第一章概论
1. 操作系统设计原则
A. 能使计算机系统使用方便
B. 能使计算机高效的工作
2. 操作系统基本类型:批处理、分时、实时、网络<计算机网络配置的）、分布<多台计算机组成的体术网络）、多机、嵌入式b5E2RGbCAP
批处理系统：批量化处理作业的系统。
1. 批处理单道系统；
2. 批处理多道系统：
*并行工作减少了处理器的空闲时间，提高了效率；
*作业调度可以按一定的组合装入主存储器，充分利用系统资源；
*作业过程中，不访问低速设备，直接访问高速磁盘，单位时间处理能力提高；
*作业成批输入，自动选择控制，减少人工和作业交接时间，提高系统吞吐率。
分时操作系统：准许多个用户同时与计算机系统交互。多采用分时技术。
分时多道程序特点：同时性<多用户）、独立性<用户服务各自独立）、及时性 <三秒内响应用户请求）、交互性<人机对话工作方式）
p1EanqFDPw
实时操作系统：能及时处理计算机系统接收的外部信号并及时处理，在严格规定的时间里处理结束，并反馈信号。DXDiTa9E3d
3. UNIX简介：交互式分时系统。UNIX Version 1 4. 操作系统功能：处理器管理<处理器的调度）；存储管理<对主存管理）；文件管理 <面向用户实现按名存取，存储、检索、共享、保护、保密）；设备管理<管理外围设备，分配、启动、故障处理）；5PCzVD7HxA 操作系统的两类接口：程序员级接口：用户通过“系统调用”使用操作系统功能；操 作员级：用户通过操作控制命令提出要求。 第二章计算机系统结构简介 1. 计算机系统结构 A. 层次结构： 硬件系统：CPU、存储器、输入/输出控制、输入输出设备 软件系统：系统软件<与硬件结合最紧密）；支撑软件<支持其他软件开发和维护）应用软件<专用程序等） B. 工作框架：先由引导程序引导 2. 硬件环境 A. CPU与外设并行工作:CPU按程序规定的顺序执行指令。 B. 存储体系： 1. 寄存器: 1. 通用寄存器：操作数，指令结果； 2. 指令寄存器：从主存读出的指令； 3.控制寄存器：程序状态字寄存器、中断字寄存器、基址寄存器、限 长寄存器 2. 主存储器：“字节”为单位，几个字节为“字”。32位四字、64位八 字。被CPU 直接访问，断电易失。jLBHrnAILg 3. 高速缓存：cache减少对主存访问时间，加快程序执行速度。 4. 辅助存储器：磁盘磁带等。 C. 保护措施： 1. 特权指令:不允许用户程序直接使用的指令。 2. 非特权指令:特权指令以外的指令。 3. 管态和目态:管态下可执行所有机器指令。目态只能执行非特权指令。 4. 存储保护：<基址寄存器值<=访问地址值<=基址寄存器值+限长寄存器 值） 3. 操作系统结构 A. 操作系统结构设计目标：正确性、高效性、维护性、移植性。 B. 操作系统的层次结构：文件管理、设备管理、存储管理、处理器管理、硬件 C. unix系统结构：内核 4. 操作系用与用户接口：程序员级的<一组系统功能调用，为用户程序提供服务）、操作员级的<用于用户提出作业控制要求）LDAYtRyKfE A. 操作控制命令：操作系统提供的让联机用户<操作员一级）表示作业执行步骤的手段。 B. 系统调用：操作系统提供的子程序可分为： a. 文件操作类:打开文件、建立文件、读文件、关闭文件、删除文件。 b. 资源申请类：请求分配主存空、归还主存空间、分配外围设备、归还 外围设备。 c. 控制类： d. 信息维护类：如设置日期，文件属性等。 5. UNIX的用户接口： Shell命令：UNIX提供的操作控制命令。 6. UNIX系统调用： A. 常用系统调用：文件操作类、控制类、信号与时间类。 B. trap指令：系统调用指令，访管指令。 C. 系统调用程序入口表 D. 系统调用实现过程 第三章处理器管理 1. 什么是多道程序设计系统<多道系统）：让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行的系统。<设计时注意a. 存储保护；b. 程序浮动<内存中浮动）；c. 资源分配和调度；）Zzz6ZB2Ltk 2. 为什么采用多道程序设计： A. 程序的顺序执行<任何时间只有一个作业执行、使用设备）； B. 程序的并行执行<发挥CPU与外设并行工作能力，使CPU处理效率有所提高）； C. 多道并行执行<提高CPU利用率、充分利用外设资源、发挥了CPU与外设、外设与外设的并行工作能力）。dvzfvkwMI1 3. 多道程序设计注意的问题：a. 可能延长程序的执行时间；b. 并行工作道数与系统效率不成正比。<主存空间限制装入作业量、外围设备量、多道程序使用统一资源冲突）rqyn14ZNXI 4. 进程的定义：把一个程序在一个数据集合上的一次执行称为一个进程(Process> 5. 为什么要引入进程：a. 提高资源利用率<通过使用同步从而提高资源利用率）；b. 正确描述程序的执行情况。<系统进程、用户进程）EmxvxOtOco 6. 进程的属性：动态性、并发性、异步性: A. 进程的动态性； B. 多个不同的进程可以包含不同的程序 可再入程序：能被多个用户同时调用的程序 C. 进程可以并发； D. 进程三种基本状态。等待态、就绪态<等待系统分配资源）、运行态<占用CPU）。 运行→等待→就绪→运行→就绪 7. 进程控制块(PCB>：组成： A. 标识信息：每个进程有唯一标示符，用以标示进程存在和区分各进程； B. 说明信息：说明本进程的情况，其中“进程状态”<运行、就绪、等待）； C. 现场信息：进程离开CPU时，用以保留与CPU有关的各种现场信息，以便恢复； D. 管理信息：对进程进行管理和调度。 8. 进程的创建和撤销： A. 进程创建：系统为程序分配工作区和建立进程控制块 B. 进程完成后，回收工作区和撤销进程控制块. 原语：创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语、 9. 进程队列：就绪队列、等待队列。 队列管理：管理出队入队. (队首进程出队、非队首或队尾进程出队、队尾进程出队> 10. unix进程特点:用户态、核心态有不同的权利 11. unix进程的组成：进程控制块、正文段、数据段。 A. 进程控制块：进程基本控制块<数据结构为proc结构）：标示、进程常驻内存、进程调度以及其他信息；进程扩充控制块<数据结构为user结构）：SixE2yXPq5 B. 正文段：UNIX中可供多个进程共享的程序 C. 数据段：包括进程执行的非共享程序和程序执行时用到的数据。由用户栈<用户态）、用户数据区<存放进程执行中的非共享程序和用户数据）、系统工作区<分核心栈<核心态）、user区，用于函数调用参数传递现场保护、存放返回地址和局部变量）组成6ewMyirQFL 12. UNIX进程的状态：任何进程都有生命周期。 A. 运行状态：占用CPU B. 就绪状态：从CPU出来，等待下一次分配 C. 睡眠状态：进程等待某事件，让出CPU时 D. 僵死状态：进程消亡时的暂时状态 13. UNIX进程的创建和终止 A. UNIX进程树，第一建立0号进程<或称交换进程，始终核心态），0→1<初始化进程），1→login→shell B. 进程的创建：其他进程由fork创建形成父子进程 C. 进程的终止：子进程调用exec请求终止自己，并释放父进程，僵死状态后，由父进程作善后处理。 14. 进程的换进换出：进程在主存与磁盘之间的转换<由0号进程来做） 15. 进程的睡眠与唤醒：sleep 和 wakeup 16. 中断和中断类型： A. 中断：一个进程占用CPU时，由于自身或外界原因使运行被打断，让操作系统处理所出现的事件，适当时再回复进程的运行。y6v3ALoS89 B. 中断类型： 1. 强迫性中断<随机发生，不可预知）:硬件故障中断、出现性中断事件、外部中断事件、驶入输出中断事件。M2ub6vSTnP 2. 自愿性中断<访管中断）：请求系统调用引起的中断，断点是确定的。17. 中断响应：CPU没执行完一条指令，硬件的中断装置立即检查有无中断事件发生。若有，则暂停现行进程的执行，让操作系统的中断处理程序占用CPU。 0YujCfmUCw 中断装置主要做三件事：1检查是否有中断；2有则暂停现行进程，保存中断点以便恢复执行；3启动中断程序 怎么完成三件事：a. 中断字寄存器<0无或1有） b. 程序状态字 码<指令执行结果特征）、管目态） c. 中断响应：当前PSW<占用CPU的），新PSW<中断程序的， 中断地址入口）、旧PSW<保护好的被中断的PSW）eUts8ZQVRd 18. 中断事件的处理：保护被中断进程的现场信息、分析中断原因、处理发生的中断事件 19. 中断优先级和中断屏蔽位：中断处理程序只屏蔽比自己级别低的中断事件。 中断码：保存程序执行时当前发生的中断事件 中断屏蔽位：指出程序执行中发生中断事件时，要不要响应出现的中断事件。 20. unix中断处理：. . . . . . 21. 处理器调度：担负对处理器的分配工作，决定谁能先占用CPU，一次能占用CPU的时间 22. 处理器的两级调度： 批处理作业：采用批处理操作系统和分时系统控制下的作业。 输入井：磁盘上用来存放作业信息的专用区。 后备作业：输入井中等待处理的作业。 作业调度：从输入井中选取后备作业装入主存的工作。 进程调度：从就绪进程中选取一个进程占用处理器的工作。 终端作业：在分时操作系统下的作业。 23. 批处理作业调度算法：公平性、平衡资源使用、极大流量。 周转时间：进入输入井的时间减去计算结果的时间 A. 先来先服务算法：既有一定的公平性，易实现，可能是计算时间段的作业长时间等待，周转时间变长，降低了系统的吞吐能力。sQsAEJkW5T B. 计算时间短的作业优先算法：降低作业平均周转时间，提高了系统的吞吐能力； C. 