操作系统复习提纲讲课稿
操作系统复习提纲
操作系统复习提纲第1章绪论1.操作系统的概念:操作系统是计算机的一个系统软件,管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源、合理地组织计算机工作流程,以便有效利用这个资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩充的工作环境,从而在计算机与用户之间起到接口作用2.操作系统的分类:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系和分布式操作系统3.操作系统的功能:处理机管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、用户接口4.操作系统的特征:虚拟、并发与共享、不确定性5.操作系统研究的几种观点:计算机资源的管理者、用户界面的观点、进程管理的观点第2章操作系统用户界面1.用户界面:系统调用界面、图形界面、命令界面2.作业:由程序、数据与作业说明书组成,作业控制块3.输入输出方式:、SPOOLING系统(与设备管理相结合)第3章*进程管理1.进程的基本概念:程序的顺序执行的特点:顺序、封闭、可再现性,多道程序系统中程序执行环境的特点:独立性、随机性、资源共享性 什么是并发,语句并发执行的条件;进程的定义,进程与程序之间的关系、区别?进程由三部分组成:进程控制块PCB、程序段、数据结构集;PCB的结构与作用;进程下下文的概念及其切换;2.进程的5种基本状态:初始态、执行状态、等待状态、就绪状态、终止状态;各状态之间的转换条件;3.进程控制原语:创建、撤销、阻塞、唤醒;4.进程互斥与同步进程间的直接制约、间接制约;什么是临界区,什么是进程互斥、进程同步;信号量,公用信号量、私用信号量,信号量的数值的取值,以及表示的含义。
信号量P操作、V操作的主要动作;PV操作实现互斥、同步;如何用PV操作解决生产者、消费者问题;(基本原则先同步,再互斥),通用PV操作分析解决生活中的互斥、同步问题如读写问题、哲学家进餐问题、司机售票员问题等。
5.进程通信的几种方式:主从式、会话式、消息或邮箱机制、共享存储区方式。
消息缓冲机制、管道通信的基本原理;6.死锁死锁的定义,产生死锁的根本原因、4个必要条件:互斥、不可剥夺、部分分配、环路条件死锁的排除方法:死锁预防;死锁避免(银行家算法);检测和恢复;7.线程的定义,与进程的关系与区别;线程的分类:用户级线程、系统级(核心级)线程;第4章*处理机调度1.作业的四种状态,及其转换;作业与进程之间的关系。
操作系统复习指南讲义
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第一章 操作系统引论
6、请详细说明请求分页系统的地址变换过程。 答:请求分页系统的地址变换过程如下:(图略
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第一章 操作系统引论
4、某基于动态分区存储管理的计算机,其主存 容量为55MB(初始为空),采用最佳适配 (Best Fit)算法,分配和释放的顺序为:分配 15M,分配30M,释放15M,分配8M,分配 6M,此时主存中最大空闲分区的大小是() • 答:9M
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第一章 操作系统引论
5、什么是虚拟存储器?虚拟存储器技术究竟可 运行多大的程序呢? • 虚存是由操作系统调度,采有内外存的交换技
• 3.4 UNIX系统的进程调度 (了解) • 3.5 进程控制 (了解) • 3.6 进程的创建和图像改换 (了解) • 3.7 线程(掌握线程的概念)
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第一章 操作系统引论
第四章 进程通信
• 4.1 进程的同步与互斥
– 掌握:同步互斥的基本概念
• 4.2 进程间互斥控制方法 (了解) • 4.3 信号量和Wait、Signal操作 (重点掌握) • 4.4 信号量的应用 (重点掌握) • 4.5 进程间的数据通信 (了解) • 4.6 软中断和信号机构 (不要求) • 4.7 死锁
