操作系统期末总结summary

操作系统期末总结操作系统（Operating System）是计算机系统中最基本的系统软件之一，为计算机提供了任务调度、资源管理、文件管理、通信、消息传递等功能，是计算机硬件和应用软件之间的桥梁。

经过一个学期的学习与研究，我对操作系统的原理与实现有了更深刻的理解。

在本次期末总结中，我将对所学的内容进行总结，并对操作系统的未来发展进行展望。

一、理论部分操作系统的理论部分主要包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和虚拟化等内容。

这些理论知识是操作系统学习的基础，也是理解操作系统运行原理的重要部分。

1. 进程管理：进程是操作系统中最基本的执行单位，也是资源分配的基本单位。

它控制了程序的执行顺序和资源的利用情况。

进程管理包括进程的创建、调度、同步与通信等内容。

在学习中，我了解了进程的状态转换、进程调度算法以及进程间通信的方式等。

2. 内存管理：内存管理是指操作系统如何分配和回收内存资源。

在学习中，我了解了内存分区、内存分页、内存分段以及虚拟内存管理等内容。

这些知识对于操作系统的性能优化和内存资源的充分利用非常重要。

3. 文件系统：文件系统是操作系统中用来管理和存储文件的一种机制。

在学习中，我了解了文件的逻辑结构和物理结构、文件的操作方式以及文件系统的组织结构等内容。

文件系统的设计和实现是提高文件存储效率和数据可靠性的关键。

4. 设备管理：设备管理是操作系统对计算机硬件进行管理和控制的一部分。

在学习中，我了解了设备的分类和接口标准、设备的分配和调度以及设备驱动程序的开发等内容。

设备管理是保证硬件设备正常工作和提高系统性能的关键。

5. 虚拟化：虚拟化是一种将物理资源抽象为逻辑资源的技术，可以提高资源的利用率和系统的可扩展性。

在学习中，我了解了虚拟化的原理和实现方式，以及虚拟机监控器的功能和作用。

虚拟化技术在云计算和大数据领域有着广泛的应用。

二、实践部分操作系统的实践部分主要包括实验和项目设计。

通过实践，我将操作系统的理论知识应用到具体的实际问题中，并加深对操作系统原理的理解。

网络操作系统期末总结网络操作系统（Network Operating System，NOS）是在计算机网络环境下运行的操作系统，它主要负责管理和协调网络中的资源，提供网络通信、文件共享、用户管理等功能。

本学期，通过学习网络操作系统的原理、技术和应用，我对网络操作系统有了深入的了解。

在这里，我将对本学期的学习内容进行总结和回顾，并提出一些个人的思考和见解。

一、学习内容回顾1. 网络操作系统的概述网络操作系统是以计算机网络为基础的操作系统，它与传统的单机操作系统有所不同，需要处理更多的网络相关问题，如：网络通信、分布式文件系统、网络安全等。

2. 网络协议和通信学习了网络通信的基本原理，包括：OSI七层模型、TCP/IP协议栈、网络地址和端口、数据传输等。

其中，TCP/IP协议栈是网络操作系统中最常用的协议栈，它能够实现可靠的数据传输和网络通信。

3. 文件共享和分布式文件系统学习了文件共享的原理和实现方式，包括：本地文件共享、网络文件系统（NFS）、分布式文件系统（DFS）等。

其中，DFS是一种能够将分散的文件资源集中管理的文件系统，它可以提供高效的文件读写和存储管理功能。

4. 用户管理与安全学习了网络操作系统中的用户管理和安全控制，包括用户认证、访问控制、权限管理等。

这些功能能够有效地保护网络资源的安全，并允许用户在合法的权限范围内进行操作。

5. 网络操作系统的应用和发展学习了网络操作系统的应用案例和发展趋势，包括：各种类型的网络操作系统（如Windows Server、Linux、UNIX）、云计算和虚拟化等。

这些技术和应用对于现代的网络环境具有重要意义，为网络操作系统的进一步发展提供了新的思路和方向。

二、个人思考和见解通过本学期对网络操作系统的学习，我对网络技术和操作系统有了更全面的认识和理解。

在学习过程中，我也遇到了一些问题和困惑，但通过自己的思考和努力，逐渐解决了这些困难。

首先，网络操作系统是当前计算机系统中不可或缺的重要组成部分。

第一章（1）操作系统（Operating System）：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。

