操作系统复习详细内容Word文档格式.docx

操作系统复习详细内容Word文档格式.docx

《操作系统复习详细内容Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统复习详细内容Word文档格式.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

①批处理系统：

●优点:

系统吞吐量大，资源利用率高；

●缺点:

用户与作业无法交互，作业平均周转时间较长。

适合计算量大、自动化程度高的成熟作业

②分时系统：

特点：

●同时性：

若干用户同时使用一台计算机。

●独立性：

每个用户占有一台终端，独立操作，感觉不到

别的用户存在。

●交互性：

用户可通过终端与系统进行人机对话。

●及时性：

用户的请求能在较短时间内得到响应。

适用于短小作业

③实时系统：

特点：

●实时性。

其响应时间由被控制对象所能承受的延迟来确

定。

●可靠性。

要具有容错能力，可采用双工机制：

一台主机；

一台后备机。

●确定性。

是指系统按照固定的、预先确定的时间执行指定的操作。

其可确定性取决于系统响应中断的速度和处理能力。

适用于需要计算机能对随机发生的外部事件做出及时的响应和处理的作业。

是一个专用系统。

6操作系统的特性?

特性：

●并发性：

并发是指系统中存在着若干个逻辑上相互独立的程序，它们都已被

启动执行，都还没有执行完，并竞争系统资源。

●共享性：

是指系统中的资源可供系统中多个并发执行的进程共同使用。

如打

印机、磁带机、磁盘等。

支持系统并发性的物质基础是资源共享

●虚拟性：

把共享资源的一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。

如，CPU的

分时共享；

虚拟存储器技术。

●异步性（随机性）：

有限的资源共享使并发进程之间产生相互制约关系。

各个

进程何时执行、何时暂停、以怎样的速度向前推进、什么时候完成

等都是不可预知的

7衡量OS的性能指标有哪些？

什么是吞吐量、响应时间和周转时间？

（响应时间：

从用户发出请求到系统开始响应所需的时间）

性能指标：

●资源利用率：

指在给定时间内，系统中某一资源（如CPU、存储器、外部设备等）实际使用时间所占比率。

●吞吐量（Throughput）：

指单位时间内系统所处理的信息量。

它通常是用每小时或每天所处理的作业个数来度量。

●周转时间：

指从作业进入系统到作业退出系统所用的时间。

而平均周转时间是指系统运行的几个作业周转时间的平均值。

8什么是嵌入式系统？

以实际应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪的专用计算机系统。

9什么是对称多处理？

它有什么好处？

对称多处理（SMP）：

操作系统和用户程序可安排在任何一个处理机上运行，各处理机共

享主存和各种I/O设备。

优点：

●增加了系统的吞吐率。

多个作业可以分配在任何一个处理机上执行，

大大增加了系统的吞吐率。

●增加了系统的可靠性。

一个处理机的失效，这是性能的降低，不会

影响整个系统。

10为了实现系统保护，CPU通常有哪两种工作状态？

各种状态下分别执行什么程序？

什么时候发生状态转换？

状态转换由谁实现的？

CPU通常有核心态、用户态两种工作状态。

核心态执行操作系统内核程序，用户态执行用户自编程序和系统外层的应用程序。

通过系统调用可以实现状态的转换，具体是通过中断和异常来实现。

用户态到核心态的转换由硬件完成；

核心态到用户态的转换由内核程序执行后完成。

11什么是系统调用？

什么是特权指令？

特权指令执行时，CPU处于哪种工作态？

系统调用就是内核向用户提供的，用来运行系统内核子程序的接口。

特权指令是指关系系统全局的指令，如存取和操作CPU状态，启动各种外部设备，设备时钟时间，关中断，清主存，修改存储器管理寄存器，改变用户方式到核心方式和停机指令等。

特权指令执行时，CPU处于核心态。

12操作系统通常向用户提供哪几种类型的接口?

其主要作用是什么?

●操作接口：

命令语言或窗口界面是用户使用计算机系统的主要接口。

●编程接口：

系统调用是用户与操作系统之间的编程接口

第2-3章进程管理

1程序顺序执行的特点并发执行

●串行性

●封闭性：

程序在运行时独占全机资源，因此，这些资源的状态只能由该程序决定和改变，

不受外界因素影响。

●可再现性：

只要初始条件相同，无论程序连续运行，还是断断续续地运行，程序的执行

结果不变。

2何谓进程，进程由哪些部分组成？

试述进程的四大特性（动态性、独立性、并发性、结构性）及进程和程序的区别。

进程是可以和其他程序并行执行的程序关于某个数据集合的一次执行过程。

组成：

程序、数据、进程控制块。

其包含的程序可以有一个或多个；

数据可能隐含包括一两个堆栈，主要用来保存函数调用和系统调用时要传递的参数、返回地址和一些临时变量等；

进程控制块是操作系统对进程进行管理控制使用的一个结构，用来记录进程的属性信息。

四大特性：

●动态性。

进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命期的。

●独立性。

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

●并发性。

多个进程可在处理机上交替执行。

●结构性。

系统为每个进程建立一个进程控制块。

进程与程序的区别：

●进程是动态的，程序是静态的。

程序是有序代码的集合，进程是程

序的执行，没有程序就没有进程。

通常，进程不可以在计算机之间迁移，而程序可以复制。

●进程是暂时的，程序是永久的。

●进程包括程序、数据和进程控制块。

●通过多次执行，一个程序可对应多个进程；

通过调用关系，一个进程可包括多个程序。

进程可创建其他进程，而程序不能形成新的程序。

3进程控制块的作用是什么?