去) • 1)取逻辑地址分解为页号P和页内偏移w; • 2) 根据页号查找页表,获得该页的描述信息; • 3)若该页中断位为1,产生缺页中断; • 4)更新该页的描述信息; • 5)根据页块号和页内偏移w,计算物理地址。
操作系统复习提纲
第一章操作系统概述(电本吕一珂)1、简述操作系统的概念操作系统是一组控制和管理计算机系统资源的程序集合,它控制与协调并发活动,为用户提供良好的接口。
(操作系统是计算机系统的一种系统软件,由它统一管理计算机系统的软硬件资源,合理安排计算机的工作流程,控制程序的执行,为其他程序的执行提供良好的环境,目的是方便用户和提高系统工作效率。
)2、操作系统通过何种方式提高系统的效率?(1)配置操作系统可以使计算机系统能高效地工作;(2)操作系统扩充硬件的功能,使硬件的功能发挥得更好。
操作系统使用户合理地共享资源,防止各用户间的相互打扰。
操作系统以文件格式管理软件资源,保证信息的安全和快速存取3、从资源管理的角度分析,操作系统的功能包括哪些?(1)处理器管理:为用户合理分配处理器时间,提高处理器的工作效率;(2)存储管理:为用户分配主存空间,保护主存中的数据和程序不被破坏,提高主存空间的利用率;(3)文件管理:管理用户信息,为用户提供按文件名存取的功能,合理地分配文件的存储空间;(4)设备管理:负责设备的分配、启动以及虚拟设备的实现等;(5)作业管理:实现作业的调度和控制。
4、操作系统在计算机中的地位如何?是重要的系统软件,是硬件上的第一层软件,提供各种软件的运行环境,是用户与硬件的接口,是计算机系统的控制中心。
它是一组控制和管理计算机软硬件资源,合理安排计算机的工作流程,提供资源效率,方便用户的程序的集合。
5、批处理多道程序是如何提高计算机系统的工作效率的?(1)多道作业并行工作,减少了处理器的空闲时间;(2)作业调度可以合理选择装入主存储器中的作业,充分利用计算机系统资源(3)作业指向过程中不再访问低速设备,而是直接访问高速的磁盘设备,缩短执行时间;(4)作业成批输入,减少人工操作和作业的交接时间。
6、区分网络操作系统和分布式操作系统。
在配置了网络操作系统的计算机网络中,各计算机没有主次之分;网络中任意两台计算机可以进行信息交换;用户可在网络中共享资源。
操作系统复习提纲(大全五篇)
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。
操作系统复习提纲
《操作系统》复习提纲第1章引言学习重点:(1)什么是操作系统,操作系统在计算机系统中的作用;操作系统的设计目标(2)操作系统的形成和五大类型(批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系和分布式操作系统)(3)操作系统的五大功能(作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和处理机及进程管理(4)操作系统的属性:响应比、并发性(共行性)、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等要求:(1)牢固掌握操作系统的定义: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(或程序集合);清楚地了解操作系统所处的地位:是裸机之上的第一层软件,是建立其他所有软件的基础。
(2)牢固掌握操作系统目前有五大类型(批处理、分时、实时、网络和分布式)和五大主要功能:界面管理、文件管理、存储管理、设备管理、进程管理。
(3)理解衡量操作系统优劣的属性:响应比、并发性(共行性)、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等。
(4)研究操作系统面对用户的服务观点和系统内部的管理观点。
即为用户提供方便而安全的工作环境,体现“用户至上”、“服务至上”的原则;内部管理采用中断、通道、串行、并发、并行和本地远地通信等分设的各种管理部门机构,;里外协作分工组织,力争达到“多快好省”。
(5)考虑到CPU与外部设备在速度方面的差异,采用硬通道、缓冲区、多种队列和多种调度算法,以“小步快跑”等策略管理和控制计算机资源,平衡协调为用户服务。