（2）操作系统最基本的特征：共享性、并发性（3）操作系统的特性：○1并发性：两个或多个事件在同一事件间隔发生；○2共享性：系统中的资源可供内存中多个并发进程共同使用，也称为资源共享或资源复用；○3虚拟技术：把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物；○4异步性：进程是以人们不可预知的速度，停停走走地向前推进的。

（4）OS的主要任务：为多道程序的运行提供良好的环境，保证多道程序能有条不紊地、高效地运行，并能最大程度地提高系统中各种资源的利用率和方便用户的使用。

（5）OS的功能：（1）处理机管理：对处理机进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理；（6）存储器管理：内存分配、内存保护、地址映射（变换）、内存扩充；（3）设备管理：（4）文件管理：文件的存储空间管理、目录管理、文件的读／写管理和保护；（5）操作系统和用户之间的接口：命令接口、程序接口（系统调用组成）、图形接口（6）面向网络的服务功能（7）○1多道批处理系统（吞吐量、周转时间）：多道性、宏观上并发、微观上串行、无序性、调度性；○2分时系统（响应时间）：多路性、交互性、独占性、及时性；○3实时系统（实时性和可靠性）：（8）多道程序设计技术是操作系统形成的标志（9）分时系统：响应时间= 用户数*时间片，时间片=切换时间+处理时间（10）实时系统：系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。

（11）并发：两个或多个事件在同一时间间隔发生；并行：两个或多个事件在同一时刻发生。

（12）虚拟：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。

（13）微内核ＯＳ结构：能实现ＯＳ核心功能的小型内核，并非一个完整的ＯＳ，与ＯＳ的服务进程（如文件服务器、作业服务器等）共同构成ＯＳ。

操作系统原理期末总结一、引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一。

它作为计算机硬件和其他应用软件之间的接口，负责管理和调度计算机的资源，并提供友好的用户界面。

操作系统不仅承担着资源管理和调度的任务，而且还要保证系统的安全性和稳定性。

因此，学习操作系统原理对于理解计算机系统的运行原理和提高编程能力具有重要意义。

在这学期的学习中，我了解了操作系统的基本概念、原理和实现，并通过实践了解了一些操作系统的设计和实现方法。

在这篇总结中，我将对学习的内容进行回顾和总结。

二、操作系统基本概念1. 操作系统的定义操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源，并为用户提供良好的用户界面的软件。

2. 操作系统的功能(1) 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件和软件资源，包括内存管理、文件系统管理、进程管理、设备管理等。

(2) 提供用户界面：操作系统提供了命令行界面和图形用户界面，方便用户与计算机进行交互。

(3) 进程管理：操作系统负责管理计算机上的进程，包括进程的创建、终止、调度和通信等。

(4) 内存管理：操作系统负责分配和回收计算机的内存资源，使进程能够正确地访问内存。

(5) 文件系统管理：操作系统负责管理计算机上的文件，包括文件的创建、读写、删除和共享等。

(6) 设备管理：操作系统负责管理计算机的设备资源，包括设备的分配、调度和控制等。

三、操作系统原理1. 进程管理(1) 进程的定义：进程是一个正在执行的程序的实例，它包含了程序的代码、数据和执行环境。

(2) 进程的状态：进程在执行过程中会经历多个状态，包括创建、就绪、运行、阻塞和终止等。

(3) 进程调度：操作系统通过进程调度算法来决定哪个进程可以获得CPU的执行权。

(4) 进程通信：进程间通信是指进程之间进行数据交换和同步的机制，包括管道、信号量、消息队列、共享内存和套接字等。

2. 内存管理(1) 内存分配方式：操作系统可以使用静态分配和动态分配两种方式来管理内存。

第一章操作系统引论1.操作系统定义：操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。

2.操作系统的基本类型：批处理系统，分时系统，实时系统3.脱机技术：主机与IO设备脱离的技术4.多道程序技术：在内存中同时有多个程序并存的技术5.操作系统的基本特性：并发性，共享性，异步性，虚拟技术6.操作系统的五大功能：处理机管理功能，存储器管理功能，设备管理功能，文件管理功能，用户交流界面（人机接口）第二章进程管理1.进程的概念：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

