网络操作系统复习大纲课件.pptx
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1、网络操作系统大大纲纲说说明:明:.识记识记:填空题、选择题.领领会会:简答题、综合题.简单简单应应用用:应用题 第第一章一章 网网络络操操作系作系统统概概论论 .【】符号内的为熟记题 1.1.计计算算机机系系统统的的定定义义(P19P19 L1L1)领领会会 计算机系统是一种可以按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。【广义的包含:机械式系统和电子式系统,电子式又可划分为模拟式和数字式】【计算机系统包括:硬件系统和软件系统】2.2.操操作作系系统统的的定定义义(P19P19 S1S1)识记识记 操作系统是计算机系统中的一个系统软件,它是这样一些程序模块的集合:它们能有
2、效地组织和管理计 算机系统中的硬件及软件资源,合理地组织计算机的工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种 服务功能,使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统高效地运行。【操作系统的任务:1、组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源;2、向用户提供各种服务功能。】3.3.操操作作系系统统的的作作用用和和地位地位(P20P20 L2L2 Y1Y1)应应用用 /1 29网络操作系统操作系统是系统软件,连接了硬件和软件,是两者之间的桥梁。作为系统软件,其是(1)计算机资源的管理者、(2)人机交互的接口、(3)扩展机和虚拟机。【所以对操作系统来讲,具体应用领域的 工作不是其所关心的事
3、。】4.4.现现代代操操作系作系统统的的主主要特要特征征(P21P21 Y2Y2)应应用用 (1)并发性(2)共享性(3)随机性。【在计算机系统中,对资源的共享有两种形式:互斥共享和同时共享】【操作系统的分类:批处理、分时、实时、桌面、嵌入式、网络、分布式操作系统】5.5.批批处处理理操作操作系系统统的的概念概念(P22P22 S2S2)识记识记 用户将需要计算的一组任务(一般称为作业,即 JOB)请求交给系统操作员,系统操作员在收到后并不立即将其输入计算机,而是在收到一定数量的用户作业之后组成一批作业,再把这批作业输入到计算 机中。【又分为单道批处理、多道批处理系统】6.6.分分时时(交互交
4、互式式)操操作系作系统统的的概概念念(P22P22 S2S2)识识记记 多个用户通过终端设备与计算机交互来运行各自的作业,并且共享一个计算机系统而互不干扰,每个 终端可由一个用户使用,每个用户就好像自己拥有一台计算机。7.7.实实时时操操作系作系统统的的概概念念(P23P23 S2S2)识识记记 使计算机能在规定的时间内及时响应外部事件的请求,同时完成对该事件的处理,并能够控制所有实时 设备和实时任务协调一致的工作的操作系统。【特征:及时性、实时性、高可靠性、高过载防护性】8.8.网网络络操操作系作系统统的的概概念(念(P23P23 S5S5)识识记记 基于计算机网络、在各种计算机操作系统之上
5、按照网络体系结构协议标准设计开发的软件,它包括网 络管理、通信、安全、资源共享、各种网络应用。9.9.分分布布式式操作操作系系统统的的概念概念(P24P24 S6S6)识记识记 将大量的计算机通过网络连结在一起,可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享,这样的系统称为 分布式系统,为分布式系统配置的操作系统称为分布式操作系统。10.10.操操作作系系统统的的基基本本功功能能:识记(1)进程(线程)管理、(2)处理机调度、(3)存储管理、(4)文件管理、(5)输入/输出管理。11.11.进进程程管管理的理的概概念念(P24P24 L3L3)领领会会 进程管理主要包括进程控制、进程同步和进程间通信等
6、。【1进程控制主要处理进程的创建、撤销、状态转换以及相关的进程资源分配与回收等事务;2进程同步主要处理进程之间的关系,包括进程的同步和互斥;/2 29网络操作系统(3)进程间通信主要处理相互协作的进程之间的信息交换问题。】12.12.存存储储管管理的理的任任务务(P25P25 L3L3)领领会会 存储管理的任务是管理计算机内存的资源 1当多个程序共享有限的内存资源时,要考虑如何为多个程序分配有限的内存空间;2存放在内存中的多个程序和数据应该彼此隔离、互不侵扰;3解决内存扩充的问题,即将内存和外存结合起来管理,为用户提供一个容量比实际内存大 得多的虚拟存储器。【第二章中的存存储储管管理理的的主主