(6)了解现代操作系统为用户提供的三种使用界面:命令界面、系统调用界面和图形界面。
一般用户通过命令、图形方式控制,编程人员通过系统调用方式控制计算机。
习题1、教材中介绍了学习“操作系统”要记住最精髓的两句话,是什么?答: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)。
操作系统复习提纲(DOC)
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。
操作系统复习提纲
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:操作系统进行资源分配,充当着计算机系统大管家的角色。
操作系统的作用:(1)一般用户角度:OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(2)资源管理角度: OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS产生的角度:OS实现了对计算机资源的抽象。
操作系统定义:操作系统是一组能有效地组织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集合。
2.操作系统的五大功能模块 basic function modules:处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、操作系统与用户之间的接口3.现代操作系统的四大特征 characteristic:并发性、共享性、虚拟技术、异步性(随机性)。
(并发性:指两个或多个事件在同一时间运行;并行性:指两个或多个事件在同一时刻发生)4.操作系统的三个基本类型及其特点:(1)多道批处理系统:资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力(2)分时系统:多路性、独立性、及时性、交互性(3)实时系统:多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性。
(单道批处理系统:自动性、顺序性、单道性)第二部分处理机管理(进程管理+处理机调度)1.进程的定义:进程是可以并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位;进程是程序的一次执行过程;进程是可参与并发执行的程序;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;进程是在给定初始状态和内存区域的条件下,可以并发执行的程序的一次执行过程。
传统OS中进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
进程的引入的背景:在多道程序环境下,程序的执行属于并发执行,此时它们将失去封闭性,并具有间断性,以及其运行结果不可再现性的特征。
因此为了能使程序并发执行,并且可以对并发执行的程序加以描述和控制,就引入了“进程”的概念。
操作系统复习大纲
操作系统学习辅导提纲第一章操作系统概述重点要求1、计算机系统组成、操作系统的定义和操作系统设计目的2、多道程序设计技术的概念及特点3、掌握单机3种基本操作系统(批处理、分时和实时)的主要特点、相互区别4、操作系统的各组成与特性5、操作系统的3个性能指标表了解部分1、了解操作系统的产生与发展以及操作系统的分类(单用户OS、多用户OS以及多机OS)及作用复习总结一、计算机系统组成、定义和设计目标计算机系统从下到上划分为四个层次。
OS是由一系列程序模块组成的一个大程序。
对计算机的软、硬件资源进行统一的管理和调度,合理地组织计算机的工作流程,以提高资源的利用率。
设计目标:方便性和有效性方便性:方便用户使用计算机。
有效性:使计算机系统能高效地运转,提高系统资源的利用率。
还要便于操作系统的设计、实现和维护。
二、多道程序设计技术的概念及特点多道程序设计技术是指在内存同时放若干道程序,使它们在系统中交叉运行,提高系统资源的充分利用。
特点是:内存有多道,在单CPU环境中,宏观上并行、微观上串行。
