操作系统复习资料整理

第一章

操作系统定义：“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，以及方便用户使用程序的组合。”它是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。

操作系统的目标：

（1）有效性包含：○1提高系统资源利用率○2提高系统吞吐量

（2）方便性使计算机更易于使用

（3）可扩充性

（4）开放性

操作系统的作用：

（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的管理者

（3）OS实现了对计算机资源的抽象

试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。

（1）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；而实时控制系统的及时性，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微妙。

（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但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。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。

（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。

操作系统的基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性；其中最基本特征是并发和共享；最重要的特征是并发性。操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供友好的用户接口五个方面。

操作系统的几种发展类型的特点：

（1）无操作系统的计算机系统：

1.人工操作方式缺点: ○1用户独占计算机○2CPU等待人工操作

2.脱机输入/输出方式优点：○1减少了CPU的空闲时间○2提高了I/O速度。（2）单道批处理系统：主要特征：自动性、顺序性、单道性。

（3）多道批处理系统：（提高CPU的利用率、可提高内存和I/O设备利用率、增加系统吞吐量）优缺点：资源利用率高，系统吞吐量大，平均周转时间长，无交互能力。

主要特征：多道性、调度性、无序性

（4）分时系统：特点：多路性、独立性、及时性、交互性。

（5）实时系统：特点：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性。

微内核是什么？

微内核的主要思想是，在操作系统内核中只留下一些最基本功能，而将其他服务尽可能地从内核中分离出去，用若干个运行在用户态下的进程（即服务器进程）来实现，形成所谓的“客

户/服务器”模式。普通用户进程（即客户进程）可通过内核向服务器进程发送请求，以取得操作系统的服务。

把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次（即用户模式）中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。

微内核提供的功能：○1进程（线程）管理○2低级存储器管理○3中断和陷入处理

微内核OS的优点：○1提高了系统的可扩展性○2增强了系统的可靠性○3可移植性○4提供了对分布式系统的支持○5融入了面向对象技术

第二章

进程由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成。是资源分配和独立运行的基本单位。什么是进程？在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响?

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。为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，在操作系统中引入了进程概念。影响:使程序的并发执行得以实行。

（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源

（2）执行状态→就绪状态：时间片用完

（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求

（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成

什么是临界区和临界资源？临界区管理的基本原则？

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”。临界区管理的基本原则：①空闲让进 ②忙则等待 ③有限等待 ④让权等待

进程三种基本状态：

引起挂起状态的原因： （1） 终端用户的请求 （2） 父进程的请求 （3） 负荷调节的需要

（4） 操作系统的需要

控制块PCB ：PCB 是进程实体的一个组成部分，在PCB 中记录了OS 所需的、用于描述进程的当前状态以及控制进程的全部信息。PCB 的作用是将程序变成可并发执行的进程。PCB 是进程存在的唯一标标志。

控制块PCB 中的信息：○

1进程标识符○2处理机状态○3进程调度信息○4进程控制信息 为什么引入三态原理 三态之间什么可以转换什么不可以转换（如图所示）

引入挂起态的目的：可以腾出内存空间给就绪进程使用，

也可用来调节系统的负荷、方便操作系统检查运行中的资源使用情况。

第三章

处理机三层调度 ○1高级调度 ○2低级调度 ○3中级调度高级调度的主要任务：用于决定把外

存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程插入就绪队列上，准备执行。低级调度的主要任务：用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序执行将处理机分配给该进程的具体操作。引入中

级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。

产生死锁的原因○1竞争资源○2进程间推进顺序非法。

死锁必要条件：○1互斥条件○2请求与保持条件○3不剥夺条件○4环路等待条件

（1）死锁预防：通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件，来预防发生死锁。

（2）避免死锁：在资源的动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁。

（3）检测死锁：通过系统所设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源；然后，采取适当措施，从系统中将已发生的死锁清除掉（4）解除死锁：当检测到系统中已发生死锁时，须将进程从死锁状态中解脱出来。

第四章

分页存储管理方式

逻辑地址到物理地址的转换

何为静态链接？何谓装入时动态链接和运行时动态链接？

a.静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开的链接方式。

b.装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的一种链接方式，即在装入一个目标模块时，若发生一个外部模块调用事件，将