计算机等级考试四级教程---操 作系统原理
(完整版)四级操作系统原理
一、操作系统的概念1、操作系统功能：进程管理（处理器管理）、存储管理、文件管理、设备管理。
2、操作系统从计算机系统发展角度看，主要作用是提供虚拟机和扩展机；从软件开发角度看，主要作用是提供软件开发平台；从计算机应用角度看,主要作用是提供人机交互接口；从计算机安全保护角度看，主要作用是提供第一道安全防线。
3、典型操作系统：（1）UNIX操作系统：贝尔实验室的Ken和Dennis设计的，可移植、多用户、多任务、分时操作系统。
（2)MS DOS系统：微软公司设计的单用户、单任务操作系统。
(3）Windows、苹果操作系统都是交互式图形界面操作系统。
(4)Linux操作系统：遵从UNIX标准POSIX，开源。
（5）A ndroid：面向移动设备，基于Linux内核的开源系统.3、操作系统分类：批处理、分时、实时。
（1）批处理操作系统：单道批处理、多道批处理A。
基本工作方式：系统操作员在收到一定数量的用户作业后，组成一批作业,再输入到计算机中，这批作业在系统中形成连续、自动转接的作业流。
B。
特点：成批处理。
C.优点：作业流程自动化高，资源利用率高，作业吞吐量大，提高了系统效率。
D.缺点：用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
E.作业控制说明书:作业的运行步骤由作业控制说明书传递给监控程序，说明书是由作业控制语言编写的一段程序.F.运行模式：分为用户模式和特权模式,特权模式为系统专用。
相应的，机器指令被分为一般指令和特权指令，用户程序只能执行一般指令，运行在用户模式，只有监控程序才能执行特权指令，运行在特权模式。
G。
多道批处理系统：关键技术是多道程序运行和SPOOLing（假脱机）技术.多道程序运行的基本思想是内存中同时保存多个作业，主机以交替方式同时处理多个作业。
SPOOLing技术的基本思想是主机直接从磁盘选取作业运行,通道负责将作业写入磁盘，与主机并行。
（2）分时系统A.设计思想：将CPU时间划分成若干时间片，以时间片为单位轮流为每个终端用户服务。
计算机四级考试《四级操作系统原理》2021年考点总结
计算机四级考试《四级操作系统原理》2021年考点总结2021年全国计算机等级考试《四级操作系统原理》考点手册第1章操作系统概论【考点1】操作系统的概念1计算机系统（1）计算机系统介绍计算机系统的主要组成如下所示：（2）计算机系统的主要功能完整资料，百度搜索精勤学习网进入查找。
①控制和协调计算机资源；②识别用户要求。
2操作系统的定义操作系统是一个大型软件程序，是具有各种功能的、大量程序模块的集合。
操作系统任务主要是：（1）组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源；（2）向用户提供各种服务功能。
3操作系统的特征作为一种系统软件，操作系统有着与其他软件相比所不同的特征：（1）并发性并发性指在计算机系统中同时存在若干个运行着的程序：①从宏观上看，程序在同时向前推进，计算机程序的并发性体现在用户程序与用户程序之间、用户程序与操作系统程序之间并发执行；②从微观上看，在单处理器的环境下，同时运行着的程序是交替在中央处理器上运行的；③多处理器系统；④分布式系统。
（2）共享性共享性指操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源，是在操作系统控制下实现的。
①共享资源资源的共享性主要针对计算机系统中的如下几项重要资源：a．中央处理器；b．内存储器；c．外存储器；d．外部设备。
②共享形式在计算机系统中，对资源的共享一般有两种形式：a．互斥共享系统中的有些资源比如打印机等在一段特定的时间内只能由某一个用户程序使用。
b．同时共享系统中一类资源，在同一段时间内可以被多个程序同时访问。
（3）随机性操作系统的运行是在一个随机的环境中，一个设备可能在任何时间内向中央处理器提出中断请求，同时系统也无法知道运行的程序会在什么时候做什么事情。
4研究操作系统的观点（1）软件的观点操作系统是一种大型软件系统，它是多种功能程序的集合。
作为一种大型软件系统，操作系统有软件的外在特性和内在特性：①外在特性外在特性是指操作系统是一种软件，它的外部表现形式，即它的操作命令定义集和它的界面，完全确定了操作系统这个软件的使用方式。
全国计算机等级考试四级网络工程师操作系统原理部分
操作系统原理第一章操作系统概论1.1操作系统的概念操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。