响应比高者优先：响应比=等待时间/计算时间； D. 优先级调度算法： E. 均衡调度算法. 24. 进程调度算法： 进程切换：一个进程如昂出CPU由另一个进程占用CPU的过程 哪些情况引起进程切换： A. 一个进程从运行状态变等待状态 B. 一个进程从运行状态变成就绪状态 C. 一个进程从等待状态变成就绪状态 D. 一个进程完成工作后被撤销 1. 先来先服务调度算法 2. 最高优先级调度算法 3. 时间片轮转调度算法：时间片是指允许进程一次占用CPU最长的时间。 4. 分级调度算法 25. UNIX系统进程调度算法 A. 优先数和优先权<没个进程都有，随执行情况变化，优先数越小，优先权越高） B. 进程的优先权：UNIX由优先数决定优先权 UNIX确定优先权原则如下： 1. 进入核心态运行的进程优先权高于在用户态的进程优先权； 2. 时间片用完被剥夺CPU使用权，应降低该进程的优先权，以使其他 进程有机会使用CPU； 3. 对与睡眠的进程，系统将按照他们等待时间的轻重急缓程度赋予他 们不同的优先权； 4. 应相应降低累计使用CPU时间较长的进程的优先权，以减少这些进 程占用CPU的机会 C. 进程的优先数：设置法<即将进入睡眠的进程）、计算法<当进程转入用户态时） 1. 设置优先数：进程进入睡眠时，系统按睡眠原因设置优先数。 2. 计算优先数：UNIX采用计算方法动态改变进程的优先数。 D. 进程调度程序swtch：进程调度工作由swtch完成。 1. 哪些情况要启动swtch程序重新选择一个进程占用CPU？ *进程完成预定的工作终止； *进程因等待某事件而进入睡眠状态； *进程用完了一个规定的时间片；对复活岛的异常情况处理结束后； 2. 进程调度程序swthc的主要任务：在主存就绪的进程中，选择一 个优先数最小的进程；为被选中的进程恢复现场信息。GMsIasNXkA 第四章存储管理 1. 信息的二级存储： 由于CPU只能直接访问只存储器，所以进程运行时，必须把他的程序和数据放到主存储器中。由于程序占用主存空间越来越大，所以采用二级存储辅助存储器。TIrRGchYzg 2. 存储管理功能： 对主存空间的用户区进行管理，目的尽可能的方便用户和提高主存空间使用率。主存储器的空间分为：系统区<存放操作系统与硬件接口信息、系统管理信息、程序、标准子程序）和用户区。<存放用户的程序和数据）7EqZcWLZNX 3. 存储器管理的功能如下： A. 主存空间的分配与回收：系统建立“主存空间分配表”记录使用状况 空闲区<自由区）：尚未占用的空间 B. 实现地址的转换：由于用户程序使用的是相对地址<逻辑地址），CPU执行程序时按主存的绝对地址<物理地址）访问主存，所以存储器必须配合硬件进行地址的转换工作。lzq7IGf02E C. 主存空间的共享与保护：为防止各个作业相互干扰和保护各个区域的信息不被破坏，必须实现存储保护。 保护措施措施： 1. 程序执行时，若访问属于自己的主存区域中的信息，则允许读写； 2. 对共享区域中的信息只许读，不许写； 3. 程序执行时不允许访问分配给其他程序的主存空间，对非所属空间不 许读和写。 D. 主存空间的扩充：允许程序中的相对地址空间大于主存的绝对地址空间，虚拟主存。 4. 重定位<地址转换）： 把相对地址转换成绝对地址的工作，分为静态重定位和动态重定位。 相对地址：用户程序中使用的地址 逻辑地址空间：与相对地址对用的存储空间 绝对地址：主存空间的地址编号 物理空间地址：与绝对地址对应的主存空间地址 A. 静态重定位：在装入一个作业时，把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址，转换工作在作业执行前一次完成，执行过程中无需就绪转换的工作方式。zvpgeqJ1hk B. 动态重定位：在作业执行过程中，由硬件的地址转换机构动态地进行地址转换，CPU 没执行一条指令时要把相对地址与基址寄存器中的值相加就可得到绝对地址的工作方式。它是由软件和硬件相互配合来实现的。NrpoJac3v1 C. 程序浮动<限动态重定位系统）：改变程序存放区域的作业仍能正确的执行。 5. 单用户连续存储<采用静态重定位）： 一种最简单的存储管理方式。任何时刻主存储器中最多只有一个作业，适合单道程序的系统。 缺点： A. 作业执行中出现了某个等待事件时，处理器就空闲了，不能利用。 B. 一个作业独占主存空间，当有空闲区域时，不能被利用，降低主存空间的利用率。 C. 外围设备不能被充分利用 6. 覆盖技术： 采用覆盖技术时，要求用户把作业如何分段，作业可覆盖情况写成一个覆盖描述文件随同作业交给系统。操作系统按覆盖说明来控制割断的覆盖。 1nowfTG4KI 驻留区：程序主段所占的主存空间。 7. 对换技术：当执行中出现等待时间或用完一个时间片时，把该作业从主存储器换出，再把由调度程序选中的另一作业换出到主存储器。fjnFLDa5Zo 8. 固定分区存储管理： A. 基本原理：把主存储器中可分配的用户区域预先划分成若干个连续的区域，每个连续区称为一个分区。一个分区最多装入一个作业，多分区下，可以装入多个作业。适用于多道程序设计系统。由界限寄存器限制作业只能在所占分区运行。tfnNhnE6e5 B. 主存空间的分配与回收：设置“分区分配表”说明分区使用情况，0空闲1不空闲 C. 地址转换和存储保护：由于作业只在预先划定好的分区执行，可采用静态重定位。 绝对地址=相对地址+分区下限地址 下限地址<=绝对地址<=上限地址 10. 可变分区存储管理： 先判断可否装入作业，可以就按作业需求划分一个分区分配给空间 分区数由装入作业数决定。 A. 主存空间的分配与回收： 分区的划分：分区大小按作业的实际需求量来决定，克服固定分区空间不能充分利用的缺陷； 1. 主存空间的分配算法分：分区分配表法，“已分配区”、“空闲区 表” 最先适应算法：第一个能满足作业要求的空闲区，多余的为空。易产生小碎片。 最优适应算法：挑选一个能满足作业最小的空闲区。易留下小空闲区。 最坏适应算法：总选最大的空闲区分割一部分给作业。 2. 贮存空间的回收算法 归还空闲区的几种情况： *归还区有下邻空闲区； *归还区上邻邻空闲区； *归还区既有上邻闲区又有下邻空闲区； *归还区既无上邻闲区又有下邻空闲区。 B. 地址转换和存储保护： 基址寄存器<=绝对地址<=限长寄存器内容 C. 移动技术： 1. 移动：把作业从一个存储区移动到另一个存储区域的工作。 2. 目的：集中分散的空闲区、便于动态的扩充主存 3. 注意问题：移动会增加系统开销、移动是有条件的<等待结果的程序不 能动） 11. 页式存储管理：即可充分利用主存空间，又可减少移动所花的系统开销。 A. 页式存储管理原理：把主存分为大小相等的许多区，每个区为一块。 1. 相对地址=页号+页内地址 2. 需解决的问题：一是怎么知道主存储器哪些块已被占用，二是保证作 业 分散后如何正确执行。 B. 页式主存空间分配与回收：采用“位示图”法，0空和1非空。 块号=字号*字长+位号 字号=块号除以字长后商的整数部分。 位号=块号mod字长(取余数> C. 页表和地址转换： 1. 页表：页表指出相对地址中页号与主存块号的对应关系 2. 地址转换：页式采用动态重定位的方式装入作业，作业执行时由硬件 的地址转换机构来完成地址转换工作。HbmVN777sL 绝对地址=块号*块长+页内地址号 3. 快表：存放在高速缓冲存储器中的部分页表称之为块表。 存取平均时间：=快表命中率*<内存访问时间+高速缓冲器访问时间）+内存访问时间+内存访问时间）*未命中率。V7l4jRB8Hs 4. 相关联存储器：存放快表的高速缓冲存储器。 12. 虚拟存储管理 A. 什么是虚拟存储器<虚存）： 能装入作业的部分信息就可以开始执行，那么当主存空间小于作业需求量时，系统就可以装入作业，进而允许逻辑地址空间大于实际主存空间。 83lcPA59W9 虚拟存储器好处： 1. 使主存空间充分被利用； 2. 从用户角度看，主存好像变大了。 B. 虚拟存储管理工作原理： 把作业信息保留在磁盘上，当要装入是，只将其中一部分先装入主存，作业执行过程中，如果访问信息不在主存中，则再设法把信息装入主存。mZkklkzaaP C. 页式虚拟存储器怎么实现 1. 实现原理：将作业全部信息作为副本存放在磁盘上，作业调度选中一 个作业时至少把作业的第一页信息装入主存储器，执行过程中若访问的不在主存，再装入。对页表的改造，指出以装入页和未装入页。0<缺页）和1<以装入）。AVktR43bpw 2. 页面调度：指采用某种算法选择一页暂时调出，存放到磁盘，让出主 存空间，用来存放当前要使用的页。同一页调出调进为抖动。ORjBnOwcEd 最佳调度算法 先进先出调度算法 最近最久未使用调度算法 3. 却页中断率：却页中断率=缺页数/访问页的总数 影响缺页中断率的因素：分配给作业的主存块数<越多越好）、页面大小<越大越好）、程序的编程方法。 D. 多级页表：windows2000 采用二级页表 13. UNIX的页式虚拟存储管理 A. UNIX的虚拟地址结构：把编程时用的地址称为虚拟地址。 B. UNIX的页表和地址转换：...... C. UNIX的页面调度：2号进程是页面守护进程。 第五章文件管理 1. 文件管理<文件系统）：操作系统对信息进行管理的功能。 主要功能：管理用户信息存储、检索、跟新、共享、保护，为用户提供“按名存储” 2. 文件和文件系统： A. 文件：逻辑上具有完整意义的信息集合。 文件名：文件的一个名字标示。 文件的分类： 1. 按用途分类:系统文件、库文件、用户文件； 2. 按保护级别分类：执行文件、只读文件、读写文件； 3. 按信息流分类：输入文件、输出文件、输入输出文件； 4. 按存放时间分类：临时文件、永久文件、档案文件； 5. 