計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第二版)考試要點(diǎn)

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)概要第1章 操作系統(tǒng)概論1. 一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)硬件是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所必須配置的全部設(shè)備。軟件系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須配置的程序和數(shù)據(jù)的集合。系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源。2. 操作系統(tǒng)層是硬件層的第一次擴(kuò)充，語(yǔ)言處理程序是操作系統(tǒng)層的擴(kuò)充。3. 操作系統(tǒng)的任務(wù)就是如何管理這些資源，操作系統(tǒng)的首要任務(wù)是跟蹤資源的使用情況，提高系統(tǒng)資源利用率。4. 資源管理器的作用是：跟蹤資源狀態(tài)，分配資源，回收資源，保護(hù)資源。5. 人們將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源劃分為四大類：處理器，存儲(chǔ)器，I/O設(shè)備和信息（程序和數(shù)據(jù)）。針對(duì)這四大類資源，可以為操作系統(tǒng)

2、建立相應(yīng)的四類管理器：處理器管理器，存儲(chǔ)管理器，設(shè)備管理器和信息管理器（通常指文件系統(tǒng)）。6. 操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程及方便用戶使用的程序和數(shù)據(jù)的集合。7. 通常多道程序設(shè)計(jì)是指在主存中同時(shí)存放多道用戶作業(yè)，使它們都處于執(zhí)行的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間。8. 多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的出現(xiàn)，得到了來(lái)自計(jì)算機(jī)硬件的兩方面支持：中斷系統(tǒng)和通道技術(shù)。9. 中斷指的是：對(duì)異步或例外事件的一種響應(yīng)；這一響應(yīng)自動(dòng)地保存CPU狀態(tài)以便將來(lái)重新啟動(dòng)；自動(dòng)轉(zhuǎn)入中斷處理系統(tǒng)。10. 通道又稱I/O處理機(jī)，它能完成主存和外設(shè)之間的信息傳輸，并與中央處理器并行操作。11. 一個(gè)CPU

3、的主存可以連接若干通道，一個(gè)通道可以連接若干臺(tái)個(gè)控制器，一個(gè)控制器又可以連接若干臺(tái)設(shè)備，即所謂四級(jí)連接。12. CPU與通道之間的關(guān)系是主從關(guān)系，CPU是主設(shè)備，通道是從設(shè)備。13. 多道程序設(shè)計(jì)的主要目的是充分利用系統(tǒng)的所有資源且盡可能地讓它們并行操作。14. 為實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)，必須妥善解決三個(gè)問(wèn)題：存儲(chǔ)保護(hù)和地址重定位。處理機(jī)管理和調(diào)度。資源的管理和分配。15. 多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：多道，即主存中有兩道或兩道以上的程序，它們都處于執(zhí)行的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間，也就是說(shuō)，它們?cè)谌我庖粫r(shí)刻必處于就緒、運(yùn)行、阻塞三種狀態(tài)之一。宏觀上并行。微觀上串行。16. 操作系統(tǒng)的主要特征：并發(fā)性共享性虛擬性不

4、確定性。17. 操作系統(tǒng)有兩種內(nèi)核結(jié)構(gòu)：一種是強(qiáng)內(nèi)核，另一種是微內(nèi)核。18. 批處理系統(tǒng)中的四個(gè)階段：提交后備執(zhí)行完成。19. 分時(shí)系統(tǒng)的定義：兩個(gè)或者兩個(gè)以上的事件按時(shí)間劃分輪流地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的某一資源，分時(shí)的時(shí)間單位稱為時(shí)間片。20. 分時(shí)系統(tǒng)特點(diǎn)：同時(shí)性，獨(dú)立性，及時(shí)性，交互性。21. 操作系統(tǒng)內(nèi)核部分是指在系統(tǒng)保護(hù)狀態(tài)（核心態(tài)或管態(tài)）下運(yùn)行的那部分程序。22. 操作系統(tǒng)的類型：?jiǎn)斡脩簦ㄎC(jī)）操作系統(tǒng)；批處理系統(tǒng)；分時(shí)系統(tǒng)；實(shí)時(shí)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；分布式操作系統(tǒng)；多處理機(jī)系統(tǒng)。第2章 用戶與操作系統(tǒng)的接口1. 作業(yè)就是用戶一次請(qǐng)求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為它完成任務(wù)所進(jìn)行的工作總和；作業(yè)步就是處理

