2022年7级计算机操作系统复习资料.docx

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1、精品学习资源名词说明1. 操作系统：它是一组掌握和治理运算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度， 以及便利用户使用的程序的集合；它是一个系统软件；2. 批处理系统：系统对多个作业进行成批处理；批处理系统旨在提高系统资源的利用率和系统吞吐量； ）3. 多道程序设计：在系统中，用户所提交的作业都先放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按肯定的算法从后备队列中挑选如干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源； ；在将它们调入内存后，便分别为它们建立进程，使它们都成为可能获得处理机的就绪程序，并依据肯定的算法将它们插入就绪队列 在后备队列上等待的每个作业都需经

2、过调度才能执行将作业从外存调入内存；5. 进程调度：进程调度的任务是从进程的就绪队列中，依据肯定的算法选出一个进程，吧处理机安排给它，并为它设置运行现场，是进程投入执行；在多线程OS中，通常是把线程作为独立运行和安排处理机的基本单位，为此，须把就绪线程排成一个队列，每次调度室，是从就绪线程队列中选出一个线程，把处理机安排给它；6. 地址映射：一个应用程序经编译后，通常会形成如干个目标程序；这些目标程序再经过链接便形成了可装入程序；这些程序的地址都是从0 开头的，程序中的其它地址都是相对于起始地址运算的；由这些地址所形成的地址范畴成为地址空间，其中的细致成为“规律地址”或“相对地址”；此外，由内

3、存中的一系列单元所限定的地址范畴成为“内存空间”，其中的地址称为“物理地址”；在多道程序环境下，每道程序不行能都从0 地址开头装入内存，这就只是地址空间的规律地址和内存空间的物理地址不相一样；为使程序能正确运行，储备器治理必需供应地址映射功能 ，以将地址空间中的规律地址转换为内存空间中与之对应的物理地址；该功能应在硬件的支持下完成；7. 进程掌握块 PCB：为了描述和掌握进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构进程掌握块，它是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构；PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情形以及掌握进程运行的全部信息；PCB 的作用是使一个在多道程序

4、环境下不能独立运行的程序 含数据 ，称为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程；当系统创建一个新进程是，就为它建立了一个PCB；进程终止时又回收其PCB，进程于是也随之消亡；由于PCB常常被系统拜访，故PCB应常驻内存；8. 原语 ：它是由如干条指令组成的，用于完成肯定功能的一个过程；它与一般过程的区分在于：它们是“原子操作”；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确定性，从而达不到进程掌握的目的；9. 原子操作：是指一个操作中的全部动作要么全做，要么全不做；它是一个不行分割的基本单位；因此，在程序执行过程中不答应被中断；原子操

5、作在管态下执行，常驻内存；10. 管道：是指用于连接一个读进程和一个写进程以实现它们之间通信的一个共享文件；又名 pipe 文件；向管道 共享文件 供应输入的发送进程 即写进程 ，以字符流形式将大量的数据送入管道；而接受管道输出的接收进程 即读进程 ，就从管道中接收 读数据，由于发送进程和接收进程是利用管道进行通信的，故又称为管道通信；它能有效地传送大量欢迎下载精品学习资源数据；11. 作业掌握块：为了治理和调度作业，在多道批处理系统中为每个作业设置了一个作业掌握块，犹如进程掌握块是进程在系统中存在的标志一样，它是作业在系统中存在的标志，其中储存了系统对作业进行治理和调度所需的全部信息；在JC

6、B 中所包含的内容因系统而异，通常应包含的内容有：作业标志、用户名称、用户账户、作业类型CPU 繁忙型、I/O繁忙型、批量型、终端型、作业状态、调度信息、资源需求、进入系统时间、开头处理时间、作业完成时间、作业退出时间、资源使用情形等；每当作业进入系统是，系统便为每个作业建立一个JCB，依据作业类型将它插入相应地后备队列中；作业调度程序依据肯定的调度算法来调度他们，被调度到的作业将会装入内存；在作业运行期间，系统就依据JCB 中的信息对作业进行掌握；当一个作业执行终止进入完成状态时，系统负责回收安排给它的资源，撤消它的作业掌握块；12. 死锁：指多个进程在运行过程中因竞争/ 争夺资源而造成的一

7、种僵局，当进程处于这种僵持状态时，如无外力作用，它们都将永久不能再向前推动；13. 死锁预防：系统事先实行措施，对进程申请资源的要求加以限制，使得死锁没有条件发生； 该方法是通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，但由于所施加的限制条件往往太严格，因而可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低 14. 死锁防止：在进程运行过程中提出资源申请时，系统加以检测，打算是否安排资源； 它并不须事先实行各种限制措施去破坏产生死锁的四个必要条件，而是在资源的动态安排过程中，用某种方法去防止系统进入担心全状态，从而防止发生死锁； 15. 碎片：系统中每次为作业安排内存后所切割下来

