操作系统复习

操作系统复习资料操作系统复习资料第一章：一、现在操作系统的功能与任务？（p14）1．操作系统的主要任务,是为多道程序的运行提供良好的运行环境,以保证多道程序能有条不紊地运行,并能最大限度地提高系统中各种资源的利用率和方便用户的使用.2. 操作应具有这样几方面的功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、面向网络的服务和功能二、什么是多道程序设计技术？有什么好处？（p6）1.在单道批处理系统中,内存中仅有一道作业,它无法充分利用系统中的所有资源,使系统性能较差;2.在多道批处理系统中,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,由作业高度算法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和系统上的各种资源.好处：（1）提高了CPU的利用率（2）可提高内存和I/O设备的利用率（3）增加系统吞量三、分时、实时、多道程序处理系统概念？（选择）（p8----p11）第二章：一、线程与进程的异同？1、相同点：（a）二者都具有ID，一组寄存器，状态，优先级以及所要遵循的调度策略。

（b）每个进程都有一个进程控制块，线程也拥有一个线程控制块。

（c）线程和子进程共享父进程中的资源；线程和子进程独立于它们的父进程，竞争使用处理器资源；线程和子进程的创建者可以在线程和子进程上实行某些控制，比如，创建者可以取消、挂起、继续和修改线程和子进程的优先级；线程和子进程可以改变其属性并创建新的资源。

2、不同点：（a）线程是进程的一部分, 一个没有线程的进程是可以被看作单线程的，如果一个进程内拥有多个进程，进程的执行过程不是一条线（线程）的，而是多条线（线程）共同完成的。

（b）启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。

（c）系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存区域，但是不会为线程分配内存（线程所使用的资源是它所属的进程的资源），线程组只能共享资源。

1什么是操作系统及四个基本特征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。

P9操作系统的四个基本特征是并发、共享、虚拟和异步。

P142操作系统的主要功能，什么是分时操作系统操作系统的主要功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理p18分时操作系统是指，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主机的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

P103操作系统的接口有几种类型用户与操作系统的接口通常可分为两大类：1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2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的唯一途径p224 在OS为什么要引入进程的概念，为什么要引入线程为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念。

P37在操作系统中引入线程，是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。

P725进程控制块是什么？作用及构成为了使程序（含数据）能独立运行，应为之配置一进程控制块，即PCB（Process Control Block）；PCB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，PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。

在进程控制块中，主要包括下述四方面的信息。

1进程标示符2处理机状态3进程调度信息4进程控制信息因而它的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，一个能和其他进程并发执行的进程。

P416进程的基本状态有哪些？进程实体是由什么组成的进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态。

事实上，运行中的进程可能具有以下三种状态。

1就绪状态2执行状态3阻塞状态p38由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体。

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。

1.OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？并发性、共享性、虚拟性和异步性（不确定性）；最基本的特征是并发性。

2.OS三种基本类型：批处理、分时、实时OS3.并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生；并行：两个或多个事件在同一时刻发生4. 特权指令：只能由OS使用的指令；非特权指令：OS和用户都可以使用的指令；访管指令：实现从目态到管态的切换；管态：运行系统程序时系统所处的状态；目态：运行用户程序时系统所处的状态5.系统调用和过程调用的区别：①运行在不同的系统状态②调用方式不同③返回方式不同6.进程是具有独立功能程序在某个数据集合上的一次执行过程。

进程和程序的关系:①进程是动态的，程序是静态的②进程是暂时的，程序是永久的③进程和程序的组成不同④进程和程序密切相关7.进程的基本状态有哪些？这些状态之间是如何转换的？进程的基本状态有：就绪，阻塞，执行三种。

就绪到执行：进程调度；执行到就绪：时间片完；执行到阻塞：I/O请求或等待事件发生；阻塞到就绪：I/O完成或事件已发生。

8.原语是由若干条机器指令构成的一段程序，用以完成特定功能，这段程序在执行期间不可分割。

即原语的执行不能被中断，原语操作具有原子性。

9.临界区管理四原则：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。

原因：为实现进程互斥进入自己的临界区。

10.同步与互斥的关系：①区别：互斥：联系松散，取用资源随机，有则用；同步：联系紧密，按序执行，有资源也不一定可用②联系：都是进程之间的相互制约关系，互斥是特殊的同步，可将二者统称为进程同步。