研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。
操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。
2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。
3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。
4.设备管理5.用户接口UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。
1969年AT&T公司Kenneth L.Thompson 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。
1.3操作系统分类1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统的效率。
缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。
3.实时操作系统4.嵌入式操作系统5.个人计算机操作系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.智能卡操作系统1.4操作系统结构1.整体式结构2.层次结构3.微内核（客户机/服务器）结构：①可靠，②灵活（便于操作系统增加新的服务功能），③适宜分布式处理的计算机环境第二章操作系统运行机制2.1中央处理器寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。
控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。
目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。
管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。
PSW包括：①CPU的工作状态代码②条件码③中断屏蔽码2.2存储体系存储器设计：容量，速度，成本存储保护：①界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断②存储键2.3中断与异常机制分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断异常：程序性中断，访管指令异常2.4系统调用系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。
计算机四级数据库工程师操作系统原理知识点总结
文件管理1 文件的存取方式依赖于文件的物理结构，存放文件设备的物理特征。
2 文件系统实现的文件按名存取是通过文件目录查找完成的。
3 在成功执行打开文件系统调用时，系统返回用户一个文件描述符。
4 在对磁盘访问时，优化寻道时间可以显著改善磁盘读写性能。
5 快表的另一个名称是TLB，当切换进程时，要刷新快表。
快表的内容是页表的一部分。
快表存放在高速缓存中，对快表的查询是按内容并行进行的。
6 文件控制块必须保存的信息有文件名，文件大小，文件创建时间，磁盘块起始地址。
7 逻辑记录顺序和物理记录顺序一致的物理结构叫顺序结构。
8 提高文件系统性能：块高速缓存，磁盘驱动调度，目录项分解法，引入当前目录，采用相对路径文件名。
9 打开文件时不需填写文件读写方式。
10 直接索引启动磁盘一次，一级索引启动磁盘2次，二级索引启动磁盘3次。
11 寻道时间最能影响磁盘读写功能，调度时间不会影响磁盘的读写功能。
12 FAT文件系统是windows支持的文件系统，FAT指的是文件分配表，FAT16是指系统中用16表示簇号。
FAT文件系统中文件的物理结构是连接结构。
13 文件储存空间的分配单位通常是数据块。
14 必须为每个文件建立一个至少包含文件名和文件物理存储地址的数据结构称为文件控制块（FCB）15 扫描算法SCAN又称电梯算法。
16 UNIX操作系统中，对文件系统空闲去管理通常是成组链接法。
17 FAT32采用的文件物理结构是链接结构。
18 物理结构中适合随机存取的只有索引结构(易于文件扩展)和连接结构，索引结构包括多级索引结构。
19 提高检索速度和节省储存空间的方法有软连接。
20 从用户角度看，文件控制块FCB最重要的字段是文件名。
21 文件的逻辑结构（操作系统提供用户使用的文件组织形式）有流式结构和记录结构。
22 使用文件系统时，显式的进行open（操作），目的是将文件控制块读入内存。
