計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料(考試全攻略)

1、第1章緒論(1) 從系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)來看：引入操作系統(tǒng)是為了合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，管理和分配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件及軟件資源，使之能為多個(gè)用戶高效率地共享。(2) 從用戶的觀點(diǎn)來看：引入操作系統(tǒng)是為了給用戶使用計(jì)算機(jī)提供一個(gè)良好的界面，以使用戶無需了解許多有關(guān)硬件和系統(tǒng)軟件的細(xì)節(jié)，就能方便靈活地使用計(jì)算機(jī)。(3) 從發(fā)展的觀點(diǎn)看：引入操作系統(tǒng)是為了給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展提供支撐平臺(tái)，使之在追加新的服務(wù)和功能時(shí)更加容易和不影響原有的服務(wù)與功能。操作系統(tǒng)定義為 ：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件 ,它是這樣一些程序模塊的集合 一一它們管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流

2、程，以便有效地利用這些資源為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方便和可擴(kuò)展的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)與其用戶之間起到接口的作用。操作系統(tǒng)的 5 個(gè)功能：處理機(jī)管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、信息管理( 文件系統(tǒng)管理 ) 、用戶接口研究操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)資源的管理者、用戶界面的觀點(diǎn)、進(jìn)程管理觀點(diǎn)、第 2 章操作系統(tǒng)用戶界面作業(yè)的定義： | 在一次應(yīng)用業(yè)務(wù)處理過程中，從輸入開始到輸出結(jié)束，用戶要求計(jì)算機(jī)所做的有關(guān)該次業(yè)務(wù)處理的全部工作稱為一個(gè)作業(yè)，它由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成。作業(yè)的階段 : | 作業(yè)的提交、后備、執(zhí)行以及完成階段。第 3 章進(jìn)程管理現(xiàn)代操作系統(tǒng)的重要特點(diǎn)是| 程序的并發(fā)執(zhí)行，

3、及系統(tǒng)所擁有的資源被共享和系統(tǒng)的用戶隨機(jī)地使用系統(tǒng)。程序的并發(fā)執(zhí)行可總結(jié)為：|一組在邏輯上互相獨(dú)立的程序或程序段在執(zhí)行過程中，其執(zhí)行時(shí)間在客觀上互相重疊，即一個(gè)程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個(gè)程序段的執(zhí)行已經(jīng)開始的這種執(zhí)行方式。程序的并行執(zhí)行是指一組程序按獨(dú)立的、異步的速度執(zhí)行。并行執(zhí)行不等于時(shí)間上的重疊。進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的執(zhí)行過程這一概念。也可以這樣定義進(jìn)程：一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序?qū)δ硞€(gè)數(shù)據(jù)集在處理機(jī)上的執(zhí)行過程和分配資源的基本單位。進(jìn)程和程序的區(qū)別和關(guān)系可簡(jiǎn)述如下：進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，而程序則是一個(gè)靜態(tài)概念。進(jìn)程具有并行特征，而程序沒有。進(jìn)程是競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的基本單位，從而其并行性受到系統(tǒng)自

4、己的制約不同的進(jìn)程可以包含同一程序，只要該程序所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集不同。作業(yè)是用戶需要計(jì)算機(jī)完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)要求計(jì)算機(jī)所作工作的集合。進(jìn)程是已提交完畢程序的執(zhí)行過程的描述，是資源分配的基本單位。區(qū)別與關(guān)系：作業(yè)是用戶向計(jì)算機(jī)提交任務(wù)的任務(wù)實(shí)體。一個(gè)作業(yè)可由多個(gè)進(jìn)程組成。作業(yè)的概念主要用在批處理系統(tǒng)中。進(jìn)程控制塊：包含了有關(guān)進(jìn)程的描述信息、控制信息以及資源信息，是進(jìn)程動(dòng)態(tài)特征的集中反映。進(jìn)程上下文：實(shí)際上是進(jìn)程執(zhí)行活動(dòng)全過程的靜態(tài)描述。我們把已執(zhí)行過的進(jìn)程指令和數(shù)據(jù)在相關(guān)寄存器與堆棧中的內(nèi)容稱為上文，把正在執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)在寄存器與堆棧中的內(nèi)容成為正文，把待執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)在寄存器與堆棧的的內(nèi)容成為下文

