操作系统原理复习提纲
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《操作系统》复习提纲与要求一、《操作系统》试题类型二、《操作系统》重点和难点三、《操作系统》各章节复习一、《操作系统》试题类型计算机专业:1.填空题2.选择题3判断题4•简答题5应用题二、《操作系统》重点和难点第1章操作系统引论内容概要:1.操作系统的目标2.操作系统的发展过程3.操作系统的特征和服务4.操作系统的功能5.操作系统的进一步发展重点:1.操作系统的目标2.操作系统的特征和服务第 2 章进程管理内容概要:1.前趋图和程序执行2.进程的描述3.进程的控制4.线程的基本概念重点:1.进程的描述2.进程的控制3.线程的基本概念进程的同步与通信内容概述:1.进程同步的基本概念2.信号量机制3.经典进程同步问题 4 .进程通信重点:1.进程同步的基本概念2.信号量机制3.经典进程同步问题4.进程通信第 2 章处理机调度和死锁内容概要:1.调度的类型和模型2.调度算法3.死锁的基本概念4.死锁的预防和避免5.死锁的检测和解除重点:1.调度的类型和模型2.调度算法3.死锁的基本概念4.死锁的预防和避免5.死锁的检测和解除第 3 章存储器管理内容概要:1.程序的装入和链接2.连续分配存储管理方式3.分页存储管理方式4.分段存储管理方式重点:1.连续分配存储管理方式2.分页、分段存储管理方式第 3 章虚拟存储器内容概要:1.虚拟存储器的基本概念2.请求分页式存储管理方式3.页面置换算法4.请求分段存储管理方式重点:1.虚拟存储器的基本概念2.请求分页式存储管理方式3.页面置换算法4 磁盘存储器管理第 4 章文件管理内容概要:1.文件和文件系统2.文件逻辑结构3.目录管理4.文件共享5.文件保护重点:1.文件和文件系统有关概念2.文件逻辑结构的类型和文件的检索3.目录管理4.文件共享和文件的保护第5章设备管理内容概要:1.1/0系统的组成2.1/0控制方式3.缓冲管理4.设备分配5.设备处理6.磁盘存储器管理重点:1.1/0控制方式2.缓冲管理3.设备分配和处理回目录三、各章节复习第1章操作系统引论1.操作系统的目标是:(1)方便性(2)有效性(3)可扩充性(4)开放性。
1. 识别三种典型操作系统批量操作系统(多道)、分时操作系统(并行、独占、交互)、实时操作系统(实时、可靠、安全)2. UNIX系统中pcb的组成部分PROC、USER数据结构3.常用的Shell命令if、for、while、until、case4. 执行系统调用命令时,处理机状态的变化管态,系统态操作系统的管理程序执行时机器所处的状态,允许中央处理器使用全部系统资源和全部命令。
用户态,目态用户程序执行时机器所处的状态,禁止特权命令,只允许用户自己访问自己的存储区域。
5. 处理机调度的层次作业调度、进程调度6.内存连续分配容易出现的问题7. SPOOLING的含义假脱机系统它在输入和输出之间增加了“输入井”和“输出井”的排队转储环节。
8.文件的逻辑结构无结构的流式文件,有结构的记录式文件9. Linux中如何编译C程序并生成可执行文件?gcc –o filename.out filename.c10.并发与并行的区别并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生11. 实现多道所需要的技术支持中断和通道12. 缺页中断的特点缺页中断就是要访问的页不在主存,需要操作系统将其调入主存后再进行访问。
在这个时候,被内存映射的文件实际上成了一个分页交换文件13.动态地址重定位的含义动态重定位即在程序运行过程中要访问数据时再进行逻辑地址与物理地址的变换14.作业与进程的区别作业是用户向计算机提交任务的任务实体而进程则是完成用户任务的执行实体,是向系统申请分配资源的基本单位。
一个作业可由多个进程组成,且至少由一个进程组成,反过来则不成立。
15. 通道的概念通道是一种专用处理部件,它能控制一台或多台外设的工作,负责外部设备和主存之间的信息传输。
