06 操作系统期末复习指导2

操作系统（本科）期末复习指导

操作系统（本科）是中央广播电视大学计算机科学与技术本科专业（专科起点）的一门统设必修课，课内学时72，4学分，开设一学期。

操作系统是计算机系统的基本组成部分，是整个计算机系统的基础和核心。因此历来是计算机专业的一门核心课程。通过本课程的学习，使学生深入理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如Linux）的使用和一般管理方法，了解操作系统是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。

操作系统是一门理论性和实践性紧密结合的课程。在理论方面，课程具有概念多、较抽象、涉及面广的特点。操作系统的上机实验很重要，既可以加深对课本知识的理解，又可以学到很多实际工作的经验，有助于增强动手技能、分析解决实际问题的能力，提高专业素质。

一、复习重点和要求

第1章操作系统概述

考核学生对操作系统的定义、主要功能、主要类型、操作系统的特征以及分时概念等内容的学习情况。

【掌握】

1. 操作系统的概念

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。

记忆要点：操作系统是什么——是系统软件；

操作系统管什么——控制和管理计算机系统内各种资源；

操作系统有何用——扩充硬件功能，方便用户使用。

2. 操作系统的主要功能

操作系统的五大主要功能：存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理、用户接口管理。

【理解】

1.操作系统的特征：并发、共享和异步性。

理解模拟：并发——“大家都前进了”；

共享——“一件东西大家用”；

异步性——“你走我停”，“走走停停”。

2.操作系统的主要类型

操作系统的主要类型有：多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、个人机操作系统、分布式系统和嵌入式操作系统。

UNIX系统是著名的分时系统。

3.分时概念：主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。

【了解】

1.操作系统的形成；

2.分时和实时操作系统的特点，见教材16页；

3.操作系统在计算机系统中的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件

的基础。

4.操作系统结构设计：整体结构、层次结构、虚拟机结构和客户机-服务器结构。

5.操作系统为用户提供的三种用户接口：图形用户接口、命令行接口和程序接口。

系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。在UNIX/Linux系统，系统调用以C函数的形式出现。

第2章进程管理

考核学生对进程定义、进程的状态及其转换、进程的组成、竞争条件和临界区、进程的同步与互斥、信号量和Ｐ、Ｖ操作及其一般应用、死锁的概念和产生死锁的必要条件等内容学习情况。

【掌握】

1.进程的定义：进程是程序在并发环境中的执行过程。

进程与程序的主要区别。进程最基本的属性是动态性和并发性。

2.进程的状态及其转换

进程的3种基本状态是：运行态、就绪态和阻塞态。掌握教材33页的进程状态及其转换图。

3.进程的同步与互斥的概念。可以简单理解为：同步是协作，互斥是竞争。

4.信号量和Ｐ、Ｖ操作及其一般应用。

运用信号量机制和Ｐ、Ｖ操作，解决并发进程一般的互斥和同步问题。解决此类问题的一般方式：

①根据问题给出的条件，确定进程有几个或几类；

②确定进程间的制约关系——是互斥，还是同步；

③各相关进程间通过什么信号量实现彼此的制约，标明信号量的含义和初值；

④用P、V操作写出相应的代码段；

⑤验证代码的正确性：设以不同的次序运行各进程，是否能保证问题的圆满解决。切

忌按固定顺序执行各进程。

【理解】

1.多道程序设计概念及其优点。

2.进程的一般组成，应深入理解进程控制块的作用。每个进程有惟一的进程控制块。

3.Linux进程管理的基本命令：ps、kill、sleep。

4.理解进程临界资源和临界区的概念，进程进入临界区的调度原则。信号量概念，P、V操作执行的动作。

5.死锁的概念；死锁的4个必要条件：互斥条件、不可抢占条件、占有且申请条件、循环等待条件。

【了解】

1.Linux进程结构，见教材41页图。

2.进程间的3种高级通信：共享内存、管道文件和消息传递。

第3章处理机调度

考核学生对作业状态、作业调度和进程调度的功能、性能评价标准、常用调度算法、Linux常用调度命令、中断处理过程、shell命令执行过程等内容的学习情况。

【掌握】

1.作业调度和进程调度的功能

作业调度的功能见教材73页，进程调度的功能见教材74页。在一般操作系统中，进程调度是必须具备的。

2.常用调度算法

掌握三种基本调度算法（先来先服务法、时间片轮转法、优先级法）的实现思想，并能进行评价指标的计算。

要求：能利用图表形式列出各作业或进程的有关时间值，如到达时间、运行时间、开始时间、完成时间等，利用评价公式计算出各指标的值，如周转时间、带权周转时间、平均周转时间、平均带权周转时间。

【理解】

1.作业的四种状态：提交、后备、执行和完成。

2.作业调度与进程调度的关系，见教材75页。简单比喻：作业调度是演员上场前的准

备，进程调度是让演员上场表演。

3.调度性能评价标准

评价调度算法的指标：吞吐量、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。

4.Linux系统的进程调度方式、策略和常用调度命令：nohup，at，batch，jobs，fg，bg。

5.中断处理过程：保存现场、分析原因、处理中断和中断返回。

6.shell命令的一般执行过程。

【了解】

1.调度的三个级别：高级调度、中级调度和低级调度，其中高级调度又称作业调度，

低级调度又称进程调度。

2.调度策略的选择，见教材77页。

3.中断概念

中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它使CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动执行相应的处理程序，处理该事件后，如被中断进程的优先级最高，则返回断点继续执行被“打断”的程序。

第4章存储管理

考核学生对重定位、分区法、分页的概念、虚拟存储概念、请求分页存储管理技术、常用页面置换算法、Linux中的存储管理技术以及抖动等内容的学习情况。

【掌握】

1.掌握以下概念：逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、物理地址空间、重定位、静

态重定位、动态重定位、碎片、虚拟存储器。

2.分区法

分区法分为固定分区法和动态分区法两种。要掌握其基本原理、数据结构、地址转换、内存空间的分配与释放、分配算法、优点和缺点。

3.分页技术

掌握分页存储管理的基本方法，如地址表示、从逻辑地址到物理地址的转换、数据结构等。

4.虚拟存储器

虚拟存储器（Virtual Memory）是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用