它主要包括哪几部分内容?

作用：

进程存在的唯一标识

●进程标识数：

用于唯一地标识一个进程，通常是一个整数。

外部标识符，由用户使用。

如：

send进程、print进程等。

●进程的状态、调度、存储器管理信息：

是调度进程所必需的信息，包括进程状态、优

先级、程序在主存地址、在外存的地址等。

●进程使用的资源信息：

分配给进程的I/O设备、正在打开的文件等。

●CPU现场保护区：

保存进程运行的现场信息。

包括：

程序计数器（PC）、程序状态字、

通用寄存器、堆栈指针等。

●记帐信息：

包括使用CPU时间量、帐号等。

●进程之间的家族关系：

类UNIX系统，进程之间存在着家族关系，父/子进程。

●进程的链接指针：

链接相同状态的进程。

4进程的基本状态，试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。

基本状态：

●运行态（running）：

进程正在CPU上运行。

单CPU系统一次只有一个运行进

程；

多CPU系统可能有多个运行进程。

●阻塞态（blocked）：

又称等待态。

当进程因等待某个条件发生而不能运行时

所处的状态。

等待I/O完成，等待一个消息

●就绪态（ready）：

已获得除CPU之外的全部资源，只要再获得CPU，就可执行。

状态转换图见书28页。

5什么是原语?

什么是进程控制？

原语是不能被中断的。

进程控制是指系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤消进程，以及完成进程各

状态之间的转换。

6进程调度的功能、方式、时机、算法。

作业调度，交换调度。

作业的周转时间和作业的带权周转时间?

进程调度的功能：

●记录系统中各进程的执行状况

管理进程控制块，将进程的状态变化及资源需求情况及时地记录到PCB中。

●选择就绪进程占有CPU

●进行进程上下文的切换

将正在执行进程的上下文保存在该进程的PCB中，将刚选中进程的运行现场恢复起来，以便执行。

进程调度的方式：

●非抢先方式（非剥夺方式）

某一进程占用CPU,直到运行完或不能运行为止，其间不被剥夺。

用在批处理系统。

主要优点：

简单、系统开销小。

●抢先方式（剥夺方式）

允许调度程序基于某种策略（优先级、时间片等）剥夺现行进程的

CPU给其它进程。

用在分时系统、实时系统。

进程调度的时机：

●现行进程完成或错误终止；

●提出I/O请求，等待I/O完成时；

●在分时系统，按照时间片轮转，分给进程的时间片用完时；

●优先级调度，有更高优先级进程就绪；

●进程执行了某种原语操作，如阻塞原语和唤醒原语，都可能引起进

程调度。

进程调度的算法：

先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、响应比高者优先（HRN）、优

先级调度法、轮转法（RoundRobin）、多级反馈队列轮转法

作业调度：

高级调度。

多道批处理系统。

多个用户作业以成批的形式提交到外存，形成

后备作业队列。

被作业调度选中进内存，就处于运行态。

交换调度：

中级调度。

将主存就绪或主存阻塞等暂不具备运行条件的进程换出到外存交

换区；

或将外存交换区中的已具备运行条件的进程换入主存。

交换调度可以

控制进程对主存的使用。

7线程的定义，线程与进程的比较。

系统对线程的支持。

（用户级线程、核心级线程、两级组合）

线程：

是进程内的一个可执行实体，是处理机调度的基本单位。

线程与进程的比较：

①拥有的资源

●进程拥有一个独立的地址空间，用来存放若干代码段和数据

段。

若干打开文件，以及至少一个线程。

●一个进程内的多线程共享该进程的所有资源，线程自己拥有

很少资源。

②调度

●进程调度需进行进程上下文的切换，开销大。

●同一进程内的线程切换，仅把线程拥有的一小部分资源变换

了即可，效率高。

同一进程内的线程切换比进程切换快得多。

不同进程的线程切换…

③并发性

●引入线程后，使得系统的并发执行程度更高。

进程之间、进

程内的多线程之间可并发执行。

④安全性

●同一进程的多线程共享进程的所有资源，一个线程可以改变

另一个线程的数据，而多进程实现则不会产生此问题。

共享

方便。

系统对线程的支持：

①用户级线程

●有关线程的所有管理工作都由用户进程通过调用用户态运行

的线程库完成。

自己设计线程调度算法。

●内核以进程为单位进行调度。

一个线程阻塞，其依附的进程

也阻塞。

●多线程对应核心级一个进程。

●如，POSIX的Pthread线程库

②核心级线程

●有关线程的管理工作都由内核完成。

应用程序通过系统调用

来创建或撤销线程。

●一个线程的阻塞，不影响其他线程的执行。

●Windows、Linux、多处理机系统

③两级组合

●既支持用户级线程，也支持核心级线程。

●用户级多个线程对应核心级多个线程。

●当内核了解到一个线程阻塞后，通知运行时系统，重新调度

其他线程。

●Solaris用户线程LWP内核线程

8并发执行的进程在系统中通常表现为几种关系?

各是在什么情况下发生的?

●对资源的共享引起的互斥关系

进程之间本来是相互独立的，但由于共享资源而产生了关系。

间接制约关系，互斥关

系。

●协作完成同一个任务引起的同步关系

一组协作进程要在某些同步点上相互等待发信息后才能继续运行。

直接制约关系，同

步关系。

●进程之间的前序关系

由于进程之