16.原语的特点原语执行时不可中断,所以原语操作具有原子性,即它是不可再分的17. 动态优先数的含义能在进程运行中,不断地随着进程特性而改变重新计算其优先数,就可以实现更为精确的调度,从而获得更好的调度性能,这就产生了动态优先数18. UNIX系统用来管理文件的数据结构索引结构19. 系统功能调用与普通函数调用的区别普通函数调用时语言或应用程序的一部分,而系统调用是操作系统的一部分。
操作系统复习提纲(大全五篇)第一篇:操作系统复习提纲3.什么是操作系统?操作系统在计算机中的主要作用是什么?操作系统:管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户方便有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
a>服务用户观点——操作系统作为用户接口和公共服务程序 b>进程交互观点——操作系统作为进程执行的控制者和协调者 c>系统实现观点——操作系统作为扩展机和虚拟机d>资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者10.试述系统调用与函数(过程)调用之间的主要区别。
a>调用形式和实现方式不同。
函数调用所转向的地址是固定不变的,但系统调用中不包括内核服务例程入口地址,仅提供功能号,按功能号调用;函数调用是在用户态执行,只能访问用户栈;系统调用要通过陷阱设置,从用户态转换到内核态,服务例程在内核态执行并访问核心栈。
b>被调用代码的位置不同。
函数调用是静态调用,调用程序和被调用代码处于同一程序内,经链接后可作为目标代码的一部分,这是用户级程序当函数升级或者修改时,必须重新编译和链接;系统调用是动态调用,系统调用的服务例程位于操作系统中,这是系统级程序,这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关,而且调用程序的长度大为缩减,能减少其所占用的内存空间。
c>提供方式不同。
函数调用通常有编程需要提供,不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同;系统调用由操作系统提供,一旦操作系统设计好,系统调用的功能、类型和数量便固定不变。
15.什么是多道程序设计?多道程序设计技术有什么特点?多道程序设计是指允许多个作业(程序)同时进入计算机系统的内存并启动交替计算的方法。
特点:多道性、宏观并行、微观串行。
19.在分时系统中,什么是响应时间?它与哪些因素有关?响应时间:从交互式进程提交一个请求(命令)直到获得响应之间的时间间隔。
《操作系统原理》期末考试复习提纲第一章:1.知道操作系统的概念2.知道引入操作系统的目的3.知道操作系统的作用4.了解操作系统的发展阶段5.知道分时操作系统的概念和实现原理,知道当前那些OS是分时操作系统6.了解实时操纵系统的概念和实现原理7.知道微机操作系统的分类,知道当前那些OS事微机操作系统8.重点掌握操作系统的基本特征9.了解操作系统的功能有那些第二章(重点章节)1.知道进程的概念2.知道进程、程序的区别3.理解进程的特征4.理解程序并发带来了那些问题5.知道进程的基本状态有那些(运行、就绪、阻塞、挂起)6.知道进程状态之间是如何转换的。
(转换的条件是什么)7.知道什么事进程控制块(PCB),知道它的作用是什么8.了解PCB的组织方式9.知道原语的概念10.理解进程的创建过程、终止过程、进程的阻塞和唤醒过程、进程挂起和激活过程11.知道进程同步和互斥的概念12.知道临界资源和临界区的概念13.知道进程同步机制遵循的原则是什么14.重点掌握信号量机制,理解各种信号量的使用、取值范围15.能够会用信号量机制解决实际的问题(理解同步的三个经典问题的解决方案)16.知道管程的概念和作用17.知道管程的组织部分18.知道进程通信的总类19.理解书图2-14的实现过程20.知道线程的概念21.知道引入线程的原因22.知道线程和进程的关系第三章(重点章节)1.知道作业的概念2.知道作业、进程、程序之间的区别和关系3.知道调度的种类。
