态存放器，接收从CPU 发来的 I/O 命令，或相关掌握信息，或设备状态、缓冲的引入缘由操作系统引入缓冲机制的主要缘由可归结为以下几点：1缓和 CPU 与 I/O设备间速度不匹配的冲突；2削减对 CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制；3提高 CPU 与 I/O 设备之间的并行性。8、
21、缓冲池的组成、工作方式三个队列：空缓冲队列、输入队列、输出队列四种工作缓冲区：1用于收容输入数据的工作缓冲区；2用于提取输入数据的工作缓冲区；3用于收容输出数据的工作缓冲区；2用于提取输出数据的工作缓冲区；缓冲区工作方式参照图P176 图 5159、SPOLLing 系统的定义、组成、特点SPOOLing 系统是对脱机 I/O 工作的模拟，其必需有高速随机外存通常承受磁盘的支持。SPOOLing 系统主要有以下四个局部：1输入井和输出井，为磁盘上开拓的两大存储空间，分别模拟脱机输入/出时的磁盘，并用于收容I/O 设备输入的数据和用户程序的输出数据；2输入缓冲区和输出缓冲区，在内存中开拓，分别用
22、于暂存由输入设备和输出井送来的数据；3输入进程 SPi 和输出进程 SPo，分别模拟脱机输入/出时的外围掌握机，用于掌握 I/O 过程；4I/O 恳求队列，由系统为各个 I/O 恳求进程建立的 I/O 恳求表构成的队列。SPOLLing 系统的特点：提高了 I/O 的速度；将独占设备改造为共享设备； 实现了虚拟设备功能。第六章、文件的定义、属性文件是指由创立者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合，可分为有机构文件和无构造文件。文件的属性包括：文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间 、文件类型按用途、文件中数据的形式、存取掌握属性、组织形式和处理方 式如何划分？按用途分类：系统文
23、件、用户文件、库文件按文件中数据的形式分类：源文件、目标文件、可执行文件按存取掌握属性分类：只执行文件、只读文件、读写文件按组织形式和处理方式划分：一般文件、名目文件、特别文件、有构造文件按不同方式组织形成哪几种文件？挨次文件、索引文件、索引挨次文件、挨次文件的适用场合、优缺点最正确适用场合是在对诸记录进展批量存取时。批量存取时对挨次文件的存取速率是全部规律文件中最高的；只有挨次文件能存储在磁带上，并能有效地工作。在交互应用场合，挨次文件表现出来的性能很差；假设想增加或删除一个记录都比较困难。、对名目治理的要求有哪些？对文件名目的治理有以下要求：a) 实现“按名存取”b) 提高对名目的检索速度c)文件共享d) 允许文件重名