操作系统概论第六章
操作系统课件(第六章)
① 通道指令单一。通道硬件比较简单，其所能执行的 指令主要是与输入输出操作有关的指令。 ② 通道没有自己的内存。通道所执行的通道程序是放 在计算机内存中的，也就是说通道与CPU共享系统的 内存。
通道按信息交换方式可分为以下三种类型 ① 字节多路通道 ② 数组选择通道 ③ 数组多路通道
通道指令和通道程序
6.2 I/O控制方式
程序直接查询控制方式 6.2.2 中断方式 6.2.3 DMA方式 6.2.4 通道方式
6.2.1 I/O控制方式发展过程中贯穿着这样的宗旨，
即尽量减少主机对外设的干预，把主机从 繁杂的I/O控制中解脱出来，以便有更多的 时间进行输出处理。
6.2.1 程序直接查询控制方式
（2）中速设备
（3）高速设备
2．按信息交换的单位分类 （1）块设备
块设备用于存储信息。由于信息的存取是以数据块为 单位，故称块设备，它属于有结构设备。块设备的基 本特征是可寻址，可随机地读/写任意一块；块设备的 另一特征是其输入/输出（I/O）采用DMA方式。典型 的块设备是磁盘，每个盘块的大小为512B～4KB。 字符设备用于数据传输的基本单位是字符，它属于无 结构设备。其基本特征是不可寻址，即不能指定输入 时的源地址及输出时的目标地址。此外，字符设备在 I/O时常采用中断驱动方式。字符设备的种类较多，如 交互式终端、打印机等。
在一个盘面上的读写磁一个盘面上的读写磁头的轨迹称磁道在头的轨迹称磁道在磁头位置下的所有磁磁头位置下的所有磁道组成地圆柱体称柱道组成地圆柱体称柱面一个磁道又可被面一个磁道又可被划分成一个或多个物划分成一个或多个物文件的信息通常不是记录在同一盘面的各文件的信息通常不是记录在同一盘面的各个磁道上而是记录在同一柱面的不同磁个磁道上而是记录在同一柱面的不同磁道上这样可使移动臂的移动次数减少道上这样可使移动臂的移动次数减少缩短存取信息的时间
操作系统原理第六章课件
设备驱动程序概念
设备驱动程序是操作系统中与硬件设备直接交互的软件，负责与硬件设备进行通信和控制 。
设备驱动程序功能
设备驱动程序的主要功能包括初始化设备、配置设备、控制设备的操作和响应设备的请求 等。
设备驱动程序与操作系统的关系
设备驱动程序是操作系统的一部分，通常由操作系统提供，用于支持各种硬件设备的操作 和管理。
进程阻塞与唤醒
进程因等待某个条件成立而阻 塞，等待条件成立后被唤醒。
进程切换
当一个进程的时间片用完时， 系统保存该进程的状态，恢复 下一个就绪态的进程的状态并
执行。
进程同步与互斥
临界区
同一时间只允许一个进程访问的资源或代码 段。
同步
协调多个进程的执行顺序，使得它们能按一 定的规则和条件执行。
互斥
两个或多个进程不能同时进入临界区。
通道控制方式下，硬件设备和通道之间建 立数据传输的通道，通道负责数据的传输 和管理。
设备分配与回收
01
设备分配策略
设备分配策略是指根据一定的规则和优先级，将设备分配 给请求设备的进程的过程。常见的设备分配策略包括先来 先服务、最短作业优先、优先级调度等。
02 03
死锁与活锁
在设备分配过程中，可能会出现死锁和活锁的情况。死锁 是指多个进程互相等待对方释放资源，导致所有进程都无 法继续执行。活锁是指进程在不断切换占用和释放资源的 过程中，始终无法满足自己的需求，导致进程无法继续执 行。
内存管理的主要目标是提高内存利用率，并确保 所有程序都能得到足够的内存空间。
内存管理需要处理内存的分配、回收、共享、保 护和扩充等问题。
内存分区管理
内存分区管理是一种将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能被一个进程使用的内存管理 方式。
操作系统概论
第一章操作系统概论1.操作系统定义：计算机系统中的一个系统软件，一些程序模块的集合——他们能有效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、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效的运行。
2.操作系统特征：并发性、共享性（互斥共享、同时共享）、随机性3.操作系统功能：1）进程管理（进程调度、进程同步、进程间通信、调度（处理机调度，包括进程调度、线程调度、作业调度））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5）用户接口。
4.操作系统的发展手工操作、监控程序（早期批处理）、多道批处理、分时系统、unix通用操作系统、个人计算机操作系统（ios windows linux）、android操作系统5.操作系统分类1）批处理操作系统特点是成批处理。
优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量达，从而提高整个系统效率；但用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