11.信号量的物理含义：S>0，S的值表示可用资源数量。

S=0，S的值表示无资源可用。

S<0，表示无资源可用，且|S|表示在阻塞队列中等待的进程数量。

12. 三级调度：作业调度用于决定把外存中处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程，分配资源，然后将新创建进程插入就绪队列(作业的四个状态：提交、后备（收容）、运行、完成）；交换调度负责将内存中暂时不具备运行条件的进程换到外存交换区存放，但内存空闲时，又将外存中具备运行条件的进程重新换入内存；进程调度决定将处理机分配给就绪进程队列的哪个进程。

《操作系统》复习资料填空题1. 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O设备的利用率。

2. 多道程序环境下的各道程序，宏观上它们是在并行运行，微观上则是在串行执行。

3. 一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤可称为一个作业步。

4. 作业控制方式有脱机控制和联机控制两种方式。

5. 所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。

6. 进程是一个动态概念，而程序是一个静态概念。

7. 当处理机空闲时，进程调度程序从就绪队列中选出一个进程执行。

8. 分页管理中采用“首次适应”分配算法时，应将空闲区按长度递增次序登记在空闲表中。

9. 通过硬件和软件的功能扩充，把独占设备改造成若干用户可共享的设备，这种设备称为虚拟设备。

10.选择网络操作系统时，在很大程度上是取决于操作系统和局域网中已经运行的应用程序。

11. 分时系统中的响应时间是衡量一个分时系统性能的一项重要指标。

12. 操作系统为程序员提供的接口是系统调用，而为一般用户提供的接口是命令方式控制。

选择题1. 操作系统是一种（ C ）。

A.通用软件B.应用软件C.系统软件D.软件包2. 一个计算机系统，采用多道程序设计技术后，使多道程序实现了（ B ）。

A.微观上并行B.宏观上并行C.微观和串行D.宏观上串行3. 一个计算机系统可以认为由以下4个层次构成，而人们所说的裸机是指（ A ）。

A.硬件层B.操作系统层C.语言处理程序层D.应用程序层4. 下列语言中属于脱机作业控制语言的是（ C ）。

A.C++B.汇编语言C.作业控制语言D.会话式程序设计语言5. 在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是（ D ）。

A.先来先服务B.优先数C.最高响应比优先D.短作业优先6. 既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是（ D ）。

A.短作业优先B.优先级调度C.先来先服务D.响应比高者优先7. 信箱通信是一种（ A ）通信方式。

第一章1.什么是操作系统：计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）。

操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。

2.基本操作系统类型，处理对象，特征：1.批处理系统：处理作业。

特征：1）用户脱机使用计算机。

2）成批处理。

3）躲到程序处理，2.分时系统：处理时间片。

特征：多路性、交互性、独占性、及时性3.实时系统：处理外部事件。

特征：交互性、独占性、及时性、可靠性4.网络操作系统5.分布式操作系统：与网络OS的比较:分布性、并行性、透明性、共享性、健壮性3.操作系统的特征:并发性,共享性,虚拟性,异步性4.中断的概念及其作用：处理机暂停正在执行的程序，转去处理相应的紧急事件，待处理完毕后再返回原处继续执行，这一过程称为中断。

作用：使得实时处理许多紧急事件称为可能；中断可以增加处理机的执行效率；中断还可以简化操作系统的程序设计；5.多道批处理系统:内存中允许同时有多个用户程序存在假脱机工作方式：SPOOLing系统磁鼓、磁盘上的“作业输入井”后备作业队列、作业调度程序调度运行有I/O操作或完成作业时，调入另一个作业形成源源不断的作业流作业（处理）说明书优点：资源利用率高、系统吞吐量大、系统切换开销小缺点：无交互能力、作业平均周转时间较长第二章1.作业的概念；从用户角度：在一次业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作。