5、作業(yè)的各個(gè)獨(dú)立的子任務(wù)，系統(tǒng)可以創(chuàng)建若干進(jìn)程完成各作業(yè)的計(jì)算，所以說(shuō)一個(gè)作業(yè)是由若干作業(yè)步組成的。2. 作業(yè)流是由若干作業(yè)組成的，在批處理系統(tǒng)中通常把若干作業(yè)依次放在輸入設(shè)備上，在操作系統(tǒng)控制下將其送入輔存，這樣就形成了一個(gè)作業(yè)流，也稱輸入流。3. 作業(yè)分為兩大類：脫機(jī)作業(yè)（批量型作業(yè)）和聯(lián)機(jī)作業(yè)（交互型作業(yè)或終端型作業(yè)）。聯(lián)機(jī)作業(yè)多用在分時(shí)系統(tǒng)中，而脫機(jī)作業(yè)多用在批處理系統(tǒng)中。4. 在計(jì)算機(jī)中存在兩類程序：系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序是用戶程序的管理者和控制者，用戶程序是系統(tǒng)程序的管理和控制下的運(yùn)行的。我們讓系統(tǒng)程序工作在管態(tài)（管理程序狀態(tài)），讓用戶程序工作在算態(tài)（算題狀態(tài)）。管態(tài)也稱為核心

6、態(tài)，算態(tài)也稱為用戶態(tài)。5. 計(jì)算機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)通常指下列寄存器：程序狀態(tài)字寄存器、指令計(jì)數(shù)器、通用寄存器組以及其它一些特殊控制寄存器。6. 特權(quán)指令是一類只能在管態(tài)下執(zhí)行而不能再算態(tài)下執(zhí)行的特殊機(jī)器指令。常見(jiàn)的特權(quán)指令有：有關(guān)使用外設(shè)的指令、有關(guān)訪問(wèn)程序狀態(tài)的指令、存取特殊寄存器的指令、其它指令。7. 用戶程序必須借助一條指令使得處理機(jī)能從原來(lái)的算態(tài)進(jìn)入管態(tài)，在管態(tài)下由操作系統(tǒng)協(xié)助完成，完成后再返回到用戶程序，這樣的指令就是訪管指令。8. 系統(tǒng)調(diào)用是通訪管指令或中斷方式中斷現(xiàn)行程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的子程序，以完成特定的系統(tǒng)功能。9. 系統(tǒng)調(diào)用就是用戶在程序中能用訪問(wèn)指令或軟中斷指令調(diào)用的，由操作

7、系統(tǒng)提供的子功能集合，其中每一個(gè)子功能就是一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用命令。10. 系統(tǒng)調(diào)用與過(guò)程調(diào)用的區(qū)別：運(yùn)行在不同的系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)軟中斷進(jìn)入。第3章 進(jìn)程管理1. 程序的順序執(zhí)行的特點(diǎn)：封閉性和可再現(xiàn)性。所謂封閉性指的是程序一旦開始執(zhí)行，器計(jì)算結(jié)果就指取決于程序的本身，除了人為改變機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)胡機(jī)器故障外，不受外界因素的影響。所謂可再現(xiàn)性是指當(dāng)程序重復(fù)執(zhí)行時(shí)，必將獲得相同的結(jié)果。2. 程序的并發(fā)性執(zhí)行已成為現(xiàn)代操作系統(tǒng)的一個(gè)基本特征。3. 程序并發(fā)執(zhí)行和資源共享之間互為依存條件。4. 進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，該程序可與其他程序并發(fā)執(zhí)行。進(jìn)程因創(chuàng)建而產(chǎn)生，因被調(diào)度而執(zhí)行，因要求I/O時(shí)間而阻塞，因執(zhí)行結(jié)束而消

8、亡。5. 進(jìn)程通常由三部分組成。一部分程序，一部分是數(shù)據(jù)集合，再一部分是進(jìn)程控制塊。6. 在通常的操作系統(tǒng)中，PCB（進(jìn)程控制塊）已包含以下信息：進(jìn)程標(biāo)識(shí)名或標(biāo)識(shí)數(shù)位置信息狀態(tài)信息進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)程現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)資源清單隊(duì)列指針或鏈接字其它。7. 進(jìn)程有三種基本調(diào)度狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)就緒狀態(tài)阻塞狀態(tài)。8. 原語(yǔ)是指由若干條機(jī)器指令構(gòu)成的并用以完成特定功能的一段程序，這段程序在執(zhí)行期間是不可分割的。原語(yǔ)的執(zhí)行不能被中斷，和機(jī)器指令相似，原語(yǔ)一旦開始執(zhí)行就“一口氣”被執(zhí)行完，中間不允許插入別的操作。9. 內(nèi)核中所包含的原語(yǔ)主要有進(jìn)程控制原語(yǔ)、進(jìn)程通信原語(yǔ)、資源管理原語(yǔ)以及其它方面的原語(yǔ)。10. 屬于進(jìn)程控制方