三、掌握单机3种基本操作系统的主要特点、相互区别1、批处理系统分为单道和多道批处理。
该系统将各用户的程序(简称作业)合成一批,由一个监控程序负责将这批作业送入计算机内,自动控制各个用户作业的计算和处理。
优点是系统吞吐量大,资源利用率高,系统效率高。
缺点是作业的周转时间长,用户无法对作业进行控制。
2、分时系统一个计算机主机连接若干个终端,每个用户占用一个,通过人机对话方式控制计算机完成各个用户程序的处理。
典型代表有:UNIX和Linux特点是:同时性、独立性、交互性和及时性3、实时系统它是一个专用系统,主要用在两个方面:实时控制和实时信息处理。
要求计算机对外来信息的处理速度要远远地超过被控制对象的反应速度。
它强调的是实时性和安全可靠性。
四、操作系统的组成和特性1、操作系统功能处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理和作业管理等2、OS的特点并发性:指系统中同时有多个用户程序交叉地在处理机上运行。
操作系统期末复习大纲
进程与线程 ✓ 进程的概念:进程的状态与转换 进程控制 进程同步 ✓ 同步的基本概念 ✓ 实现临界区互斥的基本方法 ✓ 信号量机制,管程机制和经典同步问题 进程通信
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第 2 章 进程的描述与控制
2. 主要知识架构
进程
总 体 框 架
同步
概念、与程序的区别 特征:动态、并发、结构、独立、异步 状态及其转换 控制:创建、终止、阻塞和唤醒、切换 结构:PCB、程序段、数据段 通信:共享存储区、消息传递、管道
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第 6 章 输入输出系统
2. 主要知识架构
I/O层次结构:用户层I/O、设备独立、设备驱 动、中断处理、硬件层
总 设备、设备控制器和通道及设备分配 体 I/O控制方式:查询、中断、DMA、通道程序
框 缓冲:概念、单、双缓冲、循环缓冲、缓冲池
架
磁盘数据的组织和格式
磁盘 磁盘调度算法:FCFS、SSTF、SCAN、 管理 CSCAN、NStepSCAN、FSCAN
架
预防:破坏死锁的条件
死锁 避免:控制进程推进路径、银行家算法
检测:死锁定理 5
第 4 章 存储器管理
1. 主要内容
内存管理的概念、存储器的层次结构 程序的装入和链接 连续分配存储管理 ✓ 概念 ✓ 常用的算法 分页存储管理 ✓ 概念:页面、页框、页表 ✓ 地址变换:基本地址变换、快表 ✓ 访问内存的有效时间 分段存储管理和段页式存储管理
页表机制、地址变换机构和过程
总 体
请求 分页
有效访问时间 最佳置换(OPT)
框
页面 先进先出(FIFO)
架
置换 最近最久(LRU)
简单时钟及改进
工作集与抖动:基本概念
操作系统复习提纲
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。
操作系统复习提纲
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。
操作系统复习提纲
操作系统复习提纲第一部分:操作系统基础1. 操作系统的定义和作用- 操作系统的定义- 操作系统的作用2. 操作系统的组成和架构- 操作系统的组成要素- 操作系统的架构模型3. 进程管理- 进程和线程的概念- 进程状态与转换- 进程调度算法与方法4. 内存管理- 逻辑地址和物理地址- 内存分页和分段- 内存管理算法与方法5. 文件系统管理- 文件系统的基本概念- 文件的组织与存储- 文件系统的管理与操作第二部分:操作系统高级内容1. 进程同步与通信- 进程同步的概念和需求- 进程同步的方法和机制- 进程通信的方式和实现2. 死锁与避免- 死锁的定义和原因- 死锁的预防与避免- 死锁的检测与解除3. 虚拟内存管理- 虚拟内存的概念和优势- 虚拟内存的实现与管理- 页面置换算法和策略4. 输入输出系统- 输入输出设备的连接和控制 - 输入输出的缓冲和异步处理 - 输入输出的性能优化第三部分:操作系统实践应用1. 操作系统的种类和应用场景 - 嵌入式操作系统- 分布式操作系统- 实时操作系统2. 操作系统的安全性和保护- 操作系统的安全威胁- 访问控制和权限管理- 安全策略与机制3. 操作系统的性能优化- CPU调度算法和性能优化 - 内存管理的性能优化- 文件系统的性能优化4. 虚拟化与云计算- 虚拟化的概念和技术- 云计算的基础和实现- 操作系统在云计算中的作用结论:通过对操作系统的复习提纲的整理,我们可以全面了解操作系统的基础概念、组成要素和功能。
