《操作系统》期末复习指导（2017.12）
一、说明：
期末考试计划出5种题型：选择、填空、判断、简答、计算，每种题型均占20分左右，
其中，最后的两类大题（简答题和计算题共计40分）更加局限，不会超出下面复习资料给定的范围，请大家认真复习，不要大意，免得遗恨终生。
二、简答题范围（约占20分，三套考题的简答都不会超越这个范围）：
1．什么是进程？进程由哪几个部分构成？为什么要引进进程？
进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；
进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成；
为了使程序能并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了“进程”的概念；
什么是线程？为什么要引进线程？
线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元；
为了既能提高程序的并发程度，又能减少OS的开销，操作系统设计者引入了线程；
进程和程序有什么区别和联系？
1、进程的实质是进程实体的一次执行过程，进程实体有一定的生命期，而程序则只是一组有序指令的集合；
2、进程具有并发性，而程序是不能并发执行的；
3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位，而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。一个进程可以执行一个或多个程序，一个程序可以应对多个进程。
进程和线程有什么区别和联系？不同的操作系统，其线程的实现方式都是一样的吗？线程有哪几种实现方式？
进程是资源拥有的基本单位，线程是分派和调度资源的基本单位；
进程拥有资源，线程不拥有资源；
进程和线程都拥有并发性；
进程的系统开销远大于线程的系统开销。
2.什么是地址重定位？
将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址，这一过程称为地址重定位或地址映射
什么是静态地址重定位？什么是动态地址重定位？
静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。它根据要装入的内存起始地址，直接修改所有涉及到的逻辑地址，一次性完成逻辑地址到物理地址的装换，在程序运行中，不再进行任何地址转换；
动态地址重定位也称动态地址映射，是指把目标程序装入内存的时候，并不立即把逻辑地址转换为物理地址，而是在程序运行过程中，当CPU 访问程序和数据的时候，才进行地址转换；
静态地址重定位和动态地址重定位区别何在？内存分配中的“紧凑”技术，是在哪种地址重定位机制中用的？ 静态重定位的时机在作业装入时； 动态重定位的时机在作业调度时。
3.在进程的整个生命周期中，可能要经历哪几种状态？这几种状态在什么情况下会发生什么样的变迁（请画出三状态模型转换示意图）？
三种基本状态：a.就绪状态 b.执行状态 c.阻塞状态 ；
进程的五状态模型、七状态模型都包括哪些不同的状态？这几种状态在什么情况下会发生什么样的变迁（请画出五状态、七状态模型转换示意图）？
4.什么是临界资源？什么是临界区？举一个临界资源的例子。
操作系统中将一次仅允许一个进程访问的资源称为临界资源；
操作系统中把每个进程中访问临界资源的那段代码段称为临界区。
打印机。
对于一个临界资源，它的信号量最大值是多少？最小值能确定吗？
间片完
能。
5.内存管理有哪两大类？实存共有哪几种内存分配方法？虚存共有哪几种内存分配方法？（1）实存：单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式
（2）虚存：请求式分页、请求式分段、请求段页式
6、简述一下单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式这些方法都是怎样对内存进行分配和回收的。
单一连续分区：内存的整个用户区域只分为一个区，在一段时间内只能有一个用户程序在内存中执行，只有一个程序运行完毕退出内存后，其它程序才能调入内存执行
固定分区：将整个用户空间划分为若干个固定大小的区域，每个分区只装入一道作业。
可变分区：根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间
分页：将用户程序的地址空间分为若干个固定大小的区域称为“页”，相应的，也将内存空间分为若干个物理块，页和块大小相等。这样可将任一页放入任一块。
分段：地址空间分为若干段，每个段包含一部分地址空间，又标识了逻辑关系，其逻辑地址由段号和段内地址组成。
段页式：首先，给整个物理内存分块；然后,给作业(或进程)分段；每个段再进行分页；将每一页分配到一个个内存块中。
为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，系统要为每个进程（或作业）建立一张段表，还要为该作业（进程）的每个段建立一张页表；
内碎片、外碎片在哪些内存分配方法中出现？
固定分区可产生内碎片；
可变分区可产生外碎片；为解决该问题可采用紧凑技术；
分页存储管理技术较好地解决了碎片问题。
页表是在哪些内存分配机制中使用的？它包括哪些方面的信息？一个进程会有几个页表？
段页式和请求段页式；页号、块号；若干个页表
段表是在哪些内存分配机制中使用的？它包括哪些方面的信息？一个进程会有几个段表？
段页式和请求段页式；段号、段长、基址；一个段表
7、请求式分页、请求式分段都是怎么进行内存分配与回收的？
在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入部分页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其他页面，当内存空间已满，又需要装入新的页面时，根据某种算法淘汰某个页
面，以便装进新的页面。
通过共享段表和共享段的分配和回收。
请求式分页的页表和纯分页的页表结构一样吗？在原来页表的基础上又增加了哪些信息？各代表什么含义？
不一样
请求式分段的段表和纯分段的段表结构一样吗？在原来段表的基础上又增加了哪些信息？各代表什么含义？
不一样
8.什么是虚拟存储技术？实现虚拟内存必须有哪些物质基础？
具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储技术
?一定容量的内存和外存。
?页表机制（或段表机制），作为主要的数据结构。
?中断机构，当用户程序要访问的部分尚未调入内存，则产生中断。
?地址变换机构，逻辑地址到物理地址的变换
9、为什么要引入联想寄存器（快表）？寄存器中存放的是什么信息？什么时机查询快表？
引入联想寄存器是为了提高查表的速度；
用来存放页表最常用部分的内容（页号、块号）；
当处理机给出逻辑地址（p，w）时，分页机构一方面取出页号p，并从页表中查找其对应的块号，另一方面自动把页号p送入联想存储器，并和联想寄存器中各单元进行比较；如与联想寄存器中某单元页号相符，则输出对应块号b，并与页内地址w形成物理地址进行访问，同时停止前面页表的查找工作。
10、什么是页面抖动？页面抖动有什么解决方法？
如果分配给进程的存储块数量小于进程所需要的最小值，进程的运行将很频繁地产生缺页中断，这种频率非常高的页面置换现象称为抖动。
解决方法：好的页替换算法；减少运行的进程数；增大内存P172
11.简述设备分配的基本过程。标明分配过程中使用的表格。（即先分配什么、后分配什么；先查询什么表、后查询什么表？）
设备分配的过程：（1）分配设备（2）分配控制器（3）分配通道
分配过程：先扫描SDT（系统设备表）得到设备表项，再扫描DCT（设备控制表）中可用的设备，得到与该设备连接的设备控制器，再扫描COCT（控制器控制表）中可用的设备控制，得到与该设备连接的通道；再扫描CHCT（通道控制表）得到可用的通道；这样一次设备分配完成。若在此分配过程中，无可用设备或设备控制器或通道，则请求I/O进程将阻塞在相应的队列中。
12.操作系统中的设备管理，具体来说管的是什么？
负责I/O设备的分配与操纵；
在设备管理中为什么要引入缓冲区？常见的缓冲技术有哪几种？现在最常用的是哪种？
