计算机操作系统复习知识点汇总修订版
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计算机操作系统复习知
识点汇总
集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
计算机操作系统复习知识点汇总
第一章绪论
1、操作系统的定义、目标、作用
(1)OS是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充。
(2)OS的主要目标是:方便性,有效性,可扩充性和开放性.
(3)OS的作用可表现为:
a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;(一般用户的观点)
b. OS作为计算机系统资源的管理者;(资源管理的观点)
c. OS实现了对计算机资源的抽象.
2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统(联机输入输出方式)的联系和区别
脱机输入输出技术(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间,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控制下完成的,或者说,它们是在脱离主机的情况下进行的,故称为脱机输入输出方式;反之,在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式
联机输入输出技术也提高了I/O的速度,同时还将独占设备改造为共享设备,实现了虚拟设备功能。
3、多道批处理系统需要解决的问题
处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题
4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么
a. 并发性(Concurrence),共享性(Sharing),虚拟性(Virtual),异步性
(Asynchronism).
b. 其中最基本特征是并发和共享.
c. 并发特征是操作系统最重要的特征,其它特征都是以并发特征为前提的。
5、并行和并发
并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念,并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多少个事件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. 处理机管理功能:
进程控制,进程同步,进程通信和调度.
b. 存储管理功能:
内存分配,内存保护,地址映像和内存扩充等
c. 设备管理功能:
缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等
d. 文件管理功能:
对文件存储空间的管理,目录管理,文件的读写管理以及文档的共享和保护
7、操作系统与用户之间的接口
a. 用户接口:是给用户使用的接口,用户可通过该接口取得操作系统的服务
b. 程序接口:是给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。
第二章进程管理
1、进程的定义、特征,进程实体的组成
(1)进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配的一个独立单位。
(2)进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性。
(3)进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成。
2、进程的三种基本状态及其转换
运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态。
3、引起进程进入挂起状态的原因如下:
a. 终端用户的请求
b. 父进程请求
c. 负荷调节的需要
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,并填写必要的管理信息。
b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中。
5、进程控制块(PCB)的作用
1)系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构,存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息。
2)系统利用PCB来控制和管理进程,所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志
3)进程与PCB是一一对应的
为什么说PCB是进程存在的唯一标志
在进程的整个生命周期中,系统总是通过其PCB对进程进行控制,系统是根据进程的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是进程存在的唯一标志。
6、进程控制块的组织方式
链接方式、索引方式
7、原语的定义、组成、作用
原语是由若干条指令组成的,用于完成一定功能的一个过程,与一般过程的区别在于:它们是“原子操作”,是一个不可分割的基本单位,在执行过程中不允许中断。原子操作在管态下执行,常驻内存。
原语的作用是为了实现进程的通信和控制,系统对进程的控制如不使用原语,就会造成其状态的不稳定性,从而达不到进程控制的目的。
8、引起创建进程的事件
用户登录、作业调度、提供服务、应用请求
9、引起进程终止的事件
正常结束、异常结束、外界干预
10、引起进程阻塞和唤醒的事件
请求系统服务、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
(1)临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源。
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。诸进程间应采取互斥方式,实现对这种资源的共享。
(2)每个进程中访问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,还是软件临界资源,多个进程必须互斥地对它进行访问。
12、同步机制应遵循的规则
空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待
13、进程通信的类型
进程间通信机制包括: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,只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源。
(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,则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,还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可少的资源外,本身基本不拥有系统资源,但它可以访问其隶属进程的资源;
d. 系统开销。由于创建或撤销进程时,系统都要为之分配和回收资源,如内存空间等,进程切换时所要保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着地大于线程。
16.进程与程序的区别
①程序是静态的,进程是动态的;
②进程更能真实地描述并发,而程序不能;
③进程具有创建其他进程的功能,而程序没有
④进程只是一次执行过程,有生命周期;而程序可作为软件资源长期保存,是相
对长久的;
进程是系统分配调度的独立单位,能与其他进程并发执行;
17.进程互斥与同步的基本概念
i.进程互斥:由于各进程要求共享资源,而有些资源需要互斥使用,因此各进
程间竞争使用这些资源,进程的这种关系为进程的互斥。
ii.进程同步:在并发执行过程中,合作完成同一个任务的多个进程,在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作,这种制约性关系叫作进程同步。
18、同步机制应遵循的规则
空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待
19.常用的几种信号量机制
整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集。
第三章处理机调度
1、高级调度与低级调度的区别
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中必须配置这种调度。