Close操作目的是将文件控制块写入磁盘或缓存。
计算机等级考试四级操作系统整章问题及解答
计算机等级考试四级操作系统整章问题及解答计算机等级考试四级操作系统整章问题及解答问题一：⑴ 什么是文件目录、目录文件与当前目录？答：文件控制块的有序集合构成文件目录，每个目录项即是一个文件控制块。
为了实现文件目录的管理，通常将文件目录以文件的形式保存在外存空间，这个文件就被称为目录文件。
目录文件是长度固定的记录式文件。
系统为用户提供一个目前正在使用的工作目录，称为当前目录。
⑵ 文件目录构造有哪几种，各有什么优缺点？答：文件目录构造一般有一级目录构造、二级目录构造和多级目录构造。
一级目录构造的优点是简单，缺点是文件不能重名，限制了用户对文件的命名。
二级目录构造实现了文件从名字空间到外存地址空间的映射：用户名—》文件名à文件内容。
其优点是有利于文件的管理、共享和保护；适用于多用户系统；不同的用户可以命名一样文件名的文件，不会产生混淆，解决了命名冲突问题。
缺点是不能对文件分类；当用文件较多时查找速度慢。
多级目录构造的优点是便于文件分类，可为每类文件建立一个子目录；查找速度快，因为每个目录下的文件数目较少；可以实现文件共享；缺点是比拟复杂。
⑶ 为了进步检索速度，对文件目录应做怎样的改良？答：可以利用目录项分解法解决这一问题，即把目录项〔文件控制块〕分为两局部：名号目录项，包含文件名以及相应的文件内部号；根本目录项，包含了除文件名外文件控制块的其他全部信息。
目录文件也分为名号目录文件和根本目录文件。
查找一个目录项就分成两步：首先访问名号目录文件，根据文件名查找相应的文件内部号；然后访问根本目录文件，根据文件内部号，可直接计算出相应根本目录项所在根本目录文件中的相对位置和物理位置，并将它直接读入内存。
目录项分解法的优点是进步了文件目录检索的速度。
问题二：⑴ 用哪几种方法实现文件存储的管理？位示图法、空间块表、空闲块链表⑵ **哪几种方面实现文件的存取控制〔共享、保护和保密〕？要求详细阐述。
问题三：⑴ 如何使用文件〔建立、翻开、读、写、关闭、撤消〕？⑵ 文件系统的平安(海量转储、增量转储)？问题四：⑴ 什么是操作系统管理的设备管理？答：设备管理是指计算机系统中除了CPU和内存以外的所有输入、输出设备的管理。
全国计算机四级操作系统原理
Unit 1 操作系统概论操作系统也可以看成一个层次结构，其最底层为操作系统对象，中间层为对对象进行管理的软件集合，最高层为操作系统提供给用户使用的借口。
操作系统作用：人机交互接口（计算机应用角度）、软件开发基础（软件设计和开发）、第一道安全防线（计算机安全角度）、虚拟机和扩展机（计算机系统发展）操作系统的特征：1、并发性：在多道程序环境下，并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
2、共享性：共享之系统中的资源可供多个并发执行的进程使用。
涉及资源：中央处理器、内存储器、外存储器、外部设备。
共享方式：互斥共享、同时共享。
3、随机性:也称异步性，不确定性，是指在多到程序下，允许多个进程并发执行。
操作系统的功能：1、进程管理（进程控制、进程同步、进程间通信、调度）2、存储管理（内存的分配与回收、存储保护、内存扩充）3、文件管理（文件存储空间的管理、目录管理、文件系统的安全性）4、设备管理（缓冲管理、设备分配、设备处理）5、用户接口（命令接口、程序接口、图形接口）操作系统分类：按照用户界面的使用环境和功能特征，分为三种：批处理系统、分时系统、实时系统。
批处理优点：批量处理用户作业、系统资源利用率高、作业吞吐率高。
缺点：用户不能直接与计算机交互。
随着计算机体系结构的发展，出现的多类型操作系统：个人操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统假脱机技术（SPOOLing）：是操作系统中的一项将独占设备改为共享设备的技术。
假脱机技术由输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程和输出进程、请求打印队列组成。
假脱机技术特点：1、提高了输入输出速度。
2、将独占设备改造为共享设备。
3、实现了虚拟设备功能。
分时系统的特点：多路性、交互性、独占性、及时性。
实时系统的特征：多路性、独立性、及时性、交互性、和可靠性。
嵌入式系统的特点：系统内核小、专用性强、系统精简、高实时性、多任务的操作系统。
网络操作系统的类型：客户/服务器模式（C/S），对等模式。
2014最新计算机等级考试四级操作系统原理习题集+答案
（一）选择题第一章1.1. 操作系统是计算机系统的一种﹎﹎操作系统是计算机系统的一种﹎﹎A A ﹎﹎。
﹎﹎。