主要原因：（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；（2）减少对CPU 的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制；（3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。
常见的缓冲技术：单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池（目前最常用）。
13．有哪几种常见的输入输出控制机制？简述其工作原理。
程序直接控制：（特点）只适合那些CPU执行速度较慢，且外设较少的系统；（好处）工作过程简单；（坏处）CPU的利用率相当低、CPU和外设以及外设和外设之间只能串行工作，且CPU大部分时间都处于循环测试状态。
中断控制：（好处）提高了CPU的利用率，并能支持设备的并行操作；（坏处）每台设备每输入/输出一个数据都要求中断CPU，这样在一次数据传送过程中，中断发生次数太多，从而耗去了大量CPU时间。
DMA控制：（特点）（1）数据传送的基本单位是数据块，即CPU和I/O设备之间，每次传送的至少是一个数据块；（2）所传送的数据是从设备送往内存，或相反；（3）仅在传送一个或多个数据块的开始时刻和结束时刻，才需要中断CPU，请求干预。
整块数据的传送都是在DMA控制器的控制下完成的。
（好处）减少了CPU对I/O控制的干预，进一步提高了CPU的利用率，提高了CPU与I/O设备的并行操作程度；（坏处）多个DMA控制器同时使用可能会引起内存地址的冲突，同时每台设备都需要一个DMA控制器，也是不经济的。
通道控制：（特点）在通道控制方式中，数据传送的方向、存放数据的内存始址以及传送数据块的长度均通过一个专门的硬件——通道来控制；（好处）提高了CPU的工作效率及与外设间的并行工作程度。
14.什么是SPOOLING技术？SPOOLING系统由哪几个部分构成？系统怎样通过SPOOLING技术将一台物理打印机虚拟成多台逻辑上的打印机？
在主机的直接控制下，实现脱机输入输出功能。此时的外围操作与CPU对数据的处理同时进行。把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLING，或称为假脱机操作。
构成：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程Spo
系统对于用户的打印输出，并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井中申请一个空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表，将该表挂到请求打印队列上。若打印机空闲，输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。
选择：https://https://www.doczj.com/doc/8c4683847.html,/view/9ce25605d4d8d15abf234e60.html
三、计算题题型和范围：（约占20分）
（共有6种计算题，每套试卷会选考4种，每种题型5分）
1、作业调度：分别用先来先服务、最短作业优先、响应比高者优先算法调度，计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间。
2、信号量机制和P、V操作。
理解P、V操作的定义，理解信号量值的含义。能够在具体的应用里，根据题意，建立信号量，并用伪代码（类C）来表达进程之间的同步与互斥关系。
https://www.doczj.com/doc/8c4683847.html,/ryan_jianjian/article/details/52819896
3、银行家算法：（一种典型的死锁避免策略）
银行家算法是一种避免死锁的策略——即当用户进程要申请资源的时候，先根据当前系统资源的情况，预先计算一下该次分配是否安全，若安全就放心地分配给用户使用，若不安全就表示有死锁的可能，先不予分配。
一般会给定一个资源分配表，能问的问题也很死，如：
（1）计算一下系统当前可供使用的资源还有多少？
（2）判断一下系统当前的状态是否安全？
（3）若有某一个进程需要申请资源，系统会不会分配给它？为什么？
（4）若还有进程想要分配资源，可不可以分配给它？
https://https://www.doczj.com/doc/8c4683847.html,/view/c0a2ca0cb8f67c1cfbd6b82b.html?from=search
4、逻辑地址到内存地址的转换：
对于段式内存管理：
给定一系列逻辑地址（段号，段内地址）和段表，要求给出对应的物理地址；
对于页式内存管理：
给定一个进程的页表以及一个页面的大小，求一系列逻辑地址对应的物理地址（其实就是地址重定位）
进一步，若采用虚拟内存分配，根据段表和页表，根据给出的逻辑地址，计算对应的物理内存地址。对于请求分页、请求分段的页表和段表，每个列代表的含义都要很清楚。https://https://www.doczj.com/doc/8c4683847.html,/question/575870563.html
逻辑地址：A=0A5C（H）
页面大小：L=1KB=1024
页号：P=INT（A/L）
页内地址：d=[A] MOD L
解答：A=2652
P=2对应块号为11
页内地址d=604
所以物理地址=块的大小（就是页面大小L）*块号+页内地址d=11868；
5、页面淘汰算法：
对于请求式分页内存管理，给定一个页面的访问序列，会用以下几种算法分别计算页面的缺页中断数和缺页中断率：
最佳淘汰算法（OPT）、
先进先出淘汰算法（FIFO）、
最久未使用淘汰算法（LRU）
6、磁盘调度算法：
给定一个磁盘访问序列，会分别用以下几种磁盘调度算法计算寻道总长度和平均寻道长度：先来先服务（FCFS）、
最短寻道时间优先（SSTF）
扫描算法（SCAN）——又叫电梯算法、
循环扫描算法（CSCAN）
四、其它三种题目（选择、填空、判断）约占60分
要在理解下面章节要点的基础上回答出来：
第一章《操作系统概述》
1．什么是操作系统？操作系统的目标和作用是什么？
2．操作系统给用户提供哪几种接口来操纵和使用计算机？体会这些接口的含义。
3．OS作为计算机系统资源的管理者，主要管理哪几方面的资源？
4．操作系统的基本特征是什么？
在操作系统中什么叫并发？什么叫并行？并发是真正的并行处理吗？至少有几个CPU的情况下才可能实现真正意义上的并行？
什么叫共享，什么叫虚拟？什么叫异步？
5．基本的操作系统有哪几种？它们各有什么特点？通用操作系统指的是什么？
6．操作系统做为一个大型的系统软件，在历史上一共出现过哪几种不同的软件结构？目前最看好的结构是哪一种？
第二章《进程的描述与控制》
1．什么是进程？为什么要引入进程？
在单道程序环境中有无必要引入进程？进程由哪几个部分构成？系统是通过什么来感知进程的存在的？
2.进程有哪几种基本的状态？这些状态都在哪些典型情况下会发生哪种变迁？
挂起有几种状态？当处理机空闲的时候，挂起的进程能获得处理机吗？怎样才能获得处理机？
3.什么是线程？操作系统根据什么来感知线程的存在？线程有哪几种不同的实现方式？
4.比较进程和程序有什么异同和联系。
5.为什么要引进线程的概念？比较线程和进程之间有什么异同和联系。
6、原语概念。
第三章《并发控制——进程的同步与互斥》
1．什么叫进程同步？什么叫进程互斥？通过前趋图进一步感受进程的同步。
同步和互斥，哪种是主动的，哪种是被迫的？
2．什么叫临界资源？什么叫临界区？
3．什么叫信号量？它是一种解决什么问题的机制？信号量的值可以人为设定几次？它的值是由哪些操作改变的？
4．体会、理解信号量以及P、V操作的意义。何时用P操作、何时用V操作？
5．管程是一种什么机制？（用它来做什么？）（一句话就行）
6.什么是进程的低级通信、高级通信？高级通信机制分为哪几大类？
7、会用信号量解决实际问题（同步、互斥）。
第四章《处理机调度与死锁》
1.简述三级调度的概念。是否任何操作系统都必须配置作业调度？哪一级调度是所有操作系统必备的？
2.常见的作业调度算法有哪些？哪些对短作业不利、哪些对长作业不利？哪些对长作业和短作业都比较有利？
3、常见的进程调度有哪些？哪些调度是可剥夺的，哪些是不可剥夺的？哪些既可以剥夺也可以不剥夺？多级反馈队列调度算法调度的过程是怎样的？它的好处何在？
4、给定一个作业序列，按先来先服务、短作业优先、响应比高者优先算法调度，分别计算该作业序列的平均周转时间和平均带权周转时间