同时,深入学习操作系统的高级内容,如进程管理、内存管理、文件系统管理等,可以帮助我们更好地理解操作系统的工作原理和应用方式。
掌握操作系统的实践应用,如虚拟化与云计算、安全性与保护、性能优化等,能够为我们在实际工作中运用操作系统提供指导和支持。
因此,操作系统的复习提纲对我们加强对操作系统知识的掌握和应用能力的提升具有重要意义。
操作系统复习提纲
第一章绪论1.操作系统的概念2.操作系统的历史3.操作系统的功能第二章操作系统用户界面1.作业的基本概念2.命令控制界面接口3.系统调用第三章进程管理3.1进程的概念1.进程的顺序执行(概念)2.①进程的并发执行(概念)②进程的并发执行所带来的影响3.进程的定义,进程和程序的区别。
3.2进程的描述1.进程的静态描述包含进程控制块PCB、有关程序段和该程序段对其进行操作数据结构集。
2.进程控制块PCB是一个进程存在的唯一标识,描述进程的动态过程。
3.3进程状态及其转换1.进程的三个基本状态:就绪、执行、等待。
2.进程状态转换图。
3.进程各状态之间转换的过程及什么“事件”引起各状态之间的转换。
3.4进程控制1.进程控制的概念2.原语的概念3.用于进程控制的原语有创建原语、撤消原语、阻塞原语及唤醒原语。
3.5进程互斥1.并发执行的进程引起的制约有:间接制约和直接制约(注:什么是间接制约,什么是直接制约)。
2.临界区的概念。
3.锁和上锁、开锁操作4.P操作和V操作3.6进程同步1.进程同步的概念3.7进程通信1.进程通信、低级通信、高级通信。
3.8死锁问题1.死锁定义2.死锁的起因3.产生死锁的四个必要条件。
4.解决死锁的一般方法:预防死锁、避免死锁、检测与恢复。
第四章处理机调度4.1作业的状态1.作业的四个状态:提交状态、收容状态、执行状态和完成状态。
2.处理机调度可分为4级:(1)作业调度(宏观调度或高级调度);(2)交换调度(中级调度);(3)进程调度(微观调度或低级调度);(4)线程调度。
4.2作业调度功能1.周转时间、平均周转时间。
2.带权周转时间、平均带权周转时间。
4.3进程调度1.引起进程调度的原因。
4.4调度算法1.先来先服务(FCFS)调度算法2.轮转法3.多级反馈轮转法4.优先级法5.最短作业优先法4.5时实系统调度算法1.频率单调调度算法的基本原理和计算方法(P102)。
第五章存储管理5.1存储管理的功能1.存储管理的功能包括以下几点:(1)在硬件的支持下完成同一管理内存和外存直接数据和程序段自动交换的虚拟存储器功能。
操作系统复习提纲
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;操作系统定义2.操作系统的五大功能模块 basic function modules3.现代操作系统的四大特征 characteristic;并发性;并行性4.操作系统的三个基本类型及其特点5.多道程序设计技术及其本质第二部分处理机管理(进程管理+处理机调度)1.进程及引入的背景;线程及引入背景;2.进程控制块3.进程三状态模型及其状态转换(包括状态转换原因,会用图示加以说明);进程五状态模型及其状态转换;4.挂起的概念及引入背景;5.并发执行的进程,由于资源共享存在着间接制约,需要互斥;由于进程合作存在着直接制约,需要同步。
