操作系统总结

1、什么是操作系统:
操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程,并方便
用户使用计算机的一组程序集合。
2、基本操作系统类型:单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、
其它类型操作系统: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
3、多道批处理系统的优缺点
优点:CPU、内存以及I/O设备等资源的利用率高;系统吞吐量(单位时间内完成的总
工作量)大。
缺点:平均周转时间(作业进入内存到运行结束时间)长;没有交互能力。
4、分时系统的特点
多路性:多个用户同时使用一台计算机;
独立性:用户之间互不干扰,就像各自独立使用一台计算机一样;
及时性:用户的各种请求(如输入数据)能够得到及时的响应;
交互性:用户通过各自的终端,与自己运行的程序进行交流。
5、实时系统的特点:
 
实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统,具有可靠性,实时性,多路性
,独立性,交互性的特点。
6、操作系统的特点
并发性:两个或多个程序在一段时间内“同时”执行。它们不是绝对地并行执行,而
是在这一段时间内交替执行。并发性是操作系统最主要的特征。
共享性:系统资源可供多个并发执行的程序共同使用。分为互斥共享和非互斥共享两
种。
虚拟性:通过软件方式,将一个物理资源变成多个虚拟的对等资源。
异步性:多个程序的执行顺序和一个程序的执行与中断次数无法确定。但是其结果始
终是确定的。
7、操作系统的功能
处理机管理功能:进程控制
存储器管理功能:内存分配、内存保护、内存扩充以及地址转换
设备管理功能:缓冲区管理、设备分配和回收、设备驱动
文件和磁盘存储管理功能:目录管理、文件读写、存取控制、磁盘空间分配、空闲空
间管理
用户接口:操作接口(分命令接口和图形接口)、程序接口(即系统调用)
8、进程的含义和组成:
进程是程序在一组数据集合上的一次运行过程。进程运行所依赖的数据集合叫做“进
程控制块”(PCB),所以进程由程序和PCB组成。
9、进程的特点
动态性:是程序的一次并发执行过程,具有生命周期。 进程在执行过程中都会按“
执行-暂停-执行”方式推进,因此可以对不同阶段的进程定义不同的状态。
并发性:两个或多个进程在一段时间内“同时”执行,但某一瞬间只执行其中之一。
因此实际上这些进程是交替执行的。
独立性:任何进程都是程序的一次独立运行过程,也是系统进行资源分配和调度的单
位。
异步性:进程按不可预知的速度向前推进,所以OS应提供相应的措施保证其并发性。
结构性:每个进程都由程序(包括代码和数据)和PCB组成。
10、进程的状态
就绪(Ready)状态:此时进程等待CPU,并获得了除CPU以外所有的运行所需资源。由
于存在多个就绪进程,OS将将它们排列成一个就绪队列。
执行(Running)状态:进程获得了CPU,并正在运行的状态。单CPU系统中只能有一个
进程处于执行状态。
阻塞(Blocked)状态:进程由于等待除CPU以外的其它资源或I/O操作不能继续执行的
状态。由于存在多个阻塞进程,系统将它们排列成一个或多个阻塞队列。11、进程的状态转换关系
执行到就绪:执行进程被操作系统强制剥夺CPU,从而变成就绪进程。
就绪到执行:就绪进程被操作系统调度,从而变成执行进程。
执行到阻塞:由于申请资源未获准,或开始了I/O操作,执行进程将CPU让给其它就
绪进程,从而变成阻塞进程。
阻塞到就绪:阻塞进程得到所请求资源,或执行的I/O操作结束,从而变成就绪进程
12、动态分区式内存分配的含义:
根据所要运行的程序大小,在内存中动态地划分出一个区域,并将程序转入该区域
。等到程序运行结束时又回收此区域。
13、常用的动态分区分配算法及其思想:首次适应算法(分区按地址递增排序)、
循环首次适应算法(按地址递增排序,从上一次划分的分区的下一个分区开始查找
)、最佳适应算法(按分区大小递增排序)、最差适应算法(按分区大小递减排序
14、分页式存储管理方法的基本原理:用户程序开始执行时,根据CPU中规定的大小
,把用户程序划分成多个小块(称为“页面”)。每个页面装入内存中相同大小的
不连续区域(该区域称为“物理块”)。同时建立该进程的页表,记录哪个页面装
在哪个块内。
15、分页式存储管理方法的地址变换过程:
(1)将程序指令从内存读入CPU
(2)根据块大小,将指令中的地址划分成两个部分:页号、页內地址