(三级调度),每种调度的作用4.了解调度队列的模型5.重点掌握作业周转时间、平均周转时间、作业等待时间、作业完成时间、作业执行时间之间的关系。
会根据一种具体的周转算法计算作业的周转时间和平均周转时间6.掌握调度算法,重点掌握:FCFS、SJPF、高优先权优先调度、抢占式短作业优先调度、时间片轮转调度算法,会根据一种具体的周转算法计算作业的周转时间和平均周转时间7.知道死锁的概念8.知道产生死锁的原因9.知道产生死锁的必要条件10.知道处理死锁的四种方式的实现原理11.重点掌握银行家算法的思想和作用,能够给出银行家算法中的数据结构中的数据(矩阵),能够给出安全序列、能都判断资源的分配策略12.知道死锁定理13.能够完成资源分配图的简化过程第四章存储器管理(重点章节)1.知道存储器的层次结构2.知道程序的不同装入模式3.知道程序的不同链接模式4.知道地址重定向的概念5.知道单一连续分配、固定连续分配、动态分区分配之间的区别6.理解动态分区分配算法(5种)7.知道什么是碎片8.知道动态重定位分区分配算法的实现原理9,知道什么事对换技术10.重点掌握分页存储管理的原理11.了解分段存储管理的原理12.知道分段和分页在存储空间的共享的实现和区别13.知道纯代码的概念14.重点掌握引入虚拟存储器的概念和特征15.重点掌握请求分页存储管理方式的实现原理16.重点掌握页面置换算法:OPT、FIFO、LRU,能够根据一种具体的置换算法完成缺页率的计算第五章设备管理1.知道I/O设备的种类2.知道设备控制器的功能3.知道通道的种类4.知道缓冲管理额种类5.知道缓冲池的实现原理6.知道设备独立性的概念7.知道实现设备独立性的表是什么8.知道设备分配所需要的表是什么9.重点掌握SPOOLing的概念10.重点掌握SPOOLing技术的组成部分和实现过程、特点11.理解磁盘调度算法的实现和特点(FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN、FSCAN)第六章文件管理1.知道文件系统的概念2.知道文件的逻辑结构分类和实现原理3.知道文件的物理结构分类和实现原理4.知道成组链接法的实现原理(组成、分配、回收)。
操作系统复习提纲第一部分绪论1.操作系统在计算机系统中的地位和作用答:(1)地位:操作系统进行资源分配,充当着计算机系统大管家的角色。
(2)作用:操作系统是计算机系统中的一个系统软件,是一些程序模块的集合。
它们能控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,合理、有效地组织计算机系统的工作,为用户提供一个使用方便、可扩展的工作环境,从而起到连接计算机和用户的接口作用。
2.操作系统的五大功能模块 basic function modules答:1.处理机管理:进程管理,调度;2.存储管理(内存分配、存储保护、内存扩充);3.设备管理(通道、控制器、输入输出设备的分配与管理,设备独立性);4.信息管理(文件系统管理);5.用户接口(程序一级的接口、作业一级的接口)。
3.现代操作系统的四大特征 characteristic答:(1)并发性;(2)共享性;(3)虚拟性;(4)异步性;4.操作系统的三个基本类型及其特点答:(1)多道批处理系统。
优点:资源利用率高,系统吞吐量大;缺点:平均周转时间长,无交互能力;(2)分时系统:将处理机的时间分成很短的时间片(time slice),以时间片为单位轮流分配给各联机用户(作业)使用。
减小响应时间,提高交互能力;特点:1.人机交互性好:在调试和运行程序时由用户自己操作;2.共享主机:多个用户同时使用;3.用户独立性:对每个用户而言好象独占主机;(3)实时系统:系统能及时地响应外部请求,在规定时间内完成对该事件的处理。
特点:1.有限等待时间;2.有限响应时间;3. 用户控制可靠性高;4.系统出错处理能力强;5.多道程序设计技术及其本质答:(1)多道程序设计技术:1.用户提交的作业先放在外存排成队列,等待运行。