（如编程过程）从系统角度：作业由程序、数据、作业说明书组成2.系统调用：系统调用功能和目的：请求系统中已有的服务，保证系统安全系统调用分类：按管理功能分为6类：设备管理，文件管理，进程控制，进程通信，存储管理，线程管理3.系统调用原理和过程：原理：为了保证系统安全，采用类似中断的处理方式过程：陷入指令调用 保护现场 调用子程序 执行子程序 换回4.UNIX系统的特点：1）多用户的分时操作系统2）为用户提供命令和系统调用两种接口 3）采用树型文件结构4）把所有设备当作文件处理5)主要采用C语言开发，核心用汇编编写5.UNIX的三层结构内层：内核：进程控制和文件控制外层：用户程序中间：Shell命令解释程序，适用程序，库函数等第三章1.程序的顺序执行：特征：顺序性、封闭性、可再现性2.程序的并发执行：定义：一组在逻辑上相互独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在宏观上相互重叠（一个程序执行没结束，另一个程序已开始）的执行方式特征：间断性、失去封闭性、不可再现性条件：当两个程序的读集与写集的交集以及写集与写记的交集都为空时，它们可以并发执行。

《操作系统》课程复习（一）题型：一、选择题（每题1分,共10分）二、判断题（每题1分,共10分）三、简答题（每小题6分，共30分）四、计算题（每题10分，共30分）五、综合应用题（20分）（二）复习：一、概论1.操作系统的概念、功能、分类（批处理、实时、分时）2.操作系统的特性3.中断的概念、CPU的状态二、进程管理和处理机调度1、进程管理的功能2、进程的概念（与程序的对比）3、PCB的概念和作用、进程的基本状态及其转换4、进程控制（进程的挂起、建立、停止、阻塞、撤消等）5、进程的同步与互斥的基本概念、（P、V操作）、进程通信、线程的基本概念6、处理级调度的基本概念，作业与进程的调度算法（先来先服务、短作业优先、最高响应比者优先、最高优先数）及评价7、死锁的概念、必要条件8、死锁的预防9、死锁的避免算法（银行家算法）死锁的检测三、存储器管理1．存储管理的功能2．地址映射、逻辑地址、物理地址等概念3．分区管理、分页管理、分段管理、段页式管理等上述管理方法的概念、各自的优缺点、分页与分段的地址转换、分页与分段的对比等4．请求分页管理（虚拟存储器概念、缺页概念、淘汰算法、抖动、缺页率等）四、设备管理设备的分类（块设备、字符输入输出设备）、设备管理的任务与功能、通道、缓冲区技术、设备的分配与设备处理、SPOOLING磁盘的调度五、文件管理1、文件管理的功能2、文件的逻辑结构3、文件的物理结构4、文件的目录管理（目录树）（三）复习题：一、选择题：1、操作系统是最重要的（B）。

A、应用软件B、系统软件C、计算机高级语言D、机器指令2、在采用SPOOLing技术的系统中，用户作业的打印输出结果首先被送到（A）。

A、磁盘固定区域B、显示器C、打印机D、键盘3、在批处理系统中，用户的作业是由（C ）组成？A、程序集+数据集B、程序集C、控制命令序列+程序集+数据集D、数据集4、文件系统中若文件的物理结构采用顺序结构，则文件控制块FCB中关于文件的物理位置应包括（B）。

计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。

软件系统：有系统软件、支撑软件和应用软件三类。

系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件；支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件；应用软件是特定应用领域的专用软件。

硬件系统：借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合，是系统赖以工作的实体。

如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理（有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu，把输入输出设备统称为I/O设备）。

关于计算机系统的详细：Cpu的四大组件构成：ALU、CU、寄存器和中断系统。

存储器：理想存储器是大容量、高速度和低价位。

在计算机系统中存储器的分层结构：寄存器、高速缓存（cache）（用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配）、主存（RAM和ROM）、磁盘和磁带。

I/O系统：由I/O软件和I/O硬件组成，前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户，实现I/O系统与主机工作的协调。

I/O硬件包括接口模块和I/O设备。

关于系统中断：利用中断功能，处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。

第1章操作系统引论操作系统的定义：控制和管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便用户使用的程序集合。

