logo资料库

操作系统综合复习资料.doc

发布时间：2022-06-07 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.09M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共30页
第2页 / 共30页
第3页 / 共30页
第4页 / 共30页
第5页 / 共30页
第6页 / 共30页
第7页 / 共30页
第8页 / 共30页
资料共30页，剩余部分请下载后查看
    引言： 一、计算机系统-->硬件子系统(中央处理器 cpu、主存储器、辅助存储器、输入输出设备）、 软件子系统（程序、数据）-->硬件资源、软件资源-->程序的执行要占用计算机系统的资 源-->各用户（人、应用程序、其它计算机系统）对资源的请求和使用可能会有冲突-->计 算机系统必须有控制和协调资源的分配、控制程序的执行-->计算机系统把资源管理和控制 程序执行的功能集中组成一种软件，称为操作系统。 二、操作系统的两个设计目标： 1、使计算机系统使用方便 2、使计算机系统能高效地工作（扩充硬件的功能，使硬件的功能发挥得更好；使用户合理 共享资源，防止相互干扰；以文件形式管理软件资源，保证信息的安全和快速存取。 三、操作系统的类型 1、操作系统的分类 用户要求计算机系统进行处理的一个计算问题称为一个“作业”。按照操作系统提供的服 务，大致可以把操作系统分为： 单道批处理系统； 多道批处理系统，多道系统能极大提高计算机系统的效率，表现为： （1）并行工作，减少了 CPU 的空闲时间，提高了 CPU 的利用率。 （2）合理搭配多道使用不同资源的作业，可充分利用计算机系统的资源。 （3）直接在高速的磁盘上存取信息，缩短了作业执行时间，使单位时间内的处理能力 得到提高。 （4）作业成批输入、自动选择和控制作业执行减少了人工操作时间和作业交接时间， 提高了系统的吞吐率； 分时系统，具有同时性、独立性、及时性、交互性。批处理兼分时系统中，由分时系统 控制的作业称为“前台”作业，由批处理控制的作业称为“后台”作业。
    实时系统：在严格时间规定内处理必须结束； 网络系统：可实现资源共享的，为计算机网络配置的的操作系统我们使有的 windows 是网络式系统； 分布式系统可协调多个计算机以完成一个共同任务的； 2、操作系统的功能：处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理、作业管理。 计算机系统结构： 一、计算机系统是由硬件和软件组成的一种层次结构，从内到外的层次是：硬件系统、软件 系统、操作员（人）。 二 、硬件环境 1、输入输出结构：计算机系统中，CPU 执行“启动外设（I/O）”指令时，把控制移交给 I/O 控制系统，完成外设与主存之间的信息传送，而 CPU 可继续并行执行程序，外设工作结束 后形成一个“I/O 操作结束”的中断事件通知 CPU。 2、存储结构：要执行的程序必须装入主存，CPU 可直接访问主存。外设只能与主存交换信 息，辅存的信息只能被读入到主存才能供 CPU 访问。 3、硬件保护 <1>I/O 保护 特权指令：即可能影响系统安全的指令。全文是为保护输入输出的完整性，把“启动 I/O” 等的一类可能影响系统安全的指令定义为特权指令。 特权指令的使用权限：特权指令只允许操作系统使用，用户程序不能使用特权指令。
