本文主要是介绍计算机操作系统-中原工学院复习知识点,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
第一章 操作系统引论
什么是操作系统?
操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充。操作系统是系统软件
操作系统的类型有几个?分别是?每种类型的特点是什么?
五种,批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统
批处理系统:批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预,由操作系统控制他们的自动运行。批处理系统不具有交互性,它是为了提高CPU的利用率;
特点:多道,在内存中同时存放多个作业,一个时刻只有一个作业运行,这些作业共享CPU和外部设备资源; 成批,用户和他的作业之间没有交互性,用户自己不能干预自己的作业的运行,发现作业错误不能及时改正。
优缺点:资源利用率高,系统吞吐量大,平均周转时间长,无交互能力
分时系统:是使一台计算机采用时间片轮转的方式同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。
特点:同时性,计算机系统能被多个用户同时使用; 独立性:用户和用户之间都是独立操作系统的,在同时操作时并不会发生冲突,破坏,混淆等现象; 及时性:系统能以最快的速度将结果显示给用户; 交互作用性:用户能和电脑进行人机对话;
实时系统:指当外界时间或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其结果又能在规定的时间内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,调度一切可利用资源完成实时任务,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统
网络操作系统:是一种能代替操作系统的软件程序,是网络的心脏和灵魂,是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。借由网络达到互相传递数据与各种消息,分为服务器(Server)及客户端(Client)。 而服务器的主要功能是管理服务器和网络上的各种资源和网络设备的共用,加以统合并控管流量,避免有瘫痪的可能性,而客户端就是有着能接收服务器所传递的数据来运用的功能,好让客户端可以清楚的搜索所需的资源。
分布式操作系统:是支持分布式处理的软件系统,是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统。它包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译(解释)系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。
操作系统的基本特性有哪几个?其定义是什么?
并发、虚拟、异步、共享
并发性:是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生;在多道程序环境下,并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行;但在单处理机系统中,每一时刻却仅能有一带程序执行,故微观上这些程序只能是分时地交替运行。
共享性:是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
虚拟性:通过技术将物理实体变为若干条逻辑信道,使原先只能提供一对用户通话的物理通道,变为能供多个用户同时通话的逻辑通道。
异步性:在多道程序环境下,系统允许多个进程并发执行。
操作系统的功能有哪几个?
处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、操作系统与用户之间的接口
单用户单任务操作系统有哪些?单用户多任务操作系统有哪些?多用户多任务操作系统?
CP/M
MOS,Windows系统
UNIX、Linux和Solaris等。
练习题4、7、11、14
第二章 进程的描述与控制
什么是DAG,其作用是什么?
为了更好地描述程序的顺序和并发执行情况,介绍了用于描述程序执行先后顺序的前趋图,前趋图是指一个有向无循环图,可记为DAG用于描述进程之间执行的先后顺序。
程序顺序执行与并发执行的特征?
程序顺序执行的特征有:(1)顺序性:指处理机严格地按照程序所规定的顺序执行,即每一操作必须在下一操作开始之前结束;(2)封闭性:指程序在封闭的环境下运行,即程序运行时独占全机资源,资源的状态(除初始状态外)只有本程序才能改变它,程序一旦开始执行,其执行结果不受外界因素影响;(3)可再现性:指只要程序执行是的环境和初始条件相同,当程序重复执行时,不论它是从头到尾不停顿地执行,还是“走走停停”地执行,都可以获得相同的结果。程序顺序执行时的这种特性,为程序员检测和校正程序的错误带来了极大的方便。
什么是进程?PCB是什么有什么作用?程序能调用自己的PCB不?在分页或分段系统中PCB的指针指向什么?
进程是进程实体的运行过程,是系统资源分配和调度的一个独立单位。
PCB:为了使参与并发执行的每个程序(含数据块)都能独立的运行,在操作系统中必须为之配置一个专门的数据结构,称谓进程控制块(PCB)
程序不能调用自己的PCB
PCB中的指针只想的是页表和段的指针
进程和程序的本质区别是什么?进程的特征是哪些?
