操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)大綱(一二章)

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 第一章1. 操作系統(tǒng)的目標(biāo)(1).有效性(2).方便性 (3).可擴(kuò)充性 (4).開(kāi)放性2. OS 引入多道程序設(shè)計(jì)帶來(lái)的好處:(1) 提高CPU的利用率。(2) 可提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率。(3) 增加系統(tǒng)吞吐量。3. 批處理操作系統(tǒng)的特點(diǎn):(1) 資源利用率高。由于在內(nèi)存中駐留了多道程序，它們共享資源，可保持資源處于忙碌狀態(tài)，從而使各種資源得以充分利用。(2) 系統(tǒng)吞吐量大。系統(tǒng)吞吐量是指系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)所完成的總工作量。能提高系統(tǒng)吞吐量的主要原因可歸結(jié)為：第一，CPU和其它資源保持“忙碌”狀態(tài)； 第二，僅當(dāng)作業(yè)完成時(shí)或運(yùn)行不下去時(shí)才進(jìn)行切

2、換，系統(tǒng)開(kāi)銷小。(3) 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間是指從作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)開(kāi)始，直至其完成并退出系統(tǒng)為止所經(jīng)歷的時(shí)間。在批處理系統(tǒng)中，由于作業(yè)要排隊(duì)，依次進(jìn)行處理，因而作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，通常需幾個(gè)小時(shí)，甚至幾天。(4) 無(wú)交互能力。用戶一旦把作業(yè)提交給系統(tǒng)后，直至作業(yè)完成，用戶都不能與自己的作業(yè)進(jìn)行交互，一旦發(fā)現(xiàn)作業(yè)錯(cuò)誤不能及時(shí)改正，這對(duì)修改和調(diào)試程序是極不方便的。所以適用于成熟的程序。 4. 分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問(wèn)題:如何使用戶能與自己的作業(yè)進(jìn)行交互，即：（1） 及時(shí)接收（2） 及時(shí)處理5. 分時(shí)系統(tǒng)的特征:(1) 多路性。允許在一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)聯(lián)接多臺(tái)聯(lián)機(jī)終端，系統(tǒng)按分時(shí)原則為每個(gè)用戶服務(wù)。

3、宏觀上，是多個(gè)用戶同時(shí)工作，共享系統(tǒng)資源；而微觀上，則是每個(gè)用戶作業(yè)輪流運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片。多路性即同時(shí)性，它提高了資源利用率，降低了使用費(fèi)用，從而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)更廣泛的應(yīng)用。(2) 獨(dú)立性。每個(gè)用戶各占一個(gè)終端，彼此獨(dú)立操作，互不干擾。因此，用戶所感覺(jué)到的，就像是他一人獨(dú)占主機(jī)。(3) 及時(shí)性。用戶的請(qǐng)求能在很短的時(shí)間內(nèi)獲得響應(yīng)。此時(shí)間間隔是以人們所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定的，通常僅為13秒鐘。(4) 交互性。用戶可通過(guò)終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話。其廣泛性表現(xiàn)在：用戶可以請(qǐng)求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理和資源共享等。6. 操作系統(tǒng)的基本特征:并發(fā)性共享性虛擬技術(shù)異步性7. 操作系統(tǒng)的

4、主要功能:處理機(jī)管理功能存儲(chǔ)器管理功能S1S2S3S4設(shè)備管理功能文件管理功能操作系統(tǒng)與用戶之間的接口n 第二章P81:28. 什么是程序的并發(fā)執(zhí)行。 在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性史指在一段時(shí)間內(nèi)宏觀上有多個(gè)程序在同時(shí)進(jìn)行，但在單處理機(jī)系統(tǒng)中，每一刻卻僅能有一道程序使行，故微觀上這些程序只能是分時(shí)地交替。9. 程序并發(fā)執(zhí)行的特征：1) 間斷性：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享系統(tǒng)資源，以及為完成同一項(xiàng)任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的程序之間，形成了相互制約的關(guān)系。相互制約將導(dǎo)致并發(fā)程序具有“執(zhí)行暫停執(zhí)行”這種間斷性的活動(dòng)規(guī)律。2) 失去封閉性：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，是多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源（軟

