OS期末考试复习题目.pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理系统的硬件和软件资源，协调多道程序的执行，为用户提供方便的交互界面。操作系统主要包括以下几个关键概念： 1. **管态与目态**： - 管态（Kernel Mode）：操作系统运行时的状态，此时处理器具有访问所有系统资源的权限。 - 目态（User Mode）：用户程序运行时的状态，对资源的访问受到限制，以保护系统安全。 2. **并发与并行**： - 并发（Concurrency）：多个活动在时间上重叠，不强调同一时刻，更注重宏观上的同时进行。 - 并行（Parallelism）：多个活动在同一时刻真正地同时执行，通常需要多处理器或多核心支持。 3. **进程与线程**： - 进程（Process）：程序在并发环境中的执行实例，拥有独立的资源和执行上下文。 - 线程（Thread）：进程内部的执行单元，共享进程资源，是调度的基本单位。 4. **管程**： - 管程是解决并发进程同步的一种高级机制，定义了一个数据结构和一组操作，使得进程可以安全地访问共享数据。 5. **进程状态转换**： - 就绪态（Ready）：进程准备好运行，等待CPU资源。 - 运行态（Running）：进程正在CPU上执行。 - 阻塞态（Blocked）：进程因等待某个事件而无法执行。 6. **临界区与临界资源**： - 临界区：访问临界资源的代码段。 - 临界资源：一次只能被一个进程使用的资源。 7. **死锁与饥饿**： - 死锁：进程间相互等待对方释放资源，形成循环等待，导致无法继续执行。 - 饥饿：某些进程因为资源分配不当，长时间无法获取所需资源，无法执行。 8. **死锁预防与避免**： - 死锁预防：通过资源分配策略打破死锁的必要条件，防止死锁发生。 - 死锁避免：动态检查资源请求，预测并避免可能的死锁。 9. **抢占式调度与非抢占式调度**： - 抢占式调度：可中断当前进程，将其调度给优先级更高的进程。 - 非抢占式调度：一旦分配CPU，进程会一直运行到完成或自愿放弃。 10. **TLB**： - 转换查找缓冲区，硬件组件，用于加速虚拟地址到物理地址的转换。 11. **Spooling技术**： - 通过磁盘上的缓冲区模拟物理设备，实现多个进程共享物理设备。 12. **输入井与缓冲池**： - 输入井：磁盘上的多个缓冲区，用于缓存输入数据，平衡CPU与I/O设备速度差异。 - 缓冲池：公共缓冲区，用于输入和输出，提高资源利用率和设备并行度。 13. **设备无关性**： - 用户程序与具体使用哪个物理设备无关，简化了设备管理。 14. **数字签名**： - 一种公钥加密技术，用于验证数字信息的完整性和来源的真实性。 15. **对称加密与非对称加密**： - 对称加密：加密和解密使用相同密钥。 - 非对称加密：使用一对公钥和私钥，公钥加密，私钥解密。 简答题涉及的概念同样重要，例如进程引入的原因、进程与程序的区别、进程状态转换、临界区和临界资源的概念及调度原则、进程间互斥与同步的含义、线程的级别等。这些内容是操作系统课程的重点，理解它们有助于掌握操作系统的基本原理和机制。