按设备类型分类：磁带文件、磁盘文件、卡片文件、打印文件； 6. 按文件组织结构分类：顺序文件、链式文件、索引文件。 B. 文件系统的组成：文件系统对文件统一管理，目的方便用户且保证文件安全可靠。 文件系统组成： 1. 文件目录：文件目录是实现按名存取的一种手段。 2. 文件的组织：用户按信息的使用和处理的方式来组织文件。 3. 文件存储空间管理：文件存到存储介质时，须记住存储空间被占用 还是空闲。 4. 文件操作:是指为保证文件系统能正确存储和检索文件，系统规定 了在一个文件上可执行的操作。 5. 文件的安全措施: 3. 文件的存储介质：可以记录信息的东西。 存储设备：可以安装存储介质的设备。 卷：指存储介质的物理单位。 块<物理记录）：指存储介质上可以连续存储信息的一个区域。 磁头号<从0开始）：读写磁头从上到下的各个盘面上磁头的编号。 柱面号<从0开始）：盘面上磁道的编号。 扇区号<从0开始）：沿磁盘旋转方向给各个扇区的编号； 4. 文件的存取方式：顺序存取、随机存取。采用哪种方式与文件使用方式和存储介质有关。 5. 文件目录：文件目录是用于检索文件，是文件系统实现按名存取的重要手段。 A. 文件目录项包括：1. 有关文件存取的控制信息；2. 有关文件的结构信息；3. 有关文件的管理信息。文件目录的组织和管理应便于检索和防止冲突。gIiSpiue7A B. 一级目录结构：最简单的文件目录，所有文件不能重名。 C. 二级目录结构：1. 用户文件目录：为每个用户置一张目录表用户文件目录；2. 主文件目录：一张总的目录表来登记各个用户的目录存放地址。 uEh0U1Yfmh D. 树形目录结构： 树形目录结构<多机目录结构）：是指文件系统准许用户为自己的不同类型的文件建立子目录，再把子目录登记在用户文件目录中，又可把子目录中的文件细分后建立再下一级目录。这要就形成了多级目录。IAg9qLsgBX 根目录：主文件目录是树根。 绝对路径：根目录到访问目录 相对路径：当前目录到访问目录 树形目录的优点：1. 解决了重名问题；2. 有利于文件分类；3. 提高了检索文件的速度；4. 能进行存取权限的控制。WwghWvVhPE E. 文件目录的管理： 目录文件：由文件目录组成的文件。 6. 文件的组织：是指文件的结构方式。文件系统在两者间转换。 A. 文件的两种结构： 文件的逻辑结构：用户把能观察到的且可以处理的信息根据使用要求结构造成的文件。独立与物理环境。 文件的存储结构：是指在存储介质上的文件构造方式。 B. 文件的逻辑结构： 逻辑文件：是指用户组织的文件。 1. 流式文件：是指用户文件中的信息不再划分可独立单位，整个文件 由一次的一串信息组成。 2. 记录式文件：指用户对文件中的信息按逻辑上独立的含义再划分信 息单位，一个逻辑文件由若干个逻辑记录组成的的文件。asfpsfpi4k 逻辑记录<记录）：记录式文件的信息单位。 逻辑记录号:记录式文件中逻辑记录的一次编号。 主键：唯一能标示某个记录的数据项。 次键：除了主键以外的其他数据项。 C. 文件的存储结构： 1. 物理文件：存放到存储介质上的文件。 2. 磁带文件的组织：由都文件头标、文件信息和文件尾标组成。顺序 文件 3. 磁盘文件组织：顺序结构、链接结构、索引结构。 顺序结构缺点：磁盘存储空间利用率不高；对输出文件很难估计需多少磁盘块；影响文件的扩展。 克服缺点措施：存储一个文件时先分配若干连续的块，顺序的存储到这些块中；把文件划分成几个能独立存储的子文件。ooeyYZTjj1链式结构：链式结构的文件为链式文件又称串联文件。 链式结构文件注意：在插入或删除一个记录时，若某块中的指针需要修改，应先读入改块到主存，再修改指针，然后写回原地址；每个 磁盘块既要存放文件信息，又要存放管理指针，这样增加了文件占用 的块数；读写磁盘文件以块为单位；错误的的指针可能指向其他文 件，导致混论<通过双指针和磁盘块中加入文件名解决）BkeGuInkxI 索引结构：索引文件的结构方式。 索引文件按的好处：方便文件的扩充；插入记录；删除记录 4. 存储方式与存储结构： 顺序存取的文件，文件系统可组织为顺序文件或链式文件； 随机存储的文件，文件系统可组织为索引文件。 D. 记录的成组与分解： 记录的成组：把多个逻辑记录合成一组存入一个块中的工作。 块因子：每块中逻辑记录的个数。 记录的分解：从一组记录中把一个记录分出来的操作。 7. 磁盘存储空间管理： A. 位示图法： 1. 确定空闲块位置： 块号=字号*位数+位号 柱面号=块号/柱面上的块数 磁头号=<块号mod柱面块数）/盘面扇区数 扇区号=<块号mod柱面上的块数）mod盘面上的扇区数 2. 归还空闲块： 块号=柱面号*柱面上的块数+磁头号*盘面上的扇区数+扇区号 字号=块号/字字长<非整除则加一） 位号=块号mod字长 B. 空闲块表法：表中每个登记项记录一组连续空闲块的首块号和块数<0表示无效块）。采用最先适应、最优适应、最坏适应算法。PgdO0sRlMo C. 空闲块链法：把所有的磁盘空闲块用指针链接在一起构成空闲块链，最后的空闲块中的指针为0，效率低需启动磁盘读取空闲块。作为改进可以把空闲块分成若干组，把指向一组中各空闲块的指针集中在一起。3cdXwckm15 8. 基本文件操作极其使用： A. 文件系统提供给用户使用文件的手段是一组“文件操作<文件类的系统调用）” B. 基本文件操作： 1. “建立”操作： 2. “打开”操作： 3. “读”操作： 4. “写”操作： 5. “关闭”操作： 6. “删除”操作 C. 文件操作的使用： 1. 读一个文件信息，依次调用：“打开”→“读”<可多次）→“关闭” 2. 写一个文件信息，依次调用：“建立→“写”<可多次调用）→“关 闭” 3. 删除一个文件，依次调用：“关闭”→“删除” 9. 文件的安全性 A. 防止天灾人祸造成的破坏：多副本防止 B. 防止系统故障造成的破坏：建立副本、定时转存防止 C. 防止文件共享时造成破坏： 不准许同时使用，不许同时使用； 允许同时使用：规定用户使用权限，采用树形目录结构、建立存储控制表、把用户分类 D . 防止计算机病毒的侵害。 10. UNIX系统的文件管理： A. UNIX文件和文件系统 设备文件：UNIX把外围设备也当做文件看待 UNIX系统分：基本文件系统和可装卸子文件系统 B. UNIX的文件结构： 文件的逻辑结构是由一串顺序的字符组成的流式文件； 文件的存储结构采用索引结构方式。 C. UNIX的文件目录： UNIX采用树形文件目录，目录本身也是文件，有读、写、执行三种权限。 D. UNIX的索引节点：每个文件有唯一的索引节点。 1. 索引节点区：UNIX存放索引节点的磁盘块<其余为存放文件信息的文件 存储区） 2. 磁盘索引节点：是指存放在磁盘上索引节点区的索引节点。 3. 活动索引节点表：可以加快文件的访问速度，对文件进行操作时，先 读入表到主存。活动索引节点的寻找(iget>。活动节点的释放 h8c52WOngM 4. 目录索引：有了我那件目录、磁盘索引节点和活动节点系统就可以快 速有效的进行目录检索。 E. UNIX的打开文件表： 系统打开文件表：一个文件可以被一个或多个进程打开，该表反映对被打开文件进行操作的动态信息。 进程打开文件表：一个进程打开多个文件。UNIX最多允许一个进程打开十五个文件。UNIX为每个进程设置一张进程打开表。v4bdyGious F. UNIX的文件操作： 建立文件 打开文件 系统调用 系统调用 系统调用 系统调用 系统调用 11. UNIX的文件存储管理：UNIX把磁盘上的用来存放文件信息的磁盘块采用成组链接的方法进行管理。J0bm4qMpJ9 第六章设备管理 1. 设备管理的功能 输入输出操作：是指主存储器与外围设备之间的信息传送操作。或把外界信息输入计算机系统，或运算结果输出。 “块”单位：存储型设备<块设备），输入输出才做的信息传送单位。 “字符”单位：输入输出型设备<字符型设备），输入输出操作的信息传送单位。 设备管理的主要功能与好处： 主要功能： 1. 实现对外围设备的分配与回收:不使用时及时回收； 2. 实现外围设备的启动：外围设备启动由操作系统统一来做； 3. 实现对磁盘的驱动调度: 4. 处理外围设备的中断事件: 5. 实现虚拟设备：虚拟设备存储速度高； 好处： 1. 启动外围设备工作时，许多繁琐事务不必用户承担，大大方便用户； 2. 可以使某些设备共享，不同作业在执行期间可以使用同一设备，提高 设备利用率； 3. 可以实现外围设备和其他计算机部件间的并行操作，充分发挥计算机 系统的并行性，进一步提高系统的利用率；XVauA9grYP 4. 它还可以处理外围设备的一些故障，防止用户错误使用，从而提高外 围设备和系统的安全性。 2. 外围设备的分类 独占设备：指针作业执行期间只允许一个作业独占使用的设备。 可共享设备：可以让若干个作业同时使用的设备。作业交替启动磁盘，决定对谁服务 3. 独占设备的管理 A. 设备的绝对号与相对号：用户的请求的设备号+相对号电脑转换为对应的绝对号。 设备的绝对号：为了区分识别设备，计算机系统对每一台设备都要登记，且为每一台设备确定的一个标号。 设备的相对号：是指由用户自己需要使用的若干台同类设备给出了编号。 B. 独占设备的分配 申请独占设备的两种方式：一是支持设备的绝对号，二是指定设备类、相对号。 设备的独立性：通常用户申请设备时只指定哪类设备，由系统将用户的“设备类、相对号”逻辑设备转换成具体的设备。bR9C6TJscw 设备的独立性好处原因： 1. 系统只需找到指定设备类“好的且未分配”的设备进行分配； 2. 万一用户使用的设备出了故障，可以另一台“好的且未分配”代 替。 4. 磁盘驱动的调度 A. 访问磁盘的操作时间 磁盘访问请求需：柱面号、磁头号、扇区号。 