5、。同一進(jìn)程上下文包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與執(zhí)行該進(jìn)程有關(guān)的各種寄存器的值、程序段在經(jīng)過編譯之后形成的機(jī)器指令代碼集( 或稱正文段 )、數(shù)據(jù)集及各種堆棧值和PCB結(jié)構(gòu) ( 圖 3.2) 。-PCB-備種正文集控制表M指針數(shù)據(jù)集各種寄存器棧區(qū)圖 3.2 進(jìn)程上下文結(jié)構(gòu)一個(gè)進(jìn)程至少具有三種基本狀態(tài)，它們是：執(zhí)行狀態(tài)、等待狀態(tài)和就緒狀態(tài)。進(jìn)程個(gè)狀態(tài)的含義：圖 3.5 進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換所謂進(jìn)程控制， | 就是系統(tǒng)使用一些具有特定功能的程序段來創(chuàng)建、撤消進(jìn)程以及完成進(jìn)程各狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到多進(jìn)程高效率并發(fā)執(zhí)行和協(xié)調(diào)、實(shí)現(xiàn)資源共享的目的。一般地，把系統(tǒng)態(tài)下執(zhí)行的某些具有特定功能的程序段稱為原語。原語可分為兩類：一類

6、是機(jī)器指令級(jí)的，其特點(diǎn)是執(zhí)行期間不允許中斷。另一類是功能級(jí)的，其特點(diǎn)是作為原語的程序段不允許并發(fā)執(zhí)行。進(jìn)程創(chuàng)建方式：(1)由系統(tǒng)程序模塊統(tǒng)一創(chuàng)建，例如在批處理系統(tǒng)中，由操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度程序?yàn)橛脩糇鳂I(yè)創(chuàng)建相應(yīng)的進(jìn)程以完成用戶作業(yè)所要求的功能。由父進(jìn)程創(chuàng)建，例如在層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程以完成并行工作。圖 3.7 撤消原語流圖阻塞與喚醒的含義：阻塞原語在一個(gè)進(jìn)程期待某一事件發(fā)生，但發(fā)生條件尚不具備時(shí)，被該進(jìn)程自己調(diào)用來阻塞自己。當(dāng)?shù)却?duì)列中的進(jìn)程所等待的事件發(fā)生時(shí)，等待該事件的所有進(jìn)程都將被喚醒。臨界區(qū) :| 把不允許多個(gè)并發(fā)進(jìn)程交叉執(zhí)行的一段程序稱為臨界部分或臨界區(qū)。臨界區(qū)是由屬于不

7、同并發(fā)進(jìn)程的程序段共享公用數(shù)據(jù)或公用數(shù)據(jù)變量而引起的。間接制約 :| 把這種由于共享某一公有資源而引起的在臨界區(qū)內(nèi)不允許并發(fā)進(jìn)程交叉執(zhí)行的現(xiàn)象，稱為由共享公有資源而造成的對(duì)并發(fā)進(jìn)程執(zhí)行速度的間接制約,簡(jiǎn)稱間接制約。這里 ,間接”二字主要是指各并發(fā)進(jìn)程的速度受公有資源制約，而不是進(jìn)程間直接制約的意思?；コ獾亩x： |一組并發(fā)進(jìn)程中的一個(gè)或多個(gè)程序段，因共享某一公有資源而導(dǎo)致它們必須以一個(gè)不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行。信號(hào)量 在操作系統(tǒng)中，信號(hào)量sem 是一整數(shù)。在 sem 大于等于零時(shí)代表可供并發(fā)進(jìn)程使用的資源實(shí)體數(shù)，但 sem 小于零時(shí)則表示正在等待使用臨界區(qū)的進(jìn)程數(shù)。（人口）= sem sem