用户模式——目态——一般指令特权模式——管态——特权指令Spooling技术2）分时系统（采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交货方式在终端上向用户显示结果）特点：多路线、交互性、独占性、及时性3）实时操作系统（分硬实时系统和软实时系统）除具有多道程序系统基本能力外，还有实时时钟管理、过载保护、高可靠性能力。
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）分布式操作系统特点：是一个统一的操作系统，在系统中的所有主机使用的是同一个操作系统；实现资源的深度共享；透明性；自治性集群是分布式系统地一种。
8）智能卡操作系统（片内操作系统COS）6.操作系统结构1）整体式结构优点：结构紧密，接口简单直接，系统效率较高缺点：模块间转接随便，各模块互相牵连，独立性差，系统结构不清晰；更换修改困难；以大型表格为中心。
操作系统概论重点整理(2017年张琼声版)
操作系统概论-02323（2017年张琼声版本）第一章：操作系统简介操作系统概念：操作系统是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、初始化文件的集合，可执行。
操作系统是提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源，并且通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。
接口是两个不同部分的交接面。
接口分为硬件接口和软件接口，计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的，计算机屏蔽了对硬件操作的细节。
操作系统完成的两个目标：○1与硬件相互作用，为包含在所有硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务。
○2为运行在计算机系统上的应用程序（即用户程序）提供执行环境现代计算机特点是支持多任务，，一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到高效的利用，保证计算机系统的高性能操作系统的功能：处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理。
●操作系统的发展：无操作系统--单道批处理系统--多道批处理系统--微机操作系--实时操作系统无操作系统阶段：电子管，无存储设备，第一台：1946年宾夕法尼亚大学的「埃尼阿克」单道批处理系统：晶体管，磁性存储设备，内存中有一道批处理作业，计算机资源被用户作业独占。
吞吐量是指单位时间内计算机系统处理的作业量多道程序系统：集成电路芯片，出现了分时操作系统（多个终端）。
微机操作系统：第一台Intel公司顾问GaryKildall 编写的CP/M系统，是一台磁盘操作系统，用于Intel8080.实时操作系统：广泛应用于各种工业现场的自动控制、海底探测、智能机器人和航空航天等。
●批处理、实时、分时系统的优缺点比较：单道批处理系统：自动性、顺序性、单道性。
优点：减少了等待人工操作的时间缺点：CPU资源不能得到有效的利用。
多道批处理系统：多道性、无序性、调度性、复杂性。
优点：能够使CPU和内存IO资源得到充分利用，，提高系统的吞吐量。
缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。
操作系统概论 第6章 并发进程 课件
进程的交互：竞争与协作
并发进程之间的竞争关系
共享资源
进程的互斥
并发进程之间的协作关系
进程的相互合作
进程的同步
进程的交互：竞争与协作
第一种是竞争关系
资源竞争的两个控制问题：
一个是死锁(Deadlock)问题
一个是饥饿(Starvation) 问题
既要解决饥饿问题，又要解决死锁问题
CPU利用率= 40/80 = 50%
DEV1利用率=18.75%
DEV2利用率= 31.25%
程序并发执行
在并发环境下
CPU利用率=89% DEV1并发环境下利用=33% DEV2并发环境下利用=66%
并行和并发
在单CPU系统中，系统调度在某一时刻只能让一个 线程(进程)运行，虽然这种调度机制有多种形式(大 多数是时间片轮巡为主)，但无论如何，要通过不断 切换需要运行的线程让其运行的方式就叫并发 (concurrent)。 而在多CPU系统中，可以让两个以上的线程(进程) 同时运行，这种可以同时让两个以上线程同时运行 的方式叫做并行(parallel) 多道程序设计和并发的关系
程被置成等待信号量s的状态 */
end; procedure V(var s:semaphore); begin s := s + 1; /* 把信号量加1 */ if s <= 0 then R(s); /* 若信号量小于等于0，则释放
一个等待信号量s的进程 */
end;
p、v操作
(1) p操作 对信号量s的 p操作记为 p(s)。p(s)是一个不可分割的原语 操作，即取信号灯值减1，若相减结果为负，则调用p(s)的进程 被阻，并插入到该信号量的等待队列中，否则可以继续执行
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。