寻找时间：瓷胎在移动臂带动下移动到指定柱面的时间。 延迟时间：指定扇区旋转到磁头位置的时间。 传送时间：指定磁头将磁道上的信息读到主存或主存信息写到磁道的时间驱动调度：是指系统采用一定的调度策略来决定各等待访问者的执行次序的工作。 驱动调度算法：是指驱动调度采用的调度策略。“移臂调度”和“旋转调度” B. 移臂调度 1. 先来先服务调度算法：花费的寻找时间较长。 2. 最短寻找时间优先调度算法：总是寻找离磁头位置最近的请求。 3. 电梯调度算法：沿移臂方向，到头或尾时折返。 移臂向外：从里向外<向0号柱面移动） 移臂向里；从外向里<向柱面号增大的方向） 4. 单向扫描调度法：从磁头位置向柱面号大的方向扫描，到尾后跳转到0 继续。 C. 旋转调度：是指优先选择延迟时间最短的访问者去执行的执行次序调度。 三种若干访问者访问的情况：前两种先到达读写磁头位置，再写读扇区。 第3种需多次旋转，一次读取一个扇区，先后随机。pN9LBDdtrd 1. 若干访问者访问同一磁头下的不同扇区； 2. 若干访问者访问不同磁头下的不同扇号； 3. 若干访问者访问不同磁头下的相同扇区号。 D. 信息的优化分布：有利于减少延迟时间从而缩短输出输出操作时间，提高系统效率。 5. 输入输出操作的实现 A. 通道结构和通道程序 1. 通道结构：独立于系统的各个独立通道，负责主存储器与外围设备之 间的信息传送。通道上的外围设备能并行工作。DJ8T7nHuGT 输入/输出处理机：是指通道，螚单独完成输入/输出操作。 2. 通道命令 3. 通道地址字 4. 通道状态字 固定单元。 有通道命令地址、设备状态、通道状态、剩余字节个数信息 B. 外围设备的启动 系统启动和控制外围设备完成输入/输出操作的三个阶段：准备阶段、启动I/阶段O、结束处理阶段 C. I/O中断事件的处理： 1. 操作正常结束：表示该作业得到设指定备传达的信息或信息传达到指 定设备。进程由“等待传送”变为“就绪”。QF81D7bvUA 2. 操作异常结束：设备异常<设备异常中断）、设备特殊<设备特殊情况 中断） 6. 缓冲技术：指利用缓冲区来缓解处理器与外围设备之间速度不匹配的矛盾而采用的技术。 A. 单缓冲技术 B. 双缓冲技术 C. 缓冲池技术 空缓冲区：系统初始化时，缓冲池中的各缓冲区未被使用的区。 7. 虚拟设备：是指模拟的独占型设备。有利于提高作业的执行速度。 A. 为什么要提供虚拟设备？未解决独占设备不利。 独占设备的静态分配有诸多不利： 1. 作业独占设备时，只有一部分时间在使用它们，其余时间闲置。 2. 当每类独占设备只有一台时。多个独占设备只能同为一个作业服 务。 3. 这些独占设备往往是低速设备。 B. 虚拟设备的实现 1. 基本条件：有一定的硬件和软件条件。 2. 实现原理：作业全部信息<多到程序设计系统可多个作业并行执行）→ 输入设备→磁盘<等待处理）。这要就不许要启动输入设备，中用等待处理结果。4B7a9QFw9h 3. 实现技术： 输入输出井：为实现虚拟设备，必须在磁盘上划分出称为井的专用空间，用以存放作业初始信息<输入井）和作业执行结果<输出井）。 ix6iFA8xoX 斯普林系统 预输入程序、井管理程序、缓输出程序组成。wt6qbkCyDE 数据结构：作业表、预输入表、缓输出表。 功能实现：第一批作业执行结果正在输出，第二批作业正在处理，第三批作业信息正在预输入打磁盘的输入井中。 8. UNIX中的设备管理 A. UNIX设备和设备文件 1. UNIX把设备设备分为：块设备和字符设备。 块设备<存储设备）：以块为单位与主存交换信息。 字符设备<输出输出设备）：以字节为单位与主存交换信息。 主设备号:UNIX对某一类设备给出的编号。 次设备号：UNIX对每一台设备给出的编号。 2. 设备文件：UNIX把设备也当做文件对待。每个设备都有一个文件名， 像文件一样操作。调用open、close、read和write。Kp5zH46zRk B. UNIX的块设备缓冲技术： 9. UNIX的块设备缓冲技术：系统设置一批缓冲区，构成系统缓冲区池。 A. 缓冲区控制块：状态标志b_flags。队列指针。设备号dev。字节数 b_bcount。块号b_blknob；存放地址b_addrYl4HdOAA61 B. 缓冲区队列：空闲缓冲区队列；设备缓冲区队列。 C. 缓冲区队列管理： 1. 当需要一个缓冲区时，总是从缓冲区队列队首取一个缓冲区。 2. 缓冲区读写磁盘块后从空闲缓冲区退列并链入该设备的设备缓冲区队 列 3. 缓冲区完成用户操作置DELWR，释放缓冲区，清除BUYS。 4. 分配缓冲区时总是摘取空闲缓冲区队列的第一个缓冲区。 5. 即在空闲队列又在设备队列的缓冲区，移作他用则退出两队链入新 队。 D. 缓冲区的检索：根据设备号找到该设备的设备缓冲区队列；如果在设备缓冲区队列中找不到相应的缓冲区，那么就从空闲缓冲队列中分配一个缓冲区。ch4PJx4BlI 第七章进程同步与进程通讯 1. 进程的顺序性和并发性 A. 进程的顺序性 顺序处理器：目前使用的计算机基本上是冯. 诺依曼是的结构，特点是处理器按指令地址的指示顺序执行指令。 进程的顺序性：是指进程在顺序处理器上的执行严格按序的。 进程独占处理器时： 封闭性：进程执行的结果只取决于进程本身，不受外界影响。 可再现性：即进程重复执行时，必定获得相同结果。 B. 进程的并发性 可同时执行<并发性）：在一个进程工作没有全部完成之前，另一个进程就可以开始工作。 并发进程：可同时执行的进程，并发进程之间可能无关<无关的），可能有关<有交互的）。 2. 与时间有关的错误：由于时间因素造成的错。 产生的原因：若干有交互的并发进程，对共享资源没有限制的使用。 3. 临界区与PV操作 A. 临界区 计算机操作系统知识点总结 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《计算机操作系统知识点总结》的内容，具体内容：计算机操作系统考试是让很多同学都觉得头疼的事情，我们要怎么复习呢?下面由我为大家搜集整理了计算机操作系统的知识点总结，希望对大家有帮助!：第一章1、操作系统的定义、目标... 计算机操作系统考试是让很多同学都觉得头疼的事情，我们要怎么复习呢?下面由我为大家搜集整理了计算机操作系统的知识点总结，希望对大家有帮助! ：第一章 1、操作系统的定义、目标、作用 操作系统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。设计现代OS的主要目标是：方便性，有效性，可扩充性和开放性. 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(假脱机或联机输入输出方式)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(SPOOLing)输入输出方式 假脱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，其它三个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： 操作系统自学考试复习资料 一、单项选择题 （）1.操作系统是一种： A.系统软件 B.系统硬件 C.应用软件 D.支援软件 （）2.下列操作系统中，交互性最强的是： A.批处理操作系统 B.实时操作系统 C.分时操作系统 D.网络操作系统 （）3.UNIX操作系统属于交互式操作系统。 A.批处理操作系统 B.实时操作系统 C.分时操作系统 D.分布式操作系统 （）4.操作系统通过管理进程。 A. 作业控制块 B. 进程控制块 C.文件控制块 D.设备控制块 （）5.把用户作业的相对地址转换成绝对地址的工作称为： A.地址逻辑话 B.地址重定位 C.地址绝对化 D.地址相对化 （）6.固定分区存储管理中，每个连续分区的大小是： A.相同的 B.不相同的 C.可以变化的 D.预先固定划分，可以相同，也可以不同 （）7.存储分配算法中，采用“总是把程序装入主存中最大的空闲区域”的算法是： A.最优适应算法 B. 最坏适应算法 C.最先适应算法 D. 最后适应算法 （）8.存储在相联存储器中的部分页表称为： A. 相联页表 B. 页表 C. 段表 D.快表 （）9.按保护级别，文件可以分为： A.系统文件和用户文件 B.只读文件、读写文件、执行文件 C.输入和输出文件 D.临时文件、永久文件、档案文件 （）10.文件采用二级目录结构，可以： A.节省空间 B.实现文件保护 C.缩短存储时间 D.解决不同用户之间的文件名的冲突 （）11.文件的逻辑结构类型包括流式文件和： A.纪录式文件 B.顺序文件 C. 链接文件 D.索引文件 （）12.以下哪种不是常用的磁盘存储空间管理方法： A.位示图法 B.先进先出法 C. 空闲块表法 D. 空闲块链法 （）13.操作系统为每个文件开辟一个存储区，存放该文件的有关信息，这就是： A.进程控制块 B.作业控制块 C.文件控制块 D.设备控制块 （）14.利用SPOOLing技术可以提高的利用率。 A.内存 B. 辅存 C. 共享设备 D.独享设备 （）15.一般，缓冲区位于： A.内存 B.辅存 C.寄存器 D.设备控制器 （）16. 计算机系统结构由硬件系统和组成。 A. 软件系统 B. 输入设备 C.输出设备 D.CPU （）17.处理机调度分为作业调度和调度两级。 A. 进程 B. 设备 C. 磁盘 D.文件 （）18. 地址重定位包括静态重定位和两种方式。 A. 动态重定位 B.地址绑定 C.地址映射 D.动态绑定 （）19. 单用户连续存储管理中，内存中最多可以存放运行用户作业的个数为： A.0 B. 1 C. 2 D.3 （）20.