2022年计算机操作系统复习部分知识点总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 运算机操作系统学问点部分总结（仅供参考）第一章1、操作系统的定义、目标、作用 操作系统是配置在运算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充；设计现代 OS 的主要目标是：便利性,有效性,可扩充性和开放性 . OS 的作用可表现为：a. OS作为用户与运算机硬件系统之间的接口； （一般用户的观点）b. OS 作为运算机系统资源的治理者； （资源治理的观点）c. OS实现了对运算机资源的抽象 . 2、脱机输入输出方式和 和区分SPOOLing 系统（假脱机或联机输入输出方式）的联系脱机输入输出技术 Off-Line I/O 是为明白决人机冲突及

2、 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 的闲暇等待时间, 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情形下进行的,故称为脱机输入输出方式； 反之,在主机的直接掌握下进行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 备,实现了虚拟设备功能；I/O 的速度,同时仍将独占设备改造为共享设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、治理问题I/O 设备治理问题、文件治理问题、作业4、OS 具有哪几个基本特点 .它的最基本特点是什么 . a. 并发性 C

3、oncurrence,共享性 Sharing,虚拟性 Virtual, 异步性 Asynchronism. b. 其中最基本特点是并发和共享 . c. 并发特点是操作系统最重要的特点,其它三个特点都是以并发特点为前提的；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,各主要功能下的扩充功能 a. 处理机治理功能：进程掌握,进程同步,进程通信和调度 . b. 储备治理功能：内存安排,内存爱护,地址映像和内存扩充等 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

4、等 d. 文件治理功能：对文件储备空间的治理,目录治理,文件的读,写治理以及檔的共享和保 护 7、操作系统与用户之间的接口 a. 用户接口：它是供应应用户使用的接口,用户可通过该接口取得操作系统 的服务 b. 程序接口：它是供应应程序员在编程时使用的接口,是用户程序取得操作名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 系统服务的惟一途径；其次章1、进程的定义、特点,进程实体的组成进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源安排和调度的一个独立单位；进程具有结构特点、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 2

5、、进程的三种基本状态及其转换PCB 三部分构成；运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、堵塞状态三个基本状态；进程三个基本状态转换图 P38 3、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 b. 父进程恳求 c. 负荷调剂的需要 d. 操作系统的需要 具有挂起状态的进程转换图 P39 4、创建进程的主要步骤 a. 为一个新进程创建 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情形及掌握进程运行所需的全部

6、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 能独立运行的基本单位,一个能和其它进程并发执行的进程；为什么说 PCB 是进程存在的唯独标志 . 在进程的整个生命周期中,系统总是通过其PCB 对进程进行掌握,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 是进程存在的唯独标志；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 原语是由如干条指令组成的, 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基本单位,在执行过程中不答应中断；原子操作在管态下执行

7、,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固性,从而达不到进程掌握的目的；8、引起创建进程的大事 用户登录、作业调度、供应服务、应用恳求9、引起进程终止的大事 正常终止、反常终止、外界干预 10、引起进程堵塞和唤醒的大事 恳求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做 11、临界资源和临界区 临界资源是指每次仅答应一个进程拜访的资源；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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

8、进程间应实行互斥方式,实现对这种资源的共享；每个进程中拜访临界资源的那段程序称为临界区（Critical Section）不论是 硬件临界资源,仍是软件临界资源,多个进程必需互斥地对它进行拜访；12、同步机制应遵循的规章 闲暇让进、忙就等待、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 OS 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 的基本单位,是花费最小开销的实体；线程具有下述属性：（1）轻型实体 线程中的实体基本上不拥有系统资源,只是有一点必不行少的、能保证其独

9、立运行的资源；（2）独立调度和分派的基本单位（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,拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基 本单位都是进程,在引入线程的 OS 中,就把线程作为调度和分派的基本单位,而把进程作为资源拥有的基本单位；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OS 具有更好的并发性；c. 拥有资源；无论是传统的操作系统,仍是引入了线程的操作系统,进程始终 是拥有资源的一个基本单位,而线程除了拥有一点在运行时必不行少的资源外,本身基本不拥有系统资源,但它可

10、以拜访其隶属进程的资源；d. 系统开销；由于创建或撤销进程时,系统都要为之安排和回收资源,如内存 空间等,进程切换时所要储存和设置的现场信息也要明显地多于线程,因此,操作系统在创建、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,而需要重新调入一个（批）作业进入内 存时,故作业调度的周期长； 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,是最基本的一种调度,多道批处理、分时、实时三类OS 中必需配置这种调度；引入

11、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 储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 原就：优先权原就、短作业（进程）优先原就、时间片原就 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名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 就绪,类似的堵塞状态也可以同样划分；5、三大调度算法 在中调度实质是一种资源的安

12、排；先来先服务和短作业（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服务时间要求服务时间 响应比等待时间要求服务时间要求服务时间响应时间要求服务时 间7、最低放松度优先调度算法即 LLF 算法 该算法是依据任务紧急（或放松）的程度,来确定任务的优先级；涉及到计 算题,参照课本认真讨论；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,如无外力作用,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,二是进程推动次序非法；c.必要条件是 : 互斥条件,恳求和保持条

