西安邮电大学操作系统考试重点总结
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者
…… Repeat 生产一个产品； wait(S1) ； wait(S0) ； 送产品到Buffer [in] ； in:=(in+1) mod n; signal(S0) ； signal(S2) ； Until False ；…… Procewk.baidu.coms Cj(1··n); //消费者 …… Repeat wait(S2) ； wait(S0) ；
从Buffer[out]取产品； out:=(out+1) mod N； signal(S0) ； signal(S1) ； 消费产品; Until False ；… 读者-写者问题 Var S, Sc :semaphore:=1, RN; {信号量 } {Sc为限制读者的信号量，初值为读者最大数量RN} Process Ri(1··m); //读者 Begin wait(S) wait(Sc) ； signal(S) Read file ; signal(Sc) ； End Process Wj(1··n); //写者 Begin wait(S) ； for i:=1 to RN do wait(Sc); Write file ; for i:=1 to RN do signal(Sc); signal(S) ； End Var S, Sc :semaphore:=1, n; {信号量 } {Sc为限制读者的信号量，初值为读者最大数量n} Process Ri(1··m); //读者 Begin Swait(S,1,0; Sc, 1,1) ； Read file ; Ssignal(Sc,1) ； End Process Wj(1··n); //写者 Begin
多个进程在执行次序上的协调关系的相应机制称为进程同步
机制
在创建一个迚程时所要完成的主要工作是什么？
答： （1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原 语Creat()；（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源； （4）初始化进程控制块； （5）将新进程插入就绪队列. 线程与进程的区别：（1）线程是进程的一个组成部分。每个进程
死锁：指多个进程互不相让，都得不到足够的资源；
饥饿：指一个进程一直得不到资源（其他进程可能轮流占用
资源）。
临界资源(互斥资源)：系统中一次只允许一个进程访问的资源 临界区(互斥区):并发执行的进程中, 访问临界资源的必须互斥 执行的程序段叫临界区. 多个相关进程在执行次序上的协调称为进程同步。用于保证
10．在迚行迚程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪 些？
答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：
（1）进程当前暂存信息 （2）下一指令地址信息 （3）进程 状态信息 4）过程和系统调用参数及调用地址信息。 8试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是迚程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录 型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行
度：1）正在执行的进程正确完成, 或由于某种错误而终止运行(陷阱或 中断)； 2）执行中的进程提出I/O请求, 等待I/O完成时;3）在分时系统 中，分给进程的时间片用完时；4)按照优先级调度时, 有更高优先级进 程变为就 绪时(抢占方式)；5)在进程通讯中, 执行中的进程执行了某种原语操作, 如wait操作、阻塞原语和唤醒原语时, 都可能引起进程调度。
微内核(Micro Kernel)：1）足够小的内核 2）基于客户/服务器模 式 3）应用机制与策略分离原理 4）采用面向对象技术。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 2．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。 答：（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
Swait(S,1,1) Swait(Sc, RN, 0) ； Write file ; Ssignal(S,1) ； End
用记录型信号量写出一个丌会出现死锁的哲学家迚餐问题的
算法.