5.什么是死锁？死锁产生的根本原因是什么？至少有几个进程并发才可能发生死锁？
6.总的来说，解决死锁问题有哪几个方面的策略？
7.预防死锁可从哪几个方面着手？常见的措施有哪些？
8银行家算法是解决死锁问题的一种什么策略？什么样的状态为安全状态？什么样的为不安全状态？会根据具体问题用银行家算法判断系统是否安全。
9.什么是死锁定理？死锁定理有什么用？
第五章《内存管理》
1.内存管理的任务是什么？操作系统的内存管理应具备哪些功能？
2.什么是重定位？什么是静态重定位和动态重定位？它们重定位的时机都在什么时候？
一个程序在运行的过程中，可能会在内存中移动位置，这种定位方式一定是动态还是静态重定位？
3.体会几种内存管理的实现方法，尤其注意它们引入的原因、优缺点、空闲区的组织方式、内存空闲区的回收规定等。
（1）实存：单一连续分区、固定分区、可变分区、分页、分段、段页式
（2）虚存：请求式分页、请求式分段、请求段页式
4.上面哪些内存管理有内碎片、哪些有外碎片？解决碎片有哪些方法？
5.什么是页表？什么是段表？里面主要存放了哪些方面的内容？
6、引入联想寄存器（快表）有什么用处？寄存器中存放的是什么信息？什么时机查询快表？7会借助于页表和段表，把给定的用户程序地址（逻辑地址）转化为内存的物理地址。
8、请求分页、请求分段中的页表和段表，要在分页、分段段表的基础上增加哪些信息？含义是什么？
8.理解、体会虚拟内存管理中涉及的几种页面淘汰算法（最佳淘汰算法、先进先出淘汰算法、最久未使用淘汰算法），会计算它们的页面中断数和页面中断率。
第六章《设备管理》
1.设备的几种分类方式：I/O设备和存储设备；高速设备和低速设备；字符设备和块设备；系统（标准）设备和用户设备；独占设备、共享设备和虚拟设备等。
2．分配设备需要参考的4个重要表格：系统设备表（SDT）、设备控制表（DCT）、控制器控制表（COCT）、通道控制表（CHCT）。
3．描述并体会几种常见的输入输出控制方式：程序直接控制、中断控制、DMA控制、通道控制。它们都有什么特点？有什么好处和坏处？
4.为什么要开辟缓冲区？常见的缓冲区有哪几种？目前最常用的是哪种？
5．设备分配的过程。如先分配什么，再分配什么，……。在分配中除了要参照上面2题的4个表之外，还要参照设备的属性（独占设备、共享设备、虚拟设备），最后还要注意设备的安全性。
在这里要注意以下提法：
什么是独占设备、共享设备、虚拟设备？
设备的独立性（或无关性）指的是什么？
设备的安全性考虑的是什么？
6．什么是SPOOLING系统？它由哪几部分构成？SPOOLING技术是做什么用的？
7. 会用磁盘调度算法（FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN），计算一系列磁盘请求的总寻道数和平均寻道数。
第七章《文件管理》
1．按照文件的几种分类方法进行分类，体会不同的文件。
2．文件的逻辑结构有哪几种（2种）？
3．文件的物理结构有哪几种（3种），各适合于哪种存取方式？
4．文件的存储介质有哪几种？（2种：磁带、磁盘类），各适合于哪种存取方式？FAT文件适合在哪种介质上存放？
5.一个文件能以怎样的方式存取，这和哪些因素有关？
6．什么是文件目录？文件目录的主要作用是什么？
文件目录里存放的都是哪些方面的内容？
你在计算机上点击“开始”------ “搜索”来查询计算机上的某文件，操作系统为你搜索的是目录文件还是磁盘上的正文文件？
7．一级目录、二级目录、多级目录都是怎么组织文件信息的？各有何好处与坏处？一级目录能解决文件的重名问题吗？
8．什么是i节点？为什么要引入i节点？i节点存放了哪些方面的内容？
9.文件存储空间（外存）有哪几种组织方式？UNIX采用的是哪一种？
10．文件共享有哪几种方法？（主要考虑符号链接法、基于索引节点的方法两种），是怎么做的？
《计算机操作系统》课程教学大纲 一. 课程名称 操作系统原理 二. 学时与学分 学时共64学时（52+12+8） 其中，52为理论课学时，12为实验学时，8为课外实验学时 学分 4 三. 先修课程 《计算机组成原理》、《C语言程序设计》、 《IBM—PC宏汇编程序设计语言》、《数据结构》 四. 课程教学目标 通过本课程的学习，要达到如下目标： 1．掌握操作系统的基本原理与实现技术，包括现代操作系统对计算机系统资源的管理策略与方法、操作系统进程管理机制、现代操作系统的用户界面。 2．了解操作系统的结构与设计。 3．具备系统软件开发技能，为以后从事各种研究、开发工作(如：设计、分析或改进各种系统软件和应用软件) 提供必要的软件基础和基本技能。 4．为进一步学习数据库系统、计算机网络、分布式系统等课程打下基础。 五. 适用学科专业 信息大类各专业
六. 基本教学内容与学时安排 主要内容： 本课程全面系统地阐述计算机操作系统的基本原理、主要功能及实现技术，重点论述多用户、多任务操作系统的运行机制；系统资源管理的策略和方法；操作系统提供的用户界面。讨论现代操作系统采用的并行处理技术和虚拟技术。本书以Linux系统为实例，剖析了其特点和具体的实现技术。 理论课学时：52学时 （48学时，课堂讨论2学时，考试2学时） ?绪论4学时 ?操作系统的结构和硬件支持4学时 ?操作系统的用户界面4学时 ?进程及进程管理8学时 ?资源分配与调度4学时 ?存储管理6学时 ?设备管理4学时 ?文件系统6学时 ?Linux系统8学时 七、教材 《计算机操作系统》(第2版)，庞丽萍阳富民人民邮电出版社，2014年2月 八、考核方式 闭卷考试
1、操作系统是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。配置操作系统的主要目标：方便用户使用；扩大机器功能；管理系统资源；提高系统效率；构筑开放环境。 2、系统调用是一种中介角色，把用户和硬件隔离开来，应用程序只有通过系统调用才能请求系统服务并使用系统资源。系统调用是应用程序获得操作系统服务的唯一途径。系统调用可分为：进程管理、文件操作、设备管理、贮存管理、进程通信、信息维护六类。 3、系统调用的实现原理：⑴编写系统调用处理程序⑵设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参数的个数⑶陷入处理机制，需开辟现场保护，以保存发生系统调用时的处理器现场。 4、系统调用与过程调用的主要区别：⑴调用形式不同⑵被调用代码的位置不同⑶提供方式不同⑷调用的实现不同 5、系统调用的作用：(1)内盒可以基于权限和规则对资源访问进行裁决，保证系统的安全性(2)系统调用对资源进行抽象，提供一致性接口，避免用户使用资源时发生错误且提高编程效率 5、用户态转向核心态：程序请求操作系统服务，执行系统调用；在程序运行时产生中断或异常事件
6、中断的概念：指在程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止现行程序在CPU上的运行，转而执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回断点或调度其他程序执行。 进程线程区别联系： 进程：是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。 线程：是操作系统进程中能够独立执行的实体，也是处理器调度和分派的基本单位。是进程的组成部分，每个进程内允许包含多个并发执行的实体引入进程的原因：一是刻画系统的动态性，发挥系统的并发性，提高资源利用率。 二是解决共享性，正确描述程序的执行状态。 8、进程最基本的状态有三种：运行态：进程占有处理器正在运行。就绪态：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行。等待态：又称为阻zǔ塞sè态或睡眠态，指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。进程状态转换的具体原因：运行态→等待态等待使用资源或某事件发生，如等待外设传输、等待人工干预。等待态→就绪态资源得到满足或某事件已经发生，如外设传输结束；人工干预完成。运行态→就绪态运行时间片到，或出现有更高优先权进程。就绪态→运行态 CPU空闲时被调度选中一个就绪进程执行。 9、进程控制块(PCB)的概念和组成：每个进程有且仅有一个进程控制块（PCB），或称进程描述符，它是进程存在的唯一标识，是操作系统用来记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构，是进程动态特征的一种汇
