操作系統(tǒng)原理第四版復(fù)習(xí)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)原理第四版復(fù)習(xí)第一章

多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)：在計(jì)算機(jī)主存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，使他們?cè)诠芾沓绦蚩刂浦?，相互穿插地運(yùn)行。（輪番使用）

1、硬件：組成計(jì)算機(jī)的任何機(jī)械的、磁性的、電子的裝置或部件，包括：中央處理器，存儲(chǔ)器，外部設(shè)備

中央處理器包括指令系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)保護(hù)和存儲(chǔ)管理2、裸機(jī)：僅由硬件組成的機(jī)器

3、軟件：由程序、數(shù)據(jù)和軟件研制過(guò)程中形成的各種文檔資料，包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、和工具軟件

系統(tǒng)軟件包括：操作系統(tǒng)、編譯程序、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的程序應(yīng)用軟件包括：各種應(yīng)用程序，各種軟件包工具軟件包括：診斷程序、檢查程序、引導(dǎo)程序4、資源共享（競(jìng)爭(zhēng)）：多個(gè)計(jì)算任務(wù)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的共同享用（競(jìng)爭(zhēng)）

5、操作系統(tǒng)：是與份額大型的程序系統(tǒng)，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件資源的分派和管理，控制和協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)和保護(hù)，提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境6、操作系統(tǒng)的核心任務(wù)：系統(tǒng)資源的分派、控制和協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)（活動(dòng)執(zhí)行的基本單位稱為進(jìn)程）

7、操作系統(tǒng)管理的目標(biāo)：提高資源利用率和便利用戶的使用資源管理的功能有：

①、處理機(jī)分派“如提出進(jìn)程調(diào)度策略，給出進(jìn)程調(diào)度算法，進(jìn)行處理機(jī)的分派

②、存儲(chǔ)管理：包括存儲(chǔ)分派與存儲(chǔ)的無(wú)關(guān)性，存儲(chǔ)保護(hù)和存儲(chǔ)擴(kuò)展（存儲(chǔ)保護(hù)必需由硬件提供支持，具體保護(hù)方法有基址、界限寄放器法、存儲(chǔ)鍵和鎖）③、設(shè)備管理：

用戶程序中或資源申請(qǐng)命中使用設(shè)備的規(guī)律名與實(shí)際操作的設(shè)備無(wú)關(guān)使用獨(dú)享、共享和虛擬分派技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備分派對(duì)設(shè)備有傳輸控制④、軟件資源管理

軟件資源：各種程序和數(shù)據(jù)的集合程序包括系統(tǒng)程序和用戶程序

系統(tǒng)程序包括操作系統(tǒng)的功能模塊、系統(tǒng)庫(kù)和實(shí)用程序8、操作系統(tǒng)的特性：

①并發(fā)性指能處理多個(gè)同時(shí)性的活動(dòng)的能力②共享性指多個(gè)計(jì)算任務(wù)對(duì)資源的共同享用

③不確定性指操作系統(tǒng)能處理隨機(jī)發(fā)生的對(duì)個(gè)事件

9、操作系統(tǒng)解決的基本問(wèn)題：提出解決資源分派的策略、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)的關(guān)系、保證數(shù)據(jù)的一致性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)控制

保證數(shù)據(jù)的一致性涉及多級(jí)保護(hù)：系統(tǒng)程序>同時(shí)進(jìn)入主存的多道程序>共享數(shù)據(jù)10、操作系統(tǒng)的基本類型：批量、分時(shí)、實(shí)時(shí)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、分布式操作系統(tǒng)①批量操作系統(tǒng)：在主存中總是同時(shí)存有幾道程序

②分時(shí)操作系統(tǒng)：采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方法，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)公允的處理機(jī)共享的策略（可以實(shí)現(xiàn)連接同一計(jì)算機(jī)的多個(gè)終端有自己的一個(gè)虛擬機(jī)）

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③實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：能監(jiān)視、響應(yīng)或控制外部的環(huán)境，對(duì)外部輸入的信息能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)處理完畢并作出反應(yīng)

