操作系统复习总结

第一章 操作系统引论

1. 1 操作系统的目标（了解、知道）

a、有效性：提高系统资源的利用率，提高系统的吞吐量。

b、方便性：方便使用计算机系统，避免用户使用机器语言编写程序的繁琐工作。

c、可扩充性：超大规模集成电路（ VLSI ）技术、计算机技术以及计算机网络发展的 需求，以便于增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块 。

d、开放性：遵循世界标准规范，如开放系统互联（ OSI ）国际标准。 1.2 操作系统的作用（知道）

A、它作为用户和计算机硬件之间的接口；

a、命令方式；b、系统调用方式；c、图形窗口方式 B、它作为计算机系统资源的管理者：

a. 处理器管理（分配和控制处理机） b、存储器管理（负责内存的分配与回收） c、I/O设备管理（I/O设备的分配与操纵）d、信息管理（信息的存取、共享和保护）。 C、它实现了对计算机资源的抽象：

铺设在硬件上的多层软件系统，增强了系统的功能，隐藏了硬件操作的具体细节，从而方便用户使用。

1.3 推动操作系统发展的主要动力（知道）

A、不断提高计算机资源的利用率：最初的动力——计算机系统的昂贵。 B、方便用户使用：改善用户上机、调试的条件，如图形用户界面的出现。

C、器件的不断更新换代：微电子技术的发展，推动OS的功能和性能迅速增强和提高。 D、计算机体系结构的不断发展：计算机：单处理机系统?多处理机系统?计算机网络。 操作系统：单处理机OS ?多处理机OS ?网络OS

人工操作方式；脱机输入/输出方式。脱机的优点：减少CPU的空闲时间；提高了I/O速度 。 单道批处理系统主要特征 ：（知道）

(a) 自动性： 作业自动逐个依次运行，无需人工干预 (b) 顺序性： 先调入内存的作业先完成 (c) 单道性：内存始终仅有一道程序运行 多道批处理系统的好处 ：（知道）

1、提高CPU的利用率 ；2、提高内存和I/O设备利用率；3、增加系统吞吐量。 多道批处理系统（知道） 优点 ：资源利用率高，系统吞吐量大 缺点：平均周转时间长（排队、调度），无交互能力 多道批处理系统应解决的问题 ：（知道） 1、处理机的管理问题（分配和回收）；2、内存的的管理问题（分配和保护）； 3、I/O设备的管理问题（共享）；4、文件管理问题（程序和数据的组织）； 5、作业的管理问题（组织和管理）。 分时系统：（掌握）

定义：在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过终端，以交互的方式使用计算机，共享主机资源。 分时系统特征：（知道）

a) 多路性：宏观上多个用户同时工作，微观上每个用户轮流运行一个时间片。 (b) 独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立操作。 (c) 及时性：用户请求能在很短时间内获得相应 。 (d) 交互性：用户可通过终端与系统进行人机对话。

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实时系统 ：（掌握）

定义：计算机能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对原事件的处理，并且控制所有实时设备和实时任务协调一致的工作。 实时系统特征 ：（1）响应时间要快；（2）系统可靠性要高；（3）具有连续的人-机对话能力； （4）具有保护过载能力；（5）系统整体性要强。 实时系统和分时系统的比较：（掌握）

1.4 操作系统的基本特征：（掌握）

1、并发性（并行合并发：并发同间隔事件发生，并行同时刻进行；引入进程、线程）； 2、共享性（互斥共享性和同时访问性）； 3、虚拟性（时分复用技术，空分复用技术）； 4、异步性。

1.5 操作系统的主要功能（重点）

1. 处理机管理：对CPU进行分配，并对其运行控制和管理

A、进程控制：为作业创建进程，撤销已结束的进程，控制进程在运行过程中的状态转换； B、进程同步：为多个进程的运行进行协调，包括进程互斥和进程同步两种协调方式； C、进程通信：实现相互合作的进程之间的信息交换； D、调度：包括作业调度和进程调度。

2. 存储器管理：为多道程序分配内存，方便用户使用存储器，提高存储器利用率以及能从 逻辑上扩充内存。

A、内存分配：为每道程序静态或者动态地分配内存；

B、内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，互不干扰；

C、地址映射：将应用程序地址空间中的逻辑地址映射为内存空间中的物理地址； D、内存扩充：借助虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存。

3. 设备管理功能：完成I/O请求，分配I/O设备，提高CPU和I/O设备的利用率，提高I/O 速度，方便用户使用I/O设备。

A、缓冲管理：管理好各类缓冲区，提高系统吞吐量； B、设备分配：根据I/O请求，分配所需要的设备； C、设备处理：实现CPU与设备控制器之间的通信；

D、虚拟设备：将一个物理设备变换（改造）为多个对应的逻辑设备，使每个用户感觉 自己独占该设备

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4、文件管理： 对用户文件和系统文件进行管理，方便用户使用，并保证文件的安全性 。

A、文件存储空间的管理：为文件分配必要的外存空间，提高外存利用率，并提高文件系统的 存取速度；

B、目录管理：为每个文件建立目录项，并对众多的目录项加以有效的组织，实现方便的按名 存取；

C、文件读/写管理和保护：进程之间的信息交换；

D、文件读/写管理：从外存中读取数据，或将数据写入外存；

E、文件保护：防止未经核准的用户存取文件，防止冒名顶替存取文件，防止以不正确的方式 存取文件。

5. 用户接口：方便用户使用操作系统，以命令、系统调用或者图形方式为用户提供接口 。

A、命令接口：包括联机用户接口和脱机用户接口（即批处理用户接口）； B、程序接口：由一组具有特定功能的系统调用组成； C、图形接口：图形化的操作界面。

第二章 进程管理

1.、程序的顺序执行（掌握）

特征： a. 顺序性 b. 封闭性 c. 可再现性 前趋图（P35-P36）和作业。 2、并发执行的特征：（掌握）

(1) 间断性；(2) 失去封闭性；(3) 不可再现性。 3. 进程的定义：（掌握）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。

特征：

1、结构特征：进程实体由程序段、相关的数据段和进程控制块（PCB）构成。

2、动态性：进程的最基本特征，进程由创建而产生，因调度而执行，由撤消而消亡。

3、并发性：进程的重要特征，多个进程实体共同存在于内存中，在一段时间内可以同时运行 。 4、独立性：进程是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位 。 5、异步性：进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进，即进程按异步方式运行 。 进程的三种基本状态：就绪、执行和阻塞。 进程的基本状态转换：（掌握）

接收 新进程 就绪 时间片完I/O完成 成 进程调 度 执行 阻塞

I/O请求

完 死锁 结束

撤消

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进程的状态转换： 活动 结束 执行 进程调度 I/O请求

撤消 时间片

就绪 死锁 阻塞

I/O完成 唤唤醒 醒 挂挂 起 起 静止 I/O完成

挂起 挂起

阻塞 就绪

状态转换原理要理解（P38---P40）

进程控制块的组织：1、线性表方式 2、链接方式 3、索引方式。 进程控制实现方式：原语（1）原语由若干指令组成，完成特定功能；（2）原语是不可分割的基本 单位，执行过程中不允许被打断；（3）原语存于内核中，并常驻内存；

进程的创建和终止，阻塞和唤醒（掌握）

进程创建的步骤：

（1）申请空白PCB：申请唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取空白PCB；

（2）为新进程分配资源：为新进程的程序和数据以及用户栈分配内存空间，操作系统必须知道新

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