用来指出相对地址中页号和主存中块号的对应关系的是： A.快表 B. 页表 C.慢表 D.段表 （）21. 下面哪种不是文件在磁盘的组织方式： A.串联结构 B. 顺序结构 C. 链接结构 D.索引结构 （）22. 参与死锁的进程至少个。 A.2 B.3 C. 4 D.5 （）23. 磁盘存储空间的每一块的位置应由参数、磁盘号和扇区号确定。 A. 柱面号 B.磁头号 C. 盘面号 D.块号 （）24. 进程从就绪状态进入运行状态的原因可能是： A. 被选中占有处理机 B. 等待某一事件 C. 等待的事件已发生 D. 时间片用完 （）25. 文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名： MODERN OPERATING SYSTEMS SECOND EDITION PROBLEM SOLUTIONS ANDREW S.TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam,The Netherlands PRENTICE HALL UPPER SADDLE RIVER,NJ 07458课后答案网 w w w .k h d a w .c o m SOLUTIONS TO CHAPTER 1PROBLEMS 1.An operating system must provide the users with an extended (i.e.,virtual)machine,and it must manage the I/O devices and other system resources. 2.Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory.It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I/O. 3.Input spooling is the technique of reading in jobs,for example,from cards,onto the disk,so that when the currently executing processes are ?nished,there will be work waiting for the CPU.Output spooling consists of ?rst copying printable ?les to disk before printing them,rather than printing directly as the output is generated.Input spooling on a personal computer is not very likely,but output spooling is. 4.The prime reason for multiprogramming is to give the CPU something to do while waiting for I/O to complete.If there is no DMA,the CPU is fully occu-pied doing I/O,so there is nothing to be gained (at least in terms of CPU utili-zation)by multiprogramming.No matter how much I/O a program does,the CPU will be 100percent busy.This of course assumes the major delay is the wait while data are copied.A CPU could do other work if the I/O were slow for other reasons (arriving on a serial line,for instance). 5.Second generation computers did not have the necessary hardware to protect the operating system from malicious user programs. 6.It is still alive.For example,Intel makes Pentium I,II,and III,and 4CPUs with a variety of different properties including speed and power consumption.All of these machines are architecturally compatible.They differ only in price and performance,which is the essence of the family idea. 7.A 25×80character monochrome text screen requires a 2000-byte buffer.The 1024×768pixel 24-bit color bitmap requires 2,359,296bytes.In 1980these two options would have cost $10and $11,520,respectively.For current prices,check on how much RAM currently costs,probably less than $1/MB. 8.Choices (a),(c),and (d)should be restricted to kernel mode. 9.Personal computer systems are always interactive,often with only a single user.Mainframe systems nearly always emphasize batch or timesharing with many users.Protection is much more of an issue on mainframe systems,as is ef?cient use of all resources. 10.Every nanosecond one instruction emerges from the pipeline.This means the machine is executing 1billion instructions per second.It does not matter at all how many stages the pipeline has.A 10-stage pipeline with 1nsec per 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 第一章操作系统引论 操作系统功能： 1. 资源管理：协调、管理计算机的软、硬件资源，提高其利用率。 2. 用户角度：为用户提供使用计算机的环境和服务。 操作系统特征：1.并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 2.共享性：资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用 3.虚拟性：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 在操作系统中，虚拟的实现主要是通过分时使用的方法。 4.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 客户/服务器模式的优点： 1.提高了系统的灵活性和可扩充性 2.提高了OS的可靠性 3.可运行于分布式系统中 微内核的基本功能： 进程管理、进程间通信、存储器管理、低级I/O功能。 第二章进程 程序和进程区别：程序是静止的，进程是动态的，进程包括程序和程序处理的对象 程序顺序执行：顺序性，封闭性，可再现性 程序并发执行：间断性，无封闭性，可再现性 进程：1.进程是可并发执行的程序的一次执行过程； 2.是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位和实体； 3.是一个动态的概念。 进程的特征： 1.动态性： 进程是程序的一次执行过程具有生命期； 它可以由系统创建并独立地执行，直至完成而被撤消 2.并发性； 3.独立性； 4.异步性； 进程的基本状态： 1.执行状态； 2.就绪状态； 3.阻塞状态； 进程控制块PCB：记录和描述进程的动态特性，描述进程的执行情况和状态变化。 是进程存在的唯一标识。 进程运行状态： 1.系统态（核心态，管态）具有较高的访问权，可访问核心模块。 2.用户态（目态）限制访问权 进程间的约束关系： 1.互斥关系 进程之间由于竞争使用共享资源而产生的相互约束的关系。 全国2018年7月高等教育自学考试 操作系统试题 课程代码：02326 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．由多台计算机组成的一个网络，网络中各台计算机之间无主次之分，任意两台计算机可以通信，它们共享网络中的资源，系统中的若干台计算机可相互协作完成同一任务。实现这样功能的操作系统是（） A．批处理单道系统B．批处理多道系统 C．网络操作系统D．