④網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：由通信接口中斷處理程序、通信控制程序和各級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等軟件組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能：信息傳遞>資源共享>提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性>實(shí)現(xiàn)分布處理⑤分布式操作系統(tǒng)：由多個(gè)相互連接的處理單位組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這些單元能夠在整個(gè)系統(tǒng)的控制下完成一個(gè)共同任務(wù)，最少依靠集中的程序、數(shù)據(jù)或硬件

UNIX系統(tǒng)是多用戶交互式分時(shí)操作系統(tǒng)

其次章

1、操作系統(tǒng)采用區(qū)分處理機(jī)的工作狀態(tài)的方法建立一個(gè)保護(hù)環(huán)境

2、處理機(jī)的態(tài)：處理機(jī)當(dāng)前出于何種狀態(tài)，正在運(yùn)行的是管理程序還是用戶程序

管態(tài)：又稱系統(tǒng)態(tài)，處理機(jī)執(zhí)行管理程序，使用全部系統(tǒng)資源和指令，包括一組特權(quán)指令，訪問(wèn)整個(gè)存儲(chǔ)區(qū)

細(xì)分：管態(tài)+核態(tài)（核態(tài)下，處理機(jī)能使用特權(quán)指令，可改變機(jī)器狀態(tài)，修改特別寄放器，涉及外部設(shè)備的輸出和輸入指令）

用戶態(tài)：又稱目態(tài)，只允許訪問(wèn)自己的存儲(chǔ)區(qū)域

3、中斷：某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)中止現(xiàn)行程序的運(yùn)行、引出處理該事件的程序進(jìn)行處理，處理完畢后返回?cái)嚯?，繼續(xù)執(zhí)行

中斷一個(gè)程序的執(zhí)行只能發(fā)生在某條指令的周期末尾4、中斷分類：

①按中斷功能分類：I/O中斷→外中斷（對(duì)某臺(tái)中央處理器而言，它的外部非通道式裝置所引起的中斷）→機(jī)器故障中斷→程序中斷→訪管中斷（對(duì)系統(tǒng)指出某種需求時(shí)所發(fā)出的中斷）②按中斷方式分類：

強(qiáng)迫性中斷（外部請(qǐng)求所引起，非期待性）I/O中斷+外中斷+機(jī)器故障中斷+程序中斷自愿中斷（期待事件）訪管中斷③按中斷來(lái)源分類

外中斷（處理機(jī)外部引起，又稱中斷）I/O中斷+外中斷俘獲（處理機(jī)內(nèi)部引起）機(jī)器故障中斷+程序中斷+訪管中斷5、中斷裝置：發(fā)現(xiàn)中斷源而產(chǎn)生中斷過(guò)程的設(shè)備，也稱中斷系統(tǒng)職能：實(shí)現(xiàn)中斷的進(jìn)入，即實(shí)現(xiàn)中斷的響應(yīng)過(guò)程

6、現(xiàn)場(chǎng)：中斷的那一時(shí)刻能確保程序繼續(xù)運(yùn)行的有關(guān)信息，包括后續(xù)指令所在主存的單元號(hào)、程序運(yùn)行所處的狀態(tài)（管態(tài)或用戶態(tài)）、指令執(zhí)行狀況、程序執(zhí)行的中間結(jié)果（保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)是中斷進(jìn)管后的第一件工作）

7、程序狀態(tài)字：程序運(yùn)行時(shí)，反映其運(yùn)行狀態(tài)的一組信息。存放這些信息的寄放器稱為狀態(tài)字寄放器

8、中斷響應(yīng)：中斷現(xiàn)在程序執(zhí)行，并自動(dòng)引出中斷處理程序的過(guò)程實(shí)質(zhì)：交換指令執(zhí)行的地址和處理機(jī)的狀態(tài)，以達(dá)到保存程序斷點(diǎn)及有關(guān)信息和自動(dòng)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序執(zhí)行的目的

