操作系统根据复习提纲-整理文档格式.doc

1、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

2、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

3、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

4、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，L

5、inux等网络操作系统：如Unix，NetWare，Windows NT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：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 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（Application Program Interface）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

6、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

7、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（

8、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

9、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） 可屏蔽中断 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 访管中断：由执行系统调用而引起 硬件

10、故障中断：电源失效、协处理器错误、奇偶校验错误等 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 故障（Fault）：发生问题处理完毕后，再执行一次原来的指令 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 终止（Abort）：

11、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 编程异常（Programmed Exception）：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

12、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

13、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CP

14、U，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（user level contex）：进程自己的代码、数据、栈等（2）