2.状态转换图3.进程控制块PCB，在进程的整个生命周期中，系统总是通过PCB对进程进行控制，因此PCB是进程存在的唯一标志。

4.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。

它与一般过程的区别在于：它们是“原子操作”。

所谓原子操作，是指一个操作中的所有动作要么全做，要么全不做。

5.进程同步的主要任务是对多个相关进程在执行持续上进行协调，已使并发执行的诸进程之间能有效的共享资源和互相合作，从而使程序执行具有可再现性。

6.临界资源、临界区、信号的概念、同步、互斥问题的解决方法临界资源：Critical Resouce 诸进程间应采取互斥方式，实现对这种资源的共享，如打印机，磁带机等。

临界区：人们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（critical section）信号：同步合作直接互斥竞争间接7.进程通信的三种类型：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统8.线程的概念和两种类型：线程：被称为轻型进程或进程元，通常一个进程拥有若干个线程。

两种类型：用户级线程和内核支持线程第三章处理机调度与死锁1.调度三个层次：高级调度，中级调度，低级调度2.调度算法：FCFS先来先服务SPF段作业优先调度RR时间片轮转法3.死锁的概念，在多个进程在运行过程中因为争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵局状态时，若无外力作用，他们都将无法再向前推进。

基本概念操作系统：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。

单道批处理：由于系统对作业的处理都是成批地进行的，且在内存中始终只保持一道作业，故称此系统为单道批处理系统。

分时系统：分时系统与多道批处理系统之间有着截然不同的性能差别，它能很好地将一台计算机提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。

实时系统：是指系统能及时（或即时）响应外部事件请求，在规定事件内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行进程：是一段程序关于一个集合的动态存储进程简答题1、操作系统的五大功能是什么？①处理机管理功能处理机管理的主要功能是创建和撤销进程（线程），对诸进程（线程）的运行进行协调，实现进程（线程）之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程（线程）。

②存储器管理功能存储器管理的主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率以及能从逻辑上扩充内存。

为此，存储器管理应具有内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充等功能。

③设备管理功能设备管理用于管理计算机系统中所有的外围设备，而设备管理的主要任务是：完成用户进程提出的I/O请求：为用户进程分配其所需的I/O设备；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；方便用户使用I/O设备。

④文件管理功能文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。

为此，文件管理应具有对文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理，以及文件的共享与保护等功能。

⑤操作系统与用户之间的接口为了方便用户使用操作系统，OS又向用户提供了“用户与操作系统的接口”。

该接口通常分为两大类：⑴用户接口。

它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统的服务；⑵程序接口。

它是提供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唯一途径。

2、进程的五种状态及其之间的转换1）就绪状态进程已分配到除CPU以外的所有必要资源，只要再获得CPU，便可立即执行2）执行状态进程已获得CPU，其程序正在执行3）阻塞状态正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态，亦即进程的执行受到阻塞，把这种状态称为阻塞状态4）创建状态此时的进程已拥有了自己的PCB，但进程自身还未进入主存，即创建工作尚未完成，进程还不能被调度运行，其所处的状态就是创建状态5）终止状态当一个进程到达了自然结束点，或是出现了无法克服的错误，或是被操作系统所终结，或是被其他有终止权的进程所终结，它将进入终止状态3、分段VS分页分页和分段系统有许多相似之处。

第一1．在计算机系统中配置操作系统的目的是（合理组织系统的工作流程，以提高系统吞吐量）。

操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（资源），其中包括（存储器）、（处理机），以及文件和设备。

这里的（处理机）管理主要是对进程进行管理。

2．操作系统在多种类型：允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统为（分时操作系统）；允许许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为（多处理机操作系统）；在（实时操作系统）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应。

