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操作系统期末知识点整理.docx

发布时间：2022-06-23 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.07M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    操作系统期末知识点整理 1. 操作系统的目标：方便、有效、可扩充、开放 2. 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 作为计算机资源系统的管理者 （3） OS 实现了对计算机资源的抽象 3. 推动操作系统发展的主要动力 （1） 不断提高计算机资源的利用率 （2） 方便用户 （3） 器件的不断更新换代 （4） 计算机体系结构的不断发展 （5） 不断提出新的应用需求 4. 实时系统与分时系统异同 （1） 多路性，都表现为系统按分时原则为多个终端用户服务 （2） 独立性，都表现为每个终端用户与系统交互时，彼此相互独立互不干扰 （3） 及时性，都表现为对实时性的要求依据人所能接受的等待时间确定 （4） 交互性，信息查询系统中仅限于访问系统中某些特定的专用服务，分时系统能向终 端用户提供数据处理、资源共享服务 （5） 可靠性，分时系统要求系统可靠，实时系统要求系统高可靠度 5. 操作系统的主要功能： （1） 处理机管理：进程控制、同步、通信、调度 （2） 存储器管理：内存分配、保护、地址映射、扩充 （3） 设备管理：缓冲管理、设备分配、处理 （4） 文件管理：文件存储空间管理、目录管理、文件读写管理和保护 6. P33 前驱图，P37 进程状态图 7. 引起进程创建的事件：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求 8. 进程的创建 （1） 申请空白 PCB （2） 为新进程分配其运行所需的资源 （3） 初始化进程控制块 PCB （4） 如果进程就绪队列能够接纳新进程，便将进程插入就绪队列 9. 引起进程中止的事件： （1） 正常结束，进程任务完成，准备退出运行 （2） 异常结束，进程运行时发生某种错误使程序无法继续运行，如越界错，保护错，非 法指令，运行超时，等待超时，算术运算错，I/O 故障 （3） 外界干预，进程应外界请求而终止运行，如操作员或操作系统干预、父进程请求、 因父进程终止 10. 引起进程挂起的原因： （1） 终端用户的需要 （2） 父进程的请求 （3） 负荷调节的需要 （4） 操作系统的需要 11. 进程同步机制遵循：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待
    12. 进程与管程的区别 （1） 都定义了数据结构，进程定义私有数据结构 PCB，管程定义公共数据结构（如消息 队列） （2） 都存在对各自数据结构上的操作，进程顺序程序执行相关操作，管程进行同步操作 和初始化操作 （3） 设置进程的目的是实现系统并发性，设置管程的目的是解决共享资源和互斥问题 （4） 进程主动工作方式，管程被动工作方式 （5） 进程之间能并发执行，管程不能与其调用者并发 （6） 进程具有动态性，管程是操作系统的一个资源管理模块，供进程调用 13. P60 进程同步代码 14. 进程与线程的区别 （1） 调度的基本单位，在传统 OS 和引入线程的 OS 中，进程和线程都是能独立调度和分 派的基本单位 （2） 并发性，在引入线程的 OS 中，进程之间可以并发执行，一个进程中的多个线程可 以并发执行 （3） 拥有资源，进程可以用有资源，并作为系统中拥有资源的一个基本单位；线程本身 并不用于资源，而是仅有一点必不可少的能保证独立运行的资源 （4） 独立性，同一个进程中的不同线程之间的独立性要比不同进程之间的独立性低得多 （5） 系统开销，在创建或撤销进程时 OS 付出的开销，明显大于线程的创建和撤销 （6） 支持多核处理机，单线程进程只能运行在一个处理机上，多线程进程能让线程并行 执行 15. 三级处理及调度层次的基本功能 （1） 高级调度，根据某种算法，决定将外存上处于后备队列的那几个作业调入内存，为 他们创建进程、分配必要的资源，并将它们放入就绪队列 （2） 低级调度，根据某种算法，决定就绪队列中的那几个进程应获得处理机，并由分派 程序将处理机分配给被选中的进程 （3） 中及调度，主要功能是提高内存利用率和吞吐量，将暂时不能运行的进程调至外存 等待，把外存上已具备运行条件的进程再重新调入内存 16. 