操作系统原理复习提纲

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 O

3、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。