8、的剩余的不能被利用的小分区称为“零头”或“碎片”，碎片又分内部碎片和外部碎片16. 对换 SWAPPING： 是指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出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已经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；对换是提高内存利用率的有效措施；17. 离散安排方式：将一个进程直接分散地安排到很多不相邻的分区中使用储备空间, 不再进行 “紧凑 ”；假如离散安排的基本单位是页，就成为分页储备器治理方式；假如离散安排的基本单位是段，就成为分段式储备治理方式；18. 页式治理：它属于离散安排方式，便于多道程序设计，提高了内存的利用率，而不必像动态分区安

9、排那样执行紧凑操作，但仍存在缺点：1采纳动态地址映射会增加运算机成本和降低处理机的速度；2各种表格要占用肯定容量的内存空间，而且仍要花费一部分处理机时间来建立和治理这些表格；3 虽然排除了大量碎片，但每个作业的最终一页一般都有不能充分利用的空白区；4 储备扩充问题仍未得到解决；当没有足够空间能装下整个作业地址空间时，该作业仍是无法运行；19. 页表：即页面映射表PMT，每个进程有一张也表；它用于该进程的地址映射，记录了进程每个页号及其对应的储备块号；它的作用是实现从页号到物理块号的地址映射；20. 快表：又称“联想寄存器”，它是在地址变换机构中增设的一个具有并行查寻才能的特别高速缓冲寄存器，用

10、以存放正在运行进程的当前最常用的页号和相应块号；它提高了地址变换速度；在地址变换过程中，快表不断地被修改，假如联想寄存器已满，就OS必需找到一个老大且已被认为不再需要的页表项，将它换出；21. 段式治理：引入分段储备治理方式，主要是为了满意用户和程序员的下述一些列需要：便利变成、信息共享、信息爱护、动态增长、动态链接；在分段储备治理方式中，作欢迎下载精品学习资源业的地址空间被划分为如干个段，每个段定义了一组规律信息；分段式储备治理系统为每个分段安排了一个连续的分区，而进程中的各个段可以离散地移入内存中不同的分区中；22. 段表：为使程序能正常运行，亦即，能从物理内存中找出每个规律段所对应的位置

11、， 应像分页系统那样，在系统中为每个进程建立一张段映射表；每个段在表中占有一个表项，其中了记录了该段在内存中的起始地址 基址 和段的长度；段表可以存放在一组寄存器中，也可以放在内存中；在配置了段表后，执行中的进程可通过查找段表找到每个段所对应的内存区； - 段表用于实现从规律段到物理内存区的映射；23. 虚拟储备器：是指具有恳求调入功能和置换功能，能从规律上对内存内容加以扩充的一种储备器系统；它的特点有：多次性、对换性和虚拟性；把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存 ”；虚拟储备器的实现是建立在离散安排的内存治理技术的基础上；24.虚拟储备技术：从规律上扩充内存容量；它是

12、一种性能特别优越的储备器治理技术， 被广泛地应用于大、中、小型机器和微型机中；25. 页面置换：在进程运行过程中，如所要拜访的页面不在内存而需要把它们调入内存， 但内存中无闲暇空间时，为了保证进程能正常运行系统必需从内存中调入一页程序或者数据送磁盘对换区；但应将哪个页面调出，须依据肯定的算法来确定；通常，把挑选换出页面的算法成为页面置换算法；常用的页面置换算法有：正确置换算法、先进先出页面置换算法和最近最久未使用算法；26. 虚设备：在一类设备上模拟另一类设备，常用共享设备模拟独占设备，用高速设备模拟低速设备，被模拟的设备称为虚设备；将慢速的独占设备改造成多个用户可共享的设备，提高设备的利用率

13、）通过虚拟技术将一台独占设备变换为如干台规律设备，供如干个用户同时使用；27. 虚设备技术 :为解决独占设备数量少、速度慢、不能满意众多进程的要求，而且在进程独占设备期间设备利用率又比较低的情形而提出的一种设备治理技术；这就是虚拟设备技术、核心思想是在一台共享设备上模拟独占设备的操作，把一台低速的独占设备改造成为如干台可并行操作的虚拟设备，即把独占设备变成规律上的共享设备；28. 通道： ：能执行指令全集 包括特权，非特权指令, 具有转变 CPU状态的才能 , 操作系统在管态下运行 . 目态 普态 ：只能执行非特权指令, 用户程序在目态下运行. 假如在目态下用户执行了特态指令 , 就产生中断