第一章 1、计算机软件是指安装在计算机系统中的程序和有关的文件 2、软件可分为：系统软件、支撑软件、应用软件 3、操作系统属性系统软件；各种接口软件和工具组。属于支撑软件 4、操作系统：操作系统是计算机系统中的系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够合理、方便、有效地使用计算机，使整个计算机系统能够高效运行的一组程序模块的集合。 5、操作系统主要有一下两个方面的作用： 1、操作系统要管理计算机系统中的各个资源，包括硬件及软件资源 2、操作系统要为用户提供良好的界面（最终用户和系统用户） 6、操作系统的目标：1、方便性、2、有效性、3、可扩充性、4、开放性 7、操作系统发展的主要动力：1、不断提高计算机资源利用率的需求2、方便用户3、器件的不断更新换代4、计算机体系结构的不断发展 8、操作系统的主要功能：1、处理机管理（用于分配和控制处理机）2、存储器管理（负责内存的分配和回收）3、I/O设备管理（负责I/O设备分配和操作）4、文件管理（负责文件的存取、共享和保护） 9、计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械、和光电元件等组成的各种部件设备。 10、处理机管理功能：1、进程控制2、进程同步3、进程通信、4、调度 11、存储器管理的功能：1、内存分配2、内存保护3、地址映射4、内存扩充 12、文件管理的功能：1、文件存储空间管理2、目录管理3、文件读写管理和存取管理 13、内存分配：1、静态分配方式2、动态分配方式 14、内存分配结构和功能：1、内存分配数据结构2、内存分配功能3、内存回收功能 15、操作系统的特征：1、并发性2、共享性3、虚拟性4、异步性 16、处理机的构成：1、运算器2、控制器3、一系列的寄存器4、高速缓存 17、处理机分为二类寄存器：1、用户可见寄存器2、控制和状态寄存器 18、指令执行的基本过程（步骤）：处理机先从存取中每次读取一条指令，然后执行这条指令，一个这样的单条指令过程称为一个指令周期。程序的执行就是由不断取指令和执行指令的指令周期组成。
1、设计现代OS的主要目标就是什么？方便性、有效性、可扩充性、开放性 2、何谓脱机I/O与联机I/O？ 答:脱机输入方式就是指在一台外围机(即一台专门用来管理输入/输出的、功能较简单的计算机)的控制下,预先将程序与数据从低速输入设备输入到磁带,当CPU需要这些程序与数据时,再从磁带告诉的读入内存。类似的,脱机输出方式就是指当CPU需要输出时,先告诉的将数据写入磁带,然后在一台外围机的控制下,然后低速输出设备进行输出。相反,在主机的直接控制下进行的输入/输出方式被称为联机输入/输出方式。 优点:减少了CPU的空闲时间;提高I/O速度。 3、实现分时系统的关键问题就是什么？应如何解决？ 答:关键问题:及时接收、及时处理 及时接收:在系统中设臵多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配臵缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。 及时处理:作业直接进入内存;采用轮转运行方式,不允许一个作业长期占用处理机 5、就是什么原因使操作系统具有异步性特征？ 答:进程就是以人们不可预知的速度向前推进。内存中的每个进程何时获得处理机运行;进何时因提出某种资源请求而暂停;进程以怎样的速度向前推进;每道程序总共需要多少时间完成,等等。在多道程序环境下,允许多个进程并发执行,但由于竞争资源等因素的限制,使进程的执行不就是“一气呵成,而就是以“走走停停”的方式运行。 只要运行环境相同,作业经过多次运行,都会获得完全相同的结果。 6、何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？ 答:在微内核OS中就是将进程管理、存储器管理以及I/O管理的功能一分为二,属于机制的很小一部分放入微内核中,另外绝大部分放在微内核外的各种服务器中来实现。 功能:进程(线程)管理、低级存储器管理、中断与陷入处理。 第2章作业 2、程序并发执行时为什么会失去封闭性与可再现性？ 答:程序并发执行时,多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态由多个程序改变,致使程序运行失去了封闭性,也会导致其失去可再现性。 3、试说明PCB的作用,为什么说PCB就是进程存在的唯一标志？ 答:PCB 就是进程实体的一部分,就是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用就是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序,成为一个能独立运行的基本单位,成为能与其它进程并发执行的进程。OS就是根据PCB对并发执行的进程进行控制与管理的。OS根据进程的PCB感知到该进程的存在。所以说PCB就是进程存在的唯一标志 4、同步机构应遵循哪些基本准则？答空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待 5、何谓“忙等”？它有什么缺点？答:“忙等”:不让权等待,即进程因为某事件的发生而无法继续执行时,它仍占CPU,并不执行循环测试指令来等待该事件的完成。 缺点:没有做到“让权等待”,降低了CPU的使用效率。 6、试从物理概念上说明记录型信号量wait与signal。 wait(S):当S、value>0 时,表示目前系统中这类资源还有可用的。执行一次wait 操作,意味着进程请求一个单位的该类资源,使系统中可供分配的该类资源减少一个,因此描述为S、value:=S、value-1;当S、value<0时,表示该类资源已分配完毕,进程应调用block原语自我阻塞,放弃处理机,并插入到信号量链表S、L中。 signal(S):执行一次signal操作,意味着释放一个单位的可用资源,使系统中可供分配的该类资源数增加一个,故执行S、value:=S、value+1 操作。若加1 后S、value≤0,则表示在该信号量链表中,仍有等待该资源的进程被阻塞,因此应调用wakeup 原语,将S、L链表中的第一个等
GDOU-B-11-213 《操作系统》课程教学大纲 课程简介 课程简介: 本课程主要讲述操作系统的原理，使学生不仅能够从系统内部了解操作系统的工作原理，而且可以学到软件设计的思想方法和技术方法。主要内容 包括：操作系统的概论；操作系统的作业管理；操作系统的文件管理原理； 操作系统的进程概念、进程调度和控制、进程互斥和同步等；操作系统的各 种存储管理方式以及存储保护和共享；操作系统的设备管理一般原理。其次 在实验环节介绍实例操作系统的若干实现技术，如：Windows操作系统、Linux 操作系统等。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 本课程计算机学科的软件工程专业中是一门专业方向课，也可以面向计算机类的其它专业。其任务是讲授操作系统的原理，从系统内部了解操作系统的工作原理以级软件设计的思想方法和技术方法；同时介绍实例操作系统的若干实现技术。 二、课程的目的与基本要求： 通过本课程的教学使学生能够从操作系统内部获知操作系统的工作原理，理解操作系统几大管理模块的分工和管理思想，学习设计系统软件的思想方法，通过实验环节掌握操作系统实例的若干实现技术，如：Windows操作系统、Linux操作系统等。 三、面向专业： 软件工程、计算机类 四、先修课程: 计算系统基础，C/C++语言程序设计，计算机组成结构，数据结构。 五、本课程与其它课程的联系：