计算机的四代发展：(1)没有操作系统的计算机（没有晶体管，使用机器语言写成的）(2)有监控系统的计算机（出现晶体管，使用汇编语言和高级语言，出现了单道批处理系统）(3)带操作系统的计算机（出现了小规模的集成电路，出现了多道程序设计技术—相当于系统中断，由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求，出现了分时系统。

多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。

）(4)多元化操作系统的计算机（出现了大规模集成电路，分布式操作系统）操作系统的特征并发性：两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。

第一章：绪论1 操作系统是最基本的系统软件，是计算机用户和计算机硬件之间的接口程序模块，是计算机系统的核心控制软件，其功能简单描述就是控制和管理计算机系统内部各种资源，有效组织各种程序高效运行，从而为用户提供良好的、可扩展的系统操作环境，达到使用方便、资源分配合理、安全可靠的目的。

2 操作系统地安全是计算机网络信息系统安全的基础。

3 信息系统安全定义为：确保以电磁信号为主要形式的，在计算机网络化(开放互联)系统中进行自动通信、处理和利用的信息内容，在各个物理位置、逻辑区域、存储和传输介质中，处于动态和静态过程中的机密性（保密性）、完整性、可用性、可审查性和抗抵赖性，与人、网络、环境有关的技术安全、结构安全和管理安全的总和。

4 操作系统面临的安全威胁可分为保密性威胁、完整性威胁和可用性威胁。

5 信息的保密性：指信息的隐藏，目的是对非授权的用户不可见。

保密性也指保护数据的存在性，存在性有时比数据本身更能暴露信息。

6 操作系统受到的保密性威胁：嗅探，木马和后门。

7 嗅探就是对信息的非法拦截，它是某一种形式的信息泄露.网卡构造了硬件的“过滤器“通过识别MAC地址过滤掉和自己无关的信息，嗅探程序只需关闭这个过滤器，将网卡设置为“混杂模式“就可以进行嗅探。

8 在正常的情况下，一个网络接口应该只响应这样的两种数据帧：1.与自己硬件地址相匹配的数据帧。

2.发向所有机器的广播数据帧。

9 网卡一般有四种接收模式：广播方式，组播方式，直接方式，混杂模式。

10 嗅探器可能造成的危害：•嗅探器能够捕获口令；•能够捕获专用的或者机密的信息；•可以用来危害网络邻居的安全，或者用来获取更高级别的访问权限；•分析网络结构，进行网络渗透。

11 大多数特洛伊木马包括客户端和服务器端两个部分。

不管特洛伊木马的服务器和客户程序如何建立联系，有一点是不变的，攻击者总是利用客户程序向服务器程序发送命令，达到操控用户机器的目的。

12 木马的作用是赤裸裸的偷偷监视别人和盗窃别人密码,数据等,达到偷窥别人隐私和得到经济利益的目的.13 后门：绕过安全性控制而获取对程序或系统访问权的方法。

操作系统期末复习资料（全）第⼀章操作系统引论1.操作系统的设计⽬标及作⽤设计⽬的：(⽅便性和有效性是设计操作系统时最重要的两个⽬标)1．有效性：提⾼系统资源利⽤率；提⾼系统吞吐量。

2．⽅便性：配置OS后可使计算机系统更容易使⽤。

3．可扩充性：现代OS应采⽤新的结构，以便于⽅便的增加新的功能和模块。

4．开放性：系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。

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管理者。

3.OS实现了对计算机资源的抽象。

2. 单道批处理系统和多道批处理系统特点及区别单道批处理系统特点：⾃动性顺序性单道性。

多道批处理系统特点（优缺点）：1.资源利⽤率⾼。

2.系统吞吐量⼤。

3.平均周转时间长。

4. ⽆交互能⼒。

★☆单道批处理系统中，内存中仅有⼀道作业，⽆法充分利⽤系统资源。

多道批处理系统中，作业按⼀定算法从外存的“后备队列”中调⼊内存，使它们共享各种资源。

1.分时系统和实时系统的特点特征⽐较：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。