14、, 由操作系统得到掌握权, 而特权指令被停止 .：文件掌握块是操作系统为治理文件而设置的数据结构，存放了为治理文件所需的全部有关信息，即基本信息、存取掌握信息和使用信息；文件掌握块是文件 存在的标志；36. 文件目录： 文件掌握块的有序集合称为文件目录，即一个文件掌握块就是一个文件目录项；通常，一个文件目录也被看成是一个文件；37. 肯定路径名：从树根开头的路径名为肯定路径名38. 当前目录：为了提高文件检索速度，文件系统向用户供应了一个当前正在使用的目录，称为当前目录；查找一个文件可从当前目录开头，使用部分路径名；当前目录可依据需要任意转变；当前目录一般存放在内存；为每个进程设置一个“当前目

15、录 ”排除使用全文件名拜访文件的麻烦；13. 复原现场在进程调度中有表达，结合储存现场懂得；问答题1.分时系统解答：又称交互作用系统，它能很好得将一台运算机供应应多个用户同时使用，提高运算机的利用率；它被常常应用于查询系统中，满意很多查询用户的需要 如人- 机交互、共享主机、便于用户上机 用户期望能通过自己的终端直接将作业传送到机器上进行处理，并能对自己的作业进行掌握，分时系统有以下四个特点：多路性 / 同时性 答应在一台主机上同时连接多台联机终端，系统按分时原就为每个用户服务、独立性 每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰、准时性 用户的恳求能在很短的时间内获得响应、交互性 用户可以通

16、过终端与系统进行广泛的人机对话，能向终端用户供应数据处理和资源共享等2.服务 ； 实时系统解答：指系统能准时 或即时 响应外部大事的恳求，在规定的时间内完成对该大事的处理，并掌握全部实时任务和谐一样地运行；它的特点有：多路性 系统周期性地对多路现场信息进行采集 、独立性 实时信息处理系统中的每个终端用户在向实时系统提出服务恳求时，是彼此独立地操作，互不干扰；而实时掌握系统中，对信息的采集和对对象的掌握也都是彼此互不干扰 、准时性 、交互性 人与系统的交互仅限于拜访系统中某些特定的专用服务程序 、牢靠性 系统中实行了多级容错措施来保证系统和数据的安全性，具有高度的牢靠性 3. 进程的并发性指什么

17、解答： 通常的程序是静态实体，在多道程序系统中，它们是不能独立运行的，更不能和其欢迎下载精品学习资源他程序并发执行，引入进程，就是为了使多个程序能并发执行 ，并发性是指两个或多个大事在同一时间间隔内发生，这里是指多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行；引入进程的目的也是为了使其进程实体能和其它进程实体并发执行；而程序 没有建立 PCB是不能并发执行的；4. 操作系统的特性解答：操作系统具有并发性、共享性、虚拟技术和异步型这四个基本特点；并发性是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生；共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程 线程 共同使用，相应地， 把这种资源共同使用称为资源

18、共享，或称为资源复用，由于各种资源的属性不同，进程对资源复用的方式也不用，目前实现资源共享的方式有：互斥共享方式和同时拜访方式；虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为如干个规律上的对应物；用于实现虚拟的计数称为虚拟技术，在OS中利用时分复用技术和空分复用技术实现虚拟技术；异步性是由于资源等因素的限制，使进程的执行通常不能一气呵成，而是以停停走走的方式运行；很可能先进入内存的作业后完成，而后进入内存的作业先完成，或者说， 进程是以人们不行预知的速度向前推动；5. 操作系统的功能解答：操作系统具有这样几方面的功能：处理机治理功能、储备器治理功能、设备治理功能、文件治理功能、向用户供应便利的用户接口

19、和面对网络的服务功能 便利运算机联网；在多道程序系统中，处理机的安排和运行都是以进程为基本单位，由于对处理机的治理可归结为对进程的治理；在引入了线程的OS中，也包含对线程的治理；处理机治理的主要功能是创建和撤消进程 线程 ，对诸进程 线程 的运行进行和谐，实现进程 线程 之间的信息交换，以及依据肯定的算法把处理机安排给进程 线程；储备器治理的主要任务是为多道程序的运行供应良好的环境，便利用户使用储备器，提高储备器的利用率以及能从规律上扩充内存；为此，储备器治理应具有内存安排、内存爱护、地址映射和内存扩充等功能；设备治理用于治理运算机系统中全部的外围设备，而设备治理的主要任务是：完成用户进程提出