处理机调度算法的目标 （1） 处理机调度算法的共同目标：资源利用率、公平性、平衡性、策略强制执行 （2） 批处理系统的目标：平均周转时间段、系统吞吐量高、处理及利用率高 （3） 分时系统的目标：响应时间快、均衡性 （4） 实时系统的目标：截止时间的保证、可预测性 17. P89FCFS 先来先服务 SJF 短作业优先调度算法 18. 短作业优先 SJF 缺点 （1） 必须预知作业的运行时间 （2） 对长作业不利，长作业的周转时间会明显增长 （3） 人机无法实现交互 （4） 完全未考虑作业的紧迫度，故不能保证紧迫性作业能及时得到处理 19. P93 轮转调度算法 20. 实现实时调度的基本条件 （1） 提供必要的信息，就绪时间、开始截止时间和完成截止时间、处理时间、资源要求、 优先级 （2） 系统处理能力强，若处理能力不够强可能会导致实时任务不能及时处理
    （3） 采用抢占式调度机制 （4） 具有快速切换机制，具有对中断的快速响应能力和快速的任务分派能力 21. 产生死锁的必要条件 （1） 互斥条件，进程对所分配到的资源进行排他性使用 （2） 请求和保持条件，进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，该资 源已被其他进程抢占 （3） 不可抢占条件，进程已获得的资源在未使用完之前不能被抢占，只能在进程使用完 时释放 （4） 循环等待条件，再发生死锁时，必然存在一个进程—资源的循环链 22. 处理死锁的方法 （1） 预防死锁，通过设置某些限制条件去破坏产生死锁四个必要条件中的一个或几个来 预防死锁 （2） 避免死锁，在资源的动态分配过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态而产生 死锁 （3） 检测死锁，通过检测机构及时的检测死锁的发生，然后采取适当措施把进程从死锁 状态解救出来 （4） 解除死锁，当检测到系统中已发生死锁时，然后采取适当措施把进程从死锁状态解 救出来 23. 预防死锁 （1） 破坏请求和保持协议 第一种协议，所有进程在开始运行之前，必须一次性申请其在整个运行过程中所需 要的全部资源 第二种协议，允许一个进程只获得运行初期的所需资源后，便开始运行，进程运行 过程中再逐步释放已分配给自己的、且已用完的全部资源，然后再请求新的所需资 源 （2） 破坏不可抢占条件，当一个已保持某些不可抢占资源的进程，提出新的自愿请求而 得不到满足时，它必须释放已保持的所有资源 （3） 破坏循环等待条件，对系统所有资源类型进行线性排序并赋予不同编号，每个进程 必须按序号递增的顺序请求资源，若一个已经请求道一些高序号资源的进程又想请 求低序号的资源，必须先释放所具有相同和更高序号的资源后才能申请 24. P113、119 银行家算法 25. P131 四种动态分区算法 26. 四种分区分配算法的基本原理 （1） 首次适应算法 FF，每次从链首开始顺序查找，知道找到一个大小能满足要求的空闲 分区位置 （2） 循环首次适应算法 NF，每次从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找，知 道找到一个大小能满足要求的空闲分区 （3） 最佳适应算法 BF，每次查找时，总是把能满足要求又是最小的空闲分区分配给作业 （4） 最坏适应算法 WF，每次查找时，总是挑一个最大的空闲区 27. P140、141、148 地址变换机构（分页、分段） 28. 为什么要引入分段存储管理方式 （1） 方便变成， （2） 信息保护， （3） 信息共享，
    （4） 动态增长， （5） 动态链接， 29. 分页与分段的区别 （1） 页是信息的物理单位，分页仅仅是系统管理上的需要，对用户是不可见的；段是信 息的逻辑单位，分段的目的在于能更好的满足用户的需要 （2） 页的大小是固定且有系统决定的，分页系统中直接由硬件决定；段的长度决定于用 户编写的程序 （3） 分页系统中用户程序地址空间是一维单一线性地址空间；分段系统中用户程序的地 址空间是二维的 30. P158 请求分页的地址变换过程流程图 31. P163 页面置换算法 32. P180 I/O 系统层次结构 I/O 应答 用户层程序 设备独立性软件 设备驱动程序 中断处理程序 硬件 产生 I/O 请求、格式化 I/O、Spolling 映射、保护、分块、缓冲、分配 设置设备寄存器，检查状态 执行 I/O 操作