A ：(1)(1)应用软件应用软件应用软件 (2)系统软件(3)(3)通用软件通用软件通用软件 (4)(4)工具软件工具软件工具软件2. 2. 操作系统是一种系统软件，它﹎﹎操作系统是一种系统软件，它﹎﹎操作系统是一种系统软件，它﹎﹎A A ﹎﹎。
﹎﹎。
A A：：(1)(1)控制程序的执行控制程序的执行控制程序的执行 (2) (2) (2)管理计算机系统的资源管理计算机系统的资源管理计算机系统的资源(3) (3)方便用户使用计算机方便用户使用计算机方便用户使用计算机 (4)(4)管理计算机系统的资源和控制程序的执行3.3.下列选择中，﹎﹎下列选择中，﹎﹎下列选择中，﹎﹎A A ﹎﹎不是操作系统关心的主要问题，﹎﹎不是操作系统关心的主要问题，A ：(1)(1)管理计算机裸机管理计算机裸机管理计算机裸机 (2) (2) (2)设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面(3) (3)管理计算机系统资源管理计算机系统资源管理计算机系统资源 (4)(4)高级程序设计语言的编译器4. 4. 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﹎﹎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﹎﹎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﹎﹎44﹎﹎管理和存储器管理，以及设备管理和文件管理。
这里的﹎﹎理，以及设备管理和文件管理。
这里的﹎﹎44﹎﹎管理主要是对进程进行管理。
﹎﹎管理主要是对进程进行管理。
A:(1)A:(1)存储器存储器存储器 (2) (2) (2)虚拟存储器虚拟存储器虚拟存储器 (3) (3) (3)运算器运算器运算器 （4）处理机 (5) (5)控制器控制器控制器5. 5. 实现不同的作业处理方式（如：批处理、分时处理、实时处理等）实现不同的作业处理方式（如：批处理、分时处理、实时处理等），主要是基于操作系统对 1 1 管理采用了不同的策略。
全国计算机四级 操作系统 第二章 操作系统运行机制
第二章 操作系统运行机制操作系统的运行环境主要包括计算机系统的硬件环境和由其他的系统软件形成的软件环境。
本章讨论硬件环境。
CPU-存储体系-中断与异常机制-系统调用-IO 技术中央处理器（CPU ）一般的处理器构成与基本工作方式运算器：实现任何指令中的算术和逻辑运算，是计算机计算的核心。
控制器：负责控制程序运行的流程寄存器：存放相关数据的存储设备高速缓存：出于CPU 与物理内存之间，有控制器的内存管理单元管理。
====处理器中的寄存器可见寄存器：数据、地址、条件码寄存器控制和状态寄存器：用于控制处理器的操作，一般由具有特权的操作系统代码使用以控制其他程序的执行。
====指令执行的基本过程：先从存储器中每次读取一条指令，然后执行这条指令。
（指令周期） ====特权指令和非特权指令如果某微型计算机是用于多用户或多任务的多道程序设计环境中，则他的指令系统中的指令必须分为：特权指令和非特权指令。
特权指令：指令系统的那些只能由操作系统使用的指令，而不允许一般用户使用的。
非特权指令：用户只能使用非特权指令，因为只有操作系统才能使用所有的指令。
处理器的状态====管态： 操作系统管理程序运行的状态，具有较高的特权级别，称为特权态和系统态。
目态： 用户程序运行的状态，具有较低的特权级别，称为普通态和用户态。
====CPU 状态的转换：管态和目态是可以转变的==目态到管态：转换的唯一途径是通过中断或异常==管态到目态：通过设置PSW 指令，修改程序状态字。
当计算机处于目态时，不允许执行特权指令。
====限制用户程序执行特权指令：用户程序中不允许使用特权指令。
当用户程序需要占用CPU 时，应该让CPU 处于目态。
程序状态字PSW （解决当前工作状态的问题）用一个专门的寄存器来指示处理器状态，称为程序状态字（PSW ）。
用程序计数器（PC ）这个专门地寄存器来指示下一条要执行的指令。
处理器的程序状态字通常包括以下状态代码：CPU 的工作状态代码：指明管态还是目态，用来说明当前在CPU 上执行的是操作系统还是一般用户，以 决定它是 否可以使用特权指令或拥有其他的特权。
计算机四级操作系统原理
计算机四级操作系统原理计算机四级操作系统原理一、简介计算机四级操作系统是现代计算机体系结构中的核心组成部分。
它是一种管理计算机硬件资源和提供各种服务的软件系统。
本文将从浅入深介绍计算机四级操作系统的相关原理。
二、操作系统的定义与功能操作系统是在计算机上运行的一种软件，它负责管理计算机的硬件资源，为用户和其他软件程序提供接口和服务。
