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1、计算机操作系统总复习,第一章 操作系统引论第二章 作业界面管理第三章 文件管理第四章 存储管理第五章 设备管理第六章 进程及处理机管理第七章 操作系统结构和程序实现,界面：命令行、图形、虚拟现实,作业（任务）管理和文件管理,进程：父进程（零进程）,子进程,子进程,子进程,子进程,子进程,设备驱动,硬件,硬件检查,调OS核心进入内存,启动OS（即进入父进程、即命令解释程序）,接受命令,检查,解释,初始化（寄存器置初始值）,通电,从用户方面看OS,从计算机内部看OS,到进程时才和用户结合起来，0进程即命令解释程序，windows则是进入界面。,第一章：操作系统概述,操作系统设计观点用户观点：方便用
2、户资源观点：充分利用资源,基本概念,两句重要话,模拟题,操作系统属性,自测题,课堂教案,基本概念,多道：内存中同时存放多个程序,或一个用户的多个程序段。不一定是多用户。多用户：用户之间要有安全保密性。肯定是多道，不一定是多终端。多终端：指的是硬件。一个终端可装多用户系统。多重处理系统：分多个CPU 和用户多个程序同时调入内存两种情况,多道#多用户#多终端#多重处理系统,操作系统设计的用户观点：方便用户-分为以下五大类型,批处理操作系统分时操作系统实时操作系统网络操作系统分布式操作系统,操作系统设计的管理观点：充分利用资源-分为五大功能,内部管理采用：中断、通道、串行、并发、并行和本地与远地通信
3、等分设的管理部门机构。五大管理功能：1、作业（界面）管理2、文件管理3、存储管理4、设备管理5、进程管理,操作系统的属性：响应比、并发性（共行性）、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等。,是非题,1、操作系统“生成”，是可以按用户的任意要求，装配成各种应用核心（错）2、多用户操作系统离开了多终端硬件支持，无法使用。（错）3、实时操作系统的响应系数最大，设备利用率最高。（错）4、UNIX操作系统的最大特点是多用户，多任务和到树型文件结构。（对）,是非题（续）,5、一般的分时操作系统无法作实时控制用。（对）（解释，特殊的HP-UX机启动时将多用户
4、选成单用户，并提高优先级）6、具有多道功能的操作系统一定是多用户操作系统（错）7、PC机一个逻辑驱动器号能管理两个以上物理硬盘。（错）,填空题：,几年前一位芬兰的大学生在internet上公开发布了以下一种免费操作系统：（）windows NT（对）Linux（）UNIX（）OS2,填空题：,1、操作系统中用得最多的数据结构是：C 表格 A 堆栈 B 队列 C 表格 D 树 2、系统调用是（B）A 一条机器指令 B 提供编程人员的接口C 中断子程序 D 用户子程序,第二章：作业管理,常用作业调度算法,模拟题,三代用户界面,课堂教案,自测题,三代用户界面,第一代用户界面：操作命令和系统调用在一维
5、空间(命令行界面),操作员记忆、敲击（键盘）；第二代用户界面：图形界面在二维空间(图形界面),用户看、点（图符）；第三代用户界面：虚拟现实在三维空间(虚拟现实的界面元素),计算机对人（语音、视点、姿势）作出反应。,常用作业调度算法：,主要根据用户和资源的关系选定算法。1、FCFS先来先服务：适用作业均衡情况2、SJF最短作业优先：适用作业内容参差很不均衡时有合理性。作业平均周转时间T（作业i完成时间Fi 作业i提交时间Ai）作业数n,填充题,作业I/O方式有如下三种：联机输入、脱机输入、假脱机（SPOOLing）第一代人机界面的内容是指：操作命令和系统调用用户界面的设计特点：实现高效的人机通信
