計算機作業系統複習

2022-09-20 16:18:03 字數 4907 閱讀 6699

1.作業系統的定義:根據馮·諾依曼的思想,將運算部件、記憶體、輸入和輸出部件等裝置安裝在計算機的主機板上,通過邏輯連線構成計算機硬體系統,要使這些部件能夠充分發揮其效能,盡可能地按人們預期的目的和要求來執行各類程式,就需要一套管理硬體和組織程式有序執行的程式,則這套程式就稱為作業系統。

2.作業系統的程式大致可以分為三類:資訊管理;程序管理;記憶體管理。

3.作業系統的功能有:(1)管理和控制cpu。

(2)管理儲存器。(3)管理輸入和輸出裝置。(4)對系統中的各類資訊進行管理。

(5)為使用者使用計算機系統提供介面。

4.作業系統的分類與基本特徵:單道批處理系統(自動性、順序性、單道性);多道批處理系統(多道性、無序性、排程性);分時系統(多路性、獨立性、互動性);實時系統(多工、有執行緒優先順序、多種中斷級別);網路作業系統;分布式作業系統(分布性、並行性、透明性、共享性、穩健性);嵌入式作業系統(可裝卸性、強實用性、統一的介面、操作方便簡單、提供強大的網路功能、強穩定性,弱互動性、固化**、更好的硬體適應性)。

5.作業系統:網路作業系統是服務於計算機網路,按照網路體系結構的各種協議來完成網路的通訊、資源共享、網路管理和安全管理的系統軟體。

6.網路作業系統的功能:資料通訊;資源共享;網路管理;應用互操作功能。

7.作業系統的基本特徵:併發;共享;虛擬;非同步。

8.「併發性」和「並行性」:「併發性」是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。「並行性」是指兩個或多個事件在同一時刻發生。

9.程序的定義:程序是指正在執行的、爭奪cpu時間和其他系統資源的程式。

10.程序的特徵有:結構性;動態性;併發性;獨立性;非同步性。

11.程序的狀態:就緒、執行和阻塞。

12.13.程序的掛起狀態:在程序的執行過程中,除了程序自身的原因而停止執行外,有時也會因為某些需要將正在執行的程序停下來,這種停下來的狀態就是一種新的狀態,稱為掛起狀態。

14.15.程序實體包括pcb、程式和資料。

包含的內容:程序標示符、處理機狀態資訊、程序排程資訊、程序控制資訊和儲存管理資訊等。

17.引起程序排程的事件有:使用者登入、作業排程、提供服務和應用請求。

18.程序排程的方式有兩種:非搶占方式和搶占方式。

19.臨界資源:一次僅允許乙個程序訪問的資源。

20.臨界區:為了實現對臨界資源的訪問,人們把每個程序中訪問臨界資源的那段**稱為臨界區。

21.程序的通訊方式有三種:共享記憶體系統、訊息通訊和管道通訊。

22.管道通訊中的「管道」是指用於連線乙個讀程序和乙個寫程序來實現它們之間的通訊的乙個共享檔案。

23.執行緒的概念:(1)執行緒是程序內的乙個執行單元。(2)執行緒是程序內的乙個可排程實體。(3)執行緒是程式中相對獨立的乙個控制流序列。(4)執行緒是執行的上下文。

24.執行緒在執行期間,具有執行、就緒和阻塞這三種狀態。

25.多執行緒的作業系統中的程序有如下屬性:1,作為系統資源分配的基本單位。2,可包括多個執行緒。3,不再是乙個可執行的實體。

26.程序和執行緒的比較:(1)排程。

在傳統的作業系統中,程序是擁有資源和獨立排程的基本單位;在引入執行緒的作業系統中,執行緒是獨立的排程單位,而程序是擁有資源的基本單位。(2)擁有資源。程序擁有資源,而執行緒基本不擁有資源,但執行緒可使用所屬程序的資源。