5、件資源和硬件資源），因而這些資源的狀態(tài)將由多個(gè)程序來(lái)改變，致使程序的運(yùn)行失去了封閉性。這樣，某程序在執(zhí)行時(shí)，必然會(huì)受到其它程序的影響。3) 不可再現(xiàn)性：上述情況說(shuō)明，程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于失去了封閉性，其計(jì)算結(jié)果已與并發(fā)程序的執(zhí)行速度有關(guān)，從而使程序的執(zhí)行失去了可再現(xiàn)性，亦即，程序經(jīng)過(guò)多次執(zhí)行后，雖然它們執(zhí)行時(shí)的環(huán)境和初始條件相同，但得到的結(jié)果卻各不相同。10. 進(jìn)程的特征（1） 結(jié)構(gòu)特征：從結(jié)構(gòu)上看，進(jìn)程的實(shí)體是由一個(gè)程序段和相應(yīng)的數(shù) 據(jù)集，以及一個(gè)PCB三部分組成。（2） 動(dòng)態(tài)特征：其動(dòng)態(tài)特征表現(xiàn)在，因創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停，由撤消而消亡?？梢?jiàn)，進(jìn)程有一定的生命周期。

6、 （3） 并發(fā)特征：引入進(jìn)程的目的就是為了能使程序并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率。 （4） 獨(dú)立特征：進(jìn)程是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的單位，也是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。（5） 異步特征：進(jìn)程按照各自獨(dú)立的，不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。所以要求系統(tǒng)為它們提供某些設(shè)施，使進(jìn)程之間能協(xié)調(diào)操作和共享資源。11. 進(jìn)程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖：（1） 就緒狀態(tài)（2） 執(zhí)行狀態(tài)（3） 阻塞狀態(tài)12. 進(jìn)程控制塊（PCB）中的信息：（1） 進(jìn)程標(biāo)識(shí)符（內(nèi)，外）（2） 處理機(jī)狀態(tài)（3） 進(jìn)程調(diào)度信息（4） 進(jìn)程控制信息13. 什么是臨界區(qū)P50：把在每個(gè)進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)14. 同步機(jī)制應(yīng)遵循

7、的規(guī)則：(1) 空閑讓進(jìn)。(2) 忙則等待。(3) 有限等待。(4) 讓權(quán)等待。15. 記錄型信號(hào)量s中s.value各種值的含義P51:Type semaphore=record Value:integer；/變量類型 L:list of process;/進(jìn)程鏈表指針EndProcedure wait(S)Var S:semaphore;BeginS.value=S.value-1;If S.value<0 then block(S.L);EndProcedure signal(S)Var S:semaphore;BeginS.value:S.value+1;If S.value&l

8、t;=0then wakeup(S.L);End在記錄型信號(hào)量機(jī)制中，S.value資源信號(hào)量（系統(tǒng)中某類資源的數(shù)目）對(duì)它的每次wait操作，異味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的該類資源，使系統(tǒng)中可分配的資源數(shù)減少一個(gè)S.value= S.value-1;當(dāng)S.value<0時(shí)，表示該類資源分配完畢，進(jìn)程調(diào)用block原語(yǔ)，進(jìn)行自我阻塞，放棄處理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表S.L中。（“遵循讓權(quán)等待”）此時(shí)S.value的絕對(duì)值表示鏈表中已阻塞的進(jìn)程數(shù)目。Signal的操作，表示執(zhí)行進(jìn)程釋放一單位資源，使系統(tǒng)中可分配的該類資源數(shù)增加一個(gè)，S.value= S.value+1表示資源數(shù)加1.若加1后仍是S.

9、value<=0，則表示在該信號(hào)鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程阻塞，故還要調(diào)用wakeup原語(yǔ)，將S.L鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。如果S.value初值為1，表示允許一進(jìn)程訪問(wèn)臨界資源。16. 能夠用記錄型信號(hào)量解決生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題、哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題、讀者-寫者問(wèn)題P58-6517. 能夠利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)前驅(qū)關(guān)系P82:22答：（a）Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; begin parbegin begin S1; signal(a); signal(b); end; begin wait(a);

10、 S2; signal(c); signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(e); end; begin wait(c); S4; signal(f); end; begin wait(d); S5; signal(g); end; begin wait(e); S6; signal(h); end; begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end; parend end （b）Var a, b, c, d, e, f, g, h,i,j; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0, 0;