9、面的原語(yǔ)有進(jìn)程創(chuàng)建原語(yǔ)、進(jìn)程撤消原語(yǔ)、進(jìn)程掛起原語(yǔ)、進(jìn)程激活原語(yǔ)、進(jìn)程阻塞原語(yǔ)以及進(jìn)程喚醒原語(yǔ)等。11. 在進(jìn)程狀態(tài)的變化中，從就緒到運(yùn)行的轉(zhuǎn)變是由一個(gè)專門的程序來(lái)完成的，該程序稱為進(jìn)程調(diào)度程序。12. 在進(jìn)程狀態(tài)的變化中，從就緒到運(yùn)行的轉(zhuǎn)變是由一個(gè)專門的程序來(lái)完成的，該程序稱為進(jìn)程調(diào)度程序。其功能如下：記住系統(tǒng)中所有進(jìn)程的狀態(tài)、優(yōu)先數(shù)和資源需求情況。確定調(diào)度算法，決定把處理機(jī)分配給哪個(gè)進(jìn)程和分配多長(zhǎng)時(shí)間。分配處理機(jī)給進(jìn)程。 進(jìn)程隊(duì)列的組織方式：線性表（小型）；連接表或進(jìn)程隊(duì)列（大型）13. 所謂進(jìn)程調(diào)度方式，是指當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在處理機(jī)上運(yùn)行時(shí)，若有某個(gè)更為緊迫或更為重要的進(jìn)程需要進(jìn)行處理?；蛘?/p>

10、說(shuō)，若果有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列時(shí)，如何分配處理機(jī)。通常有兩種進(jìn)程調(diào)度方式：非剝奪方式剝奪方式。14. 常用的進(jìn)程調(diào)度算法：靜態(tài)優(yōu)先法動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)法時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法多隊(duì)列輪轉(zhuǎn)法。15. 一個(gè)作業(yè)可劃分為若干個(gè)進(jìn)程來(lái)完成，而每個(gè)進(jìn)程又都有其實(shí)體程序和數(shù)據(jù)集合。16. 進(jìn)程和程序之間的區(qū)別：1） 進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，屬于一種動(dòng)態(tài)概念，而程序是一組有序的指令，是一種靜態(tài)概念；2） 一個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)程序；反之，同一種程序可能由幾個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行。3） 程序可以作為一種軟件資源長(zhǎng)期保留，而進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，是暫時(shí)的。4） 進(jìn)程具有并發(fā)性，它能與其他進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行。5） 進(jìn)程是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)

11、行單位，也是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。16. 線程可定義為“進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單位”，或者定義為“進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)可調(diào)度的實(shí)體”。17. 相互合作的幾個(gè)進(jìn)程需要在某些確定點(diǎn)上協(xié)調(diào)它們的工作。一個(gè)進(jìn)程到達(dá)了這些點(diǎn)后，除非另一進(jìn)程已完成了某些操作，否則就不得不停下來(lái)等待這些操作的結(jié)束。這就是進(jìn)程間的同步。18. 在各協(xié)同工作之間存在著同步關(guān)系，但進(jìn)程之間更為一般的關(guān)系是互斥關(guān)系。把一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界。臨界資源也稱可逐放再使用資源。兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)程由于不能同時(shí)使用同一臨界資源，只能一個(gè)進(jìn)程使用完了，另一個(gè)進(jìn)程才能使用，這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程互斥，故臨界資源也稱為互斥資源。19.

12、信號(hào)量是表示資源的實(shí)體，是一個(gè)與隊(duì)列有關(guān)的整型變量，其值僅能由P、V操作來(lái)改變。公用信號(hào)量通常用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥，私用信號(hào)量通常用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步。20. P、V操作是定義在信號(hào)量S上的兩個(gè)操作，其定義如下：P（S）： S：=S-1；若S0，則調(diào)用P（S）的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；若S0，則調(diào)用P(S)的進(jìn)程被阻塞，并把它插入到等待信號(hào)量S的阻塞隊(duì)列中。V（S）： S：=S+1；若S0，則調(diào)用V（S）的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；若S0，從等待信號(hào)量S的阻塞隊(duì)列中喚醒頭一個(gè)進(jìn)程，然后調(diào)用V（S）的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。21. 死鎖：當(dāng)某一進(jìn)程提出資源的使用要求后，使得系統(tǒng)中一些進(jìn)程處于無(wú)休止的阻塞狀態(tài)，在無(wú)外力的作用