3．操作系统是一种（系统软件），它负责为用户和用户程序完成所有的（与硬件相关而与应用无关）的工作，（高级程序设计语言的编译）不是操作系统关心的主要问题。

4．在OS中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O 设备的（兼容性；利用率）。

为实现多道程序设计需要有（更大的内存）。

5．推动批处理系统形成和发展的主要动力是（提高系统资源利用率），推动分时系统形成和发展的动力是（方便用户），推动微机OS发展的主要动力是（计算机硬件的不断更新换代）。

6．在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（交互性和响应时间）；在设计批处理操作系统时，首先要考虑的是（周转时间和系统吞吐量）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（实时性和可靠性）。

7．在多道批处理系统中，为了充分利用各种资源，系统总是优先选择（计算型和I/O型均衡的）多个作业投入运行；为了提高吞吐量，系统总是想方设法缩短用户作业的（周转时间）。

8．从下面关于操作系统的论述中，选出一条正确的论述。

（1）对批处理作业，必须提供相应的作业控制信息。

（2）对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能。

（3）从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似。

（4）采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统的文件系统。

（5）从交互角度看，分时系统与实时系统相似。

9．分时系统的响应时间（及时性）主要是根据（用户所能接受的等待时间）确定的，而实时系统的响应时间则是由（控制对象所能接受的时延）确定的。

填　空绪论:批处理系统、分时系统、实时系统的概念与特点，原语与原子操作。

1.批处理操作(１)单道批处理系统概念单道批处理系统是指系统通过作业控制语言将作业组织成批，使其能自动连续运行,不过，在内存中任何时候只有一道作业的系统。

单道批处理系统特性次序性单道性　自动性（2）多道批处理系统概念系统对作业的处理是成批进行的,并且在主存中能同时保存多道作业的系统。

多道批处理系统的重要目标是提升系统吞吐率和各种资源的利用率。

多道批处理系统特性无序性 多道性 调度性2．分时系统（1）概念分时操作系统是指在一台主机上连接了多个联机终端，并允许多个用户通过终端以交互的方式使用主计算机,共享主机资源的系统。

（2）分时系统的重要目标是实现人与系统的交互性。

分时系统设计的目标是确保用户响应时间的及时性。

(3）分时系统的特性　多路性　独立性　及时性:满足用户对响应时间的要求 交互性3.实时操作系统(1）概念实时操作系统是指系统能够及时响应外部（随机）事件的祈求,并能在要求的时间内完成对该事件的处理，控制系统中所有的实时任务协调一致地工作。

（2)实时操作系统的特性　多路性　独立性　及时性：满足实时任务截止时间的要求交互性可靠性４.原语:操作系统内核或微核提供核外调用的过程或函数称为原语,是由若干条指令组成，用于完成特定功效的一段程序。

原语在执行过程不允许被中断。

５.原子操作：执行中不能被其他进程（线程）打断的操作就叫原子操作。

当该次操作不能完成的时候,必须回到操作之前的状态,原子操作不可拆分。

进程管理:什么是进程?进程与程序的区分与联系？进程的特性有哪些？进程之间的关系有哪些?什么是信号量?信号量的物理含义？1．进程定义可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分派和调度的基本单位。

2.进程特性(1)动态性（2)并发性(3)独立性(４）异步性　(5)结构特性：３.进程与程序的关系(1)程序是一组指令的集合,是静态的概念;进程是程序的执行，是动态的概念。

第一章：1 操作系统：是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。

操作系统与高级程序设计语言的编译器无关。

操作系统方便用户管理计算机的资源。

2 操作系统功能(5个)：作业管理文件管理存储管理设备管理进程管理（cpu调度内存管理中断处理）1、用户的角度：操作系统是用户和计算机硬件之间的接口。

2、系统的角度：操作系统是计算机系统资源的管理者。

第一个操作系统：单道批处理系统批处理系统：失去交互性（主要缺点）内存中只允许存放一个作业。

在作业执行时用户不能直接干预。

五类操作系统：批处理分时实时网络分布式引入多道的原因：为提高CPU的利用率减少CPU的等待时间多道批处理系统：在内存中可同时存在若干道作业，可通过一定的作业调度算法来使用CPU，多道程序轮流占用CPU，交替执行。

