操作系统复习资料
操作系统期末复习
第一章操作系统引论1 什么是操作系统？1.用户与计算机硬件之间的接口2.控制和管理计算机资源的软件2 计算机由什么硬件组成？CPU、存储器、输入/输出设备、总线等3多道批处理系统在该系统中，用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。
【特征】（优缺点）：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力3 分时系统分时系统是指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
【特征】（优缺点）：多路性、独立性、及时性、交互性4 实时系统实时系统是指系统能及时（或即时）响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。
【特征】（优缺点）：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性5 OS的特性和功能OS的基本特性：并发性、共享性、虚拟技术性、异步性。
其中“并发”是最重要最基本的特性OS的主要功能：资源管理器和用户接口资源管理功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理操作系统和用户之间的接口：用户接口：联机用户接口，脱机用户接口和图形用户接口程序接口：该接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，它是由一组系统调用组成。
第二章进程管理1 进程的基本概念程序顺序执行时的特征：顺序性、封闭性、可再现性程序并发执行时的特征：顺序性、间断性、失去封闭性、不可再现性前趋图是一个有向无循环图DAG(Directed Acyclic Graph)。
进程的定义：进程是程序的一次执行。
进程是可以和其它计算并发执行的计算。
进程是程序在一个数据集合上的运行过程。
进程是一个程序与其使用的数据在处理机上顺序执行时发生的活动。
进程是系统进行资源分配和调度的一个基本单位。
进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性、结构特性进程控制块：是进程实体（进程映像）的一部分。
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操作系统复习资料操作系统复习资料第一章：一、现在操作系统的功能与任务？（p14）1．操作系统的主要任务,是为多道程序的运行提供良好的运行环境,以保证多道程序能有条不紊地运行,并能最大限度地提高系统中各种资源的利用率和方便用户的使用.2. 操作应具有这样几方面的功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、面向网络的服务和功能二、什么是多道程序设计技术？有什么好处？（p6）1.在单道批处理系统中,内存中仅有一道作业,它无法充分利用系统中的所有资源,使系统性能较差;2.在多道批处理系统中,用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列,称为”后备队列”,然后,由作业高度算法按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存,使他们共享CPU和系统上的各种资源.好处：（1）提高了CPU的利用率（2）可提高内存和I/O设备的利用率（3）增加系统吞量三、分时、实时、多道程序处理系统概念？（选择）（p8----p11）第二章：一、线程与进程的异同？1、相同点：（a）二者都具有ID，一组寄存器，状态，优先级以及所要遵循的调度策略。
（b）每个进程都有一个进程控制块，线程也拥有一个线程控制块。
（c）线程和子进程共享父进程中的资源；线程和子进程独立于它们的父进程，竞争使用处理器资源；线程和子进程的创建者可以在线程和子进程上实行某些控制，比如，创建者可以取消、挂起、继续和修改线程和子进程的优先级；线程和子进程可以改变其属性并创建新的资源。
2、不同点：（a）线程是进程的一部分, 一个没有线程的进程是可以被看作单线程的，如果一个进程内拥有多个进程，进程的执行过程不是一条线（线程）的，而是多条线（线程）共同完成的。
（b）启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。
（c）系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域，但是不会为线程分配内存（线程所使用的资源是它所属的进程的资源），线程组只能共享资源。
操作系统期末复习资料(知识点汇总)
分为时分复用技术、空分复用技术。
如果虚拟的实现是通过时分复用方式，即对物理设备进行分时使用，设N是谋设备所对
应的逻辑设备数，则每台虚拟设备的平均速度必然小于等于1/N。类似，空分复用实现