2.由作业调度程序对外存的一批作业,根据其对资源的要求和一定的调度原则,调入几个作业进入内存,交替运行,共享系统中的资源。
3.特征:1.多道性:内存可同时驻留多道程序;2.无序性:作业进入内存顺序与完成顺序无对应关系;3.调度性:作业经过两次调度;(2)本质:1.多道: 计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
操作系统复习提纲(DOC)操作系统复习提纲第⼀章1.处理器的组成:运算器,寄存器,控制器,⾼速缓存。
2.处理器的典型寄存器中保存的内容及作⽤,如PC,IR,PSW。
数据寄存器:存储程序员指派的内容地址寄存器:存储指向数据或指令的地址,也可以是指向⼀个地址的指针。
程序计数器PC:存储处理器下⼀条将要执⾏的指令的地址指令寄存器IR :存储处理器下⼀条将要执⾏的指令的内容程序状态字PSW:存储指令执⾏结果表现的各种状态中断寄存器:保存与中断管理有关的信息和状态字3.处理器的运⾏状态。
a.特权级别的处理器状态,运⾏特权指令b.⼀般级别的处理器状态,运⾏⼤部分指令4.处理器中的MMU是什么?在系统执⾏指令时起何作⽤?MMU是内存管理单元,它是中央处理器(CPU)中⽤来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路,同时也负责虚拟地址映射为物理地址,以及提供硬件机制的内存访问授权。
5.系统中多级存储器有哪些特征。
保持⾦字塔配置结构,逐级向下价格便宜、访问速度慢具有⾼速缓存的主存储器访问机制(图1-16 P23)过程:(1)当处理器需要读取主存中的⼀个字时,⾸先要查寻该字是否在cache中。
(2)若在其中,就从中读出,这样就完成了⼀次内存访问操作。
(3)若不在cache中,要先从主存中查找所需要读取字的位置,然后将该字所在位置的⼀块数据读到cache中,并将该字传递给处理器。
(4)这时cache中的信息就进⾏了⼀轮更新。
(5)若在读⼊信息的过程中发现cache已满,则需要做交换处理,即需要在cache中找出⼀批不再使⽤的信息块交换出cache,这个空间可⽤来放置新读⼊的数据。
6.时钟在系统中可起何作⽤?(1)时钟在计算机系统中承担着⾮常重要的各部件协调任务。
通过它的协调,可以使计算机的各功能部件在统⼀的时间顺序下⼯作。
(2)CPU保护:防⽌进程得到CPU后不放弃控制权。
(3)资源定时分配:分配给每⼀个进程⼀段时间(时间⽚),时间⽚到,发⽣时钟中断,资源控制权还给操作系统。
《操作系统原理》考试大纲1、操作系统概论(1)理解操作系统的定义及目标;_1(2)掌握操作系统的特征;_61、操作系统的定义P1操作系统是控制和管理计算机系统硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机系统的程序的集合2、操作系统的作用P21•操作系统是用户与计算机硬件系统之间的接口 /用户接口2..操作系统是计算机系统资源的管理者/合理管理3、操作系统扩充了机器功能/性能4操作系统合理组织工作流程3、操作系统的功能P3处理机管理,内存管理,设备管理,文件管理,用户接口和命令接口4、多道批处理操作系统P10指内存中可同时存在多任务”且可实现处理器与I/O设备的并发执行,进一步提高系统资源利用率。
5、多道指的什么?批处理指的什么? P10多道是指在内存中装入多道作业,使它们6、操作系统的特征P171)并发2)共享3)虚拟4)异步性7、并发性与并行性的区别P17并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生,并行是指两个或多个事件在同一时刻发生。
并行性具有并发的含义”但并发事件不一定具有并行性。
2、处理机管理(1)理解进程与程序的区别。
_3(2)了解CPU的工作状态;_4(3)掌握进程状态的转换?_5(4)掌握进程的主要控制功能进程的创建、进程的撤销、进程的阻塞少唤醒、进程的挂起■激活(5)进程高级通信的三大类型_12(6)掌握线程提出的意义_13具有直接前驱关系的进程必须是111页序执行的。