什么是同步?互斥?6.临界资源;临界区;进程进入临界区要遵循的准则(即同步机制应遵循的规则);7.记录型信号量;信号量的取值范围8.设信号量用PV原语解决同步和互斥问题;三大经典模型及相关练习9.进程高级通信方式:直接通信方式和间接通信方式10.死锁;死锁产生的原因;产生死锁的四个必要条件;如何预防死锁;银行家算法避免死锁11.处理机调度的类型及各自的任务;处理机调度算法:FCFS,RR,SPN,HRRN,优先权调度;并会计算在某种调度算法下,周转时间等指标值第三部分存储管理(常规存储管理方法和虚拟内存管理)1.什么是物理地址?逻辑地址?相对地址?2.地址重定位的种类及各自的优缺点3.从管理的基本思想,地址变换的种类,地址变换过程,能否实现虚拟内存角度来理解下列存储管理技术:分区存储管理(固定分区、动态分区)、基本分页存储管理、基本分段存储管理、段页式存储管理、请求调页存储管理、请求调段存储管理4.动态分区(可变分区)存储管理的主存分配算法;碎片5.分页与分段的区别6.快表(转移后备缓冲器);设置快表的目的7.局部性原理;抖动8.页面置换算法:OPT,FIFO,LRU等9.各存储管理方式中,地址变换过程的计算即给出逻辑地址,求物理地址第四部分设备管理1.I/O控制方式2.为什么引入缓冲?或者说缓冲区的作用?3.设备独立性4.Spooling系统的组成;从虚拟设备技术角度理解共享打印机的实现5.磁盘存取时间的组成;磁盘调度算法第五部分文件管理1.对用户而言,文件系统基本功能:实现按名存取2.文件逻辑结构;文件物理结构3.三种外存分配方式4.文件控制块;索引结点5.目录;目录的组织:单级目录,两级目录,多级目录(树型目录)第六部分用户接口1.操作系统接口分类2.系统调用的处理过程。
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操作系统复习提纲第一章操作系统引论操作系统定义:(1)操作系统是一组能有效地组织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。
(书)(2)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。
(ppt)它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源,合理的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,使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机,使整个计算机系统能高效地运行。
操作系统基本特征:(1)并发:指同一段时间内,宏观上有多个程序在同时执行。
微观上:任何时刻只有一个程序在执行。
即微观上些程序在分时交替执行。
(实际上:程序是静态实体,不能并发执行,通过系统为每个程序建立进程,从而实现并发)并行性:是指两个或多个事件在同一时刻发生。
1.并行与并发并发性:是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
2.引入进程(2)共享:在OS环境下的资源共享或称为资源复用,是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
1.互斥共享方式:资源分配后到释放前不能被其他进程所用方式2.同时访问方式:系统中的还有许多资源,允许同一时间内多个进程对其访问,这里“同时”是宏观上的说法。
典型的可供多进程同时访问的资源是磁盘。
注:共享性和并发性是操作系统两个最基本的特征,它们互为依存。
(3)虚拟:(1)该技术是通过“时分复用”或“空分复用”技术,将一条物理信息变为若干逻辑信道,使原来只能供一对用户通话的物理信道,变为能供多个用户同时使用的逻辑信道。
(书)时分复用技术包括:(1)虚拟机处理技术(2)虚拟设备技术(2)是指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。
(ppt)(4)异步:也称不确定性,指进程的执行顺序和执行时间的不确定性。
(或: 每个进程都以其相对独立的、不可预知的速度向前推进,即进程的异步性。
)在多道程序环境下,系统允许多个进程并发执行。
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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。
影响因素:cpu的处理速度、联机终端的数目、所用时间片的长短、系统调度开销和对换信息量的多少等。
23.操作系统具有哪些基本功能?请简单叙述之。
a>处理器管理。
处理器是计算机系统中最为稀有和宝贵的资源,应该最大限度地提高其利用率。