7、要要任任务务(1)内存的分配和回收(2)存储共享(3)存储保护(4)“扩充”内存容量。】13.13.文文件件管管理的理的任任务务(P26P26 L3L3)领领会会 其任务为有效地支持文件的存储、检索和修改等操作,解决文件的共享、保密和保护问题,以使用户 方便、安全地访问文件。14.14.输输入入/输输出出管管理理的的功能功能(P27P27 L3L3)领领会会 其功能是按照输入/输出子系统的结构和设备类型指定分配和使用设备的策略,为输入/输出操作的进程 分配一条传输信息的通路,合理地控制输入/输出操作,最大程度地实现并行操作。15.15.网网络络操操作系作系统统的的结结构(构(P27P27 S3
8、 S3)识识记记 (1)整体式结构、(2)层次式结构、(3)微内核(客户机/服务器)结构。16.16.网网络络操操作系作系统统的的特特点点(P31P31 L4L4)领领会会 (1)微内核,即运行在核心态的内核;(2)以通信方式请求服务并返回结果,即运行在用户态的并 以客户机/服务器方式运行的进程层。【优点:可靠、灵活、适宜于分布式处理的计算环境(即网络使 用)。】第第二章二章 网网络络操操作系作系统统基基本本功功能能 1.1.操操作作系系统统的的用用户户接接口(口(P35P35 S1 S1)识识记记 是为了方便用户使用计算机系统所建立的用户和计算机之间的联系,通常指软件接口,即在人机联系的 硬
9、件设备接口基础上开发的软件,也称为人机界面。【用户接口分为:(1)命令接口:联机用户接口命令行输入、图形用户接口、脱机用户接口(2)系统调用。】2.2.命命令令行行输输入入(P35P35 L1L1)领领会会 即用户在控制台界面中输入一条命令,控制台就转入系统命令解释程序,对命令进行解释、执行并完/3 29网络操作系统成要求的功能;之后又转回到控制台,用户又可以继续输入命令使计算机工作。3.3.脚脚本本文文件(件(P35P35 L1L1)即即脱脱机机用用户户接接口口 领领会会 是系统为脱机用户提供了命令控制语言,用户利用该语言将事先考虑到的对程序的各种可能要求写成 一个批处理文件,连同相关程序等
10、一并交给系统。4.4.系系统统调调用(用(P36P36 L2L2)领领会会 (1)是指用户在程序中调用操作系统所提供的相关功能。(2)系统调用是操作系统提供给编程人员 的唯一接口,编程人员利用系统调用,动态请求和释放系统资源;(3)调用系统中已有的系统功能来 完成与计算机硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。【其主要目的:使得用户在编写程序时可以使用操作系统提供的有关设备管理、输入/出系统、文件系统和进程控制、通信以及存储管理等方面功能,而不必了解系统的内部结构和有关硬件细节。引入 系统调用机制可达到:(1)减轻用户负担(2)保护系统、(3)提高系统资源利用率】5 5 系系统统调调用分用
11、分类类(P35P35 L2L2)领领会会 (1)进程控制类(2)进程通信类(3)文件操作类(4)设备管理类、(5)信息维护类系统调用。6.6.进进程程的的概念概念(P37P37 L3L3)领领会会 进程是具有一定独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配的一个独立 单位。【分为系统进程、用户进程。进程由程序、数据、进程控制块(PCB)组成。】7.7.进进程程的的特性特性(P38P38 L3L3)领领会会 (1)独立性(2)并发性(3)动态性(4)交互性(5)异步性、(6)结构性。8.8.进进程程的的状状态态与与转转换换(P38P38 S1S1)领领会会 进程状态为:运行、
12、就绪、等待。转换过程见 P39 9.9.进进程程控控制制块块 PCBPCB(P40P40 L3L3)领领会会 为了便于系统控制和描述进程的活动过程,在操作系统核心中定义了一个专门的数据结构,称为 PCB。【其是进程存在的唯一标志】10.10.进进程程队队列(列(P40P40 L3L3)领领会会 为了实现对进程的管理,系统将所有进程的 PCB 排成若干个队列。进程队列为分:运行队列、就绪队 列、等待队列。【进程队列可以用 PCB 的链接来形成,常见的有单向链接、双向链接】11.11.进进程程控控制(制(P41P41 L3L3)领领会会 进程有一个从创建到消亡的生命周期,这就需要对进程在整个生命周