1、进程的定义P261 )进程是程序在处理机上的一次执行过程。
2 )进程是可以和另啲计算机并行执行的计算。
3)进程可定义为一个数据结构及能在其上进行操作的_个程序。
4)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。
5 )进程是程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
国内定义进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动。
2、进程组成的三要素,PCB的作用以及其主要包括的内容P26三要素:程序,数据和进程控制块。
操作系统复习提纲一、操作系统基本概念1.操作系统的定义和作用2.操作系统的发展历程3.操作系统的分类及特点二、进程管理1.进程与线程的概念及区别2.进程的状态转换及其对应的活动3.进程调度算法的分类和特点4.进程同步的概念和方法5.进程通信的方式及机制6.死锁的概念和预防、避免、检测与解除方法三、内存管理1.内存管理的需求和基本概念2.内存分配的算法及其优缺点3.页面置换算法的分类和比较4.分段和分页的概念及其在内存管理中的应用5.虚拟内存管理的原理和实现6.内存保护和地址转换的机制四、文件系统1.文件系统的基本概念和功能2.文件的逻辑结构和物理结构3.文件的存储方式和组织结构4.文件的共享和保护机制5.文件系统的目录结构和文件访问方式6.文件系统的缓存机制和缓存替换算法五、输入输出系统1.I/O设备的分类和特点2.I/O控制器和I/O接口的概念和作用3.I/O缓冲区的机制和作用4.I/O设备的驱动程序和设备中断5.用户程序的I/O操作方式6.I/O调度算法的分类和特点六、系统安全与保护1.计算机系统的安全威胁和风险2.计算机病毒和恶意软件的防范与治理3.计算机网络的安全威胁和保护机制4.计算机系统的权限管理和访问控制5.计算机系统的数据备份和恢复策略6.计算机系统的日志和审计机制七、multiprogramming和分时系统1. multiprogramming的概念和作用2.分时系统的概念和特点3.分时系统的实现和调度算法4.分布式系统和集群系统的特点和应用5.多处理器系统的机制和调度算法6.实时操作系统的特点和应用八、操作系统的性能优化1.性能优化的基本原则和方法2.并发控制和资源分配的性能优化3.内存管理和页面置换的性能优化4.文件系统和I/O操作的性能优化5.分布式系统和网络通信的性能优化6.实时系统和嵌入式系统的性能优化以上提纲可作为操作系统复习的参考,包含了操作系统的基本概念、进程管理、内存管理、文件系统、输入输出系统、系统安全与保护、multiprogramming和分时系统、操作系统的性能优化等方面的内容,可以帮助梳理知识点并进行有针对性的复习。
操作系统复习第一章概述1、操作系统的概念、基本类型、基本特征及基本功能;2、操作系统的结构设计方法;第二章进程管理1、多道程序设计技术(多道程序设计技术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下,相互穿插运行);2、进程的概念、特征、基本状态及与程序的区别和联系;3、PCB 的概念、前趋图与进程图;4、原语的概念及进程控制原语的种类;5、进程的同步与互斥的概念、临界资源与临界区的概念;6、信号量及其应用;7、线程的概念及种类、引入线程的目的;第三章处理机调度与死锁1、调度的层次与作用;2、常用调度算法及计算;3、死锁的概念、产生的原因及必要条件;4、处理死锁的基本方法;5、银行家算法及计算;第四章存储管理1、存储管理的目的及功能;2、重定位的概念及方法;3、内碎片与外碎片;4、常用分区分配算法及对应的空闲区排列方式;5、基本分页(分段、段页式)的概念、页(段)表的作用、地址变换;6、分页与分段的区别、各自的优缺点;7、快表的作用、内存访问时间的计算;8、虚拟存储器的基本概念、理论依据、基本特征及关键技术;9、页面置换算法、缺页率计算、LRU 