操作系统根据复习提纲-整理文档格式.doc

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你用到的是操作系统提供的接口。

感觉上，程序似乎是运行在操作系统这一台“虚拟计算机”上。

5、操作系统的管理资源的三种方法（正确区分）

（1）资源复用：

解决物理资源数量不足的问题。

两种基本方法：

空分复用共享（内存、磁盘）和时分复用共享（CPU）

（2）资源虚化：

解决物理资源数量不足，提高操作系统用户服务的能力和水平。

（虚拟打印机）

（3）资源抽象：

处理系统的复杂性，重点解决资源的易用性。

（CPU->

进程，磁盘->

文件，显示器->

窗口，物理计算机->

虚拟机）

细化理解：

之一：

资源复用

既然资源不够，那就尽量实现共享

空分复用共享:

把资源细分成更小的单位，把这些单位分给各个进程使用

典型例子：

内存，磁盘

时分复用共享：

资源本身不能再分，那么可以把使用它的时间细分，把时间片分给各个进程，大家轮流用

典型：

CPU

之二：

资源虚化

这个技术源于以下的问题：

如果大家同时都要使用一种独占设备，怎么办？

比如多个用户同时请求打印服务

通俗地说，所谓虚化，就是创造出一种虚拟的资源，然后将若干个这种虚拟资源，对应于一种实际的真实资源，进程需要使用真实资源时，只需要使用这种虚拟资源即可，由操作系统来负责协调各个虚拟资源同时对真实资源的访问，进程无需关心竞争问题。

之三：

资源抽象

计算机的外围设备，如磁盘，内存等，都有对外的接口，但很难于直接使用，资源抽象就是为了解决这个问

思路：

对内封装实现细节，对外提供更方便的接口

做法：

创建软件来屏蔽硬件资源的物理特性和接口细节，简化对硬件操作、控制和使用，使程序员在编程序时，不需要了解硬件知识，而专心于问题的解决。

6、三种基础抽象方法（正确区分）

（1）进程抽象：

对于进入主存的当前运行的程序在CPU上的状态的一种抽象，包括处理器状态和内存状态

（2）虚存抽象：

物理内存被抽象成一种数组形式的虚拟主存，给进程造成独占整个主存的假象，由操作系统负责管理虚拟主存到真实物理内存的对应。

（3）文件抽象：

将磁盘、光盘的存储介质设备上存放的信息抽象为一个逻辑字节流，称为“文件”，用户通过创建、打开、读写、关闭等操作来控制文件，或者控制磁盘等的运行。

7、操作系统几大主要功能

1、处理器管理2、存储器管理3、设备管理

4、文件管理5、网络与通信管理6、提供用户接口

8、三种基本的操作系统类型、他们各自使用于什么地方

（1）批处理操作系统适合处理一些事先安排好步骤，无需人工干预，而执行时间长的工作（计算大型的微分方程）

（2）分时操作系统允许多个用户同时连接到操作系统上，进行交互式访问（以时间片形式分给每个用户的每个进程）

（3）实时操作系统有一些应用场合，操作系统在运行时，需要及时快速地响应来自外界的请求，对外部事件和数据，需要进行快速处理并及时给予回应（飞机自动驾驶系统，导弹自动控制系统，银行业务处理系统等）

注：

除了以上三种基本的类型外，还可以有下面一些类型：

微机操作系统：

如DOS，Windows，Linux等

网络操作系统：

如Unix，NetWare，WindowsNT等

9、系统调用的概念、作用，特别理解它是内核对外的唯一接口

（1）概念：

给编程使用的接口

（2）作用：

①内核可以基于权限和规则对资源访问进行裁决，保证系统的安全性②对资源进行抽象，提供一致性接口，避免用户在使用资源时发生错误，且使编程效率提高。

PS：

系统调用是应用程序获得操作系统服务的唯一途径

11、API、库函数与系统调用

系统调用尽管已经对内核服务进行了一定的抽象，但还是很难用，需要对其进一步的包装。

API（ApplicationProgramInterface）是一个函数定义，说明如何获得给定的服务。

库函数与API的概念差不多，都是提供经过包装的、更好用的接口，来为程序员编写程序提供方便

库函数和API中，可以是对系统调用的包装，也可以是对其他非系统调用的函数的包装。

第二章处理器管理

1、处理器管理的内容

处理器管理的主要任务是对处理器进行分配，并对其进行有效的控制和管理。

在现代操作系统中，处理器的分配和运行都是以进程为基本单位的，因而对处理器的管理也可以视为对进程的管理。

（程是程序的一次执行）

2、理解处理器管理在操作系统中的核心地位

（1）处理器管理是操作系统中最核心的部分，因为它管理的也是计算机中最重要的硬件

（2）处理器管理负责管理、调度和分配处理器，并控制程序的执行。

（3）处理器管理的优劣直接影响系统的性能

（4）操作系统中最重要的是处理器管理

（5）处理器管理中最重要的是处理器调度

3、特权指令与非特权指令

特权指令：

仅供内核使用的指令（启动设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清空主存、建立存储键、加载PSW等敏感性操作）

非特权指令：

非特权指令，是指可以被应用程序使用的一些指令，当然内核也可以使用PS：

如果应用程序执行特权指令，会导致非法执行而产生保护中断，继而转向操作系统的“用户非法执行特权指令”的异常处理程序进行处理

4、处理器状态:

核心态、用户态，它们之间的切换，尤其是用户态如何转为核心态

核心态（管态）：

运行在内核上，可以执行所有指令，可以访问所有内存与其他资源，可以改变处理器状态

用户态（目态）：

运行在一般应用程序上，只能执行非特权指令，只能访问属于该进程的内存和其他资源，不能改变处理器状态，除非采用特定的方式

它们之间的切换（从用户态到核心态）：

（1）程序请求操作系统的服务，执行系统调用。

（2）程序运行时，产生中断或异常事件，运行程序被中断，转向中断处理程序或异常处理程序工作。

PS：

通过中断机制发生，是用户态到核心态的仅有途径。

5、PSW（程序状态字）里面装了什么（系统不一，内容各异）？

PSW用来指示处理器状态，控制指令的执行顺序，并且保留和指示与运行程序有关的各种信息，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。

每个正在执行的程序都有一个与其当前状态相关的PSW，而每个处理器都设置一个硬件的PSW寄存器，一个程序占用处理器执行时，其PSW将占用硬件PSW寄存器。

6、中断的概念

在程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂停中止现行程序在CPU上的运行，转而执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回断点或调度其他执行程序。

7、中断的分类（按事件的来源和实现的手段）

硬中断：

由硬件发给CPU的中断

（1）外中断（中断、异步中断），来自处理器之外的硬件产生的中断信号（键盘中断，设

备中断）

①可屏蔽中断

②不可屏蔽中断：

紧急情况，不可忽略，须立即处理

（2）内中断（异常、同步中断），来自处理器内部的硬件产生的中断。

不可屏蔽，一旦出

现须立即响应，进行处理

①访管中断：

由执行系统调用而引起

②硬件故障中断：

电源失效、协处理器错误、奇偶校验错误等

③程序性异常：

非法操作、地址越界、页面故障、调试指令等

软中断：

由软件发给软件的中断

（1）信号：

用于内核或进程，对某个进程的中断

（2）软件中断：

用于硬中断服务程序对内核的中断

8、为何外部中断有些可屏蔽，而异常都不可屏蔽*

有一些中断，是比较紧急的情况，是不可以忽略的，CPU在收到这些中断信号后，必须马上进行处理，否则会引起系统的问题，这些就是不可屏蔽中断。

9、异常的几种处理方式

①故障（Fault）：

发生问题处理完毕后，再执行一次原来的指令

②陷阱（Trap）：

执行特定的调试指令时触发，被调试的进程遇到所设置的断点处会暂

停等待

③终止（Abort）：

某些错误发生后，无法恢复，不会返回原进程，有时甚至需要重启

计算机

④编程异常（ProgrammedException）：

用于实现系统调用

总结：

故障发生后，处理完毕后将原来引发故障的指令再执行一遍

陷阱与编程异常发生后，处理完毕之后，执行原指令的下一条指令

终止则不再返回原来的指令。

11、中断处理的一般过程

是指CPU在正常运行程序时,由于内部/外部事件或由程序预先安排的事件,引起CPU暂时停止正在运行的程序,转到为该内部/外部事件或预先安排的事件服务的程序中去,服务完毕,再返回去继续运行被暂时中断的程序,这个过程称为中断。

12、时钟中断及其作用（主要的两大作用）

时钟是内核进行调度工作的重要工具，利用定时器能够确保内核可以获得控制权

（1）规定时间内，内核可以获得CPU控制权

（2）获取时间

13、进程的概念，进程包括哪些东西（代码，数据，管理结构）

进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。

控制块：

存储进程的标志信息，现场信息和控制信息，每一个进程分配一个进程控制块程序块：

组成程序的代码集合

数据块：

全局数据

栈：

用来管理函数调用关系的结构

（通俗讲：

进程就是一个正在执行的程序）

14、进程与程序的区别与联系（为什么要引入进程）

程序：

存放在磁盘上的文件

进程：

运行着的程序实例，包括代码，数据，信号，栈等多种信息

在多道程序设计之下，原来的“程序”概念已经不能用来描述这时候的情况了，程序只是一个静态的概念，而进程是一个动态的概念

15、进程的几种状态，它们之间的转换（尤其注意，不存在从阻塞态到运行态的转换）

（1）运行态（running）：

满足运行条件、占；

（2）就绪态（ready）：

满足运行条件、不占有；

（3）等待态（wait）：

不满足运行条件、不占有；

为了便于管理，特意加了：

；

新建态（new）和终止态（exit），描述进程刚；

挂起态（suspend），指暂时把进程换到磁盘缓；

（1）就绪→执行；

处于就绪状态的进程，当进程调度分配了处理机后，该；

（2）执行→就绪

满足运行条件、占有CPU

满足运行条件、不占有CPU（等待被调度）

不满足运行条件、不占有CPU，也叫睡眠，阻塞

新建态（new）和终止态（exit），描述进程刚创建和结束时候的两种状态

挂起态（suspend），指暂时把进程换到磁盘缓冲区内

（1）就绪→执行

处于就绪状态的进程，当进程调度分配了处理机后，该进程便由就绪状态转变成执行状态。

（2）执行→就绪

处于执行状态的进程在其执行过程中，因分配给它的一个时间片而不得不让出处理机，于是进程从执行状态转变成就绪状态。

（3）执行→阻塞

正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时，便从执行状态变成阻塞状态。

（4）阻塞→就绪

处于阻塞状态的进程，若其等待的事件已经发生，于是进程由阻塞状态转变为就绪状态。

16、进程的三种上下文

（1）用户级上下文（userlevelcontex）：

进程自己的代码、数据、栈等

（2）