操作系统课件第六章
2024/1/17
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文件逻辑结构的类型
有结构文件 （记录式）
定长记录 变长记录
文件逻辑结构
顺序文件 索引文件 索引顺序文件
Operating System
无结构文件 （流式）
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文件逻辑结构的类型
1. 有结构文件 定长记录：文件中所有记录的长度都是相同的，所有记录中 的各数据项，都处在相同的位置，具有相同的顺序和长度。 变长记录：指文件中各记录的长度不相同。
记录号 学号
1
1
2
3
3
4
4
5
5
6
6
20
Operating System
姓名 赵 钱 孙 李 周 吴
性别 出生时间
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顺序文件
对顺序文件(Sequential File)的读/写操作
起始地址
R0 R1 R2 R3
Rptr Ri
…
记录长度
0
L
L 记录
L
L0 R0
2L L
3L
L1 R1
Operating System
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索引顺序文件
索引顺序文件（Index Sequential File）是最 常见的一种逻辑文件组织形式，是顺序文件与索 引文件的结合
克服了变长记录文件不便于直接存取的缺点，代 价也不太大
将顺序文件中的所有记录分为若干个组，为每组 中的第一个记录建立索引项，其中含有该记录的 键值及指向该记录的指针
L
4L
Wptr
L
Li
L (i＋1)L
《操作系统概念》重点内容总结教学内容
《操作系统概念》重点内容总结第一章导论1、操作系统的功能作用：（1）作用：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，使用户与计算机之间的接口。
（2）功能：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口。
2、操作系统的发展过程：（1）手工操作时期：人工干涉，用户独占。
（2）早期批处理时期：出现了完成作业自动转换工作的程序叫监督程序，包括早期联机批处理、早期脱机批处理。
（3）多道批处理系统：在内存中同时存放多道程序在管理程序的控制下交替执行，用户独占。
（4）分时系统：用户与主机交互。
（5）实时系统：具有专用性及时性。
（6）现代操作系统（网络操作系统和分布式操作系统）：有网络地址，提供网络服务，实现资源共享。
第二章计算机系统结构1、计算机系统在硬件方面的保护：（1）双重模式操作：用户模式、监督程序模式，双重模式操作为人们提供了保护操作系统和用户程序不受错误用户程序影响的手段。
（2）I/O保护：定义所有I/O指令为特权指令，所以用户不能直接发出I/O指令，必须通过操作系统来进行。
（3）内存保护：对中断向量和中断服务程序进行保护，使用基址寄存器和界限寄存器。
（4）CPU保护：使用定时器防止用户程序运行时间过长，操作系统在将控制权交给用户之前，应确保设置好定时器，以便产生中断。
第三章操作系统结构1、操作系统的基本组成：进程管理、内存管理、文件管理、输入/输出系统管理、二级存储管理、联网、保护系统、命令解释系统。
2、系统调用的含义：系统调用提供了进程与操作系统之间的接口。
分为五类：进程控制、文件管理、设备管理、信息维护、通信。
3、操作系统设计所采用的结构：（1）简单结构：以较小、简单且功能有限的系统形式启动，但后来渐渐超过了其原来的范围，由于运行所用的硬件有限，它被编写成利用最小的空间提供最多的功能。
（2）分层方法：优点：模块化，简化了调试和系统验证（灵活性强）；缺点：涉及对层的仔细认真的定义的困难，效率较差（3）微内核：优点：便于操作系统扩充，便于移植；缺点：关于哪些服务应保留在内核内，而哪些服务应在用户空间内实现，并没有定论。
操作系统概论第六章
操作系统概论第六章操作系统概论第六章一、单项选择题1.对一组有交互的并发进程来说，它们中的每一个进程(B)A.所含的程序都相同B.所含的程序可以不同，但会涉及到共享变量C.在同一时刻的状态都是相同的D.执行的结果不受其他进程的影响2.PV操作是在信号量上的操作。
若某进程在调用V操作后释放了一个正在等待信号量的进程，那么在调用前信号量的值为(C)A.=0B.=1C.<0D.>03.系统采用PV操作管理可供n个进程共享的文件F，若允许最多m个进程（n≥m≥1）同时读文件，则处于等待读文件的进程数最多有( B )A.1个B.(n-m)个C.m个D.n个4.采用信箱方式进行通信时，不包含在信箱数据结构中的内容是( A )A.信箱名B.可存信件数C.已有信件数D.可存信件的指针5.采用银行家算法可避免死锁的发生，这是因为该算法( D )A.可抢夺已分配的资源B.能及时为各进程分配资源C.任何时刻都能保证每个进程得到所需的资源D.任何时刻都能保证至少有一个进程可得到所需的全部资源6、对于一组有交互的并发进程来说，下列说法正确的是（ C ）A、每个进程分别在不同的数据集合上运行B、进程的执行结果与其执行的相对速度无关C、进程间共享某些资源D、各进程都有固定的中断点7、进程并发执行时可能会产生与时间有关的错误。