虚拟，空间利用也小于等于1/N 。
4． 异步性：
进程的推进速度不可预知。
9． 操作系统五大功能
if(isfull(q)==1){//如果队列为满，生产者无法插入数据
}else{
enqueue(q,data));
}
}
void customer(queue &q){
if(isempty(q)==1){//如果队列为空，消费者取不到东西
}else{
进程挂起与激活：
进程挂起：首先检查被挂起进程的状态，若处于活动就绪状态，便将其改为静止就绪；对于
活动阻塞状态，改为静止阻塞。
进程激活：将进程从外存调入内存，检查其现行状态，若是静止就绪，便改为活动就绪；若
是静止阻塞，改为活动阻塞。
6． 进程同步
1． 由于资源共享和进程合作，进程间存在两种形式的制约关系：
2． C/S模式
由客户机、服务器、网络系统构成。完成一次交互可分为，客户发送请求信息，服务器
接受信息，服务器反馈消息，客户机接受消息。此种模式实现了数据的分布存储，便于
集中管理，可扩展性。但可靠性差。
3． 面向对象程序设计:
4． 微内核操作系统结构：
子操作wait(), signal() 来访问，即P，V操作。原子操作在执行时不可中断。
4． 进程控制信息：
进程控制块的组织方式：
1． 链式方式：把同一状态的PCB，用链接字链接成一个队列，形成就绪队列。
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1什么是操作系统及四个基本特征操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
P9操作系统的四个基本特征是并发、共享、虚拟和异步。
P142操作系统的主要功能，什么是分时操作系统操作系统的主要功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理p18分时操作系统是指，在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过主机的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
P103操作系统的接口有几种类型用户与操作系统的接口通常可分为两大类：1用户接口。
它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统的服务2程序接口。
它是提供给程序员在编程时使用的接口，是用户程序取得操作系统的唯一途径p224 在OS为什么要引入进程的概念，为什么要引入线程为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念。
P37在操作系统中引入线程，是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。
P725进程控制块是什么？作用及构成为了使程序（含数据）能独立运行，应为之配置一进程控制块，即PCB（Process Control Block）；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况及控制进程运行所需的全部信息。
在进程控制块中，主要包括下述四方面的信息。
1进程标示符2处理机状态3进程调度信息4进程控制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，一个能和其他进程并发执行的进程。
P416进程的基本状态有哪些？进程实体是由什么组成的进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态。
事实上，运行中的进程可能具有以下三种状态。
1就绪状态2执行状态3阻塞状态p38由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体。
《操作系统》期末复习
《操作系统》期末复习1.文件系统模型（三层）文件系统的模型可分为三个层次：最底层是对象及其属性，中间层是对对象进行操作和管理的软件集合，最高层是文件系统提供给用户的接口。
1）对象机器属性：文件，目录，磁盘（磁带）储存空间。
2）对对象操作和管理的软件集合:I/O控制层，基本文件系统层。
基本I/O管理程序，逻辑文件系统3）文件系统的接口：命令接口，程序接口2.I/O设备的四种控制方式，各种常见I/O设备使用哪种方式。
1)采用轮询的可编程I/O方式。
2)采用中断的可编程I/O方式：键盘、打印机等3)直接存储器访问方式：磁盘、光盘等4)I/O通道方式。
3.磁盘对换区和文件区的管理，各自采用何种分配方式。
对文件区管理的主要目标是提高文件存储空间的利用率，然后才提高对文件的访问速度，因此，对文件区空间的管理采取离散分配方式。
对对换空间管理的主要目标是提高进程换入和换出的速度，然后才是提高文件存储空间的利用率，因此，对对换区空间的管理采取连续分配方式，较少的考虑外存中的碎片问题。