操作系统具有以下功能： * 进程管理：负责创建、调度和终止进程，管理进程之间的通信和同步等。
* 内存管理：管理计算机内存的分配、回收和调度。
* 文件系统：负责管理计算机的存储设备，并提供文件的读写、创建和删除等功能。
* 设备驱动程序：管理计算机的硬件设备，并提供与硬件设备的交互接口。
* 用户接口：为用户提供友好的操作界面，实现与操作系统的交互。
三、操作系统的层次结构操作系统可以分为四个层次： 1. 用户接口层：提供给用户使用的界面，如命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI）。
2. Shell层：位于用户接口层下面，解释和执行用户输入的命令。
3. 系统调用层：提供给应用程序与操作系统之间交互的接口，如文件读写、进程创建等。
4. 内核层：位于操作系统的最底层，负责管理计算机的硬件资源。
四、进程管理的原理进程是程序在计算机上的一次执行过程，它是操作系统中最重要的概念之一。
进程管理的原理包括以下几个方面： * 进程创建：操作系统通过fork()系统调用创建一个新的进程，新进程拥有与父进程相同的代码，但是运行的环境和数据是独立的。
* 进程调度：操作系统通过调度算法决定哪个进程能够运行，调度算法可以使得多个进程能够共享CPU资源，并且能够实现公平调度和优先级调度。
* 进程通信：操作系统提供了多种进程通信的方式，如共享内存、消息队列、管道等，以实现进程之间的数据交换和同步。
* 进程同步：为了避免多个进程同时访问共享资源导致的数据不一致问题，操作系统提供了进程同步的机制，如互斥锁、信号量等。
计算机等级考试NCRE网络工程师计算机等级考试四级模拟题20(5)_真题-无答案71
计算机等级考试（NCRE）网络工程师（计算机等级考试四级）模拟题2020年(5)(总分100,考试时间90分钟)操作系统原理——单选题1. 1.下列关于操作系统的叙述中，正确的是( )。
A. 操作系统作为系统软件，为用户提供了高效使用计算机的接口B. 操作系统是软件，它可以做任何需要软件做的工作C. 操作系统除了做与硬件相关的事，也做了大量与应用相关的事D. 操作系统是系统软件，所以计算机没有操作系统不能正常工作2. 2.操作系统提供给用户的接口是命令输入和( )。
A. 系统调用B. 动态函数库C. 应用编程接口D. 中断服务程序3. 3.计算机操作系统位于核心态时，下列叙述中，哪一个是正确的?( )A. 它可以运行特权指令，但是不能运行非特权指令B. 它既可运行特权指令，也可以运行任何非特权指令C. 它可以运行访管指令，但是不能运行特权指令D. 它可以运行访管指令，也可以运行任何特权指令4. 4.在交互式系统中，若用户数为100，为保证响应时间≤100ms，忽略其他系统开销，则操作系统应将时间片设为( )。
A. ≤1msB. ≤10msC. ≤100msD. ≤1000ms5. 5.程序的并发执行产生了一些和程序顺序执行时不同的特I生，下列哪一个特性是正确的?( )A. 并发程序的执行结果可再现B. 并发程序在执行期间不具有相互制约关系C. 并发程序与计算过程无法一一对应D. 并发程序的执行过程具有封闭性6. 6.下列选项中，哪一项是位于进程控制块中而不是位于进程中( )。
A. 进程优先级B. 全局变量C. 需要访问的数据文件名D. 堆栈7. 7.进程运行过程中，导致进程从运行态转换为就绪态的典型事件是( )。
A. 访问的数据没有准备好B. 时间片到C. 程序出错D. 发生了缺页中断8. 8.为使进程从阻塞态转换为挂起态，使用的原语是( )。
A. block()B. wakeup()C. suspend()D. active()9. 9.分析下列程序。
2020下半年全国计算机四级《操作系统》考试内容
xx下半年全国计算机四级《操作系统》考试内容一、操作系统概述1.操作系统基本概念、特征、分类2.操作系统主要功能3.操作系统发展演化过程，典型操作系统4.操作系统结构设计，典型的操作系统结构二、操作系统运行机制1.内核态与用户态2.中断与异常3.系统调用接口4.存储系统5.I/O系统6.时钟(Clock)三、进程线程模型1.并发环境与多道程序设计2.进程的基本概念，进程控制块(PCB)3.进程状态及状态转换4.进程控制：创建、撤消、阻塞、唤醒，fork()的使用5.线程基本概念，线程的实现机制，Pthread线程包的使用6.进程的同步与互斥：信号量及PV操作，管程7.进程间通信8.处理机调度四、存储管理方案1.存储管理基本概念，存储管理基本任务2.分区存储管理方案3.覆盖技术与交换技术4.虚存概念与虚拟存储技术5.虚拟页式存储管理方案五、文件系统设计与实现技术1.文件的基本概念、文件逻辑结构、文件的物理结构和存取方式2.文件目录的基本概念，文件目录的实现3.文件的操作，目录的操作4.磁盘空间的管理5.文件系统的可靠性和安全性6.文件系统的性能问题7.Windows的文件系统FAT，UNIX的文件系统六、I/O设备管理1.设备与设备分类2.I/O硬件组成3.I/O软件的特点及结构4.典型技术：通道技术，缓冲技术，SPOOLing技术5.I/O性能问题及解决方案七、死锁1.基本概念：死锁，活锁，饥饿2.死锁预防策略3.死锁避免策略4.死锁检测与解除5.资源分配图。