形成这种错误是由于若干进程（ A ）A、交替地访问了共享变量B、改变了各自的执行顺序C、占用处理器的时间太长D、执行了相同的程序8、用信箱方式进行进程通信时，信件（ B ）A、由发送者组织，且在信件中指出接收者名B、被存入由信箱指针所指示的位置C、通过send取出D、存人信箱后不能被移动位置9、若某系统有某类资源5个供若干进程共享，不会引起死锁的情况是（ A ）A、有6个进程，每个进程需1个资源B、有5个进程，每个进程需2个资源C、有4个进程，每个进程需3个资源D、有3个进程，每个进程需4个资源10、用PV操作管理必须互斥的一组相关临界区时，若信号量的最小值为-n，则该组相关临界区有（ D ）A、2个B、(n-1)个C、n个D、(n+1)个11.进程间采用信箱方式进行通信时，在信件中应指出（B）A.接收者名B.发送者名C.信件名D.信箱名12.对资源采用按序分配策略可以（A）A.防止死锁B.避免死锁C.检测死锁D.解除死锁13.用PV操作管理临界区时，若有n个进程在等待进入临界区，则这时的信号量值为（D）A. nB. lC. 0D. -n14．若进程用信件来传递信息，那么发送信息者的进程名应()A．存放在信件中B．作为send原语的参数C．作为receive原语的参数D．存放在信箱说明中15．不能防止死锁的资源分配策略是(D)A．剥夺式分配方式B．按序分配方式C．静态分配方式D．互斥使用分配方式16．系统有某类资源5个，供3个进程共享，为保证系统的安全，应限定每个进程申请的资源数不超过(B)A．1个B．2个C．3个D．4个17、有关并发进程的阐述中，不正确的说法是( D )A、进程的执行速度不能由进程自己来控制B、进程的执行速度与进程能占用处理器的时间有关C、进程的执行速度与是否出现中断事件有关D、任何两个并发进程之间均存在着相互制约关系18、用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态应该是( B )A、运行B、就绪C、收容D、执行19、系统出现死锁时一定同时保持了四个必要条件，对资源采用按序分配策略后可破坏其中的( D )A、互斥条件B、占有且等待条件C、不可抢占资源条件D、循环等待条件20、有n个进程竞争必须互斥使用的共享资源时，若某进程调用P操作后成为第一个等待使用资源者，则此时信号量的值为( D )A、n-1B、0C、1D、-121、有n个进程竞争某共享资源，系统允许每次最多m个进程同时使用该资源，若用PV操作管理时信号量的变化范围为( C )A、[m，(m+n)]B、[n，(m+n)]C、[(m-n)，m]D、[(m-n)，n]22．并发进程执行的相对速度是( D )A．由进程的程序结构决定的B．由进程自己来控制的C．在进程被创建时确定的D．与进程调度策略有关23．并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，引起这种错误的原因是( B ) A．进程执行的顺序性B．访问了共享变量C．程序的结构D．需要的处理器时间24．进程间采用信箱通信方式时，可调用send原语把信件投放到( B )A．发送者信箱B．接受者信箱C．指定的工作区D．指定的PCB25.对一组进程之间有交互的并发进程来说，它们执行时（ A ）A．相互间有依赖关系B．各自包含的程序相同C．速度不受限制D．产生的结果总是确定的26.进程间采用信箱通信方式时应该（ B ）A．当信箱满时，让接受者“等信箱” B．由接收信件者设置信箱C．由发送信件者设置信箱D．在send原语中指出发送者名27.临界区是指( D )A．并发进程中用于实现进程互斥的程序段B．并发进程中用于实现进程同步的程序段C．并发进程中用户实现进程通信的程序段D．并发进程中与共享变量有关的程序段28．对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应( C )A．不变B．加1 ?C．减1 D．减指定数值29.在执行V操作时，当信号量的值( B )时，应释放一个等待该信号量的进程。
操作系统概念第七版习题答案中文版完整版
在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。
a. 列出此类的问题 b.在一个分时机器中，能否确保像在专用机器上一样的安全度？并解释之。
Answer:a.窃取或者复制某用户的程序或数据；没有合理的预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空间，外围设备）ｂ．应该不行，因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译，而且很自信的认为程序本身的实现是正确的是一件困难的事。
资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。
试例举在下列的环境中哪种资源必须被严格的管理。
