武汉理工大学 操作系统复习
第一章
1. 操作系統的地位:緊貼硬件之上,并在所有其他軟件之下。提供其他軟件的支撐環境,是計算機資源的管理者
2. 定義:是管理和控制計算機系統中各種硬件和軟件資源、合理地組織計算機工作流程的系統軟件,是用戶與計算機之間的接口
3. 計算機體系結構不斷發展
4.操作系統發展歷史
1)手工操作主要矛盾:資源利用率低、cpu利用率低、手工操作太慢
2)單道批處理:由專門的監督程序自動處理
(1) 聯機批處理:作業處理成批進行、實現作業的自動轉接(減少人工操作時間)但慢速的IO使得CPU得不到發揮(2) 脫機批處理:設置衛星機管理IO,監督程序管理作業的運行、改善了cpu和IO的使用效率提高了吞吐量、但監督程序和系統程序易受用戶程序破壞,還是需要人工操作單道批處理特點:自動性、順序性、單道性
主要問題:CPU和I/O設備的使用忙閑不均
3) 多道批處理系統
在內存中同時存放多道程序,在管理程序的控制下交替執行,這些作業共享 CPU 和系統其他資源
4)分時系統
多用戶分時
原理:把處理機的運行時間分片,按時間片輪轉
5) 實時系統
要求:響應時間短、系統可靠性高、安全性高
5. 操作系統的分類
1)批處理系統
特點:用戶脫機、作業成批、多道程序并發 優點:系統資源利用率高、系統吞吐量大 缺點:等待時間長、無交互能力2)分時操作系統
特點:多路性、獨立性、交互性、及時性 優點:響應快、界面友好、多用戶便于普及、便于資源共享3)實時操作系統
特點:即時響應、高可靠性 典型實時系統:過程控制系統、信息查詢系統、事務處理系統 交互能力相對于分時系統來說較弱4)網絡操作系統
功能:網絡通信功能、網絡服務功能、網絡資源管理功能、網絡管理5)分布式操作系統
以計算機網絡為基礎,所有系統可以在系統中任何處理機上運行,自動實現全系統范圍內的任務分配并自動調度各處理機的負載。6)個人計算機系統
6. 操作系統的功能
1)存儲管理
2)處理機管理
3)設備管理
4)文件管理
5)用戶接口
7. 操作系統的特征
1)并發
2) 共享
3)虛擬
4)異步性
第二章
8. 作業:要求計算機按照指定步驟對應用程序進行處理并得到計算結果的加工工作。
在一次應用業務處理過程中,從輸入開始到輸出結束用戶要求計算機所做的關于該次業務處理的全部工作。
9. 作業由程序、數據、作業說明書三部分構成。
10. 作業說明書:作業的基本情況、作業的控制描述、作業資源要求描述
11. 作業控制塊(JCB):包括作業名、估計執行時間、優先級、作業說明書文件名、資源要求、作業狀態等等。
12. 作業輸入輸出方式
1)聯機:交互會話輸入輸出、主機直接控制IO、作業處理與IO不能并行
2)脫機:后援存儲器與主機交換、需要人工干預
3)直接耦合:大容量公用存儲器在外圍處理機和主機之間交換作業、調高主機利用率、無需人工干預、成本較高
4)SPOOLING:多臺外圍設備通過通道或DMA和主機與外存設備連接起來
5)網絡聯機
13. 作業控制方式:脫機:輸入作業說明書,作業運行由系統控制。聯機:人機會話方式控制作業運行
14. 操作系統提供的用戶接口:命令控制接口(操作接口)、系統功能接口(程序接口)
15. 系統調用是是操作系統給軟件開發人員的唯一接口。系統調用包括:設備管理、文件管理、進程控制、進程通信、存儲管理等。
16. 陷阱處理機構:系統調用服務時的中斷處理機構。每個系統調用對應一個功能號,陷阱程序需要把功能號與入口地址表對應起來。