    用户程序若要启动 I/O，必须请求操作系统代为启动。优点在于：这种方式不但保证安 全地使用外围设备，正确地传送信息，而且可减少用户为启动设备而必须了解外围设备特性 以及启动等工作，大大方便了用户。 <2> 管态和目态 中央处理器的两种工作方式：管态和目态。 在管态下，中央处理器可执行包含特权指令在内的一切指令； 目态次于管态，在目态下，中央处理器不准执行特权指令。 操作系统在管态下工作，用户程序在目态下工作。 <3> 存储保护 操作系统与硬件如何配合来实现存储保护的？ 答：硬件中设置了两个寄存器来限定用户程序执行时可以访问的空间范围。这两个寄存 器是基址寄存器和限长寄存器，用来限定用户程序执行时可以访问的主存空间范围。 程序执行时，系统对每一个访问内存的地址进行核对： “基址寄存器值（存放用户程序在主存中的起始地址）≤访问地址≤基址寄存器值+限长 寄存器值（存放用户程序占用主存的长度）”成立，则允许访问；否则，不允许访问。 这样就保护了该区域以外的存储信息不受到破坏，一旦程序执行中出错也不会涉及其他 程序。 注：中央处理器在管态下执行程序时候，对访问主存的地址不进行核对。 三、操作系统的结构 1、操作系统具有层次结构……
    层次结构最大特点是整体问题局部化来优化系统，提高系统的正确性、高效性、使系统 可维护、可移植。 主要优点是有利于系统设计和调试；主要困难在于层次的划分和安排。 2、操作系统与用户 （1）操作员接口（作业执行步骤） 操作系统提供给用户表示作业执行步骤的手段有两种：作业控制语言和操作控制命令。 作业控制语言形成批处理作业。操作控制命令进行交互处理。 （2）程序员接口（系统调用） 操作系统提供的系统调用主要有：文件操作类，资源申请类，控制类，信息维护类系统 调用往往在管态下执行。 当操作系统完成了用户通过“访管指令”请求的“系统调用”功能后，应使中央处理器从管 态转换到目态工作。 处理器管理： 一、 多道程序设计系统 “多道程序设计系统” 简称“多道系统”，即多个作业可同时装入主存储器进行运行的系 统。在多道系统中一点必须的是系统须能进行程序浮动。 所谓程序浮动是指程序可以随机地从主存的一个区域移动到另一个区域，程序被移动后 仍不影响它的执行。 多道系统的好处在于: 提高了处理器的利用率； 充分利用外围设备资源；
    发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力。可以有效地提高系统中 资源的利用率，增加单位时间内的算题量，从而提高了吞吐率。（关键词：处理器，外围设 备，资源利用率，单位算题量，吞吐率），但要注意对每个计算问题来说所需要的时间可能 延长，另外由于系统的资源有限，会产生饱和，因此并行工作道数与系统效率不成正比。 二、进程 1、概念 进程是一个程序在一个数据集上的一次执行。由定义知进程关键组成是程序、数据集。 进程通过一个控制块来被系统所指挥，因此进程由程序、数据集和进程控制块三部分组 成。进程控制块是进程存在的唯一标志 .进程是要执行的，据这点可将进程的状态分为等待 态然后是就绪态最后是运行态。 进程的基本队列也就是就绪队列和等待队列，（因为进程运行了，也就用不上排队了， 也就没有运行队列了。） 如果进程由一所在队列退出的操作称为出队，排入到一个指定的队列的操作称为入队。 系统中负责进程入队和出队的工作称为队列管理。 2、进程的调度 我们使用不同的调度是为了优化，具体说来是提高处理器利用率，增大吞吐量，减少等 待时间，缩短响应时间。常用的算法有先来先服务、优先数调度法、时间片轮转调度法、分 级调度（分级调度法可理解为多队列法）。顾名思义来先服务调度是先来者，先服务；优先 数算法是对每个进程确定一个优先数，以决定先后。时间片轮转法是把规定进程一次使用处 理器的最长时间称为“时间片”。让就绪进程按就绪的先后次序排成队列，依次运行。分级调
    度算法是由系统设置多个就绪队列，每个就绪队列中的进程按时间片轮转法占用处理器，这 就是分级调度算法。 3、进程的切换 进程切换指一个进程进处理器，另一个进程出处理器的过程。 若有一个进程从运行态变成等待态，或完成工作后就撤消，则必定会发生进程切换。 4、进程同步和通信 进程同步实际上是指并发进程之间的制约关系。即一个进程的执行依赖另一个进程的消 息。没有消息时等待，有消息进被唤醒。 进程通信是进程之大量信息的方式。 5、进程和死锁（详细见后） 三、可再入程序 一个能被多个用户同时调用的程序称做“可再入”的程序。 可再入程序必须是纯代码，即在执行时自身不改变。 编译程序和操作系统程序通常都是“可再入”程序。 一、中央处理器存储下列中信息的速度依次为：寄存器最快；通过系统总线存取主存储器的 速度居中；辅助存储器最慢。 寄存器用来存放临时的工作信息和系统必须的控制信息。 主存储器是 CPU 能直接访问的惟一的存储空间。 主存储器中存放操作系统的核心部分，以及当前需执行的程序和数据。 主存储器以“字节（BYTE）”为单位进行编址