9、中斷機(jī)制：包括向量中斷和探詢中斷

向量中斷：中斷發(fā)生時(shí)，由中斷源引導(dǎo)處理機(jī)進(jìn)去中斷服務(wù)程序的中斷過(guò)程（為自動(dòng)處理）探詢中斷：將系統(tǒng)中的所有中斷類型分為幾大類，每一大類中都包括若干個(gè)中斷類型中斷向量：存儲(chǔ)該類型中斷的中斷服務(wù)例行程序的入口地址和處理器狀態(tài)字的存儲(chǔ)單元

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第三章

1、操作系統(tǒng)的用戶界面分為操作界面（即操作命令）和程序界面（即系統(tǒng)功能調(diào)用）其形式與操作系統(tǒng)類型和用戶上機(jī)方式有關(guān)

2、操作界面分為鍵盤命令、圖形化用戶界面、作業(yè)控制語(yǔ)言鍵盤命令和圖形化用戶界面使用交互操作方式作業(yè)控制語(yǔ)言采用脫機(jī)操作方式

鍵盤命令中一般終端機(jī)與主機(jī)通信的過(guò)程可分為注冊(cè)、通信、注銷三步圖形化用戶界面例如菜單驅(qū)動(dòng)方式圖符驅(qū)動(dòng)方式等等

3、系統(tǒng)功能調(diào)用：由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)編制好能實(shí)現(xiàn)這些功能的例行子程序，作為操作系統(tǒng)程序模塊的一部分。實(shí)現(xiàn)方式：訪管方式（用戶態(tài)→管態(tài)）

4、自愿進(jìn)管指令：svcnsvc表示機(jī)器資源進(jìn)管指令的操作碼記憶符，n為地址碼訪管中斷：機(jī)器執(zhí)行到svcn時(shí)，發(fā)生的中斷

5、系統(tǒng)調(diào)用提供運(yùn)行程序和操作系統(tǒng)之間的界面，通過(guò)系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求機(jī)構(gòu)（亦稱管理程序調(diào)用）以實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)基本服務(wù)級(jí)的處理（每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)一個(gè)功能號(hào)）第四章

1、進(jìn)程：一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)2、進(jìn)程與程序的區(qū)別

程序：指令的有序集合。其本身沒有任何運(yùn)行的含義，是一個(gè)靜態(tài)概念進(jìn)程：程序在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過(guò)程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念

程序可以作為一種軟件資料長(zhǎng)期保存，而進(jìn)程有一定的生命期，將動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生和消亡進(jìn)程是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的單位，能與其他進(jìn)程并行地活動(dòng)

進(jìn)程是競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有限資源的基本單位，也是處理機(jī)調(diào)度的基本單位進(jìn)程一定包含一個(gè)程序，而一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程程序是進(jìn)程完成功能的規(guī)律描述2、進(jìn)程的類型

系統(tǒng)進(jìn)程：管理和控制資源

用戶進(jìn)程：為用戶算題任務(wù)而建立的進(jìn)程

區(qū)別：①系統(tǒng)進(jìn)程被分派一個(gè)初始的，可獨(dú)占，亦可為最高優(yōu)先級(jí)的資格優(yōu)先使用的資源集合，而用戶進(jìn)程需通過(guò)系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求的手段競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源

②系統(tǒng)進(jìn)程可以做顯示的，直接的I/O操作，而用戶進(jìn)程不能做直接I/O操作③系統(tǒng)進(jìn)程在管態(tài)下活動(dòng)，而用戶進(jìn)程在用戶態(tài)下活動(dòng)4、進(jìn)程的狀態(tài)：等待、就緒、運(yùn)行

當(dāng)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)時(shí)，該進(jìn)程以獲得除CPU之外的資源

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：5、進(jìn)程控制塊（pcb）：一個(gè)與進(jìn)程相聯(lián)系的數(shù)據(jù)塊，以刻畫一個(gè)進(jìn)程在各個(gè)不同時(shí)期所處的狀態(tài)，也稱進(jìn)程描述器，是標(biāo)識(shí)進(jìn)程存在的實(shí)體進(jìn)程包括一個(gè)程序段（包括數(shù)據(jù)）和一個(gè)進(jìn)程控制塊程序和數(shù)據(jù)描述進(jìn)程本身應(yīng)完成的功能，