本课程以计算系统基础，C/C++语言程序设计，计算机组成结构，数据结构等为先修课程，在学习本课程之前要求学生掌握先修课程的知识，在学习本课程的过程中能将数据结构、计算机组成结构等课程的知识融入到本课程之中。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章：操作系统概论（2学时） 第一节：操作系统的地位及作用 操作系统的地位（A）；操作系统的作用（A）。 第二节：操作系统的功能 单道系统与多道系统（B）；操作系统的功能（A）。 第三节：操作系统的分类 批处理操作系统（B）；分时操作系统（B）；实时操作系统（B）。 第二章：作业管理（2学时） 第一节：作业的组织 作业与作业步（B）；作业的分类（B）；作业的状态（B）；作业控制块（B）。 第二节：操作系统的用户接口 程序级接口（A）；作业控制级接口（A）。 第三节：作业调度 作业调度程序的功能（B）；作业调度策略（B）；作业调度算法（B）。 第四节：作业控制 脱机控制方式（A）；联机控制方式（A）。 第三章：文件管理（8学时） 第一节：文件与文件系统（1学时） 文件（B）；文件的种类（B）；文件系统及其功能（A）。 第二节：文件的组织结构（1学时） 文件的逻辑结构（A）；文件的物理结构（A）。 第三节：文件目录结构（1学时） 文件说明（B）；文件目录的结构（A）；当前目录和目录文件（B）。 第四节：文件存取与操作（1学时） 文件的存取方法（A）；文件存储设备（C）；活动文件（B）；文件操作（A）。 第五节：文件存储空间的管理（2学时） 空闲块表（A）；空闲区表（A）；空闲块链（A）；位示图（A）。 第六节：文件的共享和保护（2学时）
3．什么是操作系统？操作系统在计算机中的主要作用是什么？ 操作系统：管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。 a>服务用户观点——操作系统作为用户接口和公共服务程序 b>进程交互观点——操作系统作为进程执行的控制者和协调者 c>系统实现观点——操作系统作为扩展机和虚拟机 d>资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 10．试述系统调用与函数（过程）调用之间的主要区别。 a>调用形式和实现方式不同。函数调用所转向的地址是固定不变的，但系统调用中不包括内核服务例程入口地址，仅提供功能号，按功能号调用；函数调用是在用户态执行，只能访问用户栈；系统调用要通过陷阱设置，从用户态转换到内核态，服务例程在内核态执行并访问核心栈。 b>被调用代码的位置不同。函数调用是静态调用，调用程序和被调用代码处于同一程序内，经链接后可作为目标代码的一部分，这是用户级程序当函数升级或者修改时，必须重新编译和链接；系统调用是动态调用，系统调用的服务例程位于操作系统中，这是系统级程序，这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关，而且调用程序的长度大为缩减，能减少其所占用的内存空间。 c>提供方式不同。函数调用通常有编程需要提供，不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同；系统调用由操作系统提供，一旦操作系统设计好，系统调用的功能、类型和数量便固定不变。 15．什么是多道程序设计？多道程序设计技术有什么特点？ 多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统的内存并启动交替计算的方法。 特点：多道性、宏观并行、微观串行。 19．在分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 响应时间：从交互式进程提交一个请求（命令）直到获得响应之间的时间间隔。 影响因素：cpu的处理速度、联机终端的数目、所用时间片的长短、系统调度开销和对换信息量的多少等。23．操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。 a>处理器管理。处理器是计算机系统中最为稀有和宝贵的资源，应该最大限度地提高其利用率。常常采用多道程序设计技术组织多个作业同时执行，解决处理器调度、分配和回收问题。 b>存储管理。存储管理的主要任务是管理内存资源，为多道程序设计提供有力支持，提高存储空间利用率，具体来说有内存分配和回收、地址转换与存储保护、内存共享与存储扩充等。 c>设备管理。设备管理的主要任务是管理各种外部设备，完成用户提出的I/O请求；加快数据传输速度，发挥设备的并行性，提高设备的利用率；提供设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐蔽硬件操作细节，提供简单的设备使用方法。 d>文件管理。主要任务是对用户和系统文件进行有效管理，实现按名存取；实现文件共享、保护和保密；保证文件的安全性；向用户提供一整套能够方便地使用文件的操作和命令。 e>联网和通信管理。1网络资源管理；2数据通信管理；3应用服务；4网络管理 27．什么是操作系统内核？ 内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程并发的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于内核态，具有直接访问硬件设备和所有内存空间的权限，是仅有的能够执行特权指令的程序。35．简述操作系统资源管理的主要技术：资源复用、资源虚拟和资源抽象。 资源复用：系统中相应地有多个进程竞争使用物理资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。 资源虚拟：虚拟的本质是对资源进行转换、模拟和整合，把一个物理资源转变成多个逻辑上的对应物，也可以把多个物理资源变成单个逻辑上的对应物。即创建无须共享的多个独占资源的假象，或创建易用且多个实际物理资源数量的虚拟资源假象，以达到多用户共享一套计算机物理资源的目的。
操作系统期末复习 选择题和判断题中蓝色的为正确答案。 一、选择题（选择一个正确答案的代码填入括号中） 1.在计算机系统中，控制和管理各种资源、有效地组织多道程序运行的系统软件称作 （）。 A．管理信息系统B．文件系统 C．操作系统D．数据库管理系统 2.按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（）。 A．用户软件B．应用软件 C．支撑软件D．系统软件 3.操作系统的基本职能是（）。 A．提供功能强大的网络管理工具 B．提供用户界面，方便用户使用 C．提供方便的可视化编辑程序 D．控制和管理系统各种资源，有效地组织多道程序的运行 4.现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和操作的异步性。 A．多道程序设计B．中断处理 C．程序的并发执行D．实现分时与实时处理 5.引入多道程序的目的在于（）。 A．充分利用存储器B．提高实时响应速度 C．充分利用CPU，减少CPU等待时间 D．有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量 6.以下不属于操作系统具备的主要功能的是（）。 A．文档编辑B．中断处理 C．存管理D．CPU调度 7.为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。这 属于操作系统的( )。 A．处理器管理B．作业管理C．文件管理D．存储管理 8.在实时系统中，一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并 将结果及时送回。下面属于实时系统的是（）。 A．航空订票系统B．办公自动化系统 C．计算机辅助设计系统D．计算机激光照排系统 9.为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（）。
A．多道批处理系统B．分时系统 C．实时系统D．网络系统 10.下列不属于分时系统特征的是( )。 A．为多用户设计B．可靠性比实时系统要求高 C．方便用户与计算机的交互D．需要中断机构及时钟系统的支持 11.以下著名的操作系统中，属于多用户、多进程、多任务分时系统的是（）。 A．DOS系统B．UNIX系统 C．Windows NT系统D．OS/2系统 12.操作系统核与用户程序、应用程序之间的接口是（）。 A．shell命令B．系统调用 C．图形界面D．C语言函数 13.系统调用是由操作系统提供的部调用，它（）。 A．直接通过键盘交互方式使用B．只能通过用户程序间接使用 C．是命令接口中的命令D．与系统的命令一样 14.系统调用的目的是（）。 A．申请系统资源B．终止系统服务 C．释放系统资源D．请求系统服务 15.进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。二者的一个本质区别是（）。 A．程序是静态概念，进程是动态概念 B．程序是动态概念，进程是静态概念 C．程序保存在文件中，进程存放在存中 D．程序顺序执行，进程并发执行 16.在操作系统中，进程的最基本的特征是（）。 A．与程序的对应性B．顺序性和可再现性 C．动态性和并发性D．执行过程的封闭性 17.进程在系统中存在的唯一标志是( )。 A．所运行的程序B．进程控制块 C．进程队列D．所运行的程序和数据 18.进程的动态、并发等特征是利用（）表现出来的。 A．进程控制块B．数据 C．程序和数据D．程序 19.在单处理机系统中，处于运行状态的进程( )。 A．只有一个B．可以有多个 C．不能被挂起D．必须在执行完后才能被撤下