计算机等级考试四级教程---操作系统原理
基本要求1.掌握操作系统的基本概念、基本结构和运行机制。
2.深入理解进程线程模型，深入理解进程同步机制，深入理解死锁概念及解决方案。
3.掌握存储管理基本概念，掌握分区存储管理方案，深入理解虚拟页式存储管理方案。
4.深入理解文件系统的设计、实现，以及提高文件系统性能的各种方法。
5.了解I/O设备管理的基本概念、I/O软件的组成，掌握典型的I/O设备管理技术。
6.了解操作系统的演化过程、新的设计思想和实现技术。
考试内容一、操作系统概述1、操作系统基本概念、特征、分类。
基本概念：是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活的、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能够高效地运行（是具有各种功能的、大量程序模块的集合）。
任务：1.组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源 2.向用户提供各种服务功能特征：并发性（用户程序与用户程序之间并发执行；用户程序与操作系统程序之间并发执行）、共享性（互斥共享和同时共享）、随机性（要充分考虑各种各样的可能性）。
分类：1.批处理操作系统（成批处理、SPOOLing技术）简单/多道批处理系统2.分时系统（多路性、交互性、独占性、及时性）3.实时操作系统硬实时/软实时系统（实时时钟管理、过载保护、高可靠性）4.嵌入式操作系统可针对需求进行裁剪、调整和生成（高可靠性、实时性、占有资源少、智能化能源管理、易于连接、低成本等）5.个人计算机操作系统（某一时间为单用户服务、图形界面、使用方便）6.网络操作系统集中式/分布式模式（共享数据、资源及服务同运算处理能力）7.分布式操作系统（统一/同一操作系统、资源的深度共享、透明性、自治性）集群8.智能卡操作系统资源管理、通信管理、安全管理、应用管理2、操作系统主要功能。
功能：1.进程管理（处理器管理）进程控制、进程同步/互斥、进程间通信、调度2.存储管理内存的分配与回收、存储保护、内存扩充3.文件管理文件存储空间的管理、目录管理、文件系统的安全性4.设备管理需具备中断处理、错误处理等功能5.用户接口3、操作系统发展演化过程，典型操作系统。
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基本要求1. 掌握操作系统的基本概念、基本结构和运行机制。
2. 深入理解进程线程模型，深入理解进程同步机制，深入理解死锁概念及解决方案。
3. 掌握存储管理基本概念，掌握分区存储管理方案，深入理解虚拟页式存储管理方案。
4. 深入理解文件系统的设计、实现，以及提高文件系统性能的各种方法。
5. 了解I/O设备管理的基本概念、I/O软件的组成，掌握典型的I/O设备管理技术。
6. 了解操作系统的演化过程、新的设计思想和实现技术。
考试内容1、操作系统概述1、操作系统基本概念、特征、分类。
基本概念：是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活的、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能够高效地运行（是具有各种功能的、大量程序模块的集合）。
任务： 1.组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源 2.向用户提供各种服务功能特征：并发性（用户程序与用户程序之间并发执行；用户程序与操作系统程序之间并发执行）、共享性（互斥共享和同时共享）、随机性（要充分考虑各种各样的可能性）。