    33. P174 请求分段系统中的中断处理过程 34. I/O 软件的层次结构 （1） 用户层 I/O 软件 （2） 设备独立性软件 （3） 设备驱动程序 （4） 中断处理程序 35. 设备控制器的基本功能 （1） 接受和识别命令 （2） 数据交换 （3） 标识和报告设备状态 （4） 地址识别 （5） 数据缓冲区 （6） 差错控制 36. 中断处理过程 （1） 测定是否有未响应的中断信号，程序每执行完当前指令后，处理机都要测试是否有 未响应的中断信号，若没有则执行下一条指令，若有则准备转去执行中断处理程序 （2） 保护被中断进程的 CPU 环境，把控制权交给中断处理程序之前，需要先保护被中断 进程的 CPU 环境，以便以后能恢复运行 （3） 转入相应的设备处理程序，由处理机确定引起本次中断的 I/O 设备后并进行地址装 入操作 （4） 中断处理，对不同的设备，有不同的中断处理程序 （5） 恢复 CPU 的现场并推出中断 37. 为什么要引入缓冲区 （1） 缓和 CPU 与 I/O 设备间速度不匹配的矛盾 （2） 减少 CPU 的中断频率，放款对 CPU 中断响应时间的限制 （3） 解决数据粒度不匹配的问题
    （4） 提高 CPU 和 I/O 设备之间的并行性 38. P217 磁盘调度算法 39. 对文件目录的管理要求 （1） 实现“按名存取”，用户只需要向系统提供所需访问文件的名字，便能快速准确的找到 指定文件在外存上的存储位置 （2） 提高对目录的检索速度，通过合理地组织目录结构加快对目录的检索速度，从而提 高对文件的存取速度 （3） 文件共享，在多用户系统中，应允许多个用户共享一个文件 （4） 允许文件重名，系统应允许不同用户对不同文件采用相同的名字，以便于用户按照 自己的习惯给文件命名和使用文件 40. 啊 1. 分时系统：在一台主机上连接多个配有显示器和键盘的终端并由此组成的系统，该系统 允许多个用户同时通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机资源 2. 进程：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 3. 死锁：如果一组进程中的每一个进程都在等待仅由该组进程中的其他进程才能引发的时 间，那么该组进程是死锁的 4. 对换：把内存中暂时不能运行进程或者暂时不用的程序和数据换出到外存上，以便腾出 足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据换入内存 5. 虚拟存储器：具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存 储器系统 6. 中断：CPU 对 I/O 设备发来的中断信号的一种响应。CPU 暂停正在执行的程序，保留 CPU 环境，自动转去执行该 I/O 设备的中断处理程序，执行完后，再回到断点，继续执 行原来的程序 7. 中断向量表： 8. 假脱机：将一台物理 I/O 设备虚拟为多台逻辑 I/O 设备，允许多个用户共享一台物理 I/O 设备 9. 设备驱动程序：与硬件直接相关，用于具体实现系统对设备发出的操作指令，驱动 I/O 设备工作的驱动程序 10. 阻塞状态：正在执行的进程由于突发事件（如 I/O 请求、申请缓冲区失败等）暂时无法 继续执行时的状态，就是进程执行受到阻塞 11. 快表：具有并行查询能力的特殊告诉缓冲寄存器，又称为“联想寄存器” 12. 文件控制块：为了能对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件 的数据结构，称为“文件控制块” 13. 进程控制块：作为进程实体的一部分，记录了操作系统所需的，用于描述进程的当前情 况及管理进程运行的全部信息，是操作系统中最重要的记录性数据结构 14. 线程控制块：记录所有用于控制和管理线程的信息 15. 作业控制块：保存了系统对作业管理和调度所需的全部信息 16. 作业：不仅包含通常的程序和数据，还配有一份作业说明书，系统根据该书名数来对程 序的运行进行控制 17. 抢占式调度：调度程序根据某种原则，去暂停某个正在执行的程序，将已分配给该程序 的处理机重新分配给另一进程 18. 非抢占式调度：一旦处理机分配给进程后，就一直让他运行下去，直到该进程完成 19. 文件目录：为向用户提供文件的存取控制及保护功能，而按一定规则对系统中的文件名
    进行组织所形成的表
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