(3)从内存页表中查找与页号对应的页表项,得到块号;
(4)将指令中的页号替换成块号,完成地址转换
16、分段式存储管理方法的原理:
用户程序划分为大小各不相同的逻辑段,把各个段离散的装入到内存的不连续的分
区中,每个分区只装入一个段。用段表记录段和分区的对应关系,段表包括段名,
段长和段在内存的首地址。
17、分段存储管理方式中的地址变换过程:
(1)将程序指令从内存读入CPU
(2)指令中的地址包括两个部分:段号、段内偏移
(3)从内存段表中查找与段号对应的表项,得到分区首地址;
(4)将分区首地址+偏移量,得到物理地址
18、虚拟存储器:具有请求调入和置换(交换)功能,能从逻辑上扩充内存容量的存
储管理系统。该系统应由硬件和软件配合实现。
19、虚拟存储器的容量:实际容量为内存容量和交换空间容量,最大容量为内存容
量+外存容量。
20、虚拟存储器的实现方式:请求分页、请求分段
21、请求分页系统的置换算法:将外存的页面调入内存的同时,将内存中暂时不使
用的页面换到外存的策略。一个好的置换算法应尽量避免“抖动”现象。
22、常见的页面置换算法:FIFO,LRU,CLOCK,OPT
23、设备分类:独占设备、共享设备、虚拟设备
24、I/O控制方式的类型:程序访问方式、中断控制方式、直接存储器访问方式、通
道方式
25、缓冲区的分类:单缓冲、双缓冲、循环缓冲、缓冲池
26、文件分类
按逻辑结构划分:有结构文件、无结构文件
按物理结构划分:顺序文件、链接文件、索引文件
按存取控制划分:可执行文件、只读文件、可读写文件
27、外存空间的管理方式:连续方式、链接方式、索引方式
28、磁盘调度算法:对于多个磁盘访问请求,OS根据不同策略完成不同顺序的访问
操作。其目的是减少磁头移动距离,提高整体访问性能。
29、常见的磁盘调度算法:先来先服务(FCFS算法)、最短寻道时间优先(SSTF)
、扫描算法(SCAN算法)、循环扫描算法(CSCAN算法)30、处理机调度分为哪三级?各自的主要任务是什么?
答:作业调度:从一批后备作业中选择一个或几个作业,给它们分配资源,建立进
程,挂入就绪队列。执行完后,回收资源。
进程调度:从就绪进程队列中根据某个策略选取一个进程,使之占用CPU。
交换调度:按照给定的原则和策略,将外存交换区中的进程调入内存,把内存中的
非执行进程交换到外存交换区中。
31、常见进程调度算法:将CPU分配给就绪进程的算法,具体类型包括先来先服务
调度算法(FCFS)、短作业(或进程)优先调度算法(SJF)、时间片轮转调度算法、优
先权调度算法
32、SPOOLing的含义是什么?试述SPOOLing系统的特点、功能以及控制过程。
答:SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line (即外部设备联机
并行操作)的缩写,它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术
,通常称为“假脱机技术”。SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产
生的,它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作,利用磁盘作为后援存
储器,实现外围设备同时联机操作。SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进
程以及输入井、输出井组成;它将独占设备改造为共享设备,实现了虚拟设备功能
33.在生产者—消费者问题中,能否将生产者进程的wait(empty)和wait(mutex)语
句互换,为什么?
不能。因为这样可能导致系统死锁。当系统中没有空缓冲时,生产者进程的wait
(mutex)操作获取了缓冲队列的控制权,而wait(empty) 导致生产者进程阻塞,这
时消费
者进程也无法执行。
34、什么是设备独立性,它是如何实现的?
设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备,在应用程序中使用逻辑设备名称来
请求使用某类设备。系统在执行时,是使用物理设备名称。要实现设备独立性必须
由设备独立性软件完成,包括执行所有设备的公有操作软件提供统一的接口,其中
逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的。
posted @ 2025-06-12 17:29  chrisrmas、  阅读(37)  评论(0)    收藏  举报