操作系统本科期末复习指导

操作系统（本科）期末复习指导

操作系统（本科）是中央广播电视大学计算机科学与技术本科专业（专科起点）的一门统设必修课, 课内学时72, 4 学分, 开设一学期。

操作系统是计算机系统的基本组成部分, 是整个计算机系统的基础和核心。因此历来是计算机专业的一门核心课程。经过本课程的学习, 使学生深入理解操作系统的基本概念和主要功能, 掌握常见操作系统（如Linux）的使用和一般管理方法, 了解操作系统是如何组织和运作的, 从而为学生以后的学习和工作打下基础。

操作系统是一门理论性和实践性紧密结合的课程。在理论方面, 课程具有概念多、较抽象、涉及面广的特点。操作系统的上机实验很重要, 既能够加深对课本知识的理解, 又能够学到很多实际工作的经验, 有助于增强动手技能、分析解决实际问题的能力, 提高专业素质。

一、复习重点和要求

第 1 章操作系统概述

考核学生对操作系统的定义、主要功能、主要类型、操作

系统的特征以及分时概念等内容的学习情况。

掌握】

1. 操作系统的概念

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合） , 是用户与计算机之间的接口。

记忆要点: 操作系统是什么——是系统软件; 操作系统管什么——控制和管理计算机系统内各种资源;

操作系统有何用——扩充硬件功能, 方便用户使用。

2. 操作系统的主要功能

操作系统的五大主要功能: 存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理、用户接口管理。

【理解】

1. 操作系统的特征: 并发、共享和异步性。

理解模拟:并发——”大家都前进了” ;

共享——”一件东西大家用” ;

异步性——”你走我停” , ”走走停停”。

2. 操作系统的主要类型

操作系统的主要类型有: 多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、个人机操作系统、分布式系统和嵌入式操作系统。

UNIX系统是著名的分时系统

3. 分时概念：主要是指若干并发程序对CPU寸间的共享。

【了解】

1. 操作系统的形成;

2. 分时和实时操作系统的特点, 见教材16 页;

3. 操作系统在计算机系统中的地位：是裸机之上的第一层软件是建

立其它所有软件的基础。

4. 操作系统结构设计：整体结构、层次结构、虚拟机结构和客户

机-服务器结构。

5. 操作系统为用户提供的三种用户接口：图形用户接口、命令行

接口和程序接口。

系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。在UNIX/Linux系统，系统调用以C函数的形式出现。

第 2 章进程管理

考核学生对进程定义、进程的状态及其转换、进程的组成、竞争条件和临界区、进程的同步与互斥、信号量和P、V操作及其一般应用、死锁的概念和产生死锁的必要条件等内容学习情况。【掌握】

1. 进程的定义：进程是程序在并发环境中的执行过程。

进程与程序的主要区别。进程最基本的属性是动态性和并发性。

2. 进程的状态及其转换

进程的 3 种基本状态是: 运行态、就绪态和阻塞态。掌握教材33 页的进程状态及其转换图。

3. 进程的同步与互斥的概念。能够简单理解为: 同步是协作互斥是

竞争。

4. 信号量和P、V操作及其一般应用。

运用信号量机制和P、V操作，解决并发进程一般的互斥和

同步问题。解决此类问题的一般方式:

①根据问题给出的条件, 确定进程有几个或几类;

②确定进程间的制约关系——是互斥, 还是同步;

③各相关进程间经过什么信号量实现彼此的制约, 标明信号量的含

义和初值;

④用P、V 操作写出相应的代码段;

⑤验证代码的正确性: 设以不同的次序运行各进程, 是否能保证问

题的圆满解决。切忌按固定顺序执行各进程。

【理解】

1. 多道程序设计概念及其优点。

2. 进程的一般组成, 应深入理解进程控制块的作用。每个进程有惟

一的进程控制块。

3. Linux 进程管理的基本命令: ps 、kill 、sleep

4. 理解进程临界资源和临界区的概念, 进程进入临界区的调度原则。信号量概念, P 、V 操作执行的动作。

5. 死锁的概念; 死锁的4 个必要条件: 互斥条件、不可抢占条件、占有且申请条件、循环等待条件。

【了解】

1. Linux 进程结构, 见教材41 页图。

2. 进程间的3 种高级通信: 共享内存、管道文件和消息传递。

第 3 章处理机调度

考核学生对作业状态、作业调度和进程调度的功能、性能评价标准、常见调度算法、Linux 常见调度命令、中断处理过程、shell 命令执行过程等内容的学习情况。

【掌握】

1. 作业调度和进程调度的功能

作业调度的功能见教材73 页, 进程调度的功能见教材74 页。在一般操作系统中, 进程调度是必须具备的。

2. 常见调度算法

掌握三种基本调度算法（先来先服务法、时间片轮转法、优先级法）的实现思想, 并能进行评价指标的计算。

要求: 能利用图表形式列出各作业或进程的有关时间值, 如到达时间、运行时间、开始时间、完成时间等, 利用评价公式计算出各指标的值, 如周转时间、带权周转时间、平均周转时间、平均带权周转时间。

【理解】

1. 作业的四种状态: 提交、后备、执行和完成。

2. 作业调度与进程调度的关系, 见教材75页。简单比喻: 作业调度

是演员上场前的准备, 进程调度是让演员上场表演。

3. 调度性能评价标准

评价调度算法的指标: 吞吐量、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。

4. Linux 系统的进程调度方式、策略和常见调度命令: nohup, at,

batch, jobs, fg, bg 。

5. 中断处理过程: 保存现场、分析原因、处理中断和中断返回。

6. shell 命令的一般执行过程。

【了解】

1. 调度的三个级别: 高级调度、中级调度和低级调度, 其中高级调度

又称作业调度, 低级调度又称进程调度。

2. 调度策略的选择, 见教材77 页。

3. 中断概念

中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它使CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动执行相应的处理程序处理该

事件后, 如被中断进程的优先级最高, 则返回断点继续执行被”打断”的程序。

第 4 章存储管理

考核学生对重定位、分区法、分页的概念、虚拟存储概念、请求分页存储管理技术、常见页面置换算法、Linux 中的存储管理技术以及