linux操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱

1、Linux操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱一、操作系統(tǒng)導(dǎo)論1. 什么是操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的功能有哪些，現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征？答：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)重要系統(tǒng)軟件，它管理和控制所有的計(jì)算機(jī)資源（軟、硬件），合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便有效的利用這些資源為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方便且易于擴(kuò)展的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)與用戶之間起到接口的作用。功能：處理機(jī)管理，存儲(chǔ)管理，設(shè)備管理，文件管理，用戶接口。特征：并發(fā)性，共享性，虛擬性，不確定性。2. 操作系統(tǒng)為用戶提供了哪些接口？linux操作系統(tǒng)是多任務(wù)多用戶系統(tǒng)嗎？linux系統(tǒng)內(nèi)核版本如何區(qū)分穩(wěn)定版和測(cè)試版？命令接口，程序接口，通信接口，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口。是最新的

2、內(nèi)核是3.17（穩(wěn)定的版本是3.16） 尾數(shù)是偶數(shù)穩(wěn)定版，奇數(shù)測(cè)試版3. 單道程序設(shè)計(jì)，多道程序設(shè)計(jì)單道程序設(shè)計(jì): 任一時(shí)刻只允許一個(gè)程序在系統(tǒng)中執(zhí)行。一個(gè)程序執(zhí)行結(jié)束后才能執(zhí)行下一個(gè)程序多道程序設(shè)計(jì)：任何時(shí)刻都允許多道程序在系統(tǒng)中同時(shí)執(zhí)行。（特性：多道、宏觀上并行、客觀上串行）二、linux操作系統(tǒng)的基本操作1 常用命令及命令選項(xiàng)：2 su變更用戶身份3 ls列出一個(gè)或多個(gè)文件的信息4 cd改變當(dāng)前目錄5 pwd打印當(dāng)前工作目錄的全路徑名（絕對(duì)路徑），如果沒有顯示目錄，則屬于符號(hào)鏈接6 cp復(fù)制一個(gè)或多個(gè)文件或目錄7 mv移動(dòng)或更名文件或目錄8 rm刪除命令中所列出的每個(gè)文件9 touch修

3、改文件的時(shí)間戳，如果FILE文件并不存在，則創(chuàng)建新文件10 mkdir創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)目錄11 cat在屏幕上顯示文件的內(nèi)容12 more在屏幕上分頁顯示文件的內(nèi)容，支持跳轉(zhuǎn)行功能13 head顯示文件的開始部分14 tail顯示文件的末尾部分15 ln在文件間建立鏈接16 man獲得幫助信息17 find查找文件和目錄18 grep輸入一個(gè)或多個(gè)輸入文件中查找含有與指定模式相匹配的字符串的行19 tar打包文件或目錄1 VIM編輯器三種模式及切換，文本插入命令i、r、a、o，保存退出命令2 如何使用gcc編譯器編譯源程序，選項(xiàng)-E、-S、-o、-c，默認(rèn)文件名3 不同用戶的家目錄是什么？三、進(jìn)

4、程及進(jìn)程通信1. 進(jìn)程的概念及特性，進(jìn)程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換，進(jìn)程的組成2. 進(jìn)程、程序、線程的區(qū)別和聯(lián)系進(jìn)程與程序的區(qū)別a) 程序：靜態(tài)、指令集合、無生命周期、可保存、不是進(jìn)程調(diào)度和分配資源的單位b) 進(jìn)程：動(dòng)態(tài)、執(zhí)行過程、有生命周期、不可保存、是進(jìn)程調(diào)度和分配資源的單位c) 進(jìn)程是由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成；進(jìn)程具有動(dòng)態(tài)性，并發(fā)性，獨(dú)立性，異步性線程的定義：有時(shí)稱輕量級(jí)進(jìn)程，是進(jìn)程中的一個(gè)執(zhí)行線路或線索，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的、可獨(dú)立調(diào)度和指派的執(zhí)行單元。資源的擁有者還是進(jìn)程，線程將原來進(jìn)程的兩個(gè)屬性分開處理。線程的性質(zhì)： 是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的可執(zhí)行單元； 是操作系統(tǒng)中的基本調(diào)度單元，在