进程即运行中的程序,表示程序是在运行中的;程序是一种非运行的文件类型,表示程序未在运行中,两者的本质区别就是状态的不同:即为动态和静态的区别。
进程的特性:动态性、独立性、异步性、并发性
进程一般情况下有几种状态,分别是什么?什么会引起其转换,当有n个进程时,每个状态有几个进程,为什么?
进程的是三种状态:就绪、执行、阻塞
就绪-执行:进程调度
执行-阻塞:I/O请求
阻塞-就绪:I/O完成
执行-就绪:时间片完
操作系统有哪两种状态或模式?这两个模式(模态)如何转换?
用户态和内核态
两种状态之间的转换:
当一个进程执行系统调用而陷入内核代码中执行时,称其处于内核运行状态(内核态);
当进程在执行用户自己的代码时,则称其处于用户运行状态(用户态)
用户态转换到核心态是通过中断实现的,并且中断是唯一途径
什么是中断,哪些活动是可以中断的?
中断是指计算机在执行期间,系统内发生的任何非寻常的或非预期的急需处理时间,使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去指向相应的事件处理程序,待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。
系统调用、键盘命令、进程调度可以中断
什么是原语,有什么特点?一般的进程原语有哪些?
原语是由若干条指令组成的,用于完成一定功能的一个过程,原语在执行过程中不可中断
一般的进程原语:进程的创建、进程的退出
进程的创建过程是什么?
先分配一个pid(进程标识符),再分配一个空白的PCB
为新进程和数据分配内存空间
初始化进程控制块。
设置相应链接,尽力进程家族树
进程的终止过程是什么?
检查PCB,检查进程状态
将进程从运行态转换成终止态
检查是否有子进程需要终止
将获取到的资源归还给父进程或系统
将该进程的PCB从PCB队列中移出
进程的阻塞过程是什么?
保存当前进程的CPU现场;
置该进程状态(执行到阻塞);
进入阻塞队列(根据不同的阻塞原因进入不同的队列);
转进程调度程序进行重新调度,把处理器分配给别人。(阻塞是进城自身的一种主动行为)
进程的唤醒过程是什么?
把被阻塞的进程从阻塞队列中移出;
PCB状态改阻塞为就绪;
将PCB插入就绪队列
进程同步的制约关系有什么?
间接相互制约关系、直接相互制约关系
什么是临界资源?
临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源。
什么是临界区、什么是进入区,什么是退出区?
临界区存放的是每个进程中访问临界资源的那段代码
进入区:每个进程在进入临界区之前,应该先对欲访问的临界资源金检查,看它是否正被访问。如果此刻临界资源未被访问,进程便可进入临界区对该资源进行访问,并设置它正被访问的标志;如果此刻该临界资源正被某进程访问,则本进程不能进入临界区。因此必须在临界区前增加一段用于进行上述检查的代码,把这段代码称为进入区。
退出区:与进入区相对应,在临界区后面也要加上一段称为退出区的代码,用于将临界区正在被访问的标志恢复为未被访问的标志。
同步机制中应该遵循的规则是什么?分别属于进入区还是退出区?
空闲让进、忙则等待、让权等待、有限等待
信号量
整型信号量、记录型信号量、AND型信号量、信号量集
信号量是什么资源?
经典的进程同步问题?每个会写出完整代码,或定义变量
进程通信类型?
低级通信(信号量机制)、高级通信(共享存储区、管道、消息传递和客户机和服务器)
线程概念?
线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
进程和线程的区别和联系。
1.调度
在传统的操作系统中,拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程。而在引入线程的操作系统中,则把线程作为调度和分派的基本单位。而把进程作 为资源拥有的基本单位,使传统进程的两个属性分开,线程便能轻装运行,从而可显著地提高系统的并发程度。在同一进程中,线程的切换不会引起进程的切换,在 由一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时,将会引起进程的切换。
2.并发性
在
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