13、期中各种状态之间的转换进行有/4 29网络操作系统效的控制,称为进程控制。【进程控制是通过进程控制原语来实现】12.12.进进程程同同步(步(P43P43 L3L3)领领会会 是指进程之间一种直接的协同工作关系,一些进程相互合作共同完成一项任务。13.13.进进程程互互斥(斥(P43P43)应应用用 在系统中,许多进程常常需要共享资源,而这些资源往往要求排他性地使用,即一次只能为一个进程 服务。因此,各个进程之间只能互斥地使用这些资源,进程间的这种关系就是进程的互斥。14.14.临临界界区区(P43P43)领领会会 若系统中的某些资源一次只允许一个进程使用,则这类资源称为临界资源(或共享变量)
14、,而在进程 中访问临界资源的那一段程序称为临界区。15.15.线线程程的的概念概念(P46P46 S2S2)识记识记 线程是进程中的一个实体,是 CPU 调度和分派的基本单位。【线程的属性:(1)每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表;(2)不同的线程可以执行相同 的程序;(3)同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间;(4)线程是处理机的独立调度单位,多个线程可以并发执行;(5)一个线程在被创建后便开始了它的生命周期,直至终止。】16.16.死死锁锁的的概念概念(P48P48 S3S3)识记识记 是指在多道程序系统中,一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程所占
15、有 且永远不会释放的资源,这时称系统处于死锁状态。17.17.处处理理机机调调度度(P48P48 L4L4)领领会会 也称为进程(线程)调度或低级调度。其任务是记录系统中所有进程的执行状况,根据一定的调度算法,从就绪队列中选出一个进程把 CPU 分配给它。18.18.进进程程调调度的度的基基本本准准则则(P50P50 S3S3)识识记记 1处理机利用率:应尽可能的使处理机处于忙碌状态,提高它的使用效率;2吞吐量:在单位时间内让更多的进程能完成工作,提高单位时间的处理能力;3等待时间:指一段时间内进程在就绪队列中等待的总时间,尽量减少进程在就绪队列中等待的 时间;4响应时间:在交互式系统中对用户
16、的请求尽快地给出应答。19.19.进进程程调调度方度方法法(P51P51 L4L4)应应用用 (1)先进先出算法 FIFO、(2)时间片轮转算法 RR、(3)基于优先级的调度算法 HPF、(4)多级 队列反馈法。20.20.存存储储体体系(系(P53P53 S4S4)识识记记 /5 29网络操作系统【各种速度和容量的存储器硬件在操作系统协调之下形成了一种存储器层次结构。存储器由内存和外存组成。内存空间分为系统区、用户区】21.21.内内存存分分配的配的方方式式(P54 S4P54 S4)识记识记 1静态分配:程序要求的内存空间的分配工作可以在程序运行前一次性完成。2动态分配:程序要求的内存空间
17、的分配工作可以在程序运行前及运程过程中逐步完成。22.22.地地址址重重定位定位(P56P56)领领会会 把逻辑地址转换成物理地址的工作称为地址重定位或地址转换,也称地址映射。分为静态重定位、动 态重定位。23.23.静静态态重重定位定位(P56P56 L5L5)领领会会 在装入程序时,把程序中的指令地址和数据地址全部转换成物理地址。由于地址转换工作是在程序执行 前集中完成的,所以在程序执行过程中就无需再进行地址转换工作,这种地址转换方式称静态重定位。24.24.动动态态重重定位定位(P56P56 L5L5)领领会会 在装入程序时,不进行地址转换,而是直接把程序装入到分配的主存区域中。在程序执
18、行过程中,每 当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换成物理地址。25.25.虚虚拟拟存存储储管管理理(P57P57 L5L5)领领会会 是由操作系统在硬件支持下对两级存储器(内、外存)统一实施管理,达到“扩充”内存的目的。呈 现给用户的是一个远远大于内存容量的编程空间,即虚存。【程序运行所需的内存空间的大小可以超过实际内存的大小,操作系统把程序当前使用的部分保留在内 存,而把其他部分保存在磁盘上,并在需要时在内存和磁盘之间动态交换。】【虚拟存储管理支持多道程序设计技术。实现虚拟存储器需要的硬件支持:容量足够大的外存、有一定 容量的内存、硬件提供实现虚/实地址映射的机制。】
19、26.26.文文件件、文件文件目目录录(P64P64 S5S5)识记识记 文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列。【为了便于对文件进行管理,设置了文件目录,用于检索系统中的所有文件。】27.27.文文件件系系统统(P64P64 S5S5)识识记记 是操作系统中统一管理信息资源的一种软件。它管理文件的存储、检索、更新,提供安全可靠的共享 和保护手段,方便用户使用。28.28.文文件件的的逻辑逻辑结结构构(P65P65 S6S6)识记识记 文件逻辑结构是一种经过抽象的结构,所描述的是记录在文件中信息的组织形式,即用户所看到的文/6 29网络操作系统件的组织形式。【设计文件的