5、線程中包含調(diào)度所需的信息。 一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程，可有多個(gè)線程，因進(jìn)程已不是被調(diào)度的單元。 線程并不擁有資源，而是共享和使用包含它的進(jìn)程所擁有的所有資源。 線程在需要時(shí)也可創(chuàng)建其他線程。線程有自己的生命期，也有狀態(tài)變化。3. fork、vfork、wait、exit、_exit、getpid、getppid傳統(tǒng)的fork函數(shù)在創(chuàng)建新的子進(jìn)程的時(shí)候會(huì)復(fù)制所有父進(jìn)程的所有資源（如進(jìn)程環(huán)境、內(nèi)存、堆棧等）使用vfork函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程的時(shí)候，不會(huì)復(fù)制父進(jìn)程的相關(guān)資源，父子進(jìn)程共享地址空間。使用vfork函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程后，父進(jìn)程會(huì)被阻塞，直到子進(jìn)程調(diào)用了exec或者_(dá)exit函數(shù)退出。子進(jìn)程不能使用r

6、eturn返回，也不要調(diào)用exit函數(shù)（父進(jìn)程會(huì)失掉I/O緩存）。vfork所需頭文件與fork相同 Linux的進(jìn)程創(chuàng)建fork()函數(shù)n fork()函數(shù)返回值u = -1：創(chuàng)建失敗u = =0：創(chuàng)建成功，并從子進(jìn)程返回u 0：創(chuàng)建成功,并從父進(jìn)程返回,返回的是子進(jìn)程PIDu fork()函數(shù)為系統(tǒng)調(diào)用u 2次返回都將執(zhí)行fork之后的語句。n 所需頭文件u #includeu #include n fork()函數(shù)返回后的處理n 可依據(jù)父進(jìn)程和子進(jìn)程返回的值，做相應(yīng)處理n 一般程序架構(gòu)如下：n main()n n int pid; /子進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符PID n while ( (pid=f

7、ork() = -1) ;/直到子進(jìn)程創(chuàng)建成功n if (pid = 0) /子進(jìn)程返回，也稱調(diào)度返回n / 插入子進(jìn)程返回時(shí)處理的程序段 n else / 父進(jìn)程返回，也稱調(diào)用返回n / 插入父進(jìn)程返回時(shí)處理的程序段 n n 相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用 1）進(jìn)程終止n void exit(stat);n 主要任務(wù)：自我終止，將進(jìn)程狀態(tài)變?yōu)椤苯┧馈睜顟B(tài)，等待父進(jìn)程用wait系統(tǒng)調(diào)用來收集。n 一般參數(shù)可設(shè)為0，即exit(0)n exit()：在執(zhí)行該函數(shù)時(shí)，進(jìn)程會(huì)檢查文件打開情況，清理I/O緩存，如果緩存中有數(shù)據(jù)，就會(huì)將它們寫入相應(yīng)的文件，這樣就防止了文件數(shù)據(jù)的丟失！然后終止進(jìn)程。n 頭文件：stdlib

8、.h _exit()：在執(zhí)行該函數(shù)時(shí)，并不清理標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出緩存，而是直接清除內(nèi)存空間，當(dāng)然也就把文件緩存中尚未寫入文件的數(shù)據(jù)給銷毀了。由此可見，使用exit()函數(shù)更加安全。n 頭文件：unistd.h pid_t getpid(void) pid_t getppid(void)n 功能描述：getpid返回當(dāng)前進(jìn)程標(biāo)識(shí)，getppid返回父進(jìn)程標(biāo)識(shí)。n 頭文件：u #include u #include 4. 進(jìn)程的同步、進(jìn)程的互斥、臨界區(qū)、臨界資源等概念，互斥進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的原則基本概念a) 臨界資源：一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的共享資源b) 臨界區(qū)：在進(jìn)程中涉及到臨界資源訪問的程序段c) 進(jìn)

9、程的同步：合作進(jìn)程之間的執(zhí)行次序上的相互協(xié)調(diào)以完成相關(guān)的操作，稱為進(jìn)程的同步。也可稱：同步方式共享資源的進(jìn)程稱為進(jìn)程的同步。d) 進(jìn)程的互斥：由于各進(jìn)程要求共享資源，而有些資源需要互斥使用，因此各進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)使用這些資源，進(jìn)程的這種關(guān)系為進(jìn)程的互斥。也可稱：異步方式共享資源的進(jìn)程稱為進(jìn)程的互斥?；コ膺M(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，需要遵循如下原則：有空讓進(jìn)忙則等待有限等待讓權(quán)等待5. 信號(hào)量的PV操作，重點(diǎn)掌握利用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥和同步i. 執(zhí)行P操作申請(qǐng)信號(hào)量（執(zhí)行條件），V操作釋放信號(hào)量（釋放條件）ii. PV操作將改變屬于共享變量的信號(hào)量iii. PV操作是原語實(shí)現(xiàn)，不可中斷6. linux進(jìn)程通信