分布式操作系统 2．下面关于操作系统的叙述中，正确的是（） A．分时系统不一定都具有人机交互功能 B．由于采用了分时技术，用户真正独占了计算机系统的资源 C．批处理作业必须具有控制作业执行的说明书 D．从响应时间的角度来看，实时系统与分时系统差不多 3．用户程序执行时，若中央处理器取到一条“访管指令”，则中央处理器应该（） A．从管态转到目标B．从目态转到管态 C．维持在管态D．维持在目态 4．发生中断时，把保护起来的被中断的进程的PSW称为（） A．当前PSW B．旧PSW C．新PSW D．交换PSW 5．多道程序设计是指（） A．每个用户同时编制多个程序 B．一个处理器上同时运行多个程序 C．把多个计算问题同时装入主存储器并行执行 D．把一个计算问题分成多个独立执行的子程序 6．关于分区存储管理，说明正确的是（） A．一个分区的存储管理只适用于单用户的情况 B．一个分区的存储管理适用于多用户的情况 1 C．一个分区的存储管理适用于单用户或多用户的情况 D．一个分区的存储管理既适用于单用户的情况也适用于多用户的情况 7．虚存页面调度算法有多种，不是 ．．页面调度算法的是（） A．后进先出B．先进先出 C．最近最少使用D．最近最不常用 8．关于虚拟存储管理技术，除了需要有一个作业表以外，正确的说明是（） A．页式存储管理需要提供一个页表 B．页式存储管理需要为每一个作业提供一个页表 C．段式存储管理需要提供一个段表 D．段页式存储管理需要为每一个作业提供一个段表和一个页表 9．表示“可执行的代码文件”的文件扩展名是（） A．BAT B．SQL C．SYS D．EXE 10．某若干相同数据项（姓名，学号，性别，出生年月，总成绩）组成的记录式文件，数据项_____能作为记录的主键。（） A．学号B．性别 C．姓名D．总成绩 11．通道是一种（） A．I/O处理机B．I/O设备 C．I/O控制器D．信息通路 12．SPOOL技术能将_____改造成虚拟设备。（） A．存储设备B．块设备 C．共享设备D．独占设备 13．在分时操作系统控制下，对终端用户均采用_____算法，使每个终端作业都有机会在处理器上执行。（）A．先来先服务B．优先数 C．时间片轮转D．短作业优先 14．响应比最高者优先算法综合考虑了作业的等待时间和计算时间，响应比的定义是 （）A．作业周转时间与等待时间之比 B．作业周转时间与计算时间之比 C．作业等待时间与计算时间之比 2 第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。（提示：考虑目录项”.”和”…”。） A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2：在Windows中，当用户双击资源管理器中列出的一个文件时，就会运行一个程序，并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序，请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件，并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。 Q3：在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特別的魔数开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？ A：这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0 开始运行。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么结果？ A: open调用的目的是：把文件属性和磁盘地址表装入内存，便与后续调用的快速访问。 首先，如果没有open系统调用，每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点，虽然可以缓存它，但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘，虽然这有点笨拙，但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作，支持随机存取 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。 虚拟机：在裸机的基础上，每增加一层新的操作系统的软件，就变成了功能更为强大的虚拟机或虚机器。 操作系统的目标：1. 方便性2. 有效性3. 可扩充性4. 开放性 操作系统的作用：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资源的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象（作扩充机器）。 操作系统的特征：并发性；共享性；虚拟性；异步性 推动操作系统发展的主要动力：不断提高计算机资源利用率；方便用户；器件的不断更新换代；计算机体系结构的不断发展。 人工操作方式的特点：用户独占全机；CPU等待人工操作；独占性；串行性。缺点:计算机的有效机时严重浪费；效率低 脱机I/O方式的主要优点:减少了CPU的空闲时间;提高I/O速度。 单道批处理系统的特征:自动性; 顺序性;单道性 多道批处理系统原理：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存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。 多道批处理系统的优缺点资源利用率高；系统吞吐量大；可提高存和I/O设备利用率；平均周转时间长；无交互能力 多道批处理系统需要解决的问题（1）处理机管理问题（2）存管理问题（3）I/O设备管理问题4）文件管理问题（5）作业管理问题 分时系统：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。 时间片：将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片，操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务 实时系统与分时系统特征的比较：多路性；独立性；及时性；交互性；可靠性 操作系统的特征：并发性；共享性；虚拟性；异步性 操作系统的主要功能：处理机管理；存储器管理；设备管理；文件管理；作业管理 对处理机管理，可归结为对进程的管理：进程控制（创建，撤消，状态转换）；进程同步（互斥，同步）；进程通信；进程调度（作业调度，进程调度）。 存储器管理功能：存分配（最基本）；存保护；地址映射；存扩充 设备管理功能：设备分配；设备处理（相当于启动）；缓冲管理；虚拟设备 文件管理功能：文件存储空间管理；目录管理；文件读写管理；文件保护。 用户接口：命令接口；程序接口；图形接口 传统的操作系统结构：无结构OS；模块化OS结构；分层式OS结构 模块化操作系统结构：操作系统是由按其功能划分为若干个具有一定独立性和大小的模块。每个模块具有某个方面的管理功能，规定好模块之间的接口。 微核的基本功能：进程管理-存储器管理-进程通信管理-I/O设备管理 进程的特征：动态性（最基本）；并发性；异步性；独立性；结构特征（程序段，数据段，进程控制块PCB） 进程的基本属性：可拥有资源的独立单位；可独立调度和分配的基本单位。 进程控制块的基本组成：进程标识符；处理机的状态；进程调度所需信息；进程控制信息。进程控制一般是由操作系统的核中的原语来实现 临界资源：如打印机、磁带机等一段时间只允许一个进程进行使用的资源。 1.一般用户更喜欢使用的系统是（）。 A.手工操作 B.单道批处理 C.多道批处理 D.多用户分时系统 2. 与计算机硬件关系最密切的软件是（）。 A.编译程序 B.数据库管理系统 C.游戏程序 D.OS 3. 现代OS具有并发性和共享性，是（）的引入导致的。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 4. 早期的OS主要追求的是（）。 A.系统的效率 B.用户的方便性 C.可移植 D.可扩充性 5.（）不是多道程序系统 A.单用户单任务 B.多道批处理系统 C.单用户多任务 D.多用户分时系统 6.（）是多道操作系统不可缺少的硬件支持。 A.打印机 B.中断机构 C.软盘 D.鼠标 7. 特权指令可以在（）执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意的时间 D.进程调度中 8. 没有了（）计算机系统就启动不起来。 A.编译器 B.DBMS C.OS D.浏览器 9. 通道能够完成（）之间的数据传输。 A.CPU与外设 B.内存与外设 C.CPU与主存 D.外设与外设 10. 操作系统的主要功能有（）。 A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理 B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统 C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统 D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统 11. 单处理机计算机系统中，（）是并行操作的。 A.处理机的操作与通道的操作是并行的 B.程序与程序 C.主程序与子程序 D.用户程序与操作系统程序 12. 