计算机系统 计算机软件 计算机硬件系统软件支撑软件应用软件（操作系统、编译程序） （软件开发工具） （特定应用领域的专用软件） （CPU+存储器+输入/输出控制系统+输入/输出设备）操作系统 概念作用 功能（软件） 资源管理者 用户的接口扩充硬件 （资源管理者：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理） 操作系统基本类型 批处理 分时 实时（特点：即时响应和高可靠性） 单道 多道 无交互能力 Unix(特点：交互性、及时性、多路性、独立性） 用户与操作系统 接口 作业控制命令图形界面 系统调用 作业说明书 ● 操作系统中引入多道程序设计的好处 一是提高了CPU 的利用率， 二是提高了内存和I/O 设备的利用率， 三是改进了系统的吞吐率， 四是充分发挥了系统的并行性。 其主要缺点是:作业周转时间延长。 ● 试从独立性、多路性、交互性和及时性等方面比较批处理系统、分时系统、 实时系统，并分别说明它们各自适用于什么场合？ ● 分布式操作系统 系统中的若干台机器可互相协作完成同一个任务，具有较好的容错性和健壮性
第二章了解第三章 多道程序设计 程序的顺序执行 程序的并发执行 （顺序性、封闭性、 可再现性） （异步性、相互制约、竞争性、与速度有关）进程的概念 进程的定义（程序的一次执行、组成：进程控制块+程序+数据） 引入进程的原因 提高资源的利用率 正确描述程序的执行情况 进程的属性 动态性 可有相同程序 状态 等待态（等待新资源） 就绪态（等待CPU) 运行态 ●进程和程序是两个既有联系又有区别的概念： (1) 进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念。 (2) 进程具有并行特征，而程序没有。由进程的定义可知，进程具有并行特征的两个方面，即独立性和异步性。 (3) 进程是分配计算机系统资源的基本单位。 (4) 不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据集不同。 ●作业和进程的关系 (1) 作业是用户向计算机提交任务的任务实体。作业在外存中的作业等待队列中等待执行。而进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位。进程在于内存中。 (2) 一个作业可由多个进程组成。且必须至少由一个进程组成，但反过来不成立。 (3) 作业的概念主要用在批处理系统中。而进程的概念则用在几乎所有的多道系统中。 ●把系统态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语。 ●用于进程控制的原语有：创建原语、撤消原语、阻塞原语、唤醒原语等。
《操作系统课程设计》大纲 一、设计目的和要求 目的：本课程设计是为配合计算机相关专业的重要专业课《操作系统》而开设的，其主要内容是让学生实际进行操作系统功能模块的设计和编程实现。通过本课程设计的实施，使学生能将操作系统的概念具体化，并从整体和动态的角度去理解和把握操作系统，以巩固和补充操作系统的原理教学，提高学生解决操作系统设计及实现过程中的具体问题的能力。 要求：通过本课程设计的实施，要求培养学生以下能力： （1）培养学生在模拟条件下与实际环境中实现功能模块和系统的能力：课程设计要求学生实际进行操作系统功能模块的设计和编程实现，具体包括：基于线程的多任务调度系统的设计与实现；一个简单文件系统的设计与实现。 （2）培养学生设计和实施工程实验的能力，合理分析试验结果的能力：学生在完成项目的过程中，需要进行实验设计、程序调试、错误分析，从而熟悉实验设计方法及实验结果的分析方法。 （3）培养学生综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力：学生需根据设计项目的功能要求及操作系统原理的相关理论提出自己的解决方案，需考虑项目实现的软硬件环境，设计相关数据结构及算法，在实现过程中发现解决方案的问题并进行分析改进。 （4）培养学生分析并清楚阐述设计合理性的能力：要求学生在项目上机验收和实验报告中分析阐述设计思路的合理性和正确性。 （5）培养学生的组织管理能力、人际交往能力、团队协作能力：课程设计分小组进行，每个小组有一个组长，负责组织本组成员的分工及合作。 二、设计学时和学分 学时：32 ；学分：1 三、设计的主要内容 以下三个题目中：1、2中选做一题，第3题必做。 1、基于线程的多任务调度系统的设计与实现 （1）线程的创建、撤消和CPU切换。 掌握线程的定义和特征，线程的基本状态，线程的私有堆栈，线程控制块TCB，理解线程与进程的区别，实现线程的创建、撤消和CPU切换。 （2）时间片轮转调度 理解各种调度算法、调度的原因，完成时钟中断的截取，具体实现调度程序。 （3）最高优先权优先调度 理解优先权的概念，并实现最高优先权优先调度策略。 （4）利用记录型信号量实现线程的同步
第一章导论 作者：李静伟，武琳，梁龙，杨松，李川排版：大雄 操作系统的功能作用：1、作用：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，有效地组织多道程序运行的系统软件，使用户与计算机之间的接口。2、功能：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口。 操作系统的发展过程：1、手工操作时期：人工干涉，用户独占。2、早期批处理时期：出现了完成作业自动转换工作的程序叫监督程序，包括早期联机批处理、早期脱机批处理。3、多道批处理系统：在内存中同时存放多道程序在管理程序的控制下交替执行，用户独占。分时系统：用户与主机交互。实时系统：具有专用性及时性。4、现代操作系统（网络操作系统和分布式操作系统）：有网络地址，提供网络服务，实现资源共享。 第二章计算机系统结构 计算机系统在硬件方面的保护：1、双重模式操作：用户模式、监督程序模式，双重模式操作为人们提供了保护操作系统和用户程序不受错误用户程序影响的手段。2、I/O保护：定义所有I/O指令为特权指令，所以用户不能直接发出I/O指令，必须通过操作系统来进行3、内存保护：对中断向量和中断服务程序进行保护，使用基址寄存器和界限寄存器4、CPU保护：使用定时器防止用户程序运行时间过长，操作系统在将控制权交给用户之前，应确保设置好定时器，以便产生中断。 第三章操作系统结构 操作系统的基本组成：进程管理、内存管理、文件管理、输入/输出系统管理、二级存储管理、联网、保护系统、命令解释系统。 系统调用的含义：系统调用提供了进程与操作系统之间的接口。分为五类：进程控制、文件管理、设备管理、信息维护、通信。 操作系统设计所采用的结构：1、简单结构：以较小、简单且功能有限的系统形式启动，但后来渐渐超过了其原来的范围，由于运行所用的硬件有限，它被编写成利用最小的空间提供最多的功能2、分层方法：优点：模块化，简化了调试和系统验证；缺点：涉及对层的仔细认真的定义的困难，效率较差3、微内核：优点：便与操作系统扩充，便于移植；缺点：关于哪些服务应保留在内核内，而哪些服务应在用户空间内实现，并没有定论。 第四章进程 进程的含义：进程是由数据结构以及在其上执行的程序组成，是程序在这个数据集合上的运行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。进程包含的内容：程序代码、程序计数器、堆栈段、数据段。进程和程序的联系和区别：1、程序是静态的，进程是动态的，程序是代码的集合，进程是程序的执行。2、程序是永久的，进程是短暂的。3、程序的组成是代码，进程的组成包括程序、数据、进程控制块。3、一个程序可对应多个进程，通过调用关系，一个进程也可包括多个程序。4、进程可生成其他进程，程序不能生成新的程序 并发与并行的区别：并行指两个或多个事件在同一时刻发生；并发指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在单处理机系统中，每一时刻仅能执行一个程序，所以从微观角度来看程序的并发执行时，它们是交替执行，即串行。程序间真正的并行只有在多处理机系统中才会出现。 进程的状态及转换条件：状态：新的，运行，等待，就绪，终止。转换条件：1、新建--〉就绪：就绪队列能够容纳新的进程2、就绪—〉运行：处于就绪状态的进程被调度程序选中，分配到CPU。 3、运行—〉阻塞：正在运行的进程因某种条件为满足而放弃对CPU的占用。 4、阻塞—〉就绪：处于阻塞状态的进程所等待的事情发生了。 5、运行—〉就绪：正在运行的进程用完了本次分配给它的CPU时间 6、运行—〉终止：正在运行的进程完成自己的工作或者由于发生某些事件而被异常中止。 进程控制块的作用及内容：（1）内容：进程状态、程序计数器、CPU寄存器、CPU调度信息、内存管理信息、记账信息、I/O状态信息。（２）作用：①PCB是进程组成中最关键的部分，每个进程都有惟一的PCB,操作系统对每个进程实施控制和管理，②系统创建一个进程时，为它创建一个PCB，当进程终止时，系统收回其PCB,该进程在系统中就不存在了，所以PCB是进程存在的惟一