（ａ）大型电脑或迷你电脑系统（ｂ）与服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑Answer: （ａ）大型电脑或迷你电脑系统：内存和CPU 资源，外存，网络带宽（ｂ）与服务器相联的工作站：内存和CPU 资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源在什么情况下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机或单用户工作站更好？Answer:当另外使用分时系统的用户较少时，任务十分巨大，硬件速度很快，分时系统有意义。
充分利用该系统可以对用户的问题产生影响。
比起个人电脑，问题可以被更快的解决。
还有一种可能发生的情况是在同一时间有许多另外的用户在同一时间使用资源。
当作业足够小，且能在个人计算机上合理的运行时，以及当个人计算机的性能能够充分的运行程序来达到用户的满意时，个人计算机是最好的，。
在下面举出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时Answer:对于实时系统来说，操作系统需要以一种公平的方式支持虚拟存储器和分时系统。
对于手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是不需要提供分时系统。
批处理程序在两种环境中都是非必需的。
描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理之间的区别。
多处理系统的三个优点和一个缺点？Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而且I/O 可以在任何处理器上运行。
os
操作系统复习第一章操作系统概论01、操作系统的定义。
操作系统是一组用于控制和管理计算机系统的所有资源的程序集合，其任务是合理地组织计算机的工作流程，有效地组织所有资源协调一致地工作以完成各种任务，从而达到充分发挥资源效率、方便用户使用计算机的目的。
02、操作系统的主要功能【记忆】P3-41）处理机管理2）存储管理3）设备管理4）文件管理5）网络管理6）提供良好的用户界面03、操作系统的特性【记忆+理解】P5-61）并发性（指两个或两个以上的事件或活动在同一事件间隔内发生。
）2）共享性（指计算机系统中的资源可被多个并发执行的用户程序和系统程序共同使用，而不是被其中某一个程序所独占。
）3）不确定性（也称异步性，系统事件（运行、I/O等）的发生是具有随机性和不确定性。
）4）虚拟性（指操作系统中的一种管理技术，它是把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。
）04、多道程序运行的特征【记忆】P11宏观上并行，微观上串行。
05、从操作系统的体系结构来看可以把操作系统分成几种结构及各种结构的定义、优缺点。
【理解】整体式结构、层次式结构、虚拟机结构、客户/服务器结构和微内核结构。
1）操作系统的整体式结构又叫模块组合法，是基于结构化程序设计的一种软件结构设计方法。
优点：结构紧密、组合方便，对不同环境和用户的不同需求，可以组合不同模块来满足，从而，灵活性大；针对某个功能可用最有效的算法和任意调用其他模块中的过程来实现，因此，系统效率较高；由于划分成模块和子模块，设计及编码可齐头并进，能加快操作系统研制过程。
缺点：模块独立性差，模块之间牵连甚多，形成了复杂的调用关系，甚至有很多循环调用，造成系统结构不清晰，正确性难保证，可靠性降低，系统功能的增、删、改十分困难。
2）层次式结构，是把操作系统划分为内核和若干模块，这些模块按功能的调用次序排列成若干层次，各层之间只能是单向依赖或单向调用关系，即低层为高层服务，高层可以调用低层的功能，反之则不能。
操作系统概论学习笔记
操作系统概论第一章：引论一、计算机系统：硬件由中央处理器、存储器、输入输出控制系统、各种输入输出设备组成、软件由系统软件、支撑软件、应用软件组成；二、操作系统：是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件；主要作用有：1、管理计算机系统资源；2、为用户提供方便的使用接口；3、扩充硬件；操作系统按功能分为：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理；操作系统的类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统；微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统三、处理器的工作状态：特权指令：不允许用户程序中直接执行的指令称特权指令；管态和目态：能执行特权指令时称管态，否则称目态程序状态字：用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态，分成程序基本状态、中断码、中断屏蔽位三个部分；操作系统与用户程序的接口：系统调用操作系统与用户的接口：操作控制命令；第二章：处理器管理一、多道程序设计：顺序执行、并行执行；让多个计算题同时进入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种程序设计方法称为多道程序设计，这样的计算机系统称为多道程序设计系统。