处理机的所有指令可以在（）执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意的时间 D.系统态 13.（）功能不是操作系统直接完成的功能。 A.管理计算机硬盘 B.对程序进行编译 C.实现虚拟存储器 D.删除文件 14. 要求在规定的时间内对外界的请求必须给予及时响应的OS是（）。 A.多用户分时系统 B.实时系统 C.批处理系统时间 D.网络操作系统 15. 操作系统是对（）进行管理的软件。 A.硬件 B.软件 C.计算机资源 D.应用程序 16.（）对多用户分时系统最重要。 A.实时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 17.（）对多道批处理系统最重要。 A.实时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 18. ( )对实时系统最重要。 A.及时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 19. Windows98是（）操作系统。 A.多用户分时 B.批处理系统 C.单用户多任务 D.单用单任务 20. 分布式系统与网络系统的主要区别是（） A.并行性 B.透明性 C.共享性 D.复杂性 21. ( )操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 22. 如果分时操作系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越小 D.内存越大 23. 下面6个系统中，必须是实时操作系统的有（）个。 ·航空订票系统 ·过程控制系统 ·机器口语翻译系统 ·计算机辅助系统 1.知识要点 1.1.Windwos账号体系 分为用户与组，用户的权限通过加入不同的组来授权 用户： 组： 1.2.账号SID 安全标识符是用户帐户的内部名，用于识别用户身份，它在用户帐户创建时由系统自动产生。在Windows系统中默认用户中，其SID的最后一项标志位都是固定的，比如administrator的SID最后一段标志位是500，又比如最后一段是501的话则是代表GUEST的帐号。 1.3.账号安全设置 通过本地安全策略可设置账号的策略，包括密码复杂度、长度、有效期、锁定策略等： 设置方法：“开始”->“运行”输入secpol.msc，立即启用：gpupdate /force 1.4.账号数据库SAM文件 sam文件是windows的用户帐户数据库,所有用户的登录名及口令等相关信息都会保存在这个文件中。可通过工具提取数据，密码是加密存放，可通过工具进行破解。 1.5.文件系统 NTFS (New Technology File System)，是WindowsNT 环境的文件系统。新技术文件系统是Windows NT家族(如，Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7和windows 8.1)等的限制级专用的文件系统(操作系统所在的盘符的文件系统必须格式化为NTFS的文件系统，4096簇环境下)。NTFS取代了老式的FAT文件系统。 在NTFS分区上，可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权限。许可的设置包括两方面的内容:一是允许哪些组或用户对文件夹、文件和共享资源进行访问;二是获得访问许可的组或用户可以进行什么级别的访问。访问许可权限的设置不但适用于本地计算机的用户,同样也应用于通过网络的共享文件夹对文件进行访问的网络用户。与FAT32文件系统下对文件夹或文件进行访问相比，安全性要高得多。另外，在采用NTFS格式的Win 2000中, 第一章 ★1.操作系统的概念：通常把操作系统定义为用以控制和管理计算机系统资源方便用户使用的程序和数据结构的集合。★2.操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。 ①批处理操作系统 特点： 用户脱机使用计算机 成批处理 多道程序运行 优点： 由于系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行。并在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的利用率和作业吞吐量。 缺点： 无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力；而且是批处理的，作业周转时间长，用户使用不方便。 批处理系统中作业处理及状态 ②分时操作系统(Time Sharing OS) 分时操作系统是一个联机的多用户交互式的操作系统，如UNIX是多用户分时操作系统。 分时计算机系统：由于中断技术的使用，使得一台计算机能连接多个用户终端，用户可通过各自的终端使用和控制计算机，我们把一台计算机连接多个终端的计算机系统称为分时计算机系统，或称分时系统。 分时技术：把处理机的响应时间分成若于个大小相等（或不相等）的时间单位，称为时间片（如100毫秒），每个终端用户获得CPU，就等于获得一个时间片，该用户程序开始运行，当时间片到（用完），用户程序暂停运行，等待下一次运行。 特点： 人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作。 共享主机：多个用户同时使用。 用户独立性：对每个用户而言好象独占主机。 ③实时操作系统(real-time OS) 实时操作系统是一种联机的操作系统，对外部的请求，实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕。 特点： 有限等待时间 有限响应时间 用户控制 可靠性高 系统出错处理能力强 设计实时操作系统要考虑的一些因素： （1）实时时钟管理 （2）连续的人—机对话 （3）过载 (4) 高度可靠性和安全性需要采取冗余措施。 ④通用操作系统 同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。 ⑤个人计算机上的操作系统 绝密★考试结束前 全国2014年4月高等教育自学考试 操作系统试题 课程代码：02326 请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。 选择题部分 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1、计算机软件系统是指计算机系统中的 A、程序 B、数据 C、程序及其数据 D、程序及其文档 2、编译系统的功能是把用高级语言所写的源程序翻译成计算机可执行的由机器语言表示的目标程序。它属于 A、系统软件 B、应用软件 C、支撑软件 D、接口软件 3、当操作员接通计算机电源时，计算机系统立即自动执行 A、中断服务程序 B、用户程序 C、引导程序 D、接口程序 4、当操作系统选择了用户程序占用处理器，则系统会 A、从目态变为管态 B、从管态变为目态 C、继续保持目态 D、继续保持管态 5、实现多道程序设计技术时，不必 ．．关注的是 A、主存储器的保护 B、主存储器中程序的浮动 C、系统资源的分配和调度 D、用户程序的具体功能 6、“进程状态”信息属于进程控制块四类信息中的 A、标识信息 B、说明信息 C、现场信息 D、管理信息 7、下列作业调度算法中既考虑作业进入输入井的先后，又考虑作业计算时间的是 A、先来先服务算法 B、计算时间短的作业优先算法 C、响应比高者优先算法 D、均衡调度算法 《操作系统》重点知识总结 请注意：考试范围是前6章所有讲授过内容，下面所谓重点只想起到复习引领作用。 第一章引论 1、操作系统定义操作系统是一组控制和管理计算机软件和硬件合理进行作业调度方便 用户管理的程序的集合 2、操作系统的目标有效性、方便性、可扩充性、开放性、 3、推动操作系统发展的主要动力不断提高计算机资源的利用率、方便用户、器件的不 断更新和换代、计算机体系结构的不断发展 4、多道批处理系统的特征及优缺点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，使他们共享cpu和系统内存。优点：资源利用率高、系统吞吐量打缺点：平均周转时间长、无交互能力 5、操作系统的基本特征并发性（最重要的特征）、共享性、虚拟性、异步性 6、操作系统的主要功能设别管理功能、文件管理功能、存储器管理功能、处理机管理 功能 7、O S的用户接口包括什么？用户接口、程序接口（由一组系统调用组成） 第二章进程管理 1、程序顺序执行时的特征顺序性、封闭性、可再现性 2、程序并发执行的特征间断性、失去封闭性、不可再现性 3、进程及其特征进程是资源调度和分配的基本单位，是能够独立运行的活动实体。 由一组机器指令、数据、堆栈等组成。特征：结构特征、动态性、并发性、独 立性、异步性 4、进程的基本状态及其转换p38 5、引入挂起状态的原因终端用户请求、父进程请求、负荷调节需要、操作系统 的需要 6、具有挂起状态的进程状态及其转换p39 7、进程控制块及其作用进程数据块是一种数据结构，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。