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進(jìn)程控制塊則描述進(jìn)程的動(dòng)態(tài)特征，進(jìn)程與其他進(jìn)程和系統(tǒng)資源的關(guān)系

6、進(jìn)程間通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源而存在間接相互制約關(guān)系，通過(guò)共享數(shù)據(jù)存在直接相互制約關(guān)系

7、臨界資源：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源臨界區(qū)（臨界段）：在每個(gè)進(jìn)程中，從概念上分開出來(lái)的那段程序共享臨界資源的各進(jìn)程都有訪問(wèn)臨界資源的臨界區(qū)，所以相對(duì)于同一個(gè)臨界資源，可以對(duì)應(yīng)多個(gè)臨界區(qū)。

注意準(zhǔn)則：應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)使進(jìn)程進(jìn)入對(duì)應(yīng)的臨界區(qū)每次至多有一個(gè)進(jìn)程處于臨界區(qū)進(jìn)程在臨界區(qū)內(nèi)進(jìn)逗留有限的時(shí)間

8、互斥：在操作系統(tǒng)中，當(dāng)某一進(jìn)程正在訪問(wèn)某一存儲(chǔ)區(qū)域時(shí)，就不允許其他進(jìn)程來(lái)讀出或者修改該存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的內(nèi)容，否則，就會(huì)出現(xiàn)無(wú)法估計(jì)的錯(cuò)誤，尋常將進(jìn)程之間的這種相互制約關(guān)系稱為互斥

9、異步環(huán)境：相互合作的一組并發(fā)進(jìn)程，其中每一個(gè)進(jìn)程都以各自獨(dú)立的、不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，但它們又需要密切合作，以完成一個(gè)共同的任務(wù)，即彼此“知道〞相互存在和作用

10、同步：并發(fā)進(jìn)程在一些關(guān)鍵點(diǎn)上可能需要相互等待與互通消息，這種相互制約的等待與互通消息稱為進(jìn)程同步

11、同步機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)進(jìn)程協(xié)作的措施和方法包括鎖和上鎖、開鎖操作、信號(hào)燈和P/V操作重點(diǎn)：課本89-99第五章

1、資源：指執(zhí)行一個(gè)用戶程序所需要的全部硬件、軟件和數(shù)據(jù)2、資源分派方法有靜態(tài)分派和動(dòng)態(tài)分派兩種3、對(duì)資源的管理都應(yīng)當(dāng)包含的內(nèi)容：

①資源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述②、確定資源的分派原則和調(diào)度原則③、執(zhí)行資源分派④、存取控制和安全保護(hù)

4、資源分類方法：

①物理資源和程序資源②單一訪問(wèn)入口的資源和多訪問(wèn)入口的資源③等同資源④虛擬資源5、機(jī)構(gòu)：是進(jìn)行資源分派所必需的基本設(shè)施和部件，它包括描述資源狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還包括保證不可共享資源互斥使用的同步機(jī)構(gòu)以及對(duì)不能馬上得到滿足的資源請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)的手段

6、主存儲(chǔ)器以塊為單位進(jìn)行分派：磁盤的分派一般以一個(gè)扇區(qū)作為最小分派單位7、資源描述器RD：描述各類資源的最小分派單位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

8、存放在一個(gè)描述器中的信息取決于資源的特征及對(duì)該資源的管理方式

9、描述器的組織方式取決于資源分派單位的數(shù)量和這一數(shù)量是固定不變的、還是可以變化的這一特征。

10、資源分派程序包括：分派程序和回收程序

11、資源分派的方式取決于設(shè)計(jì)所選擇的目標(biāo)，以及與應(yīng)用每一類資源先聯(lián)系的特定限制12、先請(qǐng)求先服務(wù)（FIFO服務(wù)）和優(yōu)先調(diào)度13、操作系統(tǒng)的基本特征是并發(fā)與共享

