计算机操作系统复习总结汤子瀛Word文档格式.docx

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2.多道批处理系统的特征：

（1）多道性

（2）无序性（3）调度性

3.多道批处理系统的优缺点：

（1）资源利用率高

（2）系统吞吐量大（3）平均周转时间长（4）无交互能力

4.多道批处理系统需要解决的问题：

（1）处理机管理问题

（2）内存管理问题（3）I/O设备管理问题（4）文件管理问题

（5）作业管理问题

1.2.4分时系统：

分时系统是指，在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

1.分时系统的产生：

推动分时系统形成和发展的主要动力，是用户的需求（需要的具体表现：

人-机交互、共享主机、便于用户上机）

2.分时系统实现中的关键问题：

（1）及时接收

（2）及时处理

3.分时系统的特征：

（1）多路性

（2）独立性（3）及时性（4）交互性

1.2.5实时系统：

实时系统是指系统能及时（或即时）响应外部事件的请求，在规定的时间内对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。

1.应用需求：

（1）实时控制

（2）实时信息处理

2.实时任务：

1）按任务执行时是够呈现周期性来划分：

（1）周期性实时任务

（2）非周期性实时任务

2）根据对截至时间的要求来划分：

（1）硬实时任务

（2）软实时任务

3.实时系统与分时系统特征的比较：

（1）多路性

（2）独立性（3）及时性（4）交互性：

仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序，它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理、资源共享等服务（5）可靠性：

实时系统要求更高P11

1.3操作系统的基本特性：

1.3.1并发：

并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；

而并发性是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生。

进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个活动实体。

1.3.2共享：

所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程（线程）共同使用。

1.互斥共享方式2.同时访问方式

1.3.3虚拟：

所谓“虚拟”，是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。

1.3.4异步性：

进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。

1.4操作系统的主要功能：

1.4.1处理机管理功能：

1.进程控制2.进程同步①进程互斥方式②进程同步方式啊（P14）

3.进程通信：

进程通信的任务就是用来实现在互相合作的进程之间的信息交换。

4调度

1.4.2.存储器管理功能：

（目的：

提高利用率，方便用户使用，提供足够的空间方便进程的开发运行）

1.内存分配2.内存保护（内存保护的主要任务，是确保每道用户程序都只是在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。

越界检查都由硬件实现）3.地址映射4.内存扩充

1.4.3设备管理功能：

1.缓冲管理

2.设备分配：

设备分配的基本任务就是根据用户进程的I/O请求、系统的现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备。

3.设备处理：

设备处理程序又称为设备驱动程序。

其基本任务是用于实现CPU和设备控制器之间的通信，即由CPU向设备控制器发出I/O命令，要求它完成指定的I/O操作；

反之由CPU接收从控制器发来的中断请求，并给予迅速的响应和相应的处理。

1.4.4文件管理功能：

1.文件存储空间的管理：

其主要任务是为每个文件分配必要的外存空间，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系统的运行速度。

2.目录管理：

目录管理的主要任务，是为每个文件建立其目录项，并对众多的目录项加以有效的织，以实现方便的按名存取。

即用户只须提供文件名，即可对该文件进行存取。

其次，目录管理还应能实现文件共享。

3.文件的读/写管理和保护：

（1）文件的读/写管理，该功能是根据用户的请求，从外存中读取数据；

或将数据写入外存。

（2）文件保护：

①防止未经核准的用户存取文件；

②防止冒名顶替存取文件；

③防止以不正确的方式使用文件。

1.4.5用户接口

1.命令接口：

（1）联机用户接口

（2）脱机用户接口

2.程序接口：

该接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。

3.图形接口

1.5.3微内核os结构

1.客户/服务器模式（Client-ServerModel）

1）基本概念：

为了提高OS的灵活性和可扩充性而将OS划分为两部分，一部分是用于提供各种服务的一组服务器（进程），如用于提供进程管理的进程服务器、提供存储器管理的存储器服务器、提供文件管理的文件服务器等，所有这些服务器（进程）都运行在用户态。

当有一用户进程（现在成为客户进程）要求读文件的一个盘块时，该进程便向文件服务器（进程）发出一个请求；

当服务器完成了该客户的请求后，便给该客户回送一个响应。

操作系统的另一部分是内核，用来处理客户和服务器之间的通信，即由内核来接收客户的请求，再将该请求送至相应的服务器；

同时它也接收服务器的应答，并将此应答回送给请求客户。

2）客户/服务器模式的优点：

（1）提高了系统的灵活性和可扩充性

（2）提高了OS的可靠性（3）可运行于分布式系统中

2.面向对象的程序设计技术（Object-OrientatedProgramming）

1）面对对象技术的基本概念：

该技术是基于“抽象”和“隐蔽”原则来控制大型软件的复杂度的。

所谓对象，是指在现实世界中具有相同属性、服从相同规则的一系列事物的抽象，而把其中的具体事物成为对象的实例。

在面对对象的技术中，是利用被封装的数据结构和一组对它进行操作的过程，来表示系统中的某个对象的。

2）面向对象技术的优点：

（1）可修改性和可扩充性

（2）继承性（3）正确性和可靠性

3.微内核技术：

1）微内核技术的引入：

所谓微内核技术，是指精心设计的，能实现现代OS核心功能的小型内核，它与一般的OS（程序）不同，它更小更精炼，它不仅运行在核心态，而且开机后常驻内存，它不会因内存紧张而被换出内存。