    辅助存储器是存放操作下的非核心部分和其他程序和数据。容量大且能永久保存信息 磁盘的信息可随机存取，磁带上的信息只能顺序存取。 二、储器的地址： 主存储器以字节为编址单位 1、物理地址与逻辑地址。 物理地址（绝对地址）：128MB 的主存器有 128×1024×1024=134217728 字节， 所以它的内存绝对地址就是从 0 到 134217727。 逻辑地址： 用户程序中使用的从“0”地址开始的连续地址。 三、重定位 重定位即把逻辑地址转换成绝对地址。 重定位的方式有“静态重定位”和“动态重定位”两种。 （1）静态重定位 在装入一个作业时，把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。这种转换工 作是在作业开始前集中完成的，在作业执行过程中无需再进行地址转换。所以称为“静态重 定位”。 （2）动态重定位 在装入一个作业时，不进行地址转换，而是直接把作业装到分配的主区域中。在作业执 行过程中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构转换成绝对地址。这种方式的地址 转换是在作业执行时动态完成的，所以称为动态重定位。 动态重定位由软件（操作系统）和硬件（地址转换机构）相互配合来实现。动态重定位 的系统支持“程序浮动”，而静态重定位则不能。
    页式管理 （1）采用页式管理，使主存空间充分利用，页不必为了得到连续空间而进行移动。可 以提高系统效率。 （2）页式存储管理中为什么要设置页表和快表？ 在页式存储管理中，主存被分成大小相等的若干块，同时程序逻辑地址也分成与块大小 一致的若干页，这样就可以按页面为单位把作业的信息放入主存，并且可以不连续存放，为 了表示逻辑地址中的页号与主存中块号的对应关系，就需要为每个作业建立一张页表。 页表一般存放在主存中，当要按给定的逻辑地址访问主存时，要先访问页表，计算出绝 对地址，这样两次访主存延长了指令执行周期，降低了执行速度，而设置一个高速缓冲寄存 器将页表中的一部分存放进去，这部分页表就是快表，访问主存时二者同时进行，由于快表 存放的是经常使用的页表内容，访问速度很快，这样可以大大加快查找速度和指令执行速度。 虚拟存储 一、虚拟存储器 虚拟存储器是为“扩大”主存容量而采用的一种设计技巧，就是它只装入部分作业信息来 执行，好处在于借助于大容量的辅助存储器实现小主存空间容纳大逻辑地址空间的作业。 虚拟存储器的容量由计算机的地址结构（地址总线位数）决定。如 32 位的，则最大的 虚存容量为 2^32=4294967296B=4GB。 二、叙述页式虚拟存储器的基本原理 页式虚拟存储器是在页式存储的基础上实现虚拟存储器的，其工作原理是： 首先把作业信息作为副本存放在磁盘上，作业执行时，把作业信息的部分页面装入主存， 并在页表中对相应的页面是否装入主存作出标志。
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    操作系统

    共收录1433份资料，累计11个分类，关注成员有19位，主要包括：CentOS,MacOS,DOS,Solaris,Ubuntu,Unix,OS,桌面系统,其它,Windows Server,Linux

    热门标签

    CentOS MacOS DOS Solaris Ubuntu Unix OS 桌面系统 其它 Windows Server Linux

    最新资料