(3)併發性。在引入執行緒的作業系統中,程序可以併發,在同乙個程序內的多個執行緒也可以併發執行,提高了作業系統的併發性和吞吐量。(4)系統開銷。

程序開銷大,而執行緒在切換時只需要儲存和設定少量暫存器內容,開銷很小。

27.引起程序排程的原因:(1)當前執行程序執行結束。

(2)當前執行程序因某種原因,從執行狀態進入阻塞狀態。(3)當前執行程序執行某種原語操作,進入阻塞狀態。(4)執行完系統呼叫等系統程式後返回使用者程序。

(5)在採用搶占式排程方式的系統中,乙個具有更高優選級的程序要求使用處理機,則當前執行的程序就進入就緒佇列。(6)在分時系統中,分配給該程序的時間片已用完。

28.常用的幾種排程方式:高階排程(作業排程)、低階排程(非搶占式排程方式、搶占式排程方式)和中級排程(對換排程).程序排程可以採用非搶占式排程和搶占式排程。

29.常用排程演算法:先來先服務排程演算法(fcfs)、短作業(程序)優先排程演算法、高優先權優先排程演算法、基於時間片輪轉的排程演算法。

30.多級回饋佇列排程演算法:(1)設定多個就緒佇列,並為各個佇列賦予不同的優先順序。

第乙個佇列的優先順序最高,第二個佇列次之,後面各佇列的優先順序逐個降低。(2)當乙個新程序進入記憶體後,首先將它放入第一就緒佇列的末尾,按fcfs排隊等待排程。(3)僅當第一就緒佇列空閒時,排程程式才排程第二就緒佇列中的程序執行。

31.影響時間片大小的因素:系統對響應時間的要求;就緒佇列中程序的數目;系統的處理能力。

32.死鎖:多個程序在執行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。

33.死鎖產生的原因:(1)競爭資源。(2)程序推進順序不當。

34.死鎖產生的必要條件:互斥條件;請求和保持條件;不剝奪條件;環路等待條件。

35.預防死鎖的方法:(1),摒棄「請求和保持」條件。(2)摒棄「不剝奪」條件。(3)摒棄環路等待條件。

36.銀行家演算法避免死鎖:通過動態地檢測系統中資源分配情況和程序對資源的需求情況,在保證至少有乙個程序能得到所需要的全部資源的前提下,確保系統處於安全狀態,確定安全之後才把資源分配給申請者,從而避免了程序共享資源時系統發生死鎖。

37.位址對映:windows作業系統是通過記憶體管理器來控制記憶體,它主要負責將程序的虛擬位址對映到具體的記憶體實體地址。

當系統的物理記憶體不足時,記憶體管理器會通過請求和置換程式將駐留在實際記憶體中的資料通過分頁或分段的機制調出記憶體,存放在外存的對換區,等再次需要時再轉入記憶體。以此騰出空閒空間存放當前程序所需要的資料和程式。

38.記憶體分配:靜態儲存分配和動態儲存分配。

39.什麼是段頁式儲存管理:是基本分段儲存管理方式和基本分頁儲存管理方式原理的結合,即先將使用者程式分成若干個段,再把每個段分成若干個頁,並為每乙個段賦予乙個段名。

右圖標出了乙個作業的位址空間和位址結構。

40.實體地址與邏輯位址:實體地址。

實體地址是記憶體中各儲存單元的編號,即儲存單元的真實位址,它是可識別、可定址並實際存在的。邏輯位址。使用者程式經過編譯或彙編形成的目標**,通常採用相對位址形式,其首位址為零,其餘指令中的位址都是相對首位址而定的。

這個相對位址就稱為邏輯位址或虛擬位址。

41.虛擬儲存管理:(1)實現:分頁請求系統、請求分段系統。(2)特點:多次性、對換性、虛擬性

42.裝置管理的獨立性:其基本含義是:應用程式獨立於具體使用的物理裝置。好處:(1)裝置分配時的靈活性。(2)易於實現i/o重定向。

43.裝置控制器的功能:接收和識別命令;資料交換;標識和報告裝置的狀態;位址識別;資料緩衝;差錯控制。

44.裝置控制器的組成:裝置控制器與cpu的介面、裝置控制器與裝置的介面和i/o邏輯。

45.「瓶頸」:由通道不足所造成的「瓶頸」現象。解決方法:增加裝置到控制器通路。

控制方式的特點:資料傳送的基本單位是資料塊;所傳送的資料是從裝置送記憶體,或者相反;僅在開始或結束傳送乙個或多個資料塊時,才需要中斷cpu,請求干預,整塊資料的傳送是在dma控制器的控制下未完成的。