常常采用多道程序设计技术组织多个作业同时执行,解决处理器调度、分配和回收问题。
b>存储管理。
存储管理的主要任务是管理内存资源,为多道程序设计提供有力支持,提高存储空间利用率,具体来说有内存分配和回收、地址转换与存储保护、内存共享与存储扩充等。
c>设备管理。
设备管理的主要任务是管理各种外部设备,完成用户提出的I/O请求;加快数据传输速度,发挥设备的并行性,提高设备的利用率;提供设备驱动程序和中断处理程序,为用户隐蔽硬件操作细节,提供简单的设备使用方法。
d>文件管理。
主要任务是对用户和系统文件进行有效管理,实现按名存取;实现文件共享、保护和保密;保证文件的安全性;向用户提供一整套能够方便地使用文件的操作和命令。
e>联网和通信管理。
1网络资源管理;2数据通信管理;3应用服务;4网络管理27.什么是操作系统内核?内核是一组程序模块,作为可信软件来提供支持进程并发的基本功能和基本操作,通常驻留在内核空间,运行于内核态,具有直接访问硬件设备和所有内存空间的权限,是仅有的能够执行特权指令的程序。
35.简述操作系统资源管理的主要技术:资源复用、资源虚拟和资源抽象。
资源复用:系统中相应地有多个进程竞争使用物理资源,由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的,操作系统让众多进程共享物理资源,这种共享称为资源复用。
资源虚拟:虚拟的本质是对资源进行转换、模拟和整合,把一个物理资源转变成多个逻辑上的对应物,也可以把多个物理资源变成单个逻辑上的对应物。
即创建无须共享的多个独占资源的假象,或创建易用且多个实际物理资源数量的虚拟资源假象,以达到多用户共享一套计算机物理资源的目的。
9.什么是系统调用?试述API、库函数及系统调用间的关系。
系统调用是一种中介角色把用户和硬件隔离开来,应用程序只有通过系统调用才能请求系统服务并使用系统资源。
POSIX标准规定了符合此标准的操作系统必须提供API,但并未规定接口的实现是采用系统调用、库函数还是其他形式。
系统调用只是一种API。
调用fprintf()→C函数库中的fprintf()封装函数→系统调用处理程序→sys_writ e()内核函数。
18.什么是进程?计算机操作系统为什么要引入进程?进程:可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动,也是操作系统作为资源分配和保护的基本单位。
目的:a>刻画程序的并发性。
进程是并发程序设计的一种有力工具,操作系统中引入进程概念能较好地刻画系统内部程序的并发执行,从而提高资源利用率。
b>解决资源的共享性。
20.进程最基本的状态有哪些?哪些事件可能引起不同状态间的转换?运行态:进程占有处理器正在运行的状态。
就绪态:进程具备运行条件,等待系统分配处理器以便运行的状态。
等待态:又称阻塞态或睡眠态,指进程不具备运行条件,正在等待某个事件完成的状态。
26.何谓进程控制快(PCB)?它包含哪些基本信息?每个进程有切仅有一个进程控制块,或称进程描述符,它是进程存在的唯一标识,是操作系统用来记录和刻画进程状态及环境信息的数据结构,是进程动态特征的集合,也是操作系统掌握进程的唯一资料结构和所处的状态的主要依据。
a>标识信息。
标识信息用于唯一地标识一个进程,分为用户使用的外部标识符和系统使用的内部标识符。
b>现场信息。
现场信息用于保留进程在运行时存放在处理器现场中的各种信息。
c>控制信息。
控制信息用于管理和进程调度。
48.处理器调度分为哪几种类型?简述各类调度任务的主要任务。
高级调度:又称作业调度、长度调度,在多道批处理操作系统中,从输入系统的一批作业按照预定的调度策略挑选若干作业进去内存,为其分配所需资源并创建对应作业的用户进程后,便完成启动阶段的高级调度任务,已经为进程做好运行前的准备工作,等待进程被调度运行,在作业完成后还要做结束阶段的善后工作。
中级调度:又称平衡调度、中度调度,根据内存资源情况决定没错中所能容纳的进程数目,并完成外存和内存中的进程对换工作。
低级调度:又称进程调度或线程调度、短程调度,根据某种原则决定就绪队列中的哪个进程/线程获得处理器,并将处理器让出给它使用。
第三章9.什么是临界区和临界资源?临界区管理的基本原则是什么?并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。