利用AND信号量机制。 var c:array[0..4] of semphore:=(1,1,1,1,1); process i Repeat 思考； Swait(c[i], c[(i+1) mod 5])； 进食； Ssignal(c[i], c[(i+1) mod 5])； Until false; 第三章 进程调度的功能；（1）记录系统中所有进程的状态、优先数和资源的 需求情况。（2）确定调度算法。决定将CPU分配给哪个进程及多长时 间。（3）分配处理机给进程。进行CPU现场的保护和移交，并实现CPU 使用权的移交。（4)处理机是计算机最重要的资源, 如何提高处理机的 利用率及改善系统性能, 在很大程度上取决于进程调度（亦称处理机调 度）性能的好坏, 进程调度成为操作系统设计中心工作。 进程调度的两种方式(抢占式和非抢占式)：（1）非抢占方式(Non preemptive mode)： 在非抢占方式下，调度程序一旦把CPU分配给某一进程后便让它一直运 行下去，直到进程完成或发生某事件而不能运行时，才将CPU分给其它 进程。特点：这种调度方式通常用在批处理系统中。它的主要优点是简 单、系统开销小。 （2） 抢占方式(Preemptive mode)：当一个进程正在执行时，系统可以 基于某种策略剥夺CPU给其它进程。抢占的原则有：优先权原则、短进 程优先原则和时间片原则。特点：这种调度方式多用在分时系统和实时 系统中，以便及时响应各进程的请求。 进程调度的时机：进程调度的时机是与进程调度的方式有关的。通常当 发现以下情况时，当前运行进程的CPU被收回，需要重新进行进程调
的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进
程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控 制和管理的。
9进程控制块的主要组成：进程标示符，处理机状态，进程调 度信息，进程控制信息。
进程同步机制准则:空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等 待。
互斥：指多个进程不能同时使用同一个资源；
创建时通常只有一个线程，需要时可创建其他线程。（2）进程的多线 程都在进程的地址空间活动。（3)资源是分给进程的，不是分给线程 的。线程在执行中需要资源时，可从进程资源中划分。(4)处理机调度的 基本单位是线程，线程之间竞争处理机。真正在CPU上运行的是线程。 (5)线程在执行时，需要同步。 n缓冲区的生进程 ─消费者进程之间的同步算法如下：Var … S1:=N; S2:=0； in:=0; out:=0； Process P; //生产者 …… Repeat 生产一个产品；
wait(S1) ； 送产品到Buffer [in] ； signal(S2) ； in:=(in+1) mod N; Until False；…… Process C; //消费者 …… Repeat wait(S2) ； 从Buffer[out]取产品； signal(S1) ； out:=(out+1) mod N； 消费产品; Until False ；…… 多个生产者和多个消费者进程并发 Var S0, S1, S2 :semaphore:=1, N, 0; {信号量 } Buffer:array[0..N-1] of item; { 临界资源 } in, out:integer:=0, 0; {是临界资源不是信号量 } Process Pi(1··m); //生产
第一章： 操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，合理的组织计算 机工作流程以及方便用户使用的程序和数据的集合.。 操作系统的目标：（1）有效性（2）方便性（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 单道批处理的特征:顺序性，自动性，单道性 多道处理的特征：多道性，无序性，调度性 分时系统的特点：同时性，独占性，交互性，及时性 实时系统的特征：实时时钟管理，中断管理，系统容错管理，多重任务 管理，系统生成能力 操作系统的基本特征：并发性(基本特征)，共享性，虚拟性，异步性 操作系统的基本功能：处理机管理：存储管理，设备管理，信息管理， 用户接口 强内核(Monolithic Kernel)：通过陷入内核实现系统调用，即在内核完成 所需要的服务后将结果返回给用户程序，如UNIX采用的这种结构。
在选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是： 1）面向 用户的准则：周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优
先权准则。 （2）面向系统的准则：系统吞吐量高、处理机利 用率好、各类资源的平衡利用。
进程调度算法的评价指标：1)面向系统的调度性能准则(吞吐量、处理 机和资源的利用率)吞吐量：单位时间内所完成的作业数，跟作业本身 特性和调度算法都有关系——批处理系统(2)面向用户的调度性能准则:周 转时间：作业从提交到完成所经历的时间—— 批处理系统。响应时间： 用户输入一个请求（如击键）到系统给出首次响应（如屏幕显示）的时 间—分时系统。截止时间：开始截止时间和完成截止时间——实时系 统，与周转时间有些相似。公平性：不因作业或进程本身的特性而使上 述指标过分恶化。如长作业等待很长时间。优先级：可以使关键任务达 到更好的指标。 死锁的定义：两个或两个以上并发进程，如果每个进程持有某种资源， 而又等待着别的进程释放它或它们现在保持着的资源，否则就不能向前 推进。此时，每个进程都占用了一定的资源，但又都不能向前推进。这 种现象称为死锁。 产生死锁的原因：1）竞争资源引起死锁2）进程推进顺序不当引起死锁 死锁预防方法：1）破坏互斥条件2）破坏不可剥夺条件3）破坏请求和 保持条件循环等待条件。解除的方法：剥夺资源；撤销进程。产生死锁 的4个必要条件：1）互斥条件2）不可剥夺条件3）请求和保持条件4） 循环等待条件 先来先服务FCFS(先进先出调度算法，FIFO)算法思想：最简单的调度算 法，按照进程进入就绪队列的先后次序，分派CPU；当前进程占用 CPU，直到执行完或阻塞，才出让CPU（非抢占方式）；在进程唤醒后 （如I/O完成），并不立即恢复执行，通常等到当前进程出让CPU。 特点:比较有利于长作业，而不利于短作业。有利于CPU繁忙的作业，而 不利于I/O繁忙的 作业。