47.中斷的過程:在計算機執行某一程式期間,系統內發生非尋常的或非預期的急需處理時間,使得cpu暫時中斷當前正在執行的程式而轉去執行相應的事件處理程式,待處理完畢後又返回原來中斷處繼續執行,或排程新的程式執行。

48.中斷的處理過程:(1)cpu檢查響應中斷的條件是否滿足。

(2)如果cpu響應中斷,則cpu關中斷,使其進入不可再次響應中斷的狀態。(3)儲存被中斷程序現場。(4)分析中斷原因,呼叫中斷處理子程式。

(5)執行中斷處理子程式。(6)退出中斷,恢復被中斷程序的現場,或排程新程序佔據處理機。(7)開中斷,cpu繼續執行。

49.引入緩衝技術的原因:(1)改善cpu與i/o裝置間速度不匹配的矛盾。

(2)減少對cpu的中斷頻率,放寬對中斷響應時間的限制。(3)提高cpu和i/o裝置之間的併發性。

50.檔案:具有識別符號的一組相關資訊的集合。

51.檔案系統:作業系統中負責訪問和管理檔案資訊的機構,由管理檔案所需的資料結構和相應的管理軟體以及訪問檔案的一組操作組成。

52.順序結構:將乙個邏輯檔案的資訊存放在外存的連續物理塊中(如磁帶檔案。

53.鏈式結構:將乙個邏輯檔案的資訊存放在外存的多個物理塊中,同時用指標將存放同乙個檔案的物理塊鏈結起來。

54.索引結構:將乙個邏輯檔案的資訊存放在外存的多個物理塊中,並為每個檔案建立乙個索引表,索引表中的每個表項存放檔案資訊所在的邏輯塊號和與之對應的物理塊號。

55.檔案開啟和關閉:開啟:

需要開啟的檔名,也就是準備訪問的檔案的名字。使用檔案的方式(「讀」還是「寫」等 )。讓哪乙個指標變數指向被開啟的檔案。

關閉:在使用完乙個檔案後應該關閉它,以防止它再被誤用。「關閉」就是使檔案指標變數不指向該檔案,也就是檔案指標變數與檔案「脫鉤」,此後不能再通過該指針對原來與其相聯絡的檔案進行讀寫操作。

除非再次開啟,使該指標變數重新指向該檔案。

56.危及系統安全地因素有:1,軟體系統。

程式被惡意篡改或盜竊等。2,硬體系統。被破壞或盜竊,傳輸資料時可能會被擷取。

3,環境因素。電磁輻射,水電氣等。4,人為因素。

操作不當、管理水平低下等。5,資料的輸入或輸出時,被惡意篡改,被惡意擷取等。6,計算機病毒的攻擊。

57.提前讀就是把要讀的資料提前放到記憶體裡,等到要用的時候就直接從記憶體裡取,提高效率。延遲寫就是把要寫的資料先都放到記憶體裡,等積累多了再一次性寫到硬碟,降低對硬碟的讀寫損耗

與windows作業系統的區別:(1)dos和windows是完全不一樣的作業系統,核心都不一樣。(2)dos是字元介面的作業系統,通過輸入指令來操作電腦;而windows是圖形介面的作業系統,可以通過滑鼠來完成在dos下需要通過許多指令才能實現的功能。

(3)dos雖已推出主流作業系統行列,但在實際操作中還是有無法比擬的優勢:如有些在windows系統下無法下清除的病毒,基本上都可以在dos下清除。

59.檔案的訪問許可權有以下八種:建立、執行、讀、寫、刪除、查詢、修改、開啟。

計算機作業系統概論複習

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