二、进程的概念：一个程序在一个数据集上的一次执行称为一个进程，程序是静止的，进程是动态的。
为什么要引入进程：一是提高资源的利用率；二是正确描述程序的执行情况。
三、进程的三个特性：动态性、并发性、异步性；四个属性：1、进程是动态的，它包含了数据和运行在数据集上的程序；2、多个进程可以含有相同的程序；3、多个进程可以并发执行；4、进程有三个种状态：等待态、就绪态、运行态；四、进程控制块：1、标识信息；2、说明信息；3、现场信息；4、管理信息操作系统中往往设计一些能完成特定功能且不可中断的过程。
这些不可中断的过程称为原语；用于控制进程的原语有：创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语；五、进程队列：就绪队列、各程等待队列、出队：进程从所在队列中退出；入队：进程排入到一个指定的队列中；系统中负责进程入队和出队的工作称为队列管理。
2017版最新操作系统概论(02323)考试重点简答题
第一章操作系统简介1.请说明操作系统的作用和功能1)操作系统的作用：管理计算机资源、为用户提供方便使用的接口、扩充硬件2)操作系统的功能：处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理2.请说明单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统的特点及优缺点1)单道批处理系统特点：单道性、顺序性、自动性优点：相对无操作系统而言，减少了人工操作等待的时间缺点：CPU资源不能得到充分利用2)多道批处理系统特点：多道性、无序性、调度性、复杂性优点：提高了CPU、设备和内存的利用率和系统吞吐量缺点：系统平均周转时间较长，缺乏交互能力分时系统特点：多路性、独立性、及时性、交互性优点：为用户提供了人机交互的方便性，使多个用户可以通过不同终端共享主机3.内存管理有哪些主要功能内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充4.请说明指令执行的过程取指令，分析指令，执行指令，取下一条指令5.操作系统具有哪些特征？操作系统主要特征包括：并发性、共享性、虚拟性和异步性。
第二章进程管理1.什么是进程？说明进程与程序的区别和联系1)进程：进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的运行过程进程是由正文段、用户数据段及进程控制块共同组成的执行坏境2)进程与程序的区别：程序是静态的也是永久的，进程是动态的也是暂时存在的；程序是储存在某种介质上的二进制代码，进程因程序的执行而被创建，因程序执行的结束而被撤销3)进程与程序的联系：进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特定的程序，执行程序的代码2.操作系统在什么时候创建进程？操作系统如何创建一个进程？1)以下情况需要创建进程：1.用户登录2.作业调度3.提供服务4.应用请求2)操作系统创建进程：1,申请空白PCB（进程控制块）；2,为新进程分派资源；3,初始化PCB；4,将新进程插入就绪队列；3.时钟中断信号是如何产生的？时钟中断处理程序（时钟驱动程序）的功能是什么？1)中断信号的产生：晶振能够产生固定频率的脉冲，每产生一次脉冲，计数器的值减1，当计数器的值=0时，产生一次时钟中断信号，保持寄存器的值再次送计数器。
自考操作系统概论()-知识总结
操作系统概论知识总结第一章操作系统简介1.操作系统是覆盖在裸机上的第一层系统软件2.操作系统的两个主要目标：a)与硬件部分相互作用，为包含在硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务b)为运行在计算机系统上的应用程序（即所谓用户程序）提供执行环境3.现代计算机系统的一个重要特点就是支持多任务4.，5.6.操作系统所管理的资源主要包括处理机、内存、设备和文件，在网络操作系统中还包括网卡、宽带等7.操作系统的主要功能：a)处理机管理b)内存管理c)设备管理d)文件管理6.操作系统的发展从时间顺序上经历了从无操作系统到单道批处理系统、多道程序系统（多道批处理系统、分时系统）的发展过程，随着计算机应用领域的扩大、计算机体系结构的多样化，又出现了微机操作系统、网络操作系统、实时操作系统、嵌入式操作系统和物联网操作系统7.:8.单道批处理系统内存中只有一道作业，可以自动成批处理作业。
单道批处理系统特点：自动性、顺序性、单道性。
单道批处理系统与无操作系统相比，减少了等待人工操作的时间9.10.多道批处理系统的特点是多道性、无序性、调度性、复杂性。
其优点是能够提高CPU、内存和I/O设备的利用率和系统的吞吐量，缺点是系统平均周转时间长，缺乏交互能力。
11.分时操作系统允许多个用户通过终端同时使用计算机，特点是多路性、独立性、及时性和交互性，优点是向用户提供了人机交互的方便性，使多个用户可以通过不同的终端共享主机。