算法的硬件实现方法、抖动、Belady 异常、缺页中断;第五章设备管理1、设备管理的任务、功能及目标;2、I/O 设备的分类,设备、控制器及通道的关系;3、通道的基本概念及分类;4、I/O 控制方式及推动发展的因素、各自适用的场合及设备类型;5、缓冲区的概念、分类及引入目的;6、I/O 软件的层次、各层主要功能、设备独立性的概念;7、SPOOLING 技术的概念、作用及SPOOLING 系统的组成;8、磁盘访问过程及访问时间的确定、块号与柱面、磁道、扇区号的对应关系、磁盘调度算法及其计算;扇区的优化;第六章文件管理1、文件系统的组成、功能;2、打开、关闭操作的目的;3、文件逻辑结构、物理结构的分类;4、FAT表的作用、FAT表大小的计算;5、混合索引分配方式的结构及相关计算;6、文件的目录结构、索引节点及文件控制块的作用;7、文件空闲区的管理方法(空闲表、空闲链、位示图与成组链接法);操作系统参考复习题操作系统的基本功能包括什么内容?1. 处理机管理2. 存储器管理3. 文件管理4. 设备管理什么是作业调度?作业调度算法包括几种?高级调度:又称作业调度。
第一章1、存储程序式计算机的特点存储程序式计算机的结构包括中央处理器(CPU、存储器和输入/输出设备特点是集中顺序过程控制。
其计算是过程性的,完全模拟手工操作过程,即首先取原始数据,执行一个操作,将中间结果保存起来,再取一个数,与中间结果一起执行下一个操作,如此计算下去,直到计算完成。
系统中的程序计数器体现其顺序性(在单CPU的计算机系统中只有一个程序计数器),计算机根据程序设定的顺序依次执行每一个操作。
集中控制是指机器各部件的工作由CPU集中管理和指挥。
2、操作系统发展的几个阶段的名称及特点(1)手工操作阶段特点:无任何软件、由人工干预、独占性、串行性(2)批处理阶段联机批处理特点:监督程序、作业自动过渡脱机批处理特点:主机与xx机并行操作(3)执行系统主机、外设并行操作;增强了保护能力3、多道程序设计技术定义及特征在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序。
这些程序在管理程序控制之下,相互穿插地运行。
当某道程序因某种原因不能继续运行下去时(如等待外部设备传输数据),管理程序便将另一道程序投入运行。
特征:(1)多道:计算机主存中同时存放几道相互独立的程序(2)宏观上并行:同时进入系统的几道程序都处于运行过程中,即它们都开始运行,但都未运行完毕。
(3)微观上串行:从微观上看,主存中的多道程序轮流或分时地占用处理机,交替执行。
4、操作系统定义和特征操作系统是一个大型的程序系统,它负责计算机的全部软、硬资源的分配、调度工作,控制和协调并发活动,实现信息的存取和保护。
它提供用户接口,使用户获得良好的工作环境。
特征:(1)并发:并发性是指处理多个同时性活动的能力。
(2)共享:共享是指多个计算任务对系统资源的共同享用(3)不确定性:操作系统能处理大量的、随机的事件序列,使个用户的计算任务正确地完成。
5、操作系统的资源管理功能(1)处理机管理制订调度策略(调度原则):解决将CPU先分给哪个用户程序, 它占用多长时间,下一个又该轮到哪个程序运行等问题。
给出进程调度算法;具体的实施处理机分派:在调度时机到来时,进行处理机分派。
(2)存储器管理存储分配和存储无关性:确定各应用程序在主存中的位置及所占区域的大小;应用程序无需关心存储细节,由存储管理模块提供地址重定位能力。
存储保护:系统提供基址、界限寄存器等存储保护方法,使各应用程序相互隔离。
存储扩充:系统提供虚拟存储技术,扩大逻辑主存。
(3)设备管理设备无关性:用户向系统申请和使用的设备与实际操作的设备无关,以达到方便用户、提高设备利用率的目的。
设备分配:为各个应用程序和运行实体分配各种设备。
设备分配通常采用三种基本技术:独享、共享及虚拟技术。
设备的传输控制:启动设备、XX处理、结束处理等。
(4)信息管理(文件系统)为用户提供一种简便的、统一的存取和管理信息的方法,并要解决信息的共享、数据的存取控制和保密等问题。