8、= sem+1 1否s0是返回返回調(diào)用趙翹人等待隊(duì)列喚醒等掙隊(duì)列中的一牛進(jìn)程11轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度返回或轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度圖 3.11 P 原語操作功能圖 3.12V 原語操作功能同步的概念 : 把異步環(huán)境下的一組并發(fā)進(jìn)程，因直接制約而互相發(fā)送消息而進(jìn)行互相合作、互相等待，使得各進(jìn)程按一定的速度執(zhí)行的過程稱為進(jìn)程間的同步。死鎖的定義： I 所謂死鎖，是指各并發(fā)進(jìn)程彼此互相等待對(duì)方所擁有的資源，且這些并發(fā)進(jìn)程在得到對(duì)方的資源之前不會(huì)釋放自己所擁有的資源。從而造成大家都想得到資源而又都得不到資源，各并發(fā)進(jìn)程不能繼續(xù)向前推進(jìn)的狀態(tài)。死鎖的起因 : 死鎖的起因是并發(fā)進(jìn)程的資源競(jìng)爭(zhēng)。產(chǎn)生死鎖的根本原因在于系統(tǒng)提供的資源

9、個(gè)數(shù)少于并發(fā)進(jìn)程所要求的該類資源數(shù)。產(chǎn)生死鎖的必要條件 I :( 簡(jiǎn)答)(1)互斥條件。并發(fā)進(jìn)程所要求和占有的資源是不能同時(shí)被兩個(gè)以上進(jìn)程使用或操作的，進(jìn)程對(duì)它所需要的資源進(jìn)行排他性控制。(2)不剝奪條件。進(jìn)程所獲得的資源在未使用完畢之前，不能被其他進(jìn)程強(qiáng)行剝奪，而只能由獲得該資源的進(jìn)程自己釋放。(3)部分分配。進(jìn)程每次申請(qǐng)它所需要的一部分資源，在等待新資源的同時(shí)繼續(xù)占用已分配到的資源。(4)環(huán)路條件。存在一種進(jìn)程循環(huán)鏈，鏈中每一個(gè)進(jìn)程已獲得的資源同時(shí)被下一個(gè)進(jìn)程所請(qǐng)求。解決死鎖的方法一般可分為：| 預(yù)防、避免、檢測(cè)與恢復(fù)等三種。( 填空 )線程 : 一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的基本調(diào)度單位稱為線程或稱為輕權(quán)

10、進(jìn)程，這個(gè)調(diào)度單位既可以由操作系統(tǒng)內(nèi)核控制，也可以由用戶程序控制。第四章1.處理機(jī)調(diào)度可以分為4 級(jí)： ( 1) 作業(yè)調(diào)度：又稱宏觀調(diào)度，或高級(jí)調(diào)度。其主要任務(wù)是按一定的原則對(duì)外存輸入井上的大量后備作業(yè)進(jìn)行選擇，給選出的作業(yè)分配內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備等必要的資源，并建立相應(yīng)的進(jìn)程，以使該作業(yè)的進(jìn)程獲得競(jìng)爭(zhēng)處理機(jī)的權(quán)利。另外，當(dāng)該作業(yè)執(zhí)行完畢時(shí)，還負(fù)責(zé)回收系統(tǒng)資源。交換調(diào)度：又稱中級(jí)調(diào)度。其主要任務(wù)是按照給定的原則和策略，將處于外存交換區(qū)中的就緒狀態(tài)或就緒等待狀態(tài)的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，或把處于內(nèi)存就緒狀態(tài)或內(nèi)存等待狀態(tài)的進(jìn)程交換到外存交換區(qū)。交換調(diào)度主要涉及到內(nèi)存管理與擴(kuò)充。進(jìn)程調(diào)度：又稱微觀調(diào)度或低級(jí)調(diào)

11、度。其主要任務(wù)是按照某種策略和方法選取一個(gè)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程占用處理機(jī)。在確定了占用處理機(jī)的進(jìn)程后，系統(tǒng)必須進(jìn)行進(jìn)程上下文切換以建立與占用處理機(jī)進(jìn)程相適應(yīng)的執(zhí)行環(huán)境。(4)線程調(diào)度。2.作業(yè)調(diào)度的任務(wù)：主要是完成作業(yè)從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，以及從執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。3.作業(yè)調(diào)度功能 : (1) 記錄系統(tǒng)中各作業(yè)的狀況。包括執(zhí)行階段的有關(guān)情況。( 2)從后備隊(duì)列中挑選出一部分作業(yè)投入執(zhí)行。( 3) 為被選中作業(yè)做好執(zhí)行前的準(zhǔn)備工作。( 4) 在作業(yè) 執(zhí)行結(jié)束時(shí)做善后處理工作。4.岀口 作業(yè)叢執(zhí)行狀態(tài)劃完威伏態(tài)4.進(jìn)程調(diào)度的要求： | 要求進(jìn)程調(diào)度程序按一定的策略，動(dòng)態(tài)地把處理機(jī)分配給處