4.线程的实现方式。
1)内核支持线程的实现：抢占式方式、非抢占式方式2)用户级线程的实现：运行时系统，内核控制线程5.进程和线程的区别是什么调度，在传统的操作系统中，进程是调度的基本单位，在引入线程的操作系统中，线程才是调度的基本单位，而进程是拥有资源的基本单位。
拥有资源，进程才能拥有资源。
线程只拥有属于自己的少量资源，还允许多个线程共享该进程所拥有的资源。
并发不仅进程可以并发执行，在一个进程中的多个线程之间也可以并发执行。
系统开销系统在分配资源等管理上开销大，而线程切换时开销小，只需要保存和设置少量寄存器内容。
线程支持多处理机系统。
在同一进程中的不同线程之间的独立性要比不同进程之间的独立性低得多6.现代操作系统的特征，其中最基本的是哪一项。
特征：并发共享虚拟异步。
其中，并发特征是最为重要的特征，其余三个特征是以并发为前提体现的。
7.批处理操作系统、实时操作系统、分时操作系统的主要特点及各自的优缺点。
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《操作系统》复习资料填空题1. 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O设备的利用率。
2. 多道程序环境下的各道程序，宏观上它们是在并行运行，微观上则是在串行执行。
3. 一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤可称为一个作业步。
4. 作业控制方式有脱机控制和联机控制两种方式。
5. 所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
6. 进程是一个动态概念，而程序是一个静态概念。
7. 当处理机空闲时，进程调度程序从就绪队列中选出一个进程执行。
8. 分页管理中采用“首次适应”分配算法时，应将空闲区按长度递增次序登记在空闲表中。
9. 通过硬件和软件的功能扩充，把独占设备改造成若干用户可共享的设备，这种设备称为虚拟设备。
10.选择网络操作系统时，在很大程度上是取决于操作系统和局域网中已经运行的应用程序。
11. 分时系统中的响应时间是衡量一个分时系统性能的一项重要指标。
12. 操作系统为程序员提供的接口是系统调用，而为一般用户提供的接口是命令方式控制。
选择题1. 操作系统是一种（ C ）。
A.通用软件B.应用软件C.系统软件D.软件包2. 一个计算机系统，采用多道程序设计技术后，使多道程序实现了（ B ）。
A.微观上并行B.宏观上并行C.微观和串行D.宏观上串行3. 一个计算机系统可以认为由以下4个层次构成，而人们所说的裸机是指（ A ）。
A.硬件层B.操作系统层C.语言处理程序层D.应用程序层4. 下列语言中属于脱机作业控制语言的是（ C ）。
A.C++B.汇编语言C.作业控制语言D.会话式程序设计语言5. 在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是（ D ）。
A.先来先服务B.优先数C.最高响应比优先D.短作业优先6. 既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是（ D ）。
A.短作业优先B.优先级调度C.先来先服务D.响应比高者优先7. 信箱通信是一种（ A ）通信方式。
计算机操作系统复习重点
1.1操作系统的目标：有效性方便性可扩充性开放性1.2操作系统的作用1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（命令方式，系统调用方式，图像和窗口式。
）2.OS作为计算机系统资源的管理者3.OS实现了对计算机资源的抽象1.3操作系统的定义: 操作系统是一组控制和管理计算机硬件呵呵软件资源,合理地对各类作业进行跳读,以及方便用户使用的程序集合.1.4操作系统的基本特性1.并发性2.平行性3.引入进程4.引入线程5.共享性：是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
（互斥共享、同时访问方式）6.虚拟技术是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
分为时分复用和空分复用技术。
7.异步性进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。
1.5操作系统的主要功能1.处理机管理功能:进程控制，进程同步，进程通信，调度2.存储器管理功能:内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充3.设备管理功能:缓冲管理、设备分配、设备处理4.文件管理功能:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/管理和保护。
操作系统与用户之间接口用户接口、程序接口时间片以略大于一次典型的交互所需要的时间为宜，这样可使大多数进程在一个时间片内完成。