6、。,第三章：文件管理,文件系统分类,模拟题,文件的组织结构,课堂教案,自测题,文件的物理、逻辑、目录结构,文件分类,按文件性质与用途分类：系统文件、库文件、用户文件按操作保护分类：只读（-r-），可读可写（-rw-），可执行（-x-）按使用情况分类：临时文件、永久文件、档案文件。按用户观点分类：普通文件、目录文件、特殊文件（设备等）按存取的物理结构分类：顺序文件、链接文件、索引文件。按文件中的数据形式分：原文件和目标文件,文件的组织结构：,：组成文件系统包括：文件管理程序（文件+目录）、所管理的全部文件。是用户与外设的接口。,物理上:位、字节、块、页、盘,逻辑上:字、字段、记录、虚拟块、文件、
7、文件目录、文件夹和文件卷等,文件元素,文件,文件系统,目录,文件结构：,物理结构：顺序文件、链接文件、索引文件。逻辑结构：空闲表法、自由链表法和成组链接法。目录结构：一级文件目录、二级文件目录、多级文件目录，采用“活动文件表”物理结构和逻辑结构的区别：逻辑结构是软件结构，从用户观点看放的是文件名。操作系统按名提供空白。具体放什么格式由用户自己定。具体放什么物理位置用户不管。物理结构是是硬件结构指文件在外设上的存储形式。和存储介质的性能有关。,是非题,1、索引文件组织的一个主要优点是：（）不需要链接指针（对）能实现物理块的动态分配。（）回收实现比较简单（）用户存取方便2、文件目录的主要作用是：（
8、对）按名存取（）提高速度（）节省空间（）提高外设利用率,填空题,1、文件的三种物理结构：是顺序文件、链接文件、索引文件2、文件的存取方式按存取次序通常分为：顺序、链接、关键字3、文件中涉及的系统调用主要有以下六个：创建、打开、读、写、关闭、删除。4、从用户观点看UNIX将文件分成三类：一般普通、目录文件、特殊文件（设备处理）,第四章 存储管理,内存、外存、高速缓存,逻辑地址、物理地址、重定位,请求页式存储管理,虚拟存储管理,段式、段页式存储管理,请求淘汰算法,动态分区分配算法,分区分配存储管理,模拟题,课堂教案,自测题,内存：内部存储器。程序工作时一定在内存中进行。外存：外部存储器高速缓存（c
9、ache）：在内存与cpu之间加上cache。解决cpu快和内存慢的问题。,逻辑地址：编译后的目标程序*。Obj 中所使用的地址。（软件上）物理地址：链接后可执行程序所在的内存的实际地址。（硬件上，与硬件的结构有关）重定位：将逻辑地址转换为物理地址的过程。,虚拟存储管理：使用户不必考虑管理内存是否够用。,虚存是由操作系统调度，内外存的交换技术使得好像内存不受限制。最大容量受内、外存可用容量的限制。还受地址总线的限制。空间的扩大是以牺牲时间为代价的。,请求页式管理,将程序按页（虚页）调入内存（实页）。当运行时发现内存中没有，则请求调页。以页为单位，一般页长512字节，或1024字节。页式管理优点
10、：使许多程序可以同时工作。当内存中没有时再调入内存。将长时间不用的不放在内存。页式管理缺点：分页是没有意义。切割一页是没有意义，也许将一段程序切断了。所以引进段式管理。,分页式和分段式内存管理,段式 页式由用户设计，有逻辑意义 分页用户不可见，由OS划分段面是信息的逻辑单位 页面是信息的物理单位便于段的共享和动态链接 页一般不能共享段长不等，可动态增长 页面大小相同，不能增长段具有二维地址空间，页具有一维地址空间段内连续编址，段间地址 不一定连续 管理形式相似，但概念不同,段页式：先分段再分页调入内存,常用的页面淘汰算法,先进先出算法(FIFO）：先进入内存的页面先淘汰。最近最少使用页面先淘汰