12、于就緒隊(duì)列中的某一個(gè)進(jìn)程帀使之執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度的功能：（1）記錄系統(tǒng)中所有進(jìn)程的執(zhí)行情況（2）選擇占有處理機(jī)的進(jìn)程（3）進(jìn)行6?進(jìn)程上下文切換7.進(jìn)程上下文切換包括4 個(gè)步驟： （1）決定是否做上下文切換以及是否允許做上下文切換。（ 2） 保存當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程的上下文。（3） 使用 4.5 節(jié)中所述進(jìn)程調(diào)度算法，選擇一個(gè)處于就緒狀態(tài)進(jìn)程。 （4）恢復(fù)或裝配所選進(jìn)程的上下文，將CPU 控制權(quán)交給所選進(jìn)程。8.調(diào)度算法：（ 1）.先來先服務(wù)（ FCFS ）調(diào)度算法。 （ 2） .輪轉(zhuǎn)法（ round robin ）（ 3）.多級(jí)反 饋輪轉(zhuǎn)法 （ 4）.優(yōu)先級(jí)法（ 5）.最短作業(yè)優(yōu)先法（ 6）.最高響應(yīng)比優(yōu)

13、先法第五章存儲(chǔ)管理9.存儲(chǔ)管理的功能： | （ 1）能實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器（ 2）實(shí)現(xiàn)將虛擬空間的一位地址或多維線性地 址變換到一維線性的物理內(nèi)存；（3）內(nèi)外存數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂疲?）實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的分配與回收5）實(shí)現(xiàn)內(nèi)存信息的共享與保護(hù)虛擬存儲(chǔ)器的概念：將進(jìn)程中的目標(biāo)代碼。數(shù)據(jù)等的虛擬地址組成的虛擬空間稱為虛擬存儲(chǔ)器。虛擬存儲(chǔ)器不考慮物理存儲(chǔ)器的大小和信息存放的實(shí)際位置，只規(guī)定每個(gè)進(jìn)程中互相關(guān)連的信息的相對(duì)位置。且虛擬存儲(chǔ)器的容量是由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)和尋址方式確定的11.內(nèi)外存數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罨镜目刂品椒ǎ海?） 用戶程序自己控制；（2）操作系統(tǒng)控制12.操作系統(tǒng)控制方式又可進(jìn)一步分為: 一種是交換 （swa

14、pping）方式，另一種是請(qǐng)求調(diào)入（on dema nd ）方式和預(yù)調(diào)入 （on prefetch ）方式13.常用的內(nèi)存信息保護(hù)方法有：| 硬件法、軟件法和軟硬件結(jié)合按分區(qū)的時(shí)機(jī)，分區(qū)管理可以分為 ：固定分區(qū)和動(dòng)態(tài)分區(qū)兩種方法15.固定分區(qū)分配算法16. |頁式管理的基本原理： | 首先，各進(jìn)程的虛擬空間被劃分成若干個(gè)長(zhǎng)度相等的頁；再者式管理，采用請(qǐng)求調(diào)頁或預(yù)調(diào)頁技術(shù)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外存存儲(chǔ)器的統(tǒng)一管理。頁17.請(qǐng)求并個(gè)頁面I ui fii uflNracui刊瑰和 *一|V1啟型倚 IMF 擁皆|1 1 ：3工型棚:* trtu址設(shè)置頁表，將頁表始址 ,頁i _ _表崔愷置人請(qǐng)求衣申，置狀態(tài) =巳