微内核并非是一个完整的OS，而只是为构建通用OS提供一个重要基础。

由于在微内核OS结构中，通常是采用了客户/服务器模式，因此OS的大部分功能和服务，都是由若干服务器来提供的，如文件服务器、作业服务器和网络服务器等。

2）微内核的基本功能：

（1）进程管理

（2）存储器管理

（3）进程通信管理（4）I/O设备管理

第二章进程管理

2.1.1程序顺序执行时的特征：

（1）顺序性

（2）封闭性（3）可再现性

2.1.2前趋图P27注意：

前趋图中必须不存在循环

2.1.3程序的并发执行及其特征：

P28

程序并发执行时的特征：

（1）间断性（异步性）

（2）失去封闭性（3）不可再现性

2.1.4进程的特征和状态：

P30

1.进程的特征和定义：

1）结构特征：

通常的程序是不能并发执行的。

为使程序（含数据）能独立运行，应为之配置一进程控制块，即PCB；

而由程序段、相关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体。

2）动态性：

动态性是进程的最基本的特征，动态性还表现在：

“它由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡”。

进程有一定的生命期，而程序是静态的。

3）并发性：

并发性是进程的重要特征，同时也成为OS的重要特征。

而程序（没有建立PCB）是不能并发执行的。

4）独立性5）异步性

进程的定义：

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。

2.进程的三种基本状态：

1）就绪状态：

当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源后，只要再获得CPU，即可立即执行，进程这时的状态称为就绪状态。

2）执行状态：

进程已获得CPU，其程序正在执行。

3）阻塞状态：

正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态，亦即撑劲的执行受到阻塞，称为阻塞状态，也称为等待状态。

3．挂起状态：

1）引起挂起状态的原因：

（1）终端用户的请求

（2）父进程请求

（3）负荷调节的需要（4）操作系统的需求

2）进程状态的转换：

（1）活动就绪→静止就绪

（2）活动阻塞→静止阻塞

（3）静止就绪→活动就绪（4）静止阻塞→活动阻塞

2.1.5进程和控制块

1.进程控制块的作用：

进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。

进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。

（或者说，OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的）PCB是进程存在的唯一标志。

PCB常驻内存。

2.进程控制块中的信息：

1）进程标识符：

（1）内部标识符

（2）外部标识符

2）处理机状态3）进程调度信息4）进程控制信息

3.进程控制块的组织方式：

1）链接方式：

这是把具有同一状态的PCB，用其中的链接字链接成一个队列。

2）索引方式：

系统根据所有进程的状态建立几张索引表。

2.2进程控制：

进程控制是进程管理中最基本的功能。

它用于创建一个新进程，终止一个已完成的进程，或去中止一个因出现事件而使其无法运行下去的进程，还可以负责进程运行中的状态转换。

2.2.1进程的创建

1.进程图P34子进程可以继承父进程所拥有的资源

2.引起创建进程的事件：

（1）用户登录

（2）作业调度（3）提供服务（4）应用请求

3.进程的创建：

一旦操作系统发现了要求创建新进程的事件后，便调用进程创建原语

Creat（）按下述步骤创建一个新进程。

（1）申请空白PCB

（2）为新进程分配资源

（3）初始化进程控制块（4）将新进程插入就绪队列

2.2.2进程的终止

1.引起进程终止的事件

1）正常结束：

P35批处理系统中，通常在程序的最后安排一条Holt指令来终止系统的调用；

在分时系统中，用户可利用Logsoff去表示进程运行完毕。

2）异常结束

3）外界干预：

①操作员或操作系统干预②父进程请求③父进程终止

2.进程的终止过程：

（1）根据被终止进程的标识符，从PCB集合中检索出该进程的PCB。

从中读出该进程的状

态。

（2）若被终止进程正处于执行状态，应立即终止该进程的执行，并置调度标志为真，用于指示该进程被终止后应重新进行调度。

（3）若该进程还有子孙进程，应将起所有子孙进程予以终止，以防他们成为不可控的进程。

（4）将被终止进程所拥有的全部资源，或者归还其父进程，或者归还给系统。

（5）将被终止进程（它的PCB）从所在队列（或链表）中移出，等待其他程序来搜集信息。

2.2.3进程的阻塞与唤醒

1.引起进程阻塞和唤醒的事件：

1）请求系统服务2）启动某种操作3）新数据尚未到达4）无新工作可做

2.进程阻塞过程：

P37阻塞原语block进程的阻塞是进程自身的一种主动行为。

3.进程唤醒过程：

首先把被阻塞的进程从等待事件的阻塞队列中移出，将其PCB中的现行状态由阻