多道：有多个程序同时进入主存并行运行。

DOS没有多道程序设计特点。

引入多道：提高计算机系统和CPU的并行性。

多道特点：资源利用率高系统吞吐量大缺点：平均运转周期长分时系统：多路性、交互性、独占性、及时性。

UNIX时间片：分时操作系统讲CPU的时间划分成若干个片段。

多路性：同时有多个用户交互使用一台计算机，宏观上是多个人使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU。

交互性：用户根据响应结果进一步提出新请求。

独占性：用户感觉像整个系统为他所独占。

及时性：系统对用户提出的请求及时响应。

分时与实时区别：实时：进程独占CPU 快速响应分时：CPU被几个进程共同占用现代操作系统特点：程序的并发执行资源共享操作系统程序结构主要特点：层次化模块并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序在同时运行。

但在单处理机系统中，每一时刻仅能执行一道程序，因此，微观上，这些程序是在交替执行的。

并行性：两个或两个以上的事件或活动在同一时刻发生。

并发：指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行并发并行区别：并行性指的是两个或两个以上的事件或活动在同一时刻发生。

操作系统期末考试总结第一篇：操作系统期末考试总结第一章操作系统概论第一章主要内容各节基本概念，操作系统的发展过程，操作系统的基本特征。

操作系统的目标1.有效性2、方便性3、可扩充性4．开放性分时系统实现中的关键问题(1)及时接收(2)及时处理主要特征1.多路性2.独占性3.及时性4.交互性实时操作系统按其用途的不同可分为两种类型：实时控制系统和实时信息处理系统 3．实时系统与分时系统特征的比较(1)多路性。

实时信息处理系统也按分时原则为多个终端用户服务。

实时控制系统的多路性则主要表现在系统周期性地对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。

而分时系统中的多路性则与用户情况有关，时多时少。

(2)独立性。

实时信息处理系统中的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立地操作，互不干扰；而实时控制系统中，对信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不干扰。

(3)及时性。

实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定的；而实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微秒。

(4)交互性。

实时信息处理系统虽然也具有交互性，但这里人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。

它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理和资源共享等服务。

(5)可靠性。

分时系统虽然也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。

因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是无法预料的灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施来保障系统的安全性及数据的安全性。

操作系统的特征（1）共享性从资源使用的角度来讲，所谓共享性是指操作系统程序与多个用户程序共同使用系统中的各种资源。

⌝互斥共享方式⌝同时访问方式（2）虚拟性指把一个物理上的实体，变为若干个逻辑上的对应物。

前者是实际存在的；而后者是虚的，只是用户的一种感觉。

太原理工大学计算机操作系统期末总结操作系统复习大纲1．设置操作系统的目的：①有效性：提高系统资源利用率；提高系统的吞吐量；②方便性：方便用户；③可扩展性；开放性2．操作系统的定义：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。

3．操作系统功能与特征（14、18）特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性。

功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、操作系统与用户之间的接口。

4．多道程序设计与并发性进程的含义：进程是程序的一次执行；进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动；进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

为使程序能并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，引入“进程”。

结构特征（由程序段、相关的数据段、PCB构成进程实体）、动态性、并发性、独立性、异步性5．进程控制块的内容与作用（41）作用：是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。

或者说，OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。

进程控制块中的信息：进程标识符、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息。

6．引起进程创建的事件（44）用户登录、作业调度、提供服务、应用请求7．进程的3种基本状态及其转换（38）就绪状态、执行状态、阻塞状态（图2-5）8．线程的定义，引入线程的目的，进程与线程的主要区别（71、72、73）比进程更小的能独立运行的基本单位——线程；为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性；区别：①调度性：线程作为调度和分派的基本单位，而进程作为资源拥有的基本单位；②并发性：在引入线程的操作系统中，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，使得操作系统具有更好的并发性，从而能更加有效地提高系统资源的利用率和系统的吞吐量；③拥有资源：一般而言，线程自己不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源，即一个进程的代码段、数据段及所拥有的系统资源；④系统开销：操作系统所付出的开销明显大于线程创建或撤销时的开销。

第一章操作系统引论1.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2.多道批处理的概念及特征：1）概念：允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算。

2）特征：多道性；无序性；调度性3.分时系统的概念及特征：1）概念：在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过主机的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