6、操作系统的基本技术:多道程序设计技术、分时技术7、操作系统的基本类型(四个:批量、分时、实时和分布式)第二章操作系统结构和硬件支持1、操作系统虚拟机的指令系统{操作系统虚拟机:在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机;操作系统的核心在裸机上运行;用户程序在扩充后的机器上运行。
在裸机的指令系统是机器指令。
}(1)操作命令(命令接口)作业控制语言、键盘命令和图形化用户界面(2)系统功能调用(程序接口)2、操作系统的层次结构{操作系统的4种设计方法:一体化结构、模块化结构、可扩展内核结构和层次化结构}操作系统在逻辑上分为若干层次,每一层调用下层的功能,又为上层提供服务。
:宿/A O3、处理机的状态管态:又称为系统态,是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。
在此状态下中央处理机可以使用全部机器指令,包括一组特权指令,可以使用所有的资源,允许访问整个存储区。
用户态:又称为目态,是用户程序执行时机器所处的状态。
在此状态下禁止使用特权指令,不能直接取用资源与改变机器状态,并且只允许用户程序访问自己的存储区域。
特权指令:改变机器状态的指令;修改特殊寄存器的指令;涉及外部设备的输入/输出指令4、xx定义,分类,xx过程描述(1)所谓xx是指某个事件(例如电源掉电、定点加法溢出或I/O 传输结束等)发生时,系统中止现行程序的运行、引出处理事件程序对该事件进行处理,处理完毕后返回断点,继续执行。
(2)分类:按xx功能分类输入输出xx: I/O传输结束或出错终端外xx :时钟xx、操作员控制台xx、通信xx等机器故障xx :电源故障、主存取指令错等程序性xx :定点溢出、用户态下用核态指令、非法操作等访管xx :对操作系统提出某种需求时所发出的xx按xx方式分类强迫性XX :不是正在运行的程序所期待的XX,如输入输出XX、外XX、机器故障XX、程序性XX自愿XX :是运行程序所期待的事件,如访管XX按XX来源分类XX :由处理机外部事件引起的XX俘获:由处理机内部事件引起的XX(3)中断过程描述(一)XX响应现场:在XX的那一刻能够保证程序能够继续运行的有关信息;(XX指令所在主存的单元号;程序运行所处的状态;指令执行情况;程序执行的中间结果等)保护现场:当XX发生时,必须立即把现场信息保存在主存中,这一工作称为保护现场。
恢复现场:程序重新运行之前,把保留的该程序现场信息从主存中送至相应的指令计数器、通用寄存器或一些特殊的寄存器中,完成这些工作称为恢复现场。
XX响应是当中央处理机发现已有XX请求时,中止现行程序的执行,并自动引出XX处理程序的过程。
实质是交换用户程序和处理该XX事件的XX 处理程序的指令执行地址和处理器状态。
XX 响应过程:保留程序断点及处理机有关信息 --------- 自动转入相应的XX 处理程序执行。
第三章用户接口1、操作系统的生成与系统初启过程描述所谓系统生成,就是指为了满足物理设备的约束和需要的系统功 能,通过组装一批模块来产生一个清晰的、 使用方便的操作系统的过 程。
系统生成的内容包括:根据硬件部件确定系统构造的参数,编辑 系统模块的参数,并且连接系统模块成为一个可执行的程序。
系统初启又叫系统引导。
它的任务是将操作系统的必要部分装入 主存并使系统运行,最终处于命令接收状态系统引导分为三个阶段:(1) 初始引导:把系统核心装入主存中的指定位置,并在指定 地址启动k+0k+1(2)核心初始化:执行系统核心的初启子程序,初始化系统核心数据(3)系统初始化:为用户使用系统做准备独立引导方式(滚雪球方式)的过程(1)初始引导系统加电;执行初始引导程序,对系统硬件和配置进行自检,保证系统没有硬件错误;从硬件中读入操作系统引导程序,并将控制权交给该程序模块(2)引导程序执行引导程序执行,将操作系统核心文件读入内存,并将控制交给核心的初始化程序(3)核心初始化初始化系统数据结构及参数:系统加电建立进程有关的数据结构;获得自由存储空间的容量,建立存储管理的数据结构;建立系统设备和文件系统的数据结构;初始化时钟。