区分系统态和用户态?在什么情况下进行两种方式的转换?从资源管理和程序控制执行的角度出发，将指令系统分为两大部分：特权指令和非特权指令。
在程序执行时，根据执行程序对资源和机器指令的使用权限，把机器设置为两个状态：核心态和用户态。
也就是说，当系统处于核心态时，就可以使用所有指令、资源，并具备改变CPU状态的能力;而当CPU在用户态时，只能使用非特权指令。
如果CPU执行用户程序时(用户态)出现了中断，系统将自行转到中断处理程序，CPU就由用户态转换到核心态;中断处理结束后，返回继续执行用户程序，此时CPU又由核心态转到用户态。
2.1进程的特征：结构特征:程序段,数据段,进程控制块（PCB）动态性:是程序的一次执行过程，因而是动态的。
操作系统知识点复习总结
计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。
软件系统：有系统软件、支撑软件和应用软件三类。
系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件；支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件；应用软件是特定应用领域的专用软件。
硬件系统：借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合，是系统赖以工作的实体。
如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理（有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu，把输入输出设备统称为I/O设备）。
关于计算机系统的详细：Cpu的四大组件构成：ALU、CU、寄存器和中断系统。
存储器：理想存储器是大容量、高速度和低价位。
在计算机系统中存储器的分层结构：寄存器、高速缓存（cache）（用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配）、主存（RAM和ROM）、磁盘和磁带。
I/O系统：由I/O软件和I/O硬件组成，前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户，实现I/O系统与主机工作的协调。
I/O硬件包括接口模块和I/O设备。
关于系统中断：利用中断功能，处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。
第1章操作系统引论操作系统的定义：控制和管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便用户使用的程序集合。
计算机的四代发展：(1)没有操作系统的计算机（没有晶体管，使用机器语言写成的）(2)有监控系统的计算机（出现晶体管，使用汇编语言和高级语言，出现了单道批处理系统）(3)带操作系统的计算机（出现了小规模的集成电路，出现了多道程序设计技术—相当于系统中断，由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求，出现了分时系统。
多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。
）(4)多元化操作系统的计算机（出现了大规模集成电路，分布式操作系统）操作系统的特征并发性：两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。
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答： 页 （1）采用FIFO算法： 面
流 23453412351424513213
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233345123511425111
缺页 T T ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ T
情况
TTTTTTT TTTT
缺页次数为15。
（2）采用LRU算法：
23453412351424513213
• 1、当CPU执行操作系统代码时，称处理机处于（ C ）。 – A 自由态 B 目态 C 管态 D 就绪态
• 2、从目态到管态的转换是由（ A）完成的。 – A 硬件 B 管态程序 C 用户程序 D 中断处理程序 – 解释：从目态到管态的转换是执行访管指令，引起一次 中断，触发中断后，硬件中断机制将计算机状态置为管 态。管态程序是指在管态下执行的程序。
14. 作业Ａ的页面映象表如下图所示： （一页= 一块=1024字节）
页号 块号 ０８ １５ ２７ ３
中断位 １ １ １ ０
访问位 １ ０ １ ０
修改位 １ ０ ０ ０
辅存地址 １０００ ３０００ ５０００ ８０００