2）特征：多路性；独立性；及时性；交互性4.实时系统的概念及特征：1）概念：是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。

2）特征：多路性；独立性；及时性；交互性；可靠性5.操作系统的概念及特征：1）概念：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集合2）特征：并发性；共享性；虚拟技术；异步性；第二章进程管理1.进程的概念及特征1）概念：是进程尸实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位2）特征：结构特征；动态性；并发性；独立性；异步性；2.进程的三种基本状态和挂起状态及互相转化1）就绪状态；执行状态；阻塞状态2）终端用户的请求；父进程请求；负荷调节的需要；操作系统的需要3）活动就绪—静止就绪；活动阻塞—静止阻塞；静止就绪—活动就绪；静止阻塞—活动阻塞3.进程控制块的作用及内容：作用：是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程内容：1）进程标识符2）处理机状态3）进程调度信息4）进程控制信息临界资源、临界区、同步机制遵循准则临界资源：一段时间内只允许一个进程访问的资源临界区：每个进程中访问临界资源的代码段.各进程互斥地进入临界区，可实现互斥访问临界资源同步应遵循的规则：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待4.高级进程通信的三种类型：共享存储器系统；消息传递系统；管道通信第三章处理机调度与死锁1高级中级低级调度的功能和作用高级调度：又称为作业调度或长程调度，其主要功能是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，也就是说，它的调度对象是作业。

第一章OS地位、作用和定义地位：操作系统在硬件之上，应用程序之下操作系统是控制应用程序执行的程序，并充当应用程序和硬件间的接口。

操作系统（Operating System）是最基本的系统软件。

它控制计算机的所有资源（系统的观点）并提供应用程序开发的基础（用户的观点）。

OS分类和发展历史批处理系统用于科学计算等但是cpu利用率仍然不高因为I/O操作太慢多道程序系统用多道程序设计实现（仍是批处理系统）多处理器系统（并行系统）：优点：增加吞吐量;规模经济；增加可靠性类型：非对称处理器（主从式）；对称处理器（更普遍）分时系统1/n的处理速度实时系统按时完成OS特征并发，共享，虚拟，异步性OS功能进程管理，内存管理，文件管理，设备管理，与用户之间的接口一些概念现代操作系统是由中断驱动的特权指令：可能引起损害的指令每个用户可以通过系统调用来执行特权指令，称之为软中断监控程序（monitor) 、多道程序系统、多处理系统、批处理、分时监控程序：监控程序包括服务器端和客户端在一台机器运行服务器程序客户端运行客户端程序可以动态监视服务器的屏幕能将鼠标和键盘事件传过去，能进行一般的操作多道程序设计：2个或多个作业同时进入主存切换运行：当一个作业需要等待I/O时，切换到另一个不在等待I/O的作业——让CPU 保持忙碌多道程序系统：多道程序系统是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插的运行。

多处理系统：有多个紧密通信的CPU，他们共享计算机总线，有时还有时钟、内设和外设等。

三个优点：增加吞吐量、规模经济、增加可靠性批处理：批处理就是对某对象进行批量的处理分时：CPU还是通过在作业之间的切换来执行多个作业，但是由于切换频率很高，用户可以在程序运行期间与之进行交互。

引入多道程序设计的目的通过把各种不同用户提出的CPU和IO设备请求相互交替的执行，更高效的使用CPU，通过不断让CPU工作来提高CPU的利用率。

操系功能:1处理及管理功能:a进程控制(为作业创建进程、撤消已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换)b进程同步(为多个进程(含线程)的运行进行协调进程互斥方式&进程同步方式.设置进程同步机制)c进程通信(在多道程序环境下，为了加速应用程序的运行，应在系统中建立多个进程，并且再为一个进程建立若干个线程，由这些进程(线程)相互合作去完成一个共同的任务。

而在这些进程(线程)之间，又往往需要交换信息..当进程(线程)处于同一计算机系统时，采用直接通信方式，由源进程利用发送命令直接将消息(message)挂到目标进程的消息队列上，以后由目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息)d调度(在后备队列上等待的每个作业，通常都要经过调度才能执行作业调度和进程调度两步)2存储器管理功能:a内存分配(静态和动态.结构和功能:内存分配数据结构,内存分配功能,内存回收功能)b内存保护(确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰..设置两个界限寄存器)c地址映射(将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。