共享变量所代表的资源称为临界资源,即一次仅能供一个进程使用的资源。
原则一:一次至多只有一个进程进入临界区内执行。
原则二:如果已有进程在临界区中,试图进入此临界区的其他进程应等待。
原则三:进入临界区内的进程应在有限的时间内退出,以便让等待队列中的一个进程进入。
13.什么是信号量?如何对其进行分类?在操作系统中用信号量表示物理资源的实体,它是一个与队列有关的整型变量。
具体实现时,信号量是一种产量类型,用一个记录型数据结构表示,有两个分量,一个是信号量的值,另一个是信号量队列信号量按其用途可分为两种:a>公用信号量,联系一组并发进程均可在此信号量上执行pv操作,初值置为一,用于实现进程互斥;b>私有信号量,联系一组并发进程,仅允许此信号量所拥有的进程执行P 操作,而其相关进程可在其上施行V操作,初值往往为0或正整数,多用于并发进程同步。
信号量按其取值可分为两种:a>二值信号量,仅允许取值为0或1,主要作用用于解决进程互斥问题;b>一般信号量,又称计数信号量,允许取大于1的整型值,主要用于解决进程同步问题。
15.何谓管程?它有哪些属性?管程是由局部于自己的若干公共变量及其申明和所有访问这些公共变量的过程所组成的软件模块,它是一种互斥机制,进程可互斥的调用管程中的过程。
a>共享性。
管程中的移出过程可被所有要调用管程的过程的进程所共享。
b>安全性。
管程的局部变量只能由此管程的过程访问,不允许进程或其他管程来直接访问,一个管程的过程也不应访问任何非局部于它的变量。
c>互斥性。
在任一时刻,共享资源的进程可以访问管程中的管理此资源的过程,但最多只有一个调用者能够正真地进入管程,其他调用者必须等待直至管程可用。
20.什么是管道?如何通过管道机制实现进程间的通信?管道:是连接读写进程的一个特殊文件,允许按照FIFO方式传送数据,也能是使进程同步执行。
写进程在管道的尾端写入数据,读进程在管道的首端读出数据。
数据读出后将从管道中移走,其他进程都不能再读到这些数据。
进程试图读管道时,再有数据写入管道前,进程将一直阻塞。
同样,管道已经满时,进程再试图写入管道,在其他进程从管道中移走数据之前,写进程将一直阻塞。
25.试述产生死锁的必要条件。
1>互斥条件:临界资源是独占资源,进程应互斥且排他地使用这些资源。
2>占有和等待条件:进程在请求资源得不到满足而等待时,不释放已占有资源。
3>不剥夺条件:又称不可抢占,已获资源只能由进程自愿释放,不允许被其他进程剥夺。
4>循环等待条件:又称环路条件,存在循环等待链,其中每个进程都在等待链中等待下一进程所持有的资源,造成这组进程处于永远等待状态。
27.何谓银行家算法?试述其基本思想。
系统中的所有进程放入进程集合,在安全状态下系统收到进程的资源请求后,先把资源试探性的分给它;然后系统将剩下的可用资源和进程集合中其他进程还需要的资源数作比较,找出剩余资源能满足最大需求量的进程,从而保证进程运行完毕并归还全部资源;这时把这个进程从进程集合中删除,归还其所占有的所有资源,系统的剩余资源则越多;反复执行上述步骤,最后检查进程集合,若为空则表明本次申请可行,系统处于安全状态,可以真正实施本次分配,否则只要等待集合非空,系统便处于不安全状态,本次资源分配不实施,让申请资源的进程等待。
第四章1.试述存储管理的基本功能。
ⅰ存储分配ⅱ地址映射ⅲ存储保护ⅳ存储共享ⅴ存储扩充4.何谓地址转换(重定位)?哪些方法可以实现地址转换。
可执行的程序逻辑地址转换(绑定)为物理地址的过程称为地址转换。
实现方法:静态地址重定位,动态地州重定位。
5.分区存储管理中采用那些分配策略?比较其优、缺点。
固定分区:优点:固定分区能解决单道程序运行在并发环境下不能与cpu速度匹配的问题,同时也解决了单道程序运行是内存空间利用低的问题。
缺点:ⅰ.由于预先已经规定分区大小,是的大作业无法装入,用户不能采用覆盖能技术加以补救,这样不但加重用户负担,而且极其不方便;ⅱ.内存空间利用率不高,作业很少会恰好填满分区;ⅲ.如果一个作业要求在运行过程中动态扩充存储空间,采用固定分区是相当困难的;ⅳ.分区数目是在系统初启是确定的这就会限制多道运行程序的道数,特别不适应分时系统交互型用户及内存需求变化很大的情况。