分类：1.批处理操作系统（成批处理、SPOOLing技术）简单/多道批处理系统2.分时系统（多路性、交互性、独占性、及时性）3.实时操作系统硬实时/软实时系统（实时时钟管理、过载保护、高可靠性）4.嵌入式操作系统可针对需求进行裁剪、调整和生成（高可靠性、实时性、占有资源少、智能化能源管理、易于连接、低成本等）5.个人计算机操作系统（某一时间为单用户服务、图形界面、使用方便）6.网络操作系统集中式/分布式模式（共享数据、资源及服务同运算处理能力）7.分布式操作系统（统一/同一操作系统、资源的深度共享、透明性、自治性）集群8.智能卡操作系统资源管理、通信管理、安全管理、应用管理2、操作系统主要功能。
功能： 1.进程管理（处理器管理）进程控制、进程同步/互斥、进程间通信、调度2.存储管理内存的分配与回收、存储保护、内存扩充3.文件管理文件存储空间的管理、目录管理、文件系统的安全性4.设备管理需具备中断处理、错误处理等功能5.用户接口3、操作系统发展演化过程，典型操作系统。
发展： 1.手工操作 2.监控程序（早期批处理） 3.多道批处理 4.分时系统5. UNIX通用操作系统6.个人计算机操作系统（Win）7.Android 操作系统4、操作系统结构设计，典型的操作系统结构。
体系结构： 1.整体式结构（结构紧密、接口简单直接、系统效率较高）2.层次式结构分层原则（同整体式、模块间结构关系清晰、增加/替换不影响其他层次）3.微内核（客户机/服务器）结构运行在核心态的内核、运行在用户态的并以客户机/服务器方式进行的进程层（可靠、灵活、适宜于分布式处理的计算环境）2、操作系统运行机制操作系统的运行环境主要包括计算机系统的硬件环境和由其他的系统软件组成的软件环境。
寄存器：1.用户可见寄存器数据寄存器、地址寄存器、条件码寄存器2.控制和状态寄存器程序计数器（PC）、程序状态字（PSW）指令类型：访问存储器指令、I/O指令、算数逻辑指令、控制转移指令、处理器控制指令1、内核态和用户态。
内核态（管态）：操作系统管理程序运行的状态，具有较高的特权级别。
可执行全部指令（包括特权指令），使用所有资源，并具有改变处理器状态的能力。
用户态（目态）：用户程序运行时的状态，具有较低的特权级别。
只可执行非特权指令。
CPU状态的转换： 1.目态—管态的转换通过中断或异常2.管态—目态的转换通过设置PSW指令（修改程序状态字）2、中断与异常。
中断：指CPU对系统中或系统外发生的异步事件的响应。
（中断源/中断请求/中断处理程序/中断断点/中断响应/中断返回/中断字/中断向量表）特征：能充分发挥处理器的使用效率、提高系统的实时能力系统：硬件中断装置和软件中断处理程序（中断请求的接收、中断响应、中断处理）典型： 1.I/O中断 I/O操作正常结束、I/O异常2.时钟中断维护软件时钟、处理器调度、控制系统定时任务、实时处理3.硬件故障中断4.程序性中断（由操作系统完成/程序自己完成）5.系统服务请求（访问中断）由处理器提供的专用指令（访管指令）来激发异常：指CPU对系统内正在执行的指令的响应。
分类： 1.中断时钟中断/输入输出（I/O）中断/控制台中断/硬件故障中断2.异常程序性中断/访管指令异常多级中断作用： 1.对各类中断信号依据其紧急程度和重要性划分级别。
2.解决如果有重要程度相当的多个中断信号同时到达时，如何选择首个被处理的中断信号的问题。
多级中断方法：固定优先数、轮转法系统调用：用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
区别（系统调用与一般过程调用）：1.运行在不同的系统状态2.状态的转换3.返回问题4.嵌套调用分类： 1.进程控制类系统调用 2.文件操作类系统调用 3.进程通信类系统调用4.设备管理类系统调用5.信息维护类系统调用广义指令（系统调用命令）和机器指令的区别：机器指令是由硬件线路直接实现的，而“广义指令”则是由操作系统所提供的一个或多个字程序模块，即软件实现的。
在系统中为控制系统调用服务的机构成为陷入（TRAP）或异常处4、计算机存储系统的设计主要考虑三个问题：容量、速度和成本。
容量、速度和成本的匹配问题：采用层次化的存储体系结构存储访问局部性原理：提高存储系统性能的关键2.存储键I/O结构：外部设备的控制器通过I/O硬件结构与中央处理器连接。
通道：独立于中央处理器的，专门负责数据I/O传输工作的处理单元。
特点：实现中央处理器和各种外部设备并行工作。
DMA技术（直接存储器访问）：通过系统总线中的一个独立控制单元，自动地控制成块数据在内存和I/O单元之间的传送。
缓冲技术：用在外部设备与其他硬件部件之间的一种数据暂存技术，它利用存储器件在外部设备中设置了数据的一个存储区域，称为“缓存区”。
用途：1.用在外部设备与外部设备之间的通信上的。
2.用在外部设备和处理器之间的。
根本原因：CPU处理数据速度与设备传输数据速度不相匹配，需要用缓冲区缓解其间的速度矛盾。
6、时钟（Clock）。