该功能应在硬件的支持下完成)d内存扩充(任务并非是去扩大物理内存的容量，而是借助于虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量。

或者是让更多的用户程序能并发运行. 功能:请求调入功能,换功能) 3设备管理功能:完成用户进程提出的I/O请求；为用户进程分配其所需的I/O 设备；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；方便用户使用I/O设备.a 缓冲管理(在I/O设备和CPU之间引入缓冲，则可有效地缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量.单缓冲机制,双缓冲机制,公用缓冲池机制)b设备分配(根据用户进程的I/O请求、系统的现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备. 设置设备控制表、控制器控制表等数据结构，用于记录设备及控制器的标识符和状态)c设备处理(用于实现CPU和设备控制器之间的通信,设备驱动程序还应能及时响应由控制器发来的中断请求，并进行处理)4文件管理功能:a文件存储空间的管理(为每个文件分配必要的外存空间，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系统的运行速度. 以盘块为基本分配单位)b目录管理(实现文件的按名存取、文件共享、提供快速的目录查询手段)c文件的读/写管理和保护(从外存中读取数据；或将数据写入外存,文件保护)5用户接口:a命令接口(联机用户接口&脱机用户接口)b程序接口(为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的惟一途径. 系统调用)c图形接口(采用了图形化的操作界面，用非常容易识别的各种图标(icon)来将系统的各项功能、各种应用程序和文件，直观、逼真地表示出来。

1.简述创建进程的大致过程。

申请空白的PCB分配运行资源（物理资源和逻辑资源）初始化PCB中的数据项，包括标志信息、状态信息、控制信息等;将新进程的PCB插入系统的就绪队列。

2.执行挂起操作的主要原因，挂起后转至哪些状态。

操作系统自身需要降低系统负荷需要用户自身需要父进程的需要转至就绪，静止就绪3.程序并发执行与顺序执行时相比产生哪些新特征？并发执行：间断性、失去封闭性、不可再现性顺序执行：顺序行，封闭性，可再现性4.进程控制块PCB的作用是什么？它主要包含哪些内容？使参与并发的程序均可独立运行，用于描述进程基本情况及活动过程，进而控制并管理程序。

作为独立性运行基本单位的标志；能实现间断性运行方式；提供进程管理所需信息；提供进程调度所需信息；实现与其它进程的同步。

有以下内容：进程标识符，处理机状态，进程调度信息，进程控制信息。

5.进程三态图和五态图。

6.三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲区。

P1每次用put()将一个正整数送入缓冲区的一个单元中，P2每次用getodd()从缓冲区中取出一个奇数，P3每次用geteven()从缓冲区中取出一个偶数。

试用信号量机制实现这三个进程的互斥与同步活动，用伪代码实现。

7.针对如下所示的优先图，若可以使用信号量机构，该优先图将如何转换成正确的程序？Var a,b,c,d,e,f,g,h:Semaphores;ParbeginBegin S1;V(a);V(b);V(c);EndBegin P(a);S2;V(d);V(e);EndBegin P(b);S3;V(f);EndBegin P(c);P(d);S4;V(g);EndBegin P(e);P(f);S5;V(h);EndBegin P(g);P(h);S6;EndPerendP1(){S1;signal(a);signal(b);signal(c);}P2(){wait(a);S2;signal(d);signal(e);}P3(){wait(b);S3;signal(f);}P4(){wait(c);wait(d);S4;signal(g);}P5(){wait(e);wait(f);S5;signal(h);}P6(){wait(g);wait(h);S6;}main(){semaphore a,b,c,d,e,f,g,h;a.value=b.value=c.value=d.value=e.value=f.value=g.value=h.value=0;cobeginP1();P2();P3();P4();P5();P6();coend}8.试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。