操作系统（Operating System）复习要点 第一章 操作系统：计算机系统中的一组系统软件，由它统一管理计算机系统的各种资源并合理组织计算机的工作流程，方便用户使用。具有管理和服务功能 操作系统的特征：并发性，共享性，随机性，可重构性，虚拟性。并发是指计算机系统中同时存在多个程序，宏观上看，这些程序是同时向前推进的。 共享性：批操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源虚拟性：物理实体转化为若干逻辑上的对应物。 操作系统的功能：1，进程管理；2，存储管理；3，文件管理；4，作业管理；5，设备管理；6，其他功能（系统安全，网络通信）。 传统OS中，进程是系统调度的最小单位，是程序的一次执行；而现代OS中则是线程，是程序一次相对独立的执行过程。 操作系统的发展历史 1,手工操作：穿孔卡片 2,监督程序——早期批处理：计算机高级语言出现，单道批处理单道批处理：串行执行作业中，由监督程序识别一个作业，进行处理后再取下一个作业的自动定序处理方式3,多道批处理系统——现代意义上的操作系统 多道批处理：允许多个程序同时存在于主存之中，由中央处理机以切换方式为之服务，使得多个程序可以“同时”执行。 操作系统分类：批处理OS，分时OS，实时OS，嵌入式OS，个人计算机OS，网络OS，分布式OS，智能卡OS。 操作系统类型：批处理OS，分时OS，实时OS，网络OS，分布式OS。 分时系统：支持多个终端用户共享一个计算机系统而互不干扰，能实现人机交互的系统。 特点：支持多用户，具有同时性、独立性、及时性、交互性。实时系统：使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且在严格的规定时间内处理结束、再给出反馈信号的系统。 特点：及时响应，快速处理，安全可靠。 宏观和微观两个发展方向：网络OS、分布式OS（大型系统）、嵌入式OS（微机） 研究操作系统的几种视角：软件的视角、用户接口、资源管理、虚拟机、服务提供者视角 第二章作业的定义：用户要求计算机系统处理的一个计算问题。（或参考 “小结”） 作业的两种控制方式 1，批处理：操作系统按各作业的作业控制说明书的要求，分别控制相应的作业按指定步骤执行。 2，交互：在作业执行过程中，操作系统与用户之间不断交互作用。 作业调度：从后备作业队列中选取某个作业投入主存参与多道运行。 调度算法原则：①尽可能运行更多的作业，优先考虑短作业； ②使处理机保持繁忙，优先考虑计算量大的作业； ③使I/O设备保持繁忙，优先考虑I/O繁忙的作业； ④对所有的作业都是公平合理的。 选择原则：①选择的调度算法与系统的整体设计目标一致； ②注意系统资源的均衡使用，使I/O作业与CPU作业 搭配合理； ③作业应该在规定时间内完成，能缩短作业周转时间。调度性能的衡量——周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间 周转时间=完成时间－提交时间； 运行时间=完成时间－开始时间； 带权周转时间=周转时间÷运行时间； 响应比＝１＋等待时间÷运行时间 调度算法：（注意：一律以小时为单位） FCFS：按到达先后顺序执行； 短作业优先法：按运行时间最短优先； 响应比优先法：按响应比最高的作业优先，注意每执行完一 次作业计算一次响应比。 交互式作业的管理—接口（①操作控制命令②菜单技术③窗口技术）：字符（命令行）、菜单、图形 用户和操作系统之间的接口：①程序一级接口②作业控制一级接口P42 中的第二题（应用题），必做。 第三章 进程的定义：具有独立功能的并行程序一次执行过程 进程和程序的区别与联系： 区别：①程序是指令的有序集合，静态；进程是程序的一次运行活动，动态； ②进程是一个独立运行单位，共享资源的实体，能并发执行； 而程序不能。 联系：①一个程序对应多个进程，一个进程至少对应一段程序； ②静态地观察进程，与程序一样都由指令集和数据构成。 精品
计算机操作系统期末复习题 注：1-简单2-一般3-较难4-难 第一部分操作系统基本概念 一、选择题(选择最确切的一个答案，将其代码填入括号中) 1、操作系统是一种（）。 A、应用软件 B、系统软件 C、通用软件 D、工具软件 答案-1：B 2、计算机系统的组成包括（）。 A、程序和数据 B、处理器和内存 C、计算机硬件和计算机软件 D、处理器、存储器和外围设备 答案-1：C 3、下面关于计算机软件的描述正确的是（）。 A、它是系统赖以工作的实体 B、它是指计算机的程序及文档 C、位于计算机系统的最外层 D、分为系统软件和支撑软件两大类 答案-2：B 4、财务软件是一种（）。 A、系统软件 B、接口软件 C、应用软件 D、用户软件 答案-2：C 5、世界上第一个操作系统是（）。 A、分时系统 B、单道批处理系统 C、多道批处理系统 D、实时系统 答案-1：B 6、批处理操作系统提高了计算机的工作效率，但（）。 A、系统资源利用率不高 B、在作业执行时用户不能直接干预 C、系统吞吐量小 D、不具备并行性 答案-3：B 7、引入多道程序的目的是（）。 A、为了充分利用主存储器 B、增强系统的交互能力
C、提高实时响应速度 D、充分利用CPU，减少CPU的等待时间 答案-3：D 8、在多道程序设计的计算机系统中，CPU（）。 A、只能被一个程序占用 B、可以被多个程序同时占用 C、可以被多个程序交替占用 D、以上都不对 答案-2：C 9、多道程序设计是指（）。 A、有多个程序同时进入CPU运行 B、有多个程序同时进入主存并行运行 C、程序段执行不是顺序的 D、同一个程序可以对应多个不同的进程 答案-3：B 10、从总体上说，采用多道程序设计技术可以（）单位时间的算题量，但对每一个算题，从算题开始到全部完成所需的时间比单道执行所需的时间可能要（）。 A、增加减少 B、增加延长 C、减少延长 D、减少减少 答案-4：B 11、允许多个用户以交互使用计算机的操作系统是（）。 A、分时系统 B、单道批处理系统 C、多道批处理系统 D、实时系统 答案-2：A 12、下面关于操作系统的叙述正确的是（）。 A、批处理作业必须具有作业控制信息 B、分时系统不一定都具有人机交互功能 C、从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D、由于采用了分时技术，用户可以独占计算机的资源 答案-3：A 13、操作系统是一组（）。 A、文件管理程序 B、中断处理程序 C、资源管理程序 D、设备管理程序 答案-1：C 14、现代操作系统的两个基本特征是（）和资源共享。 A、多道程序设计 B、中断处理 C、程序的并发执行 D、实现分时与实时处理 答案-1：C 15、（）不是操作系统关心的主要问题。 A、管理计算机裸机
摘要 通过操作系统教学网站的建设，完成了对于操作系统课程的远程化授课。可以使学生不受时间空间的限制，通过网络对于这门课程进行学习。建立起了基于B/C的网络化教学系统。本网站采用当前最流行的JSP网络编程技术，可以实现数据的高效、动态、交互访问，具有强大的Server/Client交互能力。本文中所做的主要工作：介绍Win2000 +JSP(J2DK+TOMCAT)系统并且嵌入 JAVABEAN的一般原理；阐述整个操作系统教学网站的概要设计，系统结构及工作原理；分析了系统实现中的特殊性、难点和重点；详细设计实现学院介绍、教学资源、课程表、课堂教学、在线答疑、其他课程、课件下载、留言反馈、自我测试、成绩管理、站内搜索、公告专栏、友情链接、校园风景、新闻中心、栏目导航等程序模块；各个模块的具体实现，且分析并解决实现中的若干技术问题；建立完整的实验网站，进行测试并分析结果。 关键字： JAVABEAN JSP 交互访问 JAVASCRIPT JDBC
