计算机操作系统知识点

一：1一个计算机系统由两部分组成：系统硬件和系统软件。2计算机系统的层次结构：硬件、操作系统、语言处理程序、应用程序。3为了让用户和程序员在使用计算机时不涉及硬件细节，使硬件细节和程序员隔离开来，需要建立一种简单的高度抽象，这样的计算机称为虚拟计算机，即虚拟机。4多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业，使它们都处于执行的开始点和结束点之间。5计算机的硬件方面支持：中断系统和通道技术。6引起事件的中断叫做中断源。7中断指的是：1对异步或例外事件的一种响应；2这响应自动地保护CPU状态以便将来重新启动；3自动转入中断处理程序。中断分为：I/O中断、程序中断、硬件故障中断、外中断、访管中断9四级连接：一个CPU的主存可以连接若干条通道，一个通道可以连接若干个控制器，一个控制器可以连接若干台设备。（主存，通道控制器和设备之间） 三级控制：CPU执行IO指令实施对通道的控制，通道执行命令对控制器实施的控制，控制器控制设备执行响应的输入输出操作。10多道程序是设计特点：多道、宏观上并行、微观上串行。11操作系统的功能：四管理：处理机管理、存储管理、设备管理 、文件管理 一接口：用户接口 12操作系统的特征：并发性、共享性、虚拟性、不确定性。13操作系统的分类：单用户（微机）操作系统、批处理系统、分时系统、 实时系统 网络操作系统、分布式操作系统、多处理机操作系统前四类的运行环境以单处理机系统为主，后三类以多计算机系统为主。 14 作业的提交到完成的过程：1 准备好作业，提交系统，称作业的提交 2 系统将作业存放到磁盘上某一盘区，等待执行，称作业的后备； 3 从磁盘的输入井中挑作业并转入内存，然后在处理机上执行，称作业的执行； 4 作业执行结束后，系统收回资源，取出作业执行结果，称作业的完成。15分时的时间单位是时间片；分时系统的特点：同时性：用户可共同使用同一操作和资源； 独立性：用户都有一种“独占感”； 及时性：用户请求能得到及时的响应； 交互性：分时系统的主要属性。 分时系统和实时系统的区别：分时系统：交互性高，独立性好； 实时系统：可靠性高，实时控制。16 网络操作系统与分布式操作系统的区别：网络操作系统用户必须知道网址，而分布式操作系统用户则不需知道确切的地址。二：作业：用户第一次请求计算机系统为它完成任务所进行的工作总和。作业步：处理作业的各个独立的子任务。作业流：由若干个作业组成的，每个作业可划分若干个作业步。作业分为：脱机作业（多在分时系统中出现） 联机作业（多在批处理系统中出现）脱机控制接口的形式：作业控制卡和作业说明书。联机用户接口方式：命令驱动方式、菜单驱动方式、命令文件方式。系统程序工作在管态，用户程序工作在算态；管态是核心态，算态是用户态。访管指令：用户程序必须借助一条指令使处理机能从原来的的算态进入管态，在管态下有操作系统协助完成，完成后再返回用户程序。系统调用：用户在程序中用访管指令或软中断指令调用的，由操作系统提供子功能的集合，其中每一个子功能就是一个系统调用命令。三：并发执行：两个程序的执行在时间上是重叠的，无论重叠多小一部分都是。资源共享：系统中的硬件资源和软件资源不在为单个用户程序所独占，而由几道用户程序共同使用。进程：是程序的一次执行，该程序可与其它程序并发执行。进程的组成：程序、数据集合、进程控制块。进程的调度状态：运行状态 就绪状态 阻塞状态 53原语：由若干个机器指令构成的并用已完成特定功能的一段程序，这段程序在执行期间是不可分割的。创建原语的功能和实现方法：1 先想PCB集合索取一张空白PCB，并获得PCB的内部标识数2 若该进程的程序不在内存，将其调入内存3 把创建着提供的PCB参数以及父进程内部的标识数填入PCB中，设置记账信息4 再设置进程状态为“禁止就绪”5 把它插入进程家族和就绪对列中8挂起原语的具体做法： 1 以被挂起的进程标识名为索引，在PCB集合中查找得到进程的内部标识数 2 检查进程的状态 3 若状态为“运行”，则中断处理机，保存状态并停止进程；若状态为活跃阻塞，改为静止阻塞；若状态为活跃就绪，改为静止就绪；若状态为运行，就在活跃就绪对中按某种算话选一进程投入运行9撤销原语的操作过程： 1 以调用者提供的进程标识名为索引，在PCB集合中寻找相应的PCB，获得内部标识数和状态 2 若进程处于运行状态，中断处理机，保护CPU现场，停止进程，并设置重新调度标志 3 根据状态指出的该进程所在的队列，将其删除，包括子孙进程 4 对于被删除者所占用的资源，若是属于删除者或祖先的，都归还10交通控制程序的主要职能：管理进程状态之间的转变和协调进程间的通讯。11进程调度方式：非剥夺方式、剥夺方式。12静态优先级法：在进程创建时就确定优先级，且在进程运行过程中不在动态改变。13动态优先级法：按照变化的情况对各个进程的优先级适当的调整，可获得更好的进程效果。14作业、进程和程序之间关系：一个作业可划分若干个进程来玩称，每个进程又都有其实体程序和数据集合。