13、件,不剥夺条件和环路等待条件；、处理死锁的基本方法（）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（）防止死锁 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、储备器按储备量、速度怎么划分？对于通用运算机而言,储备层次至少应具有三级：最高层为 CPU 寄存器、中间为主存、最底层为辅存,较高档点的依据详细功能仍可细分为：寄存器；高 速缓存、主储备器、磁盘缓存；固定硬盘、可移动储备介质等 6 层；主储备器（简称内存或主存） ：容

14、量一般为数十MB 到数 GB,其拜访速度远低于 CPU 执行指令的速度；为此引入寄存器和高速缓存,寄存器拜访速度最快,价格昂贵,容量不大；高速缓存容量大于或远大于寄存器,从几十 KB 到几十 MB,拜访速度快于主储备器；、程序的装入方式 肯定装入方式、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

15、”或“段 ”为单位,分别称为 “页面对换 ”和“分段对换 ”,又称为 “ 部分对换 ”名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为了实现进程对换, 系统必需能实现三方面的功能：的换出,以及进程的换入；、页面与页表对换空间的治理、 进程分页储备治理是将一个进程的规律地址空间分成如干个大小相等的片,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,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 、分段储备治理方式的引入

16、缘由简称页表；页表的作用是实现从页号引入分段储备治理方式,主要是为了满意用户和程序员的一些需要：便利编程、信息共享、信息爱护、动态增长、动态链接 、分段系统的基本原理 在分段储备治理方式中,作业的地址空间被划分为如干个（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 现从规律段到物理内存区的映射；、分段和分页的主要区分“基址 ”）；段表是用于实a. 分页和分段都采纳离散安排的方式,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

17、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, 即满意系统管理的需要, 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意用户的需要；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 、虚拟储备器的特点及其内部关联. a. 虚拟储备器具有多次性,对换性和虚拟性三大主要特点；b. 其中所表现出来的最重要的特点是虚拟性,它是以多次性和对换性为基础的,而多次性和对换性又必需建立在离散安排的基础上；、正确置换算法和先进先出置换算法涉及到关键的

18、作图和运算答题,参照课本 、最近最久未使用（）置换算法P150 、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 、分段爱护P156 图 4-33 认真讨论实行以下措施保证信息安全：越界检查、存取掌握检查、环爱护机构 第五章、设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类名师归纳总结 按设备的使用特性分类：储备设备（又称外存、后备储备器、帮助储备器）；第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 输入输出设备（又可详细划分：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

19、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）；虚拟设备 按设备的共享属性分类：独占设备；共享设备（磁盘）、设备掌握器的组成 设备掌握器由以下三部分组成： （1）设备掌握器与处理机的接口, 该接口用 于实现 CPU 与设备掌握器之间的通信,供应有三类信号线：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

20、信号；（3）I/O 规律,处理机利用该规律向 用于实现对设备的掌握； 其通过一组掌握线与处理机交互,掌握器发送 I/O 命令, I/O 规律对收到的命令进行译码；、 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许多时,和设备掌握器之间又增设了通道；CPU 的负担仍旧很重,为此,在I/O 通道是一种特别的处理机,它具有执行 I/O 指令的才能,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、 DMA

21、I/O 掌握方式、I/O 通道掌握方式；程序 运算机系统；中断驱动I/O 方式适用于早期的运算机系统中,并且是无中断的 I/O 掌握方式是普遍用于现代的运算机系统中；DMA I/O掌握方式适用于 I/O 设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种 I/O 掌握方式；当 I/O 设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采纳 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；、掌握器的组成DMA 掌握器由三部分组成：主机与掌握器的接口、块设备的接口、 I/O 掌握规律；DMA 掌握器与、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寄存器DR：数据寄存器,暂存从设备

22、到内存或从内存到设备的数据MAR ：内存地址寄存器 DC：数据计数器,存放本次CPU 要读或写的字（节）数CR：命令状态寄存器,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、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）用于提取输入名师归纳总结 - - - -

23、- - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 515 9、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（通常采 用磁盘）的支持； SPOOLing 系统主要有以下四个部分：（1）输入井和输出井,为磁盘上开创的两大储备空间,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,在内存中开创,分别

24、用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；（4）I/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 实现了虚拟设备功能；第六章、文件的定义、属性I/O 的速度；将独占设备改造为共享设备；文件是指由创建者所定义的、 具有文件名的一组相关信息的集合,可分为有 机构文件和无结构文件；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

25、？按用途分类：系统文件、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、目录文件、特别文件 、有结构文件按不同方式组织形成哪几种文件？次序文件、索引文件、索引次序文件 、次序文件的适用场合、优缺点 正确适用场合是在对诸记录进行批量存取时；批量存取时对次序文件的存取速率是全部规律文件中最高的；只有次序文件 能储备在磁带上,并能有效地工作；在交互应用场合, 次序文件表现出来的性能很差； 假如想增加或删除一个记 录都比较困难；、对目录治理的要求有哪些？对文件目录的治理有以下要求：名师归纳总结 a 实现 “按名存取 ” b 提高对目录的检索速度c 文件共享d 答应文第 7 页,共 7 页件重名- - - - - - -