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。
中断：指CPU在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断 事件，完毕后回到原来断点继续工作。【中断处理过程】：中断请求， 中断响应，中断点（暂停当前任务并保存现场），中断处理例程，中断 返回（恢复中断点的现场并继续原有任务。【中断分类】：硬件中断 （分为硬件故障中断、I/O中断和外部中断）与软件中断（可分为程序 中断<例如定点操作数溢出、地址越界、虚存管理中缺页等> 和访管中 断如定点操作数溢出、地址越界、虚存管理中缺页等> 和访管中断）。 通道(又称为I/O处理机)：通道有专用的I/O处理器，可与CPU并行工作。 功能：通道具有自己的指令（通道指令），可编程实现各种复杂的I/O 处理；可实现I/O联机处理。 第二章 1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。 2进程为分配资源的最小单位，线程作为独立运行和调度的基本单位。 3程序顺序执行的特征：顺序、封闭、可再现。 4并发执行的特征：间断性、失去封闭性及不可再现性。 5进程的特征：结构、动态、并发、独立、异步。 6进程实体由程序段，相关数据段，PCB（进程控制块）三部分组成。 7进程的三种基本状态：就绪，执行，阻塞。就绪------>执行：进程调 度；执行------->就绪：时间片完；执行----->阻塞：I/O请求；阻塞------> 就绪：I/O完成。
…… Repeat 生产一个产品； wait(S1) ； wait(S0) ； 送产品到Buffer [in] ； in:=(in+1) mod n; signal(S0) ； signal(S2) ； Until False ；…… Procewk.baidu.coms Cj(1··n); //消费者 …… Repeat wait(S2) ； wait(S0) ；
从Buffer[out]取产品； out:=(out+1) mod N； signal(S0) ； signal(S1) ； 消费产品; Until False ；… 读者-写者问题 Var S, Sc :semaphore:=1, RN; {信号量 } {Sc为限制读者的信号量，初值为读者最大数量RN} Process Ri(1··m); //读者 Begin wait(S) wait(Sc) ； signal(S) Read file ; signal(Sc) ； End Process Wj(1··n); //写者 Begin wait(S) ； for i:=1 to RN do wait(Sc); Write file ; for i:=1 to RN do signal(Sc); signal(S) ； End Var S, Sc :semaphore:=1, n; {信号量 } {Sc为限制读者的信号量，初值为读者最大数量n} Process Ri(1··m); //读者 Begin Swait(S,1,0; Sc, 1,1) ； Read file ; Ssignal(Sc,1) ； End Process Wj(1··n); //写者 Begin
多个进程在执行次序上的协调关系的相应机制称为进程同步
机制
在创建一个迚程时所要完成的主要工作是什么？
答： （1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原 语Creat()；（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源； （4）初始化进程控制块； （5）将新进程插入就绪队列. 线程与进程的区别：（1）线程是进程的一个组成部分。每个进程
死锁：指多个进程互不相让，都得不到足够的资源；
饥饿：指一个进程一直得不到资源（其他进程可能轮流占用
资源）。
临界资源(互斥资源)：系统中一次只允许一个进程访问的资源 临界区(互斥区):并发执行的进程中, 访问临界资源的必须互斥 执行的程序段叫临界区. 多个相关进程在执行次序上的协调称为进程同步。用于保证
10．在迚行迚程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪 些？
答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：
（1）进程当前暂存信息 （2）下一指令地址信息 （3）进程 状态信息 4）过程和系统调用参数及调用地址信息。 8试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是迚程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录 型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行
度：1）正在执行的进程正确完成, 或由于某种错误而终止运行(陷阱或 中断)； 2）执行中的进程提出I/O请求, 等待I/O完成时;3）在分时系统 中，分给进程的时间片用完时；4)按照优先级调度时, 有更高优先级进 程变为就 绪时(抢占方式)；5)在进程通讯中, 执行中的进程执行了某种原语操作, 如wait操作、阻塞原语和唤醒原语时, 都可能引起进程调度。
微内核(Micro Kernel)：1）足够小的内核 2）基于客户/服务器模 式 3）应用机制与策略分离原理 4）采用面向对象技术。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 2．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。 答：（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
Swait(S,1,1) Swait(Sc, RN, 0) ； Write file ; Ssignal(S,1) ； End
用记录型信号量写出一个丌会出现死锁的哲学家迚餐问题的
算法.
