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计算机操作系统第四版期末复习知识点汇总附习题.pdf
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2024-03-17
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计算机操作系统是管理计算机硬件和软件资源的核心软件。它负责协调和控制计算机系统中各个组件的运行,并为应用程序提供一个可靠和高效的执行环境。 以下是一些常见的计算机操作系统相关问题,供您进行复习: 什么是操作系统?它的主要功能是什么? 解释进程和线程的概念,并说明它们之间的区别。 什么是内存管理?讲解虚拟内存和分页机制的工作原理。 了解进程调度算法,如先来先服务、最短作业优先和轮转调度等。 讨论死锁的概念和产生死锁的条件,以及处理死锁的方法。 介绍文件系统的基本概念、文件组织结构以及文件访问方式。 解释输入输出设备管理的作用和常用的I/O设备管理技术。 了解网络操作系统和分布式操作系统的特点和功能。
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第一章 引论
①为什么发明计算机系统:方便、有效、可扩充、开放
计算机系统作用:做接口、管理资源、资源的抽象
发展计算机系统的动力:提高利用率、更加方便、应用.体系.硬件更新都要跟上
②计算机系统发展史
一、无操作系统
(一)人工操作:单用户、CPU. 内存长期空闲
(二)脱机输入/输出(OFF-LINE I/0):装好卡片再上机。节约 CPU 空闲时间、提高
I/O 速度
二、单道批操作系统
描述:有个监督程序将磁带上的作业调入计算机
缺点:I/O 太慢,CPU 太快
三、多道批操作系统
描述:A 在 I/0,B 趁机 CPU
优点:肯定提高资源利用率、系统吞吐量变大
缺点:每个程序都要很久才处理完(作业要排队)、无交互能力
未解难题:内存、处理机争用、I/O 设备、文件的组织和管理、作业管理、用户和系统的
接口
四、分时系统
描述:解决人机交互问题
优点:终于有人机交互、多用户共享主机
实际问题:由于多用户,所以要有“多路卡”、作业直接入内存、有个“时间片”调度作
业
特征:多路、独立、及时(用户可接受)、交互
五、实时系统
描述:工业(武器)控制系统、信息查询系统、多媒体系统、嵌入式系统
类型 1:周期性实时:真的很周期;非周期性实时:有开始截止时间和完成截止时间
类型 2:硬实时:工业、武器系统;软实时:信息查询系统和多媒体系统
与分时系统比较: 多路、独立、及时(毫秒级)、交互、可靠
六、微机时代
(一)单用户单任务:8 位机的 CP/M、16 位机的 MS-DOS
(二)单用户多任务:目前的 32 位系统,如 Windows
(三)多用户多任务:UNIX、Solaris、Linux
③操作系统共同特性:
一、并发
(一)并发和并行宏观上一样,
并发:单处理机系统,微观上交替运行
并行:多处理机系统,微观上同时运行
(二)引入进程
进程:在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,由机器指令、数据和堆栈等组成,
能独立运行的活动实体
特点:用进程就可以并发执行了
二、共享
(一)互斥共享方式
例子:临界资源,打印机、磁带机
描述:你要先申请才能获得资源
(二)同时访问方式
描述:微观上还是并发
例子:多用户磁盘设备
条件:系统允许进程并发、系统能有效管理资源
三、虚拟
(一)时分复用技术(利用空闲时间服务其他用户)
虚拟处理机技术:分身之术
虚拟设备:又是分身之术,骗用户以为有专人服务
时分复用:速度:≤1/N
(二)空分复用技术
描述:将程序、电话线分成若干部分,然后各部分分时进入内存运行
空分复用:空间:≤1/N
四、异步
描述:因为要并发,所以需要一个机制调度进程
④操作系统主要功能
一、处理机管理功能
(一)进程控制
描述:要并发,就要进程、要进程,就要管理
(二)进程同步
进程互斥方式:临界资源要互斥
进程同步方式:合作完成共同任务,同步机构要协调先后次序(信号量控制)
(三)进程通信
描述:对合作进程而言,需要交换信息。当他们处于同一计算机系统时,通常采用直接通
信的方式。
例子:输入进程、计算进程、打印进程,需要信息交换
(四)调度
作业调度:选择作业、建立进程、分配资源、插入就绪队列
进程调度:从就绪队列中选出进程,分配 CPU
二、存储器管理功能
(一)内存分配
任务:分配空间、减少碎片、追加内存空间
方式:静态分配,装入内存时确定,不允许追加、不允许移动;动态分配,允许追加、允
许移动
(二)内存保护
任务 1:每道程序只在自己的内存空间运行,互不干扰
任务 2:不允许用户程序访问操作系统程序和数据、也不允许用户程序转移到非共享的其
他用户程序中执行
(三)地址映射
任务:存储器要负责地址映射,在硬件支持下完成
(四)内存扩充
描述:用虚拟存储技术,从逻辑上扩充内存容量
任务 1:请求-调入功能
任务 2:置换功能
三、设备管理功能
任务 1:完成用户进程的 I/O 请求:分配 I/O 设备,完成 I/O 操作
任务 2:提高 CPU 和 I/O 利用率:提高 I/O 速度,方便用户使用 I/O 设备
(一)缓冲管理
描述:在内存中设置缓冲区(CPU 高速性和 I/O 低速性)
例子:单缓冲机制、双向同时传送数据的双缓冲机制、多个设备共同使用的公用“缓冲池”
机制
(二)设备分配
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