20、的I/O恳求；为用户进程安排其所需的I/O设备；提高CPU和 I/O设备的利用率；提高I/O速度；便利用户使用I/O设备；它应具有缓冲治理、设备安排和设备处理以及虚拟设备等功能；文件治理的主要任务是对用户文件和系统文件进行治理，以便利用户使用，并保证文件的安全性；为此，文件治理应具有对文件储备空间的治理、目录治理、文件的读写治理以及文件的共享与爱护等功能；操作系统与用户之间的接口可以分为两大类：用户接口 供应应用户使用的接口，用户可以通过该接口去的操作系统的服务和程序接口 供应应程序员在编程时使用的接口，是用户程序取得操作系统服务的惟一途径；6. 进程实体解答：由程序段、相关的数据段和PCB

21、三部分便构成了进程实体；进程实体是一个能独立运行、独立安排资源和独立接受调度的基本单位；在很多情形下所说的进程，实际上是指进程实体；例如，所谓的创建进程，实质上是创建进程实体中的PCB；进程实体有肯定的生命期，而程序就只是一组有序指令的集合，并存放于某种介质上，其本身并不具有运动的含义，因而是静态的；7. 进程状态转换欢迎下载精品学习资源解答：运行中的进程可能具有以下三种基本状态：就绪状态、执行状态、堵塞状态；但在另一些系统中，又增加了挂起状态；具有挂起状态的进程状态图如右图所示：1 、活动就绪静止就绪进程未被挂起的就绪状态称为活动就绪状态，此时进程可接受调度；处于活动就绪状态的进程被挂起时，

22、 该进程便转变为静止就绪状态，此时进程不再接受调度；通常，新建的进程进入活动就绪状态，以便尽快得到调度；2 、活动堵塞静止堵塞进程未被挂起的堵塞状态称为活动堵塞状态，此时进程可以因某等待大事的完成而转变为活动就绪状态；当处于活动堵塞状态的进程被挂起时，该进程便转变为静止堵塞状态；3 、静止就绪活动就绪：处于静止就绪状态的进程被激活后，该进程转变为活动就绪状态，进程可以重新接受调度；4 、静止堵塞活动堵塞静止堵塞状态下的进程被激活转变为活动堵塞5 、静止堵塞静止就绪处于静止堵塞状态的进程在所期望的大事显现后，将从静止堵塞状态转变为静止就绪状态，仍旧处于静止状态； 可以不用等待外部大事，但是得等待

23、激活8. PV 操作两个标准的原子操作Atomic Operation waitS 和 signalS来拜访；这两个操作始终被分别称为 P、V 操作； wait 和 signal 操作可描述为：waitS: while S0 do no-op； S =S-1 ；P 操作signalS:S =S+1；V 操作可以利用信号量来描述程序或语句之间的前趋关系，右图示出了一个前趋图，其中S1，S2 S6 是最简洁的程序段 只有一条语句 ；如用 P、 V 操作描述图中的前趋关系，就需在每个有向边上设一个信号量，初值为0；第一，对全部到达Si的有向边上的信号量做P 操作，然后执行Si ，最终再对全部从Si离

24、去的有向边的信号量做 V 操作，就 Si 并发执行时仍能保证其前趋关系；如为保证 S1-S2， S1-S3 的前趋关系，应分别设置信号量a 和 b，同样，为了保证S2-S4 ，S2-S5， S3-S6， S4-S6， S5-S6，应设置信号量 c,d,e,f,g；Var a,b,c,d,e,f,g： semaphore =0,0,0,0,0,0,0；beginparbeginbegin S1； signala； signalb； end ；欢迎下载精品学习资源begin waita； S2 ；signalc；signald； end ；begin waitb； S3 ；signale；end

25、；begin waitc； S4 ；signalf；end ；begin waitd； S5 ；signalg；end ；begin waite； waitf； waitg； S6 ； end ；parend end由上可知即使进程S2 排在首位，也因执行P 操作而被堵塞，需要Va 操作来解封，从而保证了前趋关系9. 最短作业优先调度算法 SJPF解答：它是指对短作业或短进程优先调度的算法，它们可以分别作用于作业调度和进程调度；短作业优先的调度算法是从后备队列中挑选一个或者如干个估量运行时间最短的作 业，将它们调入内存运行；而短进程优先调度算法就是从就绪队列中选出一个估量运行时间最短的进程，将