10、的機(jī)制有哪些？重點(diǎn)掌握軟中斷信號(hào)機(jī)制，kill、signal答：信號(hào)量，信號(hào)，管道，消息隊(duì)列，共享內(nèi)存四、調(diào)度與死鎖1. 什么是進(jìn)程調(diào)度？常見的進(jìn)程調(diào)度算法有哪些？高級(jí)調(diào)度 中級(jí)調(diào)度 低級(jí)調(diào)度：又稱進(jìn)程調(diào)度，是所有多任務(wù)操作系統(tǒng)中都必須有的一級(jí)調(diào)度，就是從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程，讓其占有CPU先來先服務(wù)算法短進(jìn)程優(yōu)先算法時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法優(yōu)先級(jí)算法2. 死鎖的概念及產(chǎn)生死鎖的原因、必要條件n 多個(gè)并發(fā)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)同一資源而形成的一種僵持局面，無外力作用的話，這些進(jìn)程將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn),這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程死鎖,這些并發(fā)進(jìn)程稱為死鎖進(jìn)程n 產(chǎn)生死鎖的原因u 競(jìng)爭(zhēng)資源u 進(jìn)程推進(jìn)的順序不合理 產(chǎn)生死鎖的必要

11、條件：n 互斥條件:臨界資源為互斥使用n 不可剝奪條件：一旦占有就直到使用完畢,由進(jìn)程釋放n 請(qǐng)求和保持條件：進(jìn)程占用資源時(shí)，又去申請(qǐng)其他新的資源；申請(qǐng)受挫時(shí)，又不放棄已占用的資源n 環(huán)路等待條件：各進(jìn)程對(duì)資源的占有和請(qǐng)求形成環(huán)路3. 死鎖處理的方案（預(yù)防、避免、檢測(cè)、解除），主要是原理的理解死鎖的預(yù)防破壞“請(qǐng)求和保持”條件破壞“不剝奪”條件破壞“環(huán)路等待”條件死鎖的避免不對(duì)資源的申請(qǐng)加限制，只是在即將進(jìn)入不安全狀態(tài)時(shí)才加以限制如果分配資源后，系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖，即進(jìn)入不安全狀態(tài)，系統(tǒng)不予分配五、存儲(chǔ)管理與虛擬存儲(chǔ)器1. 存儲(chǔ)管理的功能，存儲(chǔ)管理的不同方式，重點(diǎn)掌握分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理的原

12、理以及分頁與分段存儲(chǔ)管理的區(qū)別 存儲(chǔ)管理的任務(wù)和功能n 存儲(chǔ)管理的任務(wù)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存空間的管理，目的是充分利用內(nèi)存空間為多道程序并發(fā)提供存儲(chǔ)基礎(chǔ)，并盡可能地方便用戶使用。 n 存儲(chǔ)管理的功能：u 存儲(chǔ)分配和回收：完成主存儲(chǔ)器空間的分配和管理，使程序員擺脫存儲(chǔ)分配的麻煩，提高編程效率；程序運(yùn)行結(jié)束后，系統(tǒng)回收內(nèi)存空間u 地址變換：將邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址u 內(nèi)存“擴(kuò)充” ：借助虛擬存儲(chǔ)技術(shù)或自動(dòng)覆蓋技術(shù)，為用戶提供比內(nèi)存空間大的地址空間，實(shí)現(xiàn)“擴(kuò)充”內(nèi)存容量的目的u 存儲(chǔ)保護(hù)：保證進(jìn)入內(nèi)存的各道作業(yè)都在自己的存儲(chǔ)空間內(nèi)運(yùn)行，互不干憂 分區(qū)存儲(chǔ)管理對(duì)于可變分區(qū)，為解決碎片問題需要移動(dòng)內(nèi)存的作