20、逻辑结构的原则:(1)易于操作(2)修改方便(3)查找快捷(4)空间紧凑。】29.29.文文件件逻逻辑结辑结构构的的分分类类(P65P65)识记识记 (1)字符流式文件、(2)定长记录文件、(3)不定长记录文件【图 2-13】30.30.流流式式文文件、件、记记录录式式文件文件的的概概念念(P66P66 L6L6)领领会会 1流式文件是有序字符的集合,其长度为该文件所包含的字符个数,又称为字符流式文件。基本 单位是字符。2记录式文件是一组有序记录的集合,在记录式文件中,构成文件的基本单位是记录。31.31.逻逻辑辑块块、物、物理理块块(P66P66 L6L6)领领会会 【为便于文件的存放,通常
21、将文件划分为若干个大小相同的数据块,称为文件的逻辑块,将其按一维线 性编号,称为逻辑块号。物理结构中也划分为与数据块相同大小的存储块,正好能将一个逻辑块存放 进其中,存储块也按物理设备的结构一维线性编号,称为物理块号。】32.32.文文件件物物理理结结构构分分类类、文、文件件存存取取方式方式(P68P68 L7L7)领领会会 常用的文件物理结构有:顺序、链接、索引结构。(图 2-14、15、16)文件存取方式:顺序存取、随机存取。33.33.文文件件的的操作操作(P74P74 L7L7)应应用用 (1)建立文件(2)打开文件(3)读文件(4)写文件(5)关闭文件(6)删除文件(7)指针定位 3
22、4.34.文文件件的的保保护护方方法法(P75 L7P75 L7)领领会会 (1)建立副本(2)定期转储(3)规定文件的存取权限:采用树形目录结构、存取控制表。35.35.文文件件的的共享共享(P75P75 L7L7)领领会会 是指一个文件可以允许多个用户共同使用。【共享文件的两种使用情况:文件可以同时使用、文件不允许同时使用】36.36.输输入入/输输出出设设备备分分类类(P77P77)领领会会 【1按设备的使用特性分类:输入设备、输出设备、交互式设备、存储设备 2按设备的信息组织方式分类:字符设备、块设备 3按设备使用的可共享性分类:独占设备、共享设备、虚拟设备 输入/输出设备的组成:物理
23、设备和接口部件组成】37.37.设设备备分分配的配的原原则则(P79 L8P79 L8)领领会会 根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。其总原则是:(1)要充分发挥设备的使用效率,(2)/7 29网络操作系统尽可能地让设备忙碌,(3)避免由于不合理的分配方法造成进程死锁。【设备分配方式:静态、动态分配。】38.38.虚虚设设备备技技术术(P81P81 L8L8)领领会会 虚设备技术又称为 SPOOLing 技术,是多道程序设备系统中处理独占 I/O 设备的一种方法,它可以提 高设备利用率并缩短单个程序的响应时间。也称为假脱机技术。【SPOOLing 系统主要包括:(1)输入程序模块、(2
24、)输出程序模块、(3)作业调度程序】39.39.磁磁盘盘调调度策度策略略(P83 P83 L9L9)领领会会 也称为驱动调度。分为(1)移臂调度:先来先服务调度算法、最短寻找时间优先调度算法、电梯调度 算法、单向扫描调度算法(2)旋转调度 第第三章三章 网网络络操操作系作系统统的的通通信信 1.1.客客户户机机/服服务务器器模模式(式(P100P100 L1L1)领领会会 是把操作系统构造为一组相互合作的进程,在网络中,每个结点既可作为一个服务器,也可作为一个客 户机。其工作过程采用一个简单的无连接的请求/应答协议,客户端发送一个请求信息给服务器要求 某一种服务,服务器完成这一请求后返回计算结
25、果或错误信息。2.2.原原语语(P102 P102 L2L2)领领会会 即是原子操作,不可分割,是指系统的一组指令集合,(即由若干条指令所组成的一个指令序列,用 来实现某个特定的操作功能。)该组指令在执行过程中不可被中断,这样的操作方式可以保证指令执行 的完整性。Send()和 receive()即是通信原语。【原语是操作系统核心的一个组成部分。分为(1)创建、撤销、(2)挂起、激活、(3)阻塞、唤醒、(4)改变进程优先级等原语】3.3.网网络络协协议议(P102P102 L3L3)领领会会 是对计算机之间通信的信息格式、能被收/发双方接收的传送信息内容的一组定义。4.4.同同步步原原语语(P
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