问：①指出页表中中断位、访问位、修改位、辅存地址的含义？ ② 当执行到１０００单元的指令“ＬＯＡＤ１，１８００”
5、简述分段和分页的区别。 答：分段和分页有本质的区别：
• 1）分段是逻辑划分，每个分段逻辑意义完整，而 分页是物理划分，每个分页逻辑意义不完整；
• 2）分段的划分需程序员的参与，而分页的划分是 操作系统完成的，对用户是透明的；
• 3）分段的地址空间是二维的，而分页的地址空间 是一维的；
• 4）分段大小可变，甚至可动态扩充，而分页的大 小是固定不变的；
• 3、操作系统提供给应用程序的接口是（ 系统调用 ）。
4、简述中断处理过程。
• 答：当中断发生时，一旦CPU响应中断，系统就开始进行 中断处理，中断处理过程如下：
• （1）保护被中断进程的现场，为了在中断处理程序结束 后能使进程正确的返回到中断点，系统必须保存当前处理 机的状态字（PSW）和程序计数器（PC）等的值。
255555555555511111
TTTT
TT
TT
TT
缺页次数为10。
• 1、下列选项中，降低进程优先级的合理时机是（ A）。
– A 进程的时间片用完
– B 进程刚完成I/O，进入就绪队列
– C 进程长期处于就绪队列中
– D 进程从就绪状态转为运行态
• 2、下列选项中，导致创建新进程的操作是（ C）。 （1）用户登录成功；（2）设备分配；（3）启动程序 执行
• （2）系统调用总控程序根据系统调用号和系统内部的系 统调用入口转入相应的系统调用处理过程。
• （3）系统调用处理程序执行完毕后，返回执行成功与否 以及成功时的执行结果给调用者，恢复中断进程或新调 度进程的CPU现场，返回被中断进程或新进程运行。
1、进程与程序的关系和区别是什么？
答：进程就是可并发执行的程序在一数据集合上的一次执行 过程。
• （3）访问逻辑地址3600时，3600位于3号虚页， 对应中断位为0，说明不在内存，产生缺页中 断。
• 15. 有个一虚拟存储系统, 每个进程在内存占有 3页数据区, 刚开始时数据区为 空. 有以下访页 序列:2,3,4,5,3,4,1,2,3,5,1,4,2,4,5,1,3,2,1,3试给出 下列情形下的缺页次数: (1) 系统采用先进先出(FIFO)淘汰算法. (2) 系统采用最近最少使用(LRU)淘汰算法. (3) 系统采用优化(OPT)淘汰算法.
• （2）分析中断原因，转去执行相应的中断处理程序，在 多个中断请求同时发生时，处理优先级最高的中断源发出 的中断请求。
• （3）恢复被中断进程的现场，CPU继续执行原来被中断 的进程。
5、简述系统调用的实现过程。
• 答：系统调用的一般处理过程如下：
• （1）系统产生软中断，由硬件完成现场保护，并通过中 断向量转向系统调用总控程序，同时处理机状态由用户 态切换到核心态。
静态重定位是由作业装入程序在装入程序 时一次性集中完成的，而动态重定位是由专用 硬件地址变换机构在程序执行中随着指令的执 行动态完成的。
7、请详细说明请求分页系统的地址变换过程。
答：请求分页系统的地址变换过程如下：（图略 去）
• 1）取逻辑地址分解为页号P和页内偏移w; • 2) 根据页号查找页表，获得该页的描述信息； • 3）若该页中断位为1，产生缺页中断； • 4）更新该页的描述信息； • 5）根据页块号和页内偏移w，计算物理地址。
23453412351424513213
2345341235142451321
234534123511245132
TTTT
TTTTTTT TTTT
缺页次数为15。
（2）采用OPT算法：
23453412351424513213
23444412222222222222
2333333331444443333
3、什么是操作系统？从资源管理的角度来看， OS的主要功能是什么？现代OS的四大主要特征 是什么？
• 答：从资源管理的角度来看，OS的主要功能 是控制和管理计算机中的软硬件资源。现代 OS的4大主要特征是：并发、共享、虚拟和不 确定性。
4、什么叫重定位？动态重定位和静态重定位有 什么区别？
• 答：使一个作业程序装入到与其地址空间不一 致的存储空间所引起的对有关地址部分的调整 过程叫重定位。
时，系统是怎样进行地址变换（即１８００在主存的哪个单元中） ③ 当执行到１５００单元指令（ＬＯＡＤ １，３６００）
时，会发生什么现象？
• （1）中断位：是否在内存；访问位：是否被 访问过、修改位：是否被修改过；辅存地址： 页面在辅存备份的地址。
• （2）1000逻辑地址位于0号虚页，1800逻辑地 址位于1号虚页，5号页架，对应物理地址 5×1024＋776＝5896；
• 进程和程序的区别主要体现在： • 1）进程是动态的，具有一定的生命周期，而程序是静态
的；
• 2）进程可并发执行，而没有创建进程的程序是不能执行 的；
• 3）进程是操作系统中申请和分配资源的基本单位，而没 有创建进程的程序是不能申请资源的；
• 4）进程包括程序、数据和进程控制块； • 5）同一程序的多次执行对应多个进程。