13、業(yè)，從而造成系統(tǒng)開銷很大 使用分頁存儲(chǔ)管理，可使存放在不連續(xù)的地址空間的程序能運(yùn)行原理將主存分成地址連續(xù)、大小相等，位置固定的許多區(qū)域。每個(gè)區(qū)域稱為塊作業(yè)的邏輯地址空間劃分為連續(xù)的大小相等的片段。稱為頁頁的大小和塊大小完全相同內(nèi)存中為作業(yè)中的每個(gè)頁，分配對(duì)應(yīng)的塊并不要求分配給作業(yè)的塊是相連的2. 虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想及必備條件，頁式虛擬存儲(chǔ)管理的原理及缺頁中斷時(shí)的淘汰算法有哪些？虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想：程序運(yùn)行前不必全部裝入內(nèi)存且在運(yùn)行過程中也不必一直駐留在內(nèi)存 實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器必須具備以下條件：l 實(shí)際內(nèi)存空間l 外存上的內(nèi)存交換區(qū)l 虛擬地址l 換出、換進(jìn)機(jī)制頁式虛擬存儲(chǔ)管理是將作業(yè)信息的

14、副本存放在外存上，當(dāng)作業(yè)被調(diào)度運(yùn)行時(shí)，至少要將作業(yè)的第一頁內(nèi)容裝入內(nèi)存，在執(zhí)行的過程當(dāng)中，訪問到不在內(nèi)存的頁時(shí)，再把它們調(diào)入內(nèi)存淘汰算法缺頁中斷處理時(shí)，如果內(nèi)存中無空閑塊，則需要將內(nèi)存中的一頁調(diào)出，稱為淘汰。如何從多頁中選出一頁進(jìn)行淘汰，就要設(shè)置相應(yīng)的淘汰算法最佳算法（OPT）先進(jìn)先出算法（FIFO）最近很久未使用算法（LRU）最不經(jīng)常使用算法（LFU）六、文件管理1. 重點(diǎn)掌握文件管理的任務(wù)和功能文件管理的任務(wù)：把存儲(chǔ)、檢索、共享、保護(hù)文件的手段，提供給本身和用戶，以方便用戶及資源利用。文件管理的功能：分配與管理外部存儲(chǔ)器，用戶以文件形式存放信息，按名存取，文件的機(jī)內(nèi)碼與外存的地址建立相應(yīng)的

15、表格聯(lián)系。提供合適的存儲(chǔ)方法，如:鍵盤命令及程序中的系統(tǒng)調(diào)用控制，包括文件的創(chuàng)建、打開、關(guān)閉、讀寫、刪除、重命名等。文件共享與保護(hù)，解決文件命名中的沖突和存取權(quán)限的控制。3. 文件的物理結(jié)構(gòu)形式有哪些？文件的物理結(jié)構(gòu)形式a) 連續(xù)文件結(jié)構(gòu)b) 鏈表結(jié)構(gòu)c) 索引結(jié)構(gòu)d) 散列結(jié)構(gòu)4. 什么是文件目錄和目錄文件？單級(jí)、二級(jí)、多級(jí)目錄實(shí)際上是同一事物的兩種稱謂從用途方面來看，稱為文件目錄；從實(shí)現(xiàn)方面來看，稱為目錄文件單級(jí)目錄是整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)目錄，所有文件都登記在該目錄中二級(jí)目錄是把一個(gè)文件卷上或盤上的目錄分成兩級(jí)多級(jí)目錄是對(duì)二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)的改建用于檢索文件的目錄稱為文件目錄它是由目錄項(xiàng)構(gòu)成的有序序列目錄項(xiàng)即文件控制塊FCB4. open、write、read、close、lseek七、設(shè)備管理1. 設(shè)備管理的主要任務(wù)有哪些？ 設(shè)備管理的任務(wù)和功能n 任務(wù)：u 設(shè)備的分配和釋放u 設(shè)備的驅(qū)動(dòng)u 中斷處理u 虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn)n 功能：u 提供友好（或者統(tǒng)一）的接口u 實(shí)施設(shè)備的分配和回收u 實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間、設(shè)備與CPU之間的并行操作u 解決設(shè)備與CPU之間的速度匹配（緩沖技術(shù)）2. 按傳輸數(shù)據(jù)數(shù)量分：字符設(shè)備、塊設(shè)備按數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量分類 塊