作用：使在一个多道程序环境下不能独立运 行的程序成为一个能够独立运行的基本单位，能够与其他进程并发执行 8、进程之间的两种制约关系直接相互制约关系、间接相互制约关系 9、临界资源是指每次只能被一个进程访问的资源 10、临界区是指每次进程中访问临界资源的那段代码 11、同步机构应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待 12、利用信号量实现前驱关系p55/ppt 13、经典同步算法p58/ppt 14、进程通信的类型共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统 15、线程的定义是一种比进程更小，能够独立运行的基本单位用来提高系统内 第一章 1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力 是什么？ 答：相对于集中式系统，分布式系统的优点：1）从经济上，微处理机提供了比大型主机更好的性能价格比；2）从速度上，分布式系统总的计算能力比单个大型主机更强；3）从分布上，具有固定的分布性，一些应用涉及到空间上分散的机器；4）从可靠性上，具有极强的可靠性，如果一个极强崩溃，整个系统还可以继续运行；5）从前景上，分布式操作系统的计算能力可以逐渐有所增加。 分布式系统的缺点：1）软件问题，目前分布式操作系统开发的软件太少；2）通信网络问题，一旦一个系统依赖网络，那么网络的信息丢失或饱和将会抵消我们通过建立分布式系统所获得的大部分优势；3）安全问题，数据的易于共享也容易造成对保密数据的访问。 推动分布式系统发展的主要动力：尽管分布式系统存在一些潜在的不足，但是从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是大量个人计算机的存在和人们共同工作于信息共享的需要，这种信息共享必须是以一种方便的形式进行。而不受地理或人员，数据以及机器的物理分布的影响 2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？ 答：共享存储器的计算机系统叫多处理机系统，不共享存储器的计算机系统为多计算机系统。它们之间的本质区别是在多处理机系统中，所有CPU共享统一的虚拟地址空间，在多计算机系统中，每个计算机有它自己的存储器。 多处理机系统分为基于总线的和基于交换的。基于总线的多处理机系统包含多个连接到一条公共总线的CPU以及一个存储器模块。基于交换的多处理机系统是把存储器划分为若干个模块，通过纵横式交换器将这些存储器模块连接到CPU上。 多计算机系统分为基于总线的和基于交换的系统。在基于总线的多计算机系统中，每个CPU都与他自身的存储器直接相连，处理器通过快速以太网这样的共享多重访问网络彼此相连。在基于交换的多计算机系统中，处理器之间消息通过互联网进行路由，而不是想基于总线的系统中那样通过广播来发送。 3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？ 必须有一个单一的、全局的进程间通信机制。进程管理必须处处相同。文件系统相同。使用相同的系统调用接口。 4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。 答：对于分布式系统而言，透明性是指它呈现给用户或应用程序时，就好像是一个单独是计算机系统。 具体说来，就是隐藏了多个计算机的处理过程，资源的物理分布。 具体类型： 第一章复习题答案p13 1、计算机系统由哪些部分组成? 2、什么是计算机的操作系统? 答：操作系统是计算机的一种系统软件，由它统一 管理计算机系统的资源和控制程序的执行。操作系 统既是一种资源管理程序，又是一种其他程序执行 的控制程序，其目的是提供一个供其它程序执行的 良好环境。 3、操作系统管理计算机系统的哪些资源? 答：操作系统管理的计算机系统资源包括两 大类：硬件资源和软件资源。计算机系统的硬件资 源主要包括CPU、主存储器、辅助存储器(磁带、磁盘等)以及各种输入输出设备(键盘、显示器、打印机等)；软件资源包括各种程序和数据。 4、操作系统怎样为用户提供良好的运行环境? 答：操作系统是一种系统程序，其目的是提供一个供其他程序执行的良好环境。 首先操作系统要使得计算机系统使用方便：操作系统为用户提供方便的使用接口，用户按需要输入命令或从提供的"菜单"中选择命令，操作系统按命令去控制程序的执行；用户也可以请求操作系统的功能模块为其服务，而不必了解硬件的特性。 其次操作系统要使得计算机系统能高效地工作：操作系统扩充硬件的功能，而硬件的功能发挥的更好；操作系统使拥护合理共享资源，防止各用户间的干扰；操作系统以文件形式管理软件资源，保证信息的安全和快速存取。 5、操作系统怎样提高系统的效率? 答：为提高系统的效率： 操作系统扩充硬件的功能，使硬件的功能发挥得更好； 操作系统使用户合理共享资源，防止各用户间的相互干扰； 操作系统以文件形式管理软件资源，保证信息安全和快速存取。 6、批处理操作系统怎样实现计算机操作的自动化? 答：用户把准备好的一批作业信息，包括程序、数据、作业控制说明书通过相应的输入设备传送到大容量的磁盘上等待处理。操作系统中的作业调度程序按照某种原则从磁盘上选择若干作业装入主存储器，主存储器中的这些作业可以占用中央处理机运行。当某个作业执行结束时，启动打印机，输出计算结果。然后又可以从磁盘上选择作业装入主存储器，让其运行。这样，在作业控制说明书的控制下，无需认为干预，批处理操作系统实现了计算机操作的自动化。 7、分时操作系统的主要特点是什么? 答：分时操作系统支持多道程序同时执行，实现了人机交互对话，主要有以下特点： 同时性允许多个终端用户同时使用一个计算机系统； 独立性用户在各自的终端上请求系统服务，彼此独立，互不干扰； 及时性分时系统对用户的请求能在较短的时间内给出应答，使用户觉得系统即时响应了对他的请求而感到满意。 交互性采用了人-机对话的工作，用户在终端上可以直接输入、调试和运行自己的程序，能及时修改程序中的错误且直接获得结果。 8、什么是“前台”作业?什么是“后台”作业?为什么对“前台”作业要及时响应? 答：批处理操作系统实现自动控制无需人为干预，分时操作系统实现了人机交互对话，这两种操作系统各具有各自的优点。为了充分发挥批处理系统和分时系统的优点，一个计算机系统上配置的操作系统往往具有批处理能力，有提供分时交互的能力。这样，用户可以先在分时系统的控制下，以交互式输入、调试和修改自己的程序；然后，可以把调试好的程序转交给批处理系统自动 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 计算机操作系统复习资料 1.操作系统的定义 操作系统(Operating System，简称OS)是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。 操作系统通常是最靠近硬件的一层系统软件，它把硬件裸机改造成为功能完善的一台虚拟机，使得计算机系统的使用和管理更加方便，计算机资源的利用效率更高，上层的应用程序可以获得比硬件提供的功能更多的支持。 操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。 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 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 3.操作系统的基本特征 1）并发 2）共享 3）虚拟 4）异步 4.分时系统的概念 把计算机的系统资源（尤其是CPU时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片，每个用户依次轮流使用时间片，实现多个用户分享同一台主机的操作系统。 5.分时系统要解决的关键问题（2个） 1）及时接收 2）及时处理 6.并发性的概念 并发性是指两个或多个事件在同一事件间隔内发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时的交替执行。 7.程序顺序执行的特征和并发执行的特征 顺序执行的特点: 顺序性封闭性可再现性 程序并发执行的特点： 1）、间断性（失去程序的封闭性） 2）、不可再现性 任何并发执行都是不可再现 3）、进程互斥（程序并发执行可以相互制约） 8.进程的定义 进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位。 为了使参与并发执行的每个程序（含数据）都能独立的运行，在操作系统中必须为之配置一个专门的数据结构，称为进程控制块（PCB）。系统利用PCB来描述进程的基本情况和活动过程，进而控制和管理进程。 9.进程的组成部分 进程是由一组机器指令，数据和堆栈组成的，是一个能独立运行的活动实体。 由程序段，相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体（又称进程映像）。 10.进程的状态（状态之间的变化） 就绪状态、执行状态、阻塞状态。 处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程便可以执行，相应的，他就由就绪状态转变为执行状态。 正在执行的进程，如果因为分配给它的时间片已经用完而被暂停执行时，该进程便由执行状态又回到就绪状态；如果因为发生某事件而使进程的执行受阻（如进程请求访问临界资源，而该资源正在被其它进程访问），使之无法继续执行，该进程将有执行状态转变为阻塞状态。处于阻塞状态的进程，在获得了资源后，转变为就绪状态。 11.进程同步的概念 进程同步是是并发执行的诸进程之间能有效地相互合作，从而使程序的执行具有可再现性，简单的说来就是：多个相关进程在执行次序上的协调。 12.PV原语的作用计算机操作系统知识点总结
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