Abstract Through the operating system teaching website construction, completed long-distance has taught regarding the operating system curriculum, was allowed to cause the student without the time space limit, and carried on the study through the network regarding this curriculum. Established based on the B/C network teaching system. This website uses the current most popular JSP network programming technology, may realize the data to be highly effective, dynamically, alternately visits, and has the formidable Server/Client interactive ability. In this article does main work: Introduced Win2000 +JSP (J2DK+TOMCAT) the system and to insert JA V ABEAN the general principle; Elaborates the entire operating system teaching website outline design, the system structure and the principle of work; Has analyzed in the system realization particularity, the difficulty and key; The detailed design realization institute introduced, in the teaching resources, the class schedule, the classroom instruction, the on-line Q/A, other curricula, class downloading, the message feedback, the self- test, the result management, the station search, program module and so on announcement column, friendship link, campus scenery, news center, column navigation; Each module concrete realization, also in analysis and solution realization certain technical questions; The establishment integrity experimental website, carries on the test and the analysis result. Key words: JA V ABEAN JSP alternately visits JA V ASCRIPT JDBC
《操作系统》期末复习指导（2017.12） 一、说明： 期末考试计划出5种题型：选择、填空、判断、简答、计算，每种题型均占20分左右， 其中，最后的两类大题（简答题和计算题共计40分）更加局限，不会超出下面复习资料给定的范围，请大家认真复习，不要大意，免得遗恨终生。 二、简答题范围（约占20分，三套考题的简答都不会超越这个范围）： 1．什么是进程？进程由哪几个部分构成？为什么要引进进程？ 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位； 进程都是由程序段、数据段及PCB三个部分组成； 为了使程序能并发执行，且为了对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了“进程”的概念； 什么是线程？为什么要引进线程？ 线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度和指派的执行单元； 为了既能提高程序的并发程度，又能减少OS的开销，操作系统设计者引入了线程； 进程和程序有什么区别和联系？ 1、进程的实质是进程实体的一次执行过程，进程实体有一定的生命期，而程序则只是一组有序指令的集合； 2、进程具有并发性，而程序是不能并发执行的； 3、进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位，而未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行。一个进程可以执行一个或多个程序，一个程序可以应对多个进程。 进程和线程有什么区别和联系？不同的操作系统，其线程的实现方式都是一样的吗？线程有哪几种实现方式？ 进程是资源拥有的基本单位，线程是分派和调度资源的基本单位； 进程拥有资源，线程不拥有资源； 进程和线程都拥有并发性； 进程的系统开销远大于线程的系统开销。 2.什么是地址重定位？ 将逻辑地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的物理地址，这一过程称为地址重定位或地址映射 什么是静态地址重定位？什么是动态地址重定位？ 静态地址重定位是在程序执行前由操作系统的重定位装入程序完成的。它根据要装入的内存起始地址，直接修改所有涉及到的逻辑地址，一次性完成逻辑地址到物理地址的装换，在程序运行中，不再进行任何地址转换；
一、选择题 1．引入多道程序的目的在于（）。 A.有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量B．充分利用存储器 C.充分利用CPU，减少CPU等待时间D．提高实时响应速度 2. 在单处理机计算机系统中，（）是并行操作的。 A.程序与程序 B.处理机的操作与通道的操作 C.主程序与子程序 D.用户程序与操作系统程序 3.下面哪一个不是程序在并发系统内执行的特点（）。 A.产生死锁的必然性 B.资源分配的动态性 C.程序执行的间断性 D.相互通信的可能性 4．进程和程序的一个本质区别是( )。 A. 进程分时使用CPU，程序独占CPU B．进程存储在内存，程序存储在外存 C. 进程在一个文件中，程序在多个文件中 D．进程为动态的，程序为静态的 5．在下列情况( )，系统需要进行进程调度。 A. 某一进程正访问一临界资源 B．某一进程运行时因缺乏资源进入阻塞状态 C．某一进程处于运行状态，而另一进程处于自由状态 D．某一进程正在访问打印机，而另一进程处于就绪状态 6．与设备控制器关系最密切的软件是（）。 A.编译程序 B.设备驱动程序 C.存储管理程序 D.处理机管理 7. 若进程P一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能（）。 A.在抢占调度方式中，P的优先级高于当前运行的进程 B.进程P的优先级最高 C.就绪队列为空队列 D.在抢占调度方式中，P的优先级高于就绪队列中所有的进程 8. 在下列选项中，属于预防死锁的方法是（）。 A.剥夺资源法 B.资源分配图法 C.资源随意分配 D.银行家算法 9. 如果要使装入内存的程序，在内存中移动后仍能正常运行，必须要有( )的支持。 A. 静态重定位 B.动态重定位 C. 动态链接 D.静态链接 10. 段页式管理中，地址转换表是( )。 A. 每个进程一张段表，一张页表 B．每个进程的每个段一张段表，一张页表 C．每个进程一张段表，每个段一张页表