(4)系统初始化完善OS的操作环境,装载命令处理程序(或图形用户界面),并初始化;在多用户系统中,为每个终端建立命令解释进程,使系统处于命令接收状态。
2、应用程序加工处理的步骤(1)编辑(修改)建立一个新文件,或对已有的文件中的错误进行修改(2)编译将源程序翻译成浮动的目标代码。
(3)连接主程序和其他所需要的子程序和例行程序连接装配在一起,使之成为一个可执行的、完整的主存映像文件。
(4)运行将主存映像文件调入主存,并启动运行,最后得出计算结果。
3、操作系统用户接口分类(1)操作界面(命令接口)用户使用这个操作界面来组织工作流程和控制程序的运行(2)系统功能服务界面(程序接口)用户程序在其运行过程中,使用系统功能调用来请求操作系统的服务4、系统功能调用的定义及实现过程系统功能调用是用户在程序一级请求操作系统服务的一种手段,它是带有一定功能号的“访管指令”。
其功能是由操作系统中的程序完成的,即由软件方法实现的自愿。
用户程序访骨中斷处理程序svt傑护现场工按■值转移匸按■值莉移;例行子秤形入口地址表Stb aA+1—►A+iSab |SibSab|恢區現块在用户程序中,需要请求操作系统服务的地方安排一条系统调用。
这样,当程序执行到这一条命令时,就会发生XX,系统由用户态转为管态,操作系统的访管XX处理程序得到控制权,它将按系统调用的功能号,借助例行子程序XX地址表转到相应的例行程序去执行,在完成了用户所需要的服务功能后,退出XX,返回到用户程序的断点继续执行。
第四章进程及进程管理1、顺序程序特点一个计算的若干操作必须按照严格的先后次序顺序地执行,这类计算过程就是程序的顺序执行过程。
(1)顺序性:处理机的操作按照严格程序所规定的顺序执行(2)封闭性:程序一旦开始执行,其计算结果不受外界因素的影响(3)可再现性:程序执行的结果与它的执行速度无关(即与时间无关),而只与初始条件有关。
2、程序的并发执行定义及并发程序的特点若干个程序段同时在系统中运行,这些程序段的执行在时间上是重叠的,一个程序段的执行尚未结束,另一个程序段的执行已经开始,即时这种重叠是很小的一部分,也称这几个程序段是并发执行的。
(1)失去程序的封闭性和可再现性:若一个程序的执行可以改变另一个程序的变量,那么,后者的输出就可能有赖于各程序执行的相对速度,即失去了程序的封闭性特点。
(2)程序与计算不再对应:一个程序可以对应多个计算(3)程序并发执行的相互制约:间接的相互制约关系——资源共享;直接的相互制约关系——公共变量与时间有关的错误:程序并发执行时若共享了公共变量,其执行结果将与并发程序执行的相对速度有关,即给定相同的初始条件,也可能会得到不同的结果,此为与时间有关的错误。
3、进程定义,进程与程序的区别与联系所谓进程,就是一个程序在给定活动空间和初始环境下,在一个处理机上的执行过程。
(1)程序是指令的有序集合,是一个静态的概念;而进程是程序在处理机上的一次执行程序,是一动态概念。
(2)进程是一个能独立运行的单位(3)进程是竞争系统资源的基本单位联系:一个程序可以对应多个进程;一个进程至少包含一个程序4、进程的基本状态及状态变迁图运行状态:该进程已获得运行所必须的资源,它的程序正在处理机上执行等待状态:进程正等待着某一事件的发生而暂时停止执行。
这时, 即使给它CPU控制权,它也无法执行,则称该进程处于等待状态就绪状态:进程已获得除CPU之外的运行所必须的资源,一旦得到CPU 控制权,立即可以执行。
进程状态的变迁康务完曲具有进程基本状态的变迁图5、线程的定义及特点线程是比进程更小的活动单位,它是进程中的一个执行路径线程可以这样来描述:(1)进程中的一条执行路径(2)它有自己私有的堆栈和处理机执行环境(3)它与父进程共享分配给父进程的主存(4)它是单个进程所创建的许多个同时存在的线程中的一个特点:(1)创建一个线程比创建一个进程开销要小得多;(2)实现线程间通信十分方便,因为一个进程创建的多个线程可以共享地址区域和数据。