17. 處理機的執行狀態分為:用戶態和系統態。為了不讓用戶程序訪問系統程序,反應處理機硬件狀態的處理機狀態字PSW中的相應位要從用戶執行模式轉換為系統執行模式。
18. 系統調用和普通過程調用異同點:
相同點:改變指令流程、重復執行和公用、改變指令流程后需要返回原處
不同點:系統調用是動態調用,call方式是靜態調用
執行狀態不同
進入方式不同,系統調用是int或trap指令,普通調用是call或jmp
第三章
19. 程序執行的兩種方式:順序執行、并發執行
20. 進程是指一個具有獨立功能的程序對某個數據集在處理機上的執行過程和分配資源的基本單位。
21. 進程分為系統進程和用戶進程
22. 進程和程序的區別:進程是動態的,程序是靜態的、進程具有并發特征,程序沒有、程序和進程之間沒有一一對應關系、各個進程在并發執行的過程中會產生相互制約的關系
23. 進程和作業的區別:進程:已提交完畢程序的執行過程的描述,是資源分配的基本單位
作業:是用戶要求計算機完成某項任務時要求計算機所作工作的集合。
24. 作業是用戶向計算機提交任務的任務實體 ,進程則是完成用戶任務的執行實體
一個作業可由多個進程組成,且至少必須由一個進程組成,但反過來不成立
25. 進程通常由 程序、 數據集合和 進程控制塊PCB三部分組成
26. 進程上下文是對進程執行活動全過程的靜態描述
27. 任何進程都有自己的地址空間,被稱為進程空間
28. 進程的三種狀態:運行、就緒、等待狀態
29. 進程控制使用原語:是在系統態下執行的完成系統特定功能的程序段
30. P操作信號量減1,表示占用。V操作信號量加1表釋放。
31. P 、V操作必須 操作必須 成對出現有一個P操作就一定有一個V操作。
當為互斥操作時,它們處于同一進程中;
當為同步操作時,則在不同一進程中出現。
兩個兩個P 操作在一起時,P操作的順序至關重要:同步同步P 操作在互斥P操作之前,而兩個兩個V操作的順序無關緊要。
用于互斥操作的信號量為公用信號量
用于同步操作的信號量為私有信號量
32. 讀者寫者里面兩個互斥信號量,有個是控制Rcount訪問的
33. 產生死鎖的的四個條件:互斥條件、部分分配(請求和保存條間)、不剝奪條件(沒使用完之前不剝奪)、環路條件
34. 進程之間通信分為:低級通信(傳輸控制信息,速度快但內容少編程復雜)、高級通信、直接通信、間接通信
第四章
35. 調度層次:作業調度(選擇外存中作業,預分配資源)、交換調度(內外存交換)、進程調度、線程調度
其他問題:作業調度和進程調度的任務及功能
常用的調度算法思想,及性能評價
1.先來先服務算法(FCFS)
2.時間片輪轉法(RR)
3.短作業優先法(SJF)
4.最高響應比優先法(HRN)
5.線性優先級法(SRR)
6.多級反饋輪轉法
第五章
37. 重定位:可執行文件裝入時,可執行文件中的地址和內存地址的對應。
38. 分區:把內存分為一些大小相等或不等的分區,除操作系統占用一個分區外,其余分區用來存放進程的程序和數據。
39. 動態分區法:在作業的處理過程中劃分區域(根據需要確定大小)
40. 分頁
邏輯空間分頁:程序地址空間分成大小相等的頁(頁面的大小為2n通常1KB,2KB,nKB等)。每頁都有一個頁號,從0開始編排。
內存空間分塊 :把內存也按頁的大小分成內存塊或頁面,同樣從0開始編排
16進制 8進制 2進制直接數多少位是頁內地址,多少位是頁號就行。
41.請求式頁式管理置換算法:隨機淘汰、輪轉法先進先出、最近最久未使用
總結
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