14、死鎖：兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)程無(wú)止境地等待著永遠(yuǎn)不會(huì)成立的條件的一種系統(tǒng)狀態(tài)15、死鎖的分類：同類資源的死鎖和非同類資源的死鎖16、產(chǎn)生死鎖的原因：①系統(tǒng)資源不足②進(jìn)程推進(jìn)順序非法

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產(chǎn)生死鎖的根本原因：系統(tǒng)能夠提供的資源個(gè)數(shù)比要求該資源的進(jìn)程數(shù)少

17、產(chǎn)生死鎖的必要條件：①互斥條件②不剝奪條件③占有并等待④環(huán)路條件18、死鎖的預(yù)防方法：靜態(tài)預(yù)防和動(dòng)態(tài)避免

19、死鎖避免的算法：有序資源分派法和銀行家算法

第六章

1、處理機(jī)是單入口資源，任何時(shí)刻只能有一個(gè)任務(wù)得到它的控制權(quán)。處理機(jī)時(shí)間是以分片方式提交給計(jì)算任務(wù)使用

2、作業(yè)的幾種狀態(tài)：后備狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、完成狀態(tài)P140

3、作業(yè)調(diào)度的功能：①確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)②確定調(diào)度算法③分派資源④善后處理4、作業(yè)控制塊P141

5、作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間P142

6、作業(yè)調(diào)度算法：①先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法②短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法③相應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法④優(yōu)先調(diào)度算法

7、進(jìn)程調(diào)度的功能可分為調(diào)度和分派、調(diào)度意味著依照完全確定的策略將一批進(jìn)程進(jìn)行排序，分派則是從就緒隊(duì)列中移出一個(gè)進(jìn)程并給它提供處理機(jī)的使用權(quán)

8、處理機(jī)的分派包含：①按確定的調(diào)度原則選一個(gè)進(jìn)程②給選中進(jìn)程賦予處理機(jī)的控制權(quán)9、進(jìn)程調(diào)度的功能：①記錄和保持系統(tǒng)中所有進(jìn)程的有關(guān)狀況和狀態(tài)特征②決定分派策略③實(shí)時(shí)處理機(jī)的分派和回收

10、進(jìn)程調(diào)度的準(zhǔn)則的因素：①CPU使用率②吞吐率③周轉(zhuǎn)時(shí)間④響應(yīng)時(shí)間⑤等待時(shí)間11、處理機(jī)分派由進(jìn)程調(diào)度和作業(yè)調(diào)度共同完成的

12、優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)包括：①進(jìn)程就緒隊(duì)列必需以進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)排序，具有最高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程放在隊(duì)首并且是第一個(gè)被分派的進(jìn)程②決定優(yōu)先級(jí)的數(shù)目，在較簡(jiǎn)單的優(yōu)先調(diào)度中，每一個(gè)優(yōu)先級(jí)上只能有一個(gè)進(jìn)程

13、優(yōu)先數(shù)可以按靜態(tài)或動(dòng)態(tài)方式指派給進(jìn)程

14、進(jìn)程所索取的系統(tǒng)資源越多，估計(jì)的運(yùn)算時(shí)間越長(zhǎng)，其優(yōu)先級(jí)越低15、循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度是一種先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法

循環(huán)輪轉(zhuǎn)規(guī)則：每個(gè)進(jìn)程被調(diào)度時(shí)分得一個(gè)時(shí)間片，當(dāng)這一時(shí)間片用完時(shí)，該進(jìn)程轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)并進(jìn)入就緒隊(duì)列末端

16、簡(jiǎn)單循環(huán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度和可變時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度P150第七章

1、主存：物理主存和規(guī)律主存。主存共享的基礎(chǔ)是物理主存。主存以分片方式實(shí)現(xiàn)共享。主存分片的方式：劃分為大小不等的區(qū)域、劃分為大小相等的塊。

2、地址映射：將程序地址空間中使用的規(guī)律地址變換為主存中的物理地址的過(guò)程

3、存儲(chǔ)管理的功能：①映射規(guī)律地址到物理主存地址②在多用戶之間分派物理主存③對(duì)各用戶區(qū)的信息提供保護(hù)措施④擴(kuò)展規(guī)律主存區(qū)