11、（LRU）：淘汰最近一段时间最久没访问的页面。最优淘汰算法（OPT）：是理想算法。淘汰预测不被访问或长时间后才被访问中的页面。最不经常使用的页面先淘汰（LFU）：淘汰最近一段时间访问次数最少的页面。最近没有使用页面先淘汰（NUR）：选淘汰访问位为零的页面进行淘汰。随机数淘汰页面算法：无法确定哪些被访问页最可能不使用时，随机淘汰一页。循环检测法：让循环多的页面留在内存。,分区分配存储管理,固定分区分配：在处理作业前，固定划分区域。每个作业占一个分区，作业连续存放。可变式动态分区分配：在处理作业过程中按需要分区。可重定位分区分配：目的是解决“碎片”问题。把已分配的各个分区“移动”紧靠一边，空白区集
12、中靠另一端。多重分区分配：把一个作业分解占多个内存分区，充分利用了小的空白区。减少了“碎片”。,是非题,1、可重定位内存分配目的为：（对）解决碎片问题（）便于多作业共享内存（）回收空白区方便（）摆脱用户干涉2、逻辑地址就是（）用户地址（对）相对地址（）物理地址（）绝对地址,假设某程序有460行，内存访问序列按以下顺序进行：10，35，104，170，73，309，185，245，434，364（1）设页面大小是一页100行，请给出访问顺序的页面号（从第一页开始）答：访问顺序的页面号1，1，2，2，1，4，2，3，5，4（2）设程序的可用内存是200行，即两页。采用FIFO替换算法，其缺页率是多
13、少？访问顺序：1，1，2，2，1，4，2，3，5，4 V，V，V，V，V，缺，V，缺，缺，缺调用队列：1，2 FIFO：先进先出 淘汰1调入4，队列2，4 淘汰2调入3，队列4，3 淘汰4调入5，队列3，5 淘汰3调入4，队列5，4,缺页率=缺页次数/申请次数=4/10,（3）采用LRU替换算法，其缺页率又是多少？访问顺序：1，1，2，2，1，4，2，3，5，4 V，V，V，V，V，缺，缺，缺，缺，缺调用队列：1，2 LRU：最近最少使用 队列 2，1 淘汰2调入4，队列1，4 淘汰最久不用的 淘汰1调入2，队列4，2 淘汰4调入3，队列2，3 淘汰2调入5，队列3，5 淘汰3调入4，队列5，
14、4,缺页率=缺页次数/申请次数=5/10,（4）如果采用OPT算法，其缺页率又是多少？访问顺序：1，1，2，2，1，4，2，3，5，4 V，V，V，V，V，缺，V，缺，缺，V调用队列：1，2 OPT：最佳淘汰法 淘汰1调入4，队列2，4 淘汰将来最久不用的 淘汰2调入3，队列4，3 淘汰3调入5，队列4，5,缺页率=缺页次数/申请次数=3/10,第五章 设备管理,外部设备分类,课堂教案,自测题,模拟题,外部设备分类,按系统和用戶分：系统、用戶按输入输出传送方式分(UNIX或Linux操作系统)：字符型设备、块设备按资源特点分：独享设备、共享设备、虚拟设备按设备硬件物理特性分：顺序存取设备、直接
15、存取设备按设备使用分：物理设备、逻辑设备、伪设备,填空题：,1、设备的I/O方式有如下三种：询问、中断、通道2、按资源分配，设备类型分为以下三类：独享设备、共享设备、虚拟设备3、举一虚拟设备的技术（SPOOLing技术）的例子：共享打印机4、缓冲技术有哪几种：单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池。5、设备分配算法有：先来先服务、优先级队列,第六章 进程及处理机管理,课堂教案,OS核心功能,模拟题,进程三态及转换,OS特点,进程概念等,进程调度算法进程调度算法,进程通信,程序与进程,进程与线程,自测题,操作系统核心功能,1、调度进程：2、分配内存：3、管理和控制文件系统：4、处理系统调用：5、处理输入