11、begin parbegin begin S1; signal(a); signal(b); end; begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(e); signal(f); end; begin wait(c); S4; signal(g); end; begin wait(d); S5; signal(h); end; begin wait(e); S6; signal(i); end; begin wait(f); S7; signal(j); end; begin wait(g);wa

12、it(h); wait(i); wait(j); S8; end; parend end 18. 進(jìn)程與線程的區(qū)別： 1) 調(diào)度：在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，作為擁有資源的基本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程。而在引入線程的操作系統(tǒng)中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而進(jìn)程作為資源擁有的基本單位，把傳統(tǒng)進(jìn)程的兩個(gè)屬性分開(kāi)，使線程基本上不擁有資源，這樣線程便能輕裝前進(jìn)，從而可顯著地提高系統(tǒng)的并發(fā)程度。2) 并發(fā)性：在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間亦可并發(fā)執(zhí)行，使得操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性，從而能更加有效地提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。3) 擁

13、有資源：不論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線程的操作系統(tǒng)，進(jìn)程都可以擁有資源，是系統(tǒng)中擁有資源的一個(gè)基本單位。一般而言，線程自己不擁有系統(tǒng)資源(也有一點(diǎn)必不可少的資源)，但它可以訪問(wèn)其隸屬進(jìn)程的資源，即一個(gè)進(jìn)程的代碼段、數(shù)據(jù)段及所擁有的系統(tǒng)資源，如已打開(kāi)的文件、I/O設(shè)備等，可以供該進(jìn)程中的所有線程所共享。4) 系統(tǒng)開(kāi)銷：在創(chuàng)建或撤消進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)都要為之創(chuàng)建和回收進(jìn)程控制塊，分配或回收資源，如內(nèi)存空間和I/O設(shè)備等，操作系統(tǒng)所付出的開(kāi)銷明顯大于線程創(chuàng)建或撤消時(shí)的開(kāi)銷。類似地，在進(jìn)程切換時(shí)，涉及到當(dāng)前進(jìn)程CPU環(huán)境的保存及新被調(diào)度運(yùn)行進(jìn)程的CPU環(huán)境的設(shè)置，而線程的切換則僅需保存和設(shè)置少量寄存器內(nèi)

14、容，不涉及存儲(chǔ)器管理方面的操作，所以就切換代價(jià)而言，進(jìn)程也是遠(yuǎn)高于線程的。第三章19. 處理機(jī)調(diào)度的層次20. 選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法的面向用戶和系統(tǒng)的準(zhǔn)則21. 能夠利用先來(lái)先服務(wù)、短作業(yè)（進(jìn)程）算法計(jì)算作業(yè)（進(jìn)程）各自的開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間、完成時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。22. 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度的基本條件23. 產(chǎn)生死鎖的原因24. 產(chǎn)生死鎖的必要條件25. 處理死鎖的基本方法26. 什么是安全狀態(tài)27. 能夠利用銀行家算法判斷系統(tǒng)的安全狀態(tài)第四章28. 計(jì)算機(jī)中各個(gè)存儲(chǔ)層次29. 什么是高速緩存和磁盤緩存30. 什么是重定位、靜態(tài)重定位、動(dòng)態(tài)重定位31. 什么是物理地址、邏輯地址，能夠利用頁(yè)表將

15、邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址32. 能夠利用首次適應(yīng)、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法進(jìn)行各作業(yè)內(nèi)存的分配，畫出對(duì)應(yīng)的內(nèi)存分布圖33. 動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存回收幾種情況34. 分頁(yè)存儲(chǔ)管理的基本思想35. 分段存儲(chǔ)管理方式引入的幾個(gè)原因36. 分頁(yè)和分段的主要區(qū)別37. 虛擬存儲(chǔ)器的特征38. 請(qǐng)求分頁(yè)中頁(yè)表各字段及含義39. 能夠利用最佳置換算法和先進(jìn)先出置換算法、最近最久未使用算法畫出置換圖。第五章40. 從OS觀點(diǎn)看，I/O設(shè)備的重要性能指標(biāo)以及分類41. 設(shè)備控制器的基本功能42. 通道的分類43. I/O控制幾種方式44. 緩沖引入原因45. 設(shè)計(jì)I/O軟件的設(shè)計(jì)原則應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)46. 設(shè)備獨(dú)立性含義，設(shè)備獨(dú)立性軟件的主要功能。47. 基本設(shè)備分配程序48. spooling全稱，如何利用SPOO