分类：硬件时钟和软件时钟用途： 1.绝对时钟在计算机系统中不受外界干扰、独立运行的一种时钟。
2.相对时钟（间隔时钟）只计算从某一个时间初值开始的一段时间间隔。
软件时钟与硬件时钟的同步工作，由操作系统负责维护。
3、进程线程模型1、并发环境与多道程序设计。
并发环境：采用并行操作技术，并发程序在各自处理机上运行。
多道程序设计：允许多个程序同时进入内存并执行。
（最基本、最重要的技术）目的：提高整个系统的效率。
（系统吞吐量）特点：独立性、随机性、资源共享性程序的并发执行：并发程序在执行期间具有相互制约关系；程序与计算不再一一对应；并发程序执行结果不可再现。
实现多道程序设计时，必须协调好资源使用者与被使用资源之间的关系。
2、进程的基本概念，进程控制块（PCB）。
进程：对正在运行程序的一个抽象。
属性：可拥有资源的独立单位；可以独立调度和分派的基本单位。
特性：并发性、动态性、独立性、交往性、异步性分类： 1.系统进程执行操作系统程序，完成操作系统的某些功能。
2.用户进程运行用户程序，直接为用户服务。
联系和区别（进程与程序）：1.联系：进程由程序、数据和进程控制块（PCB）组成。
2.区别：程序是静态的，进程是动态的。
进程具有创建其他进程的功能。
进程控制块（PCB）：用来描述进程的基本情况以及进程的运行变化过程。
内容：调度信息和组成信息。
组织：线性方式、索引方式和链接方式。
3、进程状态及状态转换。
三态模型：运行状态、就绪状态、等待状态五态模型：运行状态、就绪状态、阻塞状态、创建状态、结束状态七态模型：运行状态、就绪状态、阻塞状态、创建状态、结束状态、就绪挂起、阻塞挂起4、进程控制：创建、撤销、阻塞、唤醒、fork（）的使用。
进程控制是通过原语来实现的。
原语：由若干条指令所组成的程序，用来实现某个特定的操作。
（不可分割、不可中断；必须在管态下执行，并且常驻内存）控制：创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语。
fork（）：父进程通过调用fork（）函数创建子进程。
新创建的子进程基本与父进程相同。
特点：只被调用一次，却会返回两次：一次是在调用进程（父进程）中，一次是在新创建的子进程中。
5、线程基本概念，线程的实现机制，Pthread线程包的使用。
线程：比进程更小的能独立运行的基本单位——线程，CPU调度和分派的基本单位。
属性：•每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表，线程描述表记录了线程执行的寄存器和栈等现场状态。
•不同的线程可以执行相同的程序，即同一个服务程序被不同用户调用时操作系统为它们创建不同的线程。
•同一进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间。
•线程是处理器的独立调度单位，多个线程是可以并发执行的。
•一个线程被创建后便开始了它的生命周期，直至终止，线程在生命周期内会经历等待、就绪和运行等各种状态变化。
特点：•创建一个新线程花费时间少（结果亦如此）。
创建线程不需另行分配资源，因而创建线程的速度比创建进程的速度快，且系统的开销也少。
•两个线程的切换花费时间少。
•由于同一个进程内的进程共享内存和文件，线程之间相互通信无须调用内核，故不需要额外的通信机制，使通信更简便，信息传送速度也快。
•线程能独立执行，能充分利用和发挥处理器与外围设备并行工作能力。
比较：调度：线程作为调度和分派的基本单位；进程作为资源拥有的基本单位。
并发性：进程之间可以并发执行，一个进程中的多个线程之间也可以并发执行。
拥有资源：进程拥有自己的资源；线程无资源，但可以访问其隶属进程的资源。
系统开销：进程切换的开销也远大于线程切换的开销。
实现机制： 1.用户级线程可以在不支持线程的操作系统上实现；允许每个进程有自己定制的调度算法。
2.内核级线程线程的调用都以系统调用的形式实现。
3.混合实现方式使用内核级线程，然后将用户级线程与某些或者全部内核线程多路复用起来。
比较：1.线程的调度与切换速度2.系统调用3.线程执行时间Pthread线程包：基于该标准实现的线程包（都含有一个标识符、一组寄存器和一组存储在结构中的属性）。
6、进程的同步与互斥：信号量及PV操作，管程。
在逻辑上具有某种联系的进程称为相关进程；在逻辑上没有任何联系的进程称为无关进程。
进程同步是指多个进程中发生的事件存在某种时序关系，必须协同动作，相互配合，以共同完成一个任务。
进程的互斥是指由于共享资源所要求的排他性，进程间要相互竞争，以使用这些互斥资源。
互斥解决做法：1.由竞争各方平等协商 2.引入进程管理者，由管理者来协调竞争各方对互斥资源的使用。