分时系统的实现需要解决两个关键问题，即及时接收和及时处理12.实时系统主要用于实时控制和实时信息处理领域。
实时系统必须能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行13.实时系统的特点：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性14.实时系统比分时系统要求有更高的可靠性15.现代操作系统都支持多任务，具有并发、共享、虚拟和异步性特征16.|17.并发两个或多个事件在同一时间间隔内发生18.共享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，资源共享有两种方式：互斥共享和同时共享19.20.内存管理的主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用内存，提高内存的利用率，以及从逻辑上扩充内存以实现虚拟存储21.内存管理应具有内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充功能22.操作系统可以采用两个方式实现内存分配，即静态分配方式和动态分配方式23.内存保护的任务：a)使操作系统内核的空间不会被用户随意访问，以保证系统的安全和稳定b)。
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41．当一进程因在记录型信号量S上执行V(S)操作而导致唤醒另一进程后，S的值为
（D）。
A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0
C、通过send取出
D、存人信箱后不能被移动位置
9、若某系统有某类资源5个供若干进程共享，不会引起死锁的情况是（ A ）
A、有6个进程，每个进程需1个资源 B、有5个进程，每个进程需2个资源
C、有4个进程，每个进程需3个资源 D、有3个进程，每个进程需4个资源
10、用PV操作管理必须互斥的一组相关临界区时，若信号量的最小值为-n，则该组相关临界区有（ D ）
B.临界区是指进程中用于实现进程同步的那段程序代码
C.临界区是指进程中用于实现进程通信的那段程序代码
D.临界区是指并发进程中与共享变量有关的程序段
50.进程并发执行时，每个进程的执行速度是 (D)
A.由进程的程序结构决定的 B.由进程自己控制的
C.在进程被创建时确定的 D.与进程调度的策略有关
A.1个 B.(n-m)个
C.m个 D.n个
4.采用信箱方式进行通信时，不包含在信箱数据结构中的内容是( A )
A.信箱名 B.可存信件数
C.已有信件数 D.可存信件的指针
5.采用银行家算法可避免死锁的发生，这是因为该算法( D )
A.可抢夺已分配的资源
B.能及时为各进程分配资源
A.3 B.1 C.2 D.0
46．（A）操作不是P操作可完成的。
A.为进程分配处理机 B.使信号量的值变小
C.可用于进程的同步 D.使进程进入阻塞状态
47.信箱通信是一种______通信方式。( B )
A.直接通信 B.高级通信
C．在同一信号量上调用V操作 ? D．在不同信号量上调用V操作
36.用P、V操作管理临界区时，信号量的初值一般应定义为（C ）
A.–1 B.0 C.1 D.任意值
37.有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是（A）。
A．剥夺式分配方式 B．按序分配方式
C．静态分配方式 D．互斥使用分配方式
16．系统有某类资源5个，供3个进程共享，为保证系统的安全，应限定每个进程申请的资源数不超过( B )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
17、有关并发进程的阐述中，不正确的说法是( D )
A、进程的执行速度不能由进程自己来控制
A、[m，(m+n)] B、[n，(m+n)]
C、[(m-n)，m] D、[(m-n)，n]
22．并发进程执行的相对速度是( D )
A．由进程的程序结构决定的 B．由进程自己来控制的
C．在进程被创建时确定的 D．与进程调度策略有关
23．并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，引起这种错误的原因是 ( B )
C、不可抢占资源条件 D、循环等待条件
20、有n个进程竞争必须互斥使用的共享资源时，若某进程调用P操作后成为第一个等待使用资源者，则此时信号量的值为( D )
A、n-1 B、0
C、1 D、-1
21、有n个进程竞争某共享资源，系统允许每次最多m个进程同时使用该资源，若用PV操作管理时信号量的变化范围为( C )
A．并发进程中用于实现进程互斥的程序段 B．并发进程中用于实现进程同步的程序段 C．并发进程中用户实现进程通信的程序段 D．并发进程中与共享变量有关的程序段28．对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应( C )
A．不变 B．加1 ?