16、输出的请求和工作。操作系统的五大功能都必须由“核心”负责协调工作。,操作系统核心的特点,常驻内存是一个“有头无尾”的程序模块装配而成，是一组服务功能的集合.主要通过表格组合,并发协调进行(系统态,用户态),进程的五个基本特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。,进程定义：是程序在一个数据集合上运行的过程，它是传统操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。关键是“共享资源”引起的。进程=进程控制块PCB+程序+数据集合。进程控制表（PCB）:记录程序在并发系统内执行时的数据结构。是操作系统对CPU进行控制的依据。每个进程有唯一的进程控制块。,进程的三个基本状态及转换,等待态（不能占用CPU
17、）,就绪态（尚未占用CPU）,执行态（正在占用CPU）,资源不足,释放资源得到资源,时间片到,调度选中进入,进入,完成,执行,进程调度算法,1、先来先服务(FCFS)2、时间片轮转（RR）：轮转循环调度。将CPU的处理时间分成固定大小的时间片。3、多级反馈轮转法：加入到就绪队列的进程分高、中、低级排队等待选中。4、优先数法按进程类型（系统用户）按资源要求（时间、占内存大小、多道分配）动态优先（占CPU及内存时间）,进程通信,1、同步：进程进程。举例：生产者与消費者之间，发送者与接收者之间，写者与读者之间，伙伴2、互斥：进程资源进程。举例：交通十字路口，单轨火車的拨道岔，购买车票。竞争3、临界区
18、：每次只准一个进程进入临界区，进入后不允许其它进程进入。火车上厕所4、原语（加锁/开锁、信号量、PV操作）：本身不是一条机器指令而是由若干条指令组成，一般在执行中一次完成不能被打断，5、消息缓冲：高级通信原语，用于一组信息发送与读取：Send用于发送消息。Read用于读取,程序和进程的区别,程序 进程静态的指令序列 动态的程序执行过程一程序可对应 一个进程对应至少有多个进程 一个程序在工作永久性软件资源 暂存资源,动态产生过程,进程与线程,进程是程序的一次执行过程。线程是由进程派生出来的一组代码（指令组）的执行过程。线程比进程优越之处是执行中占有相同的内存空间。在现代操作系统中，进程是分配单元
19、，而线程是执行单元。,选择题,1、操作系统核心部分的主要特点是（）一个程序模块（对）常驻内存（）有头有尾的程序（）串行执行2、操作系统中用得最多的数据结构是：（）堆栈（）队列（对）表格（）树3、原语是：（）一条机器指令（对）若干条机器指令组成（）一条特殊指令（）中途能打断的命令,是非题,（错）1、进程的互斥和同步总是因相互制约而同时引起。（错）2、作业同步就是进程同步的条件控制（对）3、死锁是指两个或多个进程都处于互等状态而无法继续工作。（对）4、关键是“共享资源”引起的原因才引进进程概念。,填充题,1、常用的进程调度算法有：FCFS、RR、多级反馈轮转法、优先数法。2、引起死锁的四个必要条件
20、是：资源互斥使用、保持和等待、非剥夺性、循环等待3、进程的三个最基本状态是：就绪态、等待态、执行态4、在UNIX 中，与进程有关的系统调用有以下四个：挂起/解挂，睡眠sleep，创建/撤消，叉用fork（）。,问答题：,1、试以生产者-消费者为例，用PV操作说明进程同步问题。答：一个生产者，一个消费者和一个产品之间关系是典型的进程同步问题。设信号量S为仓库内产品，PV操作配对进行缺一不可，生产者进程将产品放入仓库后通知消费者可用，消费者进程在得知仓库有产品时取走，然后告诉生产者可继续生产。,问答题：,2、试以某航空公司为两旅行社A和B的顾客预定飞机票为例，说明互斥的含义。答：某航空公司为两旅行社A和B的顾客预定飞机票，飞机票是互斥内容。假设为A订完了飞机票，B就不能再订票。,