操作系统期末总结在本学期的学习中，操作系统这门课程为我们打开了计算机系统内部运行机制的神秘大门。

操作系统作为计算机系统的核心组成部分，其重要性不言而喻。

它管理着计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供了一个稳定、高效、安全的运行环境。

操作系统的功能繁多且复杂。

首先是处理机管理，它负责合理地分配 CPU 时间，使得多个进程能够并发执行，提高 CPU 的利用率。

进程和线程的概念是这部分的重点，进程是程序的一次执行过程，而线程则是进程中的执行单元。

通过进程调度算法，如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等，操作系统能够决定哪个进程或线程获得 CPU 资源。

内存管理也是操作系统的关键功能之一。

它负责管理内存空间的分配和回收，以确保程序能够正常运行且不会出现内存泄漏等问题。

内存分页和分段是常见的内存管理方式，分页将内存划分为固定大小的页，分段则根据程序的逻辑划分内存区域。

虚拟内存技术更是极大地扩展了计算机的可用内存空间，使得计算机能够运行比实际物理内存更大的程序。

文件管理是操作系统中用于组织和存储数据的部分。

文件系统为用户提供了方便的文件操作接口，如创建、删除、读取和写入文件。

不同的文件系统具有各自的特点和优势，如 FAT32、NTFS 等。

文件的目录结构和文件的存储方式也是需要深入理解的内容。

设备管理则负责管理计算机的外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。

设备驱动程序是连接操作系统和设备的桥梁，它使得操作系统能够与各种不同类型的设备进行通信和控制。

通过缓冲技术和设备分配算法，操作系统能够提高设备的利用率和系统的整体性能。

在操作系统中，进程同步和互斥是一个重要且较难理解的部分。

多个进程在共享资源时可能会出现竞争和冲突，为了保证数据的一致性和正确性，需要使用各种同步机制，如信号量、管程等。

死锁是进程同步中可能出现的一种严重问题，它会导致系统资源的浪费和系统性能的下降。

因此，预防、避免和检测死锁是操作系统必须要解决的问题。

系统调用(SYSTEM CALL)：实现过程当编程人员给定了系统调用名和参数之后，由一个类似于硬件中断处理的中断处理机构完成－陷入处理机构。

它是在系统中为控制系统调用服务的机构。

当用户使用系统调用时，产生一条相应的指令（陷入指令，trap指令），CPU在执行到该指令时发生相应的中断，发出有关信号给该处理机构，并启动相应的处理程序来完成该系统调用所要求的功能。

1.设置系统调用号和参数。

a）调用号作为指令的一部分（如早期UNIX），或装入到特定寄存器里（如：DOS 的int 21H，AH=调用号。

）b）参数装入到特定寄存器里，或内存区域2.执行trap(INT)指令：入口的一般性处理，查入口跳转表，跳转到相应功能的过程。

a）保护CPU现场(将PC与PSW入栈)，改变CPU执行状态（处理机状态字PSW 切换，地址空间表切换）b)将参数取到核心空间3.执行操作系统内部代码；4.执行iret指令：将执行结果装入适当位置（类似于参数带入），恢复CPU现场（以栈顶内容置PSW和PC）。

进程通信的几种方法消息队列：消息队列：每个进程有一个与之相关的消息队列；发送者：指定发送的每个消息的类型，类型可以被接收者用作选择原则，接收者可以按先进先出的顺序接收消息，或者按类型接收。

当进程向一个满队列发送消息时，它将被挂起；当进程从一个空队列读取时也会被挂起。

消息：一段文本。

消息格式设计与应用环境和要求有关固定长度消息：可以减小处理和存储的开销基于文件的：传送大量的数据可变长度消息：灵活消息的一般格式消息头：源标识、目的标识、长度域、类型域、控制域消息体共享内存:–系统在存储区中划出一块共享存储区，各进程间可通过对共享存储区中的数据进行读或写来实现通信。

–需要通信的各个进程把共享存储区附加到自己的地址空间中，然后，就像读写普通存储器一样对共享区中的数据进行读或者写。

–如果用户不需要某个共享存储区，可以把它取消。

相关函数–shmget(key, size, flag)–shmat(shmid, addr, flag)–shmdt(viraddr)–shmctl(shmid, cmd, buf)共享存储区机制–当进程要利用共享存储区与另一进程进行通信时，须先利用系统调用shmget( )建立一块共享存储区，并提供该共享存储区的名字key和共享存储区以字节为单位的长度size等参数。