利用AND信号量机制。 var c:array[0..4] of semphore:=(1,1,1,1,1); process i Repeat 思考； Swait(c[i], c[(i+1) mod 5])； 进食； Ssignal(c[i], c[(i+1) mod 5])； Until false; 第三章 进程调度的功能；（1）记录系统中所有进程的状态、优先数和资源的 需求情况。（2）确定调度算法。决定将CPU分配给哪个进程及多长时 间。（3）分配处理机给进程。进行CPU现场的保护和移交，并实现CPU 使用权的移交。（4)处理机是计算机最重要的资源, 如何提高处理机的 利用率及改善系统性能, 在很大程度上取决于进程调度（亦称处理机调 度）性能的好坏, 进程调度成为操作系统设计中心工作。 进程调度的两种方式(抢占式和非抢占式)：（1）非抢占方式(Non preemptive mode)： 在非抢占方式下，调度程序一旦把CPU分配给某一进程后便让它一直运 行下去，直到进程完成或发生某事件而不能运行时，才将CPU分给其它 进程。特点：这种调度方式通常用在批处理系统中。它的主要优点是简 单、系统开销小。 （2） 抢占方式(Preemptive mode)：当一个进程正在执行时，系统可以 基于某种策略剥夺CPU给其它进程。抢占的原则有：优先权原则、短进 程优先原则和时间片原则。特点：这种调度方式多用在分时系统和实时 系统中，以便及时响应各进程的请求。 进程调度的时机：进程调度的时机是与进程调度的方式有关的。通常当 发现以下情况时，当前运行进程的CPU被收回，需要重新进行进程调
的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进
程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控 制和管理的。
9进程控制块的主要组成：进程标示符，处理机状态，进程调 度信息，进程控制信息。
进程同步机制准则:空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等 待。
互斥：指多个进程不能同时使用同一个资源；
创建时通常只有一个线程，需要时可创建其他线程。（2）进程的多线 程都在进程的地址空间活动。（3)资源是分给进程的，不是分给线程 的。线程在执行中需要资源时，可从进程资源中划分。(4)处理机调度的 基本单位是线程，线程之间竞争处理机。真正在CPU上运行的是线程。 (5)线程在执行时，需要同步。 n缓冲区的生进程 ─消费者进程之间的同步算法如下：Var … S1:=N; S2:=0； in:=0; out:=0； Process P; //生产者 …… Repeat 生产一个产品；
wait(S1) ； 送产品到Buffer [in] ； signal(S2) ； in:=(in+1) mod N; Until False；…… Process C; //消费者 …… Repeat wait(S2) ； 从Buffer[out]取产品； signal(S1) ； out:=(out+1) mod N； 消费产品; Until False ；…… 多个生产者和多个消费者进程并发 Var S0, S1, S2 :semaphore:=1, N, 0; {信号量 } Buffer:array[0..N-1] of item; { 临界资源 } in, out:integer:=0, 0; {是临界资源不是信号量 } Process Pi(1··m); //生产
第一章： 操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，合理的组织计算 机工作流程以及方便用户使用的程序和数据的集合.。 操作系统的目标：（1）有效性（2）方便性（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 单道批处理的特征:顺序性，自动性，单道性 多道处理的特征：多道性，无序性，调度性 分时系统的特点：同时性，独占性，交互性，及时性 实时系统的特征：实时时钟管理，中断管理，系统容错管理，多重任务 管理，系统生成能力 操作系统的基本特征：并发性(基本特征)，共享性，虚拟性，异步性 操作系统的基本功能：处理机管理：存储管理，设备管理，信息管理， 用户接口 强内核(Monolithic Kernel)：通过陷入内核实现系统调用，即在内核完成 所需要的服务后将结果返回给用户程序，如UNIX采用的这种结构。