15、分配機(jī)嶽空陰訊面表分配”牛耳血，并鼎頁茴號(hào)填人頁表中MW? jti-ite蟲耐思J je 嚷由羽網(wǎng)外奔（返冋）iftAf 植中 dfia 鈕 e 箱頁面分配算法流圖動(dòng)態(tài)頁式管理流圖比較常用的置換算法有以下幾種： | （1）隨機(jī)淘汰算法。（歸為最久最近未使用算法） （ 2）輪轉(zhuǎn)法和先進(jìn)先出算法19.口仆中斯有空網(wǎng) IX血- 申丨刃， -t-乳宙 r.合并電剛 ri干 : 刖、 f= JC 凹 : 悵購(gòu)主 PH IX缺段中斷處理過程為葢般曲住內(nèi)疔空 （ MIX拓 J|St 阿人內(nèi)掙 并BfcJ &L 去19.頁式管理與段式管理的區(qū)別：|（ 1）和動(dòng)態(tài)頁式管理一樣，段式管理也提供了內(nèi)外存統(tǒng)一管理的虛

16、存實(shí)現(xiàn)。中，段長(zhǎng)可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)增長(zhǎng)。（3）便于對(duì)具有完整邏輯功能的信息段進(jìn)行共享。（ 4）便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接。（5）段式管理采用的是二維虛址空間，頁式管理采用的是一維虛址空間第八章文件系統(tǒng)1、文件：文件是一段程序或數(shù)據(jù)的集合。這是一種較為模糊的說法。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，文件被解釋為一組賦名的相關(guān)聯(lián)字符流的集合,或者是相關(guān)聯(lián)記錄 （一個(gè)有意義的信息單位）的集合。2、文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)稱為文件系統(tǒng)。它負(fù)責(zé)為用戶建立文件，撤消、讀寫、修改和復(fù)制文件，還負(fù)責(zé)完成對(duì)文件的按名存取和進(jìn)行存取控制。3、 文件的邏輯結(jié)構(gòu)可分為兩大類：字符流式的無結(jié)構(gòu)文件和記錄式的有結(jié)構(gòu)文件。4、 常用的

17、記錄式結(jié)構(gòu)文件有以下幾種：（1）連續(xù)結(jié)構(gòu)； （2） 多重結(jié)構(gòu)； （3） 轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)； （4）順序結(jié)構(gòu)。5、 常用的存取方法有三種：（1） 順序存取法（2）隨機(jī)存取法 （直接存取法 ）6、常用的文件物理結(jié)構(gòu)如下：（3）按鍵存取法（1） 連續(xù)文件（2）串聯(lián)文件（3） 索引文件7、有下述3 種不同的空閑塊管理方法。它們是：（ 1）空閑文件目錄_（2）空閑塊鏈（3）位示圖8、什么是文件說明書？把文件名和對(duì)該文件實(shí)施控制管理的控制管理信息稱為該文件的文件說明，并把一個(gè)文邏輯結(jié)構(gòu)存放到物理存儲(chǔ)塊的一個(gè)表目中。件說明按一定的9、 一個(gè)文件包括兩部分：文件說明（文件說明有時(shí)也叫文件控制塊（FCB ）和文件體。1

18、0 、 文件目錄可分為：?jiǎn)渭?jí)目錄、二級(jí)目錄和多級(jí)目錄。11 、 從系統(tǒng)管理的觀點(diǎn)看，有三種方法可以實(shí)現(xiàn)文件共享。即：(1)繞道法( 2) 鏈接法( 3)基本文件目錄表BFD12、 文件的存取控制是和文件的共享、保護(hù)和保密三個(gè)不同而又相互聯(lián)系的問題緊密相關(guān)的。13、 可有下述 4 個(gè)方式來驗(yàn)證用戶的存取操作，它們是：(1)存取控制矩陣 ；( 2)存取控制表 ；( 3) 口令 ；( 4)密碼術(shù)。14、 文件系統(tǒng)的層次模型圖：| 用戶仔俶喪車用戶擔(dān)幕址閥用4拘號(hào)文件康翳 SFD第舉J1林聚蜒 BFD | 曲珀 f 抿昭姿 fbf 借息43存職控制驗(yàn) SE14I胡對(duì)塊號(hào)一呦離缺號(hào)存屬謹(jǐn) &分配 |論笛欖塊 | 豐奏鬻話二慕箕第九