26、处理机安排给他，使它立刻执行并始终执行到完成，或发生某大事而被堵塞舍弃处理机时再重新调度；10. 高响应比优先调度算法解答：为每个作业引入动态优先权，并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a 提高，就长作业在等待肯定的时间后，必定有机会安排处处理机；优先权的变化规律可描述为：由于等待时间与服务时间之和，就是系统对该作业的响应时间，故该优先权又相当于响应比 RP；据此，又可表示为：由上式可以看出：1. 假如作业的等待时间相同，就要求服务的时间愈短，其优先权愈高，因而该算法有利于短作业；2. 当要求服务的时间相同时，作业的优先权打算于其等待时间，等待时间愈长，其优先权愈高，因而它实现的是先来先

27、服务；3. 对于长作业，作业的优先级可以随等待时间的增加而提高，档期等待时间足够长时， 其优先级便可升到很高，从而也可获得处理机；简言之，该算法既照料了短作业，又考虑了作业到达的先后次序，不会使长作业长期得不到服务；当然，利用该算法时，每要进行调度之前，都须先做响应比的运算，这会增加系统开销；11. 死锁产生的条件解答：死锁的发生必需具备以下4 个必要条件：1互斥条件：一个资源在某一时刻只能安排给一个进程；如一个进程申请某资源时，该资源被另一进程占用，就申请者等待，直到占有者释放该资源时才可能获得；2恳求与保持条件：指进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源恳求，而该资源又已被其它进程占

28、有，此时恳求进程堵塞，但对自己已获得的其它资源保持不放；欢迎下载精品学习资源3非剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放；4 环路等待条件：系统中存在着一条由两个或两个以上的进程组成的循环链，链中的每个进程都在等待相邻进程已占用的资源；12. SPOOLing 技术解答：多道程序环境下，系统用一道程序模拟脱机输入时外围掌握机，把低速输入I/O 设备上的数据传送到高速的磁盘上，用另一道程序模拟脱机输出时外围掌握机，把高速的磁盘上的数据传送到低速输出设备；这样，在CPU直接掌握下实现输入 / 输出操作，此时的外围操作与 CPU 对数据的处理是并行进行的，称

29、为假脱机操作，即SPOOLing外围设备同时联机操作 ；SPOOLing 技术是对脱机输入、脱机输出系统的模拟；相应地，SPOOLing 系统必需建立在具有多道程序功能的操作系统上，而且仍应有高速随机外存的支持，这通常采用磁盘储备技术；13. 文件目录及其结构解答：文件掌握块的有序集合称为文件目录，文件目录也被组织成文件，就称为目录文 件；文件目录的基本功能是实现文件名与其存放位置的映射；对文件目录的主要操作有： 查找文件、建立文件、删除文件、列目录、后备文件等；一般目录结构形式有单级目录结构、二级目录结构、树型目录结构和非循环图目录结构；* 单级目录结构即一级目录结构，在整个文件系统中建立一

30、张目录表，每个文件占一个目录项 文件名、扩展名、长度、类型、物理地址及其它文件属性；其优点是实现目录治理的基本功能按 名存取，缺点是查找速度慢、不能重名、不利于共享；* 二级目录结构文件系统将目录分为两级，主目录说明用户目录的属性，用户目录就反映本用户文件的属性等；二级目录结构提高的查找速度和重名问题，但仍不利于文件共享；* 树型目录结构即多级目录结构，这时将第一级目录作为系统目录，称为根目录；目录树中的非叶节点指出目录文件，即子目录；这里引出了路径的概念，留意区分肯定路径和相对路径；树型目录结构层次和隶属关系清楚，便于实现不同级别的存取爱护和文件系统的动态装卸；缺点是只能实现用户级的临时共享

31、；* 非循环图目录结构这是树型目录结构的推广；通过链接的方式，答应一个文件或目录在多个父目录中占有工程，但不构成环路；主要优点是实现共享； UNIX 的文件系统就是这种结构；14. 位示图的作用位示图是利用二进制中的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情形，位示图法通过位示图进行文件储备空间的安排与回收；第一，为文件储备空间建立位示图，位示图中的字位与文件储备空间的物理块一一对应， 反映文件储备空间的使用情形 ；通常，字位为 0，表示对应的文件储备空间的物理块是闲暇的；字位为 1，表示对应的文件储备空间的物理块已被占用；磁盘上的全部盘块都有一个二进制位与之对应，这样，由全部盘块所对应的位构成一个集合，成为位示图；补充：盘块的安排欢迎下载精品学习资源1 次序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进制位 “ 0”表示闲暇时 ；2 将所找到的一个或一组二进制位，i行、第 j 列所对应的盘块号为：B=ni 1） +j ，n 为每行的位数 修改位示图，令 map i,j =1；盘块的回收A、 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号；i=b-1DIV n+1 j=b-1MOD n+1B、 修改位示图；令 map i,j =0；欢迎下载