13、下，這些進(jìn)程永遠(yuǎn)也不能繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象。22. 當(dāng)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的進(jìn)程同時(shí)對(duì)多個(gè)互斥資源提出使用要求時(shí)，有可能導(dǎo)致死鎖。23. 產(chǎn)生死鎖的必要條件：（1）互斥控制。（2）非剝奪控制。（3）逐次請(qǐng)求。（4）環(huán)路條件。24. 對(duì)死鎖采取的對(duì)策：（1）鴕鳥策略。（2）預(yù)防策略。（3）避免策略。（4）檢測(cè)和解除。第四章存儲(chǔ)管理1. 目前關(guān)于存儲(chǔ)管理的主要研究課題可歸納為以下四個(gè)方面：（1） 存儲(chǔ)分配問(wèn)題：重點(diǎn)是研究存儲(chǔ)共享和各種分配算法。（2） 地址再定位問(wèn)題：研究各種地址變換機(jī)構(gòu)，以及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)再定位方法。（3） 存儲(chǔ)保護(hù)問(wèn)題：研究保護(hù)各類程序、數(shù)據(jù)區(qū)的方法。（4） 存儲(chǔ)擴(kuò)充問(wèn)題：主要研究虛擬存儲(chǔ)器

14、問(wèn)題及其各種調(diào)度算法。2. 一個(gè)邏輯地址空間的程序裝入到物理地址空間時(shí)，由于兩個(gè)空間不一致，就需要進(jìn)行地址變換?；蚍Q地址映射，即地址的再定位。3. 一個(gè)邏輯地址空間的程序裝入到物理地址空間時(shí)，由于兩個(gè)空間不一致，就需要地址變換，或稱地址映射，即地址的再定位。3.地址再定位有兩種方式：靜態(tài)再定位和動(dòng)態(tài)再定位。靜態(tài)再定位是在程序執(zhí)行之前進(jìn)行地址再定位。動(dòng)態(tài)地址再定位是在程序執(zhí)行期間，在每次存儲(chǔ)訪問(wèn)之前進(jìn)行的。4.一個(gè)虛存的最大容量由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)確定。5.可再定位式分區(qū)分配即浮動(dòng)分區(qū)分配，是解決碎片空間問(wèn)題的簡(jiǎn)單而有效的方法。6.分頁(yè)存儲(chǔ)管理算法：（1）作業(yè)表（JT）。（2）存儲(chǔ)分塊表（MBT）

15、。（3）頁(yè)面變換表（PMT）.7.請(qǐng)求分頁(yè)原理實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)器的擴(kuò)充。8.Windows NS規(guī)定頁(yè)面大小為4KB。9.在Windows NS中采用了局部置換策略，采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法。第五章文件系統(tǒng)1.文件（File）是一個(gè)具有符號(hào)名的一組相關(guān)聯(lián)元素的有序序列。2.操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱文件系統(tǒng)。3.文件按其性質(zhì)和用途可以分為：系統(tǒng)文件，庫(kù)文件，用戶文件。4.根據(jù)文件的保護(hù)方式，文件可分為：只讀文件，讀寫文件，不保護(hù)文件。5.文件的邏輯結(jié)構(gòu)通常采用兩種形式，一是有結(jié)構(gòu)的記錄式文件，二是無(wú)結(jié)構(gòu)的流式文件。6.記錄式文件可分為定長(zhǎng)記錄文件和變

16、長(zhǎng)記錄文件兩種。7.文件的物理結(jié)構(gòu)：（1）連續(xù)結(jié)構(gòu)。（2）串聯(lián)結(jié)構(gòu)。（3）索引文件。（4）Hash文件。8.文件結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)設(shè)備和存取方法之間的關(guān)系 存儲(chǔ)設(shè)備 磁 盤 磁帶文件結(jié)構(gòu) 連接 串行 索引 連續(xù) 存取方法 順序、直接 順序 順序、直接 順序第6章 輸入/輸出系統(tǒng)1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的外部設(shè)備，按設(shè)備的使用特性，可分為存儲(chǔ)設(shè)備、輸入/輸出設(shè)備、終端設(shè)備以及脫機(jī)設(shè)備等。2. 外部設(shè)備按其所屬關(guān)系可分為系統(tǒng)設(shè)備和用戶設(shè)備。按資源分配角度分類，外部設(shè)備又可分為獨(dú)占設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備三大類。按傳輸數(shù)據(jù)數(shù)量分類，分為字符設(shè)備和塊設(shè)備。3. I/O四種控制方式：（1）循環(huán)I/O測(cè)試方式。（2）程序中斷I/O方式。（3）DMA方式。（4）通道方式。4. 通道類型可分為三種類型：（1）字節(jié)多路通道。（2）選擇通道。（3）數(shù)組多路通道。5. 輸入/輸出指令時(shí)中央處理機(jī)的指令，在一般計(jì)算機(jī)中，這類指令均為特權(quán)指令，只能在管態(tài)下運(yùn)行，否則作為出錯(cuò)引起程序中斷。6. CPU和通道之間的關(guān)系式主從關(guān)系，CPU是主設(shè)備，通道是從設(shè)備。CPU和通道之間的通訊方式是：（1） 由CPU向I/O通道發(fā)I/O指令，命令通道工作，并檢查其工作情況；（2） 通