39.设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝-1时表示（ A ）。
A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待 B.没有一个进程进入临界区
C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待
40．当一进程因在记录型信号量S上执行P(S)操作而被阻塞后，S的值为（ B ）。
C.任何时刻都能保证每个进程得到所需的资源
D.任何时刻都能保证至少有一个进程可得到所需的全部资源
6、对于一组有交互的并发进程来说，下列说法正确的是（ C ）
A、每个进程分别在不同的数据集合上运行
B、进程的执行结果与其执行的相对速度无关
C、进程间共享某些资源
D、各进程都有固定的中断点
A．一个信号量与一个临界区 B．一个信号量与—个相关临界区
C．一个信号量与一组相关临界区 D一个信号量与一个消息35．实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程( D)可把不同的消息发送出去。
A．在同一信号量上调用P操作 ? B．在不同信号量上调用P操作
一、单项选择题
1.对一组有交互的并发进程来说，它们中的每一个进程(B)
A.所含的程序都相同
B.所含的程序可以不同，但会涉及到共享变量
C.在同一时刻的状态都是相同的
D.执行的结果不受其他进程的影响
C.低级通信 D.信号量
48.操作系统中，“死锁”的概念是指( C )
A.程序死循环
B.硬件发生故障
C.两个或多个并发进程各自占有某种资源而又都等待别的进程释放它们所占有的资源
D.系统停止运行
49.下面临界区概念论述正确的是( D )
A.临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段程序代码
量的变化范围是（B）。
A.3，2，1，0 B.3，2，1，0，-1
C.4，3，2，1，0 D.2，1，0，-1，-2
44．若信号S的初值为2，当前值为-1，则表示有( B)个等待进程 。
A.0 B.1 C.2 D.3
45．如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（C）。
C．>=0 D．<=030．PV操作必须在屏蔽中断下执行，这种不可变中断的过程称为( B)
A．初始化程序 B．原语
C．子程序 ? D．控制模块31．进程间的互斥与同步分别表示了各进程间的( A )
51.若干进程共享系统资源时，不属于形成死锁的必要条件的是 ( A )
A.同时使用资源 B.占有并等待资源
C.不可抢夺资源 D.循环等待资源
C并行执行与资源共享 D信息传递与信息缓冲33．在间接通信时，用send(N，M)原语发送信件，其中N表示(C)
A．发送信件的进程名 ? B．接收信件的进程名
C．信箱名 D．信件内容34．实现进程互斥时，用(C )对应，对同一个信号量调用PV操作实现互斥。
A．竞争与协作 ? B．相互独立与相互制约
C．不同状态 ? D．动态性与并发性32．并发进程在访问共享资源时的基本关系为( B )
A．相互独立与有交往的 B．互斥与同步
A. n B. l
C. 0 D. -n
14．若进程用信件来传递信息，那么发送信息者的进程名应( )
A．存放在信件中 B．作为send原语的参数
C．作为receive原语的参数 D．存放在信箱说明中
15．不
能防止死锁的资源分配策略是( D )
42．如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有（A）个进程等待。
A.4 B.3 C.5 D.0
43．若有4个进程共享同一程序段，而且每次最多允许3个进程进入该程序段，则信号
A．进程执行的顺序性 B．访问了共享变量
C．程序的结构 D．需要的处理器时间
24．进程间采用信箱通信方式时，可调用send原语把信件投放到( B )
A．发送者信箱 B．接受者信箱
C．指定的工作区 D．指定的PCB
25.对一组进程之间有交互的并发进程来说，它们执行时（ A ）
B、进程的执行速度与进程能占用处理器的时间有关
C、进程的执行速度与是否出现中断事件有关
D、任何两个并发进程之间均存在着相互制约关系
18、用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态应该是( B )
A、运行 B、就绪
C、收容 D、执行
19、系统出现死锁时一定同时保持了四个必要条件，对资源采用按序分配策略后可破坏其
2.PV操作是在信号量上的操作。若某进程在调用V操作后释放了一个正在等待信号量的进程，那么在调用前信号量的值为(C)
A.=0 B.=1
C.<0 D.>0
3.系统采用PV操作管理可供n个进程共享的文件F，若允许最多m个进程（n≥m≥1）同时读文件，则处于等待读文件的进程数最多有( B )
A．相互间有依赖关系 B．各自包含的程序相同
C．速度不受限制 D．产生的结果总是确定的
26.进程间采用信箱通信方式时应该（ B ）
A．当信箱满时，让接受者“等信箱” B．由接收信件者设置信箱
C．由发送信件者设置信箱 D．在send原语中指出发送者名
27.临界区是指( D )
A、2个 B、(n-1)个
C、n个 D、(n+1)个
11.进程间采用信箱方式进行通信时，在信件中应指出（ B ）
A.接收者名 B.发送者名
C.信件名 D.信箱名
12.对资源采用按序分配策略可以（ A ）
A.防止死锁 B.避免死锁
C.检测死锁 D.解除死锁
13.用PV操作管理临界区时，若有n个进程在等待进入临界区，则这时的信号量值为（ D ）
A.1至–(m-1) B.1至m-1 C.1至–m D.1至m
38.设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝1时表示（B）。