15进程和程序的区别： 1 进程是程序的一次执行，是动态概念；程序是一组有序指令，是静态概念 2 一个进程可以执行一个或几个程序，同一个程序可能由几个进程同时执行 3 程序可以在软件资源中长期保存，进程是短暂的 4 进程具有并发性 5 进程是独立的运行单位，也是系统进行资源分配和调度的独立单位，具有独立性 16线程在操作系统中运行调度的基本单位。 进程在操作系统中分配资源的基本单位。17线程：进程内的一个执行单位或进程内的一个可调度的实体。18临界资源：把一次仅允许一个进程使用的资源。 临界区：内存中存在一个区域，只允许一个进程使用。19死锁：当某一进程提出资源的使用要求后，使得系统中一些进程处于无休止的阻塞状态， 在没外力作用下，进程永远也不能进行下去。20产生死锁的条件：互斥控制、非剥夺控制、逐次请求、环路条件。21对死锁采用的对策：鸵鸟策略、预防策略、避免策略、检测和解除。22死锁预防：共享法、资源静态分配法、资源顺序分配法。四：存储管理研究课题：1 存储分配问题 2 地址再地位问题 3 存储保护问题 4 存储扩充问题2名空间：符号名组成的集合（逻辑）地址空间：逻辑地址集合 存储空间：物理地址集合名空间通过编译成地址空间，再用过地址再地位成存储空间地址再定位分为：静态地址再定位和动态地址再地位。分配区域分为：固定式分区、可变式分区、可再定位式分区和多重分区。请求分区算法：在未分配分区表中查找一个大于作业作业容量的空白区；若无一个大于作业容量的空白区，则请求失败若有一个等于作业容量的空白区，则直接存放若有一个大于作业容量的空白区，则一分为二，将其中一份存放作业，另一份变为空白区。释放分区算法：将作业所在的分区变为空白区，将空白区与邻接的空白区合并为一个叫较大的空白区。最佳适应算法：优点:平均而言，只要查找一半表格便能找到最佳适应的空白区；如果有一个空白区容量正好满足要求，则它必呗选中；如果不存在恰好满足需要的空白区，则选中一个容量接近的空白区，而较大的空白区呗保留下来。以后如果要请求分配一个较大的空白区时，就容易得到满足。缺点：空白区一般不可能恰好满足要求，在分配之后的剩余部分通常非常小，以至小到无法使用。换言之，发展下去最后剩下许多非常小的空白区（即碎片）最差适应算法优点：只要比较S和x1就能判定能否满足要求，如果满足要求便立即进行分配；X1分配后剩下的空白区可能比较大，仍然满足一般要求，可供以后使用。缺点：各空白区比较均匀地减小，工作一段时间后就不能满足对于大空白区的分配要求。最先适应算法优点：在释放内存分区时，如果有相邻的空白区就进行合并，使其中成为一个较大的空白区；本算法的实质是尽可能利用存储器的地址部分，在高地址部分则保留较多的或较大的空白区，以后如果要求较大空白区，就容易满足。缺点：是低地址部分很快集中了许多非常小的空白区，因而在空白区分配时，搜索次数增多，影响了工作效率。9.可在定位分区分配即浮动分区分配，是解决碎片问题的简单而有效的方法。基本思想是移动所有被分配了的分区，使之成为一个连续区域，而留下一个较大的空白区。10.分区的保护措施：1.上下界寄存器 2. 基址+限长寄存器11.分区管理（简答题）分区存储管理是从逻辑地址空间到物理地址空间的一种变换。将逻辑地址空间中的作业分成若干个页面，将物理地址空间分为若干块。页面大小与块的大小一致通过页面变换表PMT来实现变换12.逻辑地址= 页号 + 页内地址 页号 块号 0000 0000 0010 0000 1001 0010 0 2物理地址= 块号 + 块内地址 1 4 0000 0000 0111 0000 10001 0000 2 713.为实现分页存储管理，在软件方面应建立三个表作业表（JT）存储分块表(MBT)页面变换表（PMT）14分区存储分配算法流程：（简答）请求分配x KB的地址空间计算所需块数N ( N= x KB /4KB)判断有N个可以的块 没有跳出 有继续执行4.在作业表中找空表目置页表长度=N，状态=已分配分配该作业的PMT表，并在作业表中登记该PMT的始地址检查内存分块表，分配N各可用存储块，在每个的状态栏内填入作业序列号，在将存储块号填入PMT表15.请求分页原理：（名词解释）分页存储管理系统根据请求装入所需页面的方法，称为请求分页存储管理16. 先进先出算法（FIFO）基本思想：总是先淘汰那些驻留在主存时间最长的页面，即先进入主存的页面先被淘汰。 最久未用置换算法（LRU）基本思想：如果某一页面被访问了，那么它很可能马上又被访问；反之，如果某一页很久没有被访问，那么最近也不会被访问。（15分 ps：大题：122 例4-1）17.分页和分段存储管理不同点：1.分页的作业地址空间是一个单一的线性地址空间（一维）分段作业地址空间是二维的2.“页”是信息的物理单位，页的大小固定；“段”是信息的逻辑单位长度不定。3.分页管理实现单段式虚拟存储系统，而分段管理实现多段式虚拟存储系统。18.有效地址被划分三部分：段号，页号和页内地址。19.从逻辑地址到物理地址的变换过程中，要三次访问主存，一次是访问段表，一次是访问页