在选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是： 1）面向 用户的准则：周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优
先权准则。 （2）面向系统的准则：系统吞吐量高、处理机利 用率好、各类资源的平衡利用。
进程调度算法的评价指标：1)面向系统的调度性能准则(吞吐量、处理 机和资源的利用率)吞吐量：单位时间内所完成的作业数，跟作业本身 特性和调度算法都有关系——批处理系统(2)面向用户的调度性能准则:周 转时间：作业从提交到完成所经历的时间—— 批处理系统。响应时间： 用户输入一个请求（如击键）到系统给出首次响应（如屏幕显示）的时 间—分时系统。截止时间：开始截止时间和完成截止时间——实时系 统，与周转时间有些相似。公平性：不因作业或进程本身的特性而使上 述指标过分恶化。如长作业等待很长时间。优先级：可以使关键任务达 到更好的指标。 死锁的定义：两个或两个以上并发进程，如果每个进程持有某种资源， 而又等待着别的进程释放它或它们现在保持着的资源，否则就不能向前 推进。此时，每个进程都占用了一定的资源，但又都不能向前推进。这 种现象称为死锁。 产生死锁的原因：1）竞争资源引起死锁2）进程推进顺序不当引起死锁 死锁预防方法：1）破坏互斥条件2）破坏不可剥夺条件3）破坏请求和 保持条件循环等待条件。解除的方法：剥夺资源；撤销进程。产生死锁 的4个必要条件：1）互斥条件2）不可剥夺条件3）请求和保持条件4） 循环等待条件 先来先服务FCFS(先进先出调度算法，FIFO)算法思想：最简单的调度算 法，按照进程进入就绪队列的先后次序，分派CPU；当前进程占用 CPU，直到执行完或阻塞，才出让CPU（非抢占方式）；在进程唤醒后 （如I/O完成），并不立即恢复执行，通常等到当前进程出让CPU。 特点:比较有利于长作业，而不利于短作业。有利于CPU繁忙的作业，而 不利于I/O繁忙的 作业。
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。
中断：指CPU在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断 事件，完毕后回到原来断点继续工作。【中断处理过程】：中断请求， 中断响应，中断点（暂停当前任务并保存现场），中断处理例程，中断 返回（恢复中断点的现场并继续原有任务。【中断分类】：硬件中断 （分为硬件故障中断、I/O中断和外部中断）与软件中断（可分为程序 中断<例如定点操作数溢出、地址越界、虚存管理中缺页等> 和访管中 断如定点操作数溢出、地址越界、虚存管理中缺页等> 和访管中断）。 通道(又称为I/O处理机)：通道有专用的I/O处理器，可与CPU并行工作。 功能：通道具有自己的指令（通道指令），可编程实现各种复杂的I/O 处理；可实现I/O联机处理。 第二章 1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。 2进程为分配资源的最小单位，线程作为独立运行和调度的基本单位。 3程序顺序执行的特征：顺序、封闭、可再现。 4并发执行的特征：间断性、失去封闭性及不可再现性。 5进程的特征：结构、动态、并发、独立、异步。 6进程实体由程序段，相关数据段，PCB（进程控制块）三部分组成。 7进程的三种基本状态：就绪，执行，阻塞。就绪------>执行：进程调 度；执行------->就绪：时间片完；执行----->阻塞：I/O请求；阻塞------> 就绪：I/O完成。