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计算机操作系统复习资料
1.操作系统的定义操作系统Operating System,简称OS是管理计算机系统的所有硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其他应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大程度地发挥作用，为顾客提供以便的、有效的、友善的服务界面操作系统一般是最靠近硬件的一层系统软件，它把硬件裸机改导致为功能完善的一台虚拟机，使得计算机系统的使用和管理愈加以便，计算机资源的运用效率更高，上层的应用程序可以获得比硬件提供的功能更多的支持操作系统是一种庞大的管理控制程序，大体包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文献管理
2.操作系统的作用1OS作为顾客与计算机硬件系统之间的接口2OS作为计算机系统资源的管理者3OS实现了对计算机资源的抽象
3.操作系统的基本特性1并发共2享虚3拟异步
4.分时系统的概念4把计算机的系统资源尤其是CPU时间进行时间上的分割，每个时间段称为一种时间片，每个顾客依次轮番使用时间片，实现多种顾客分享同一台主机的操作系统
5.分时系统要处理的关键问题2个1及时接受2及时处理
6.并发性的概念并发性是指两个或多种事件在同一事件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种程序在同步运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时的交替执行
7.程序次序执行的特性和并发执行的特性次序执行的特点次序性封闭性可再现性程序并发执行的特点:〃0〃作为盘块已分派的标识，把〃1〃作为空闲标志（它们的本质上是相似的，都是用一位的两种状态标志空闲和已分派两种状况）磁盘上的所有盘块均有一种二进制位与之对应，这样，由所有盘块所对应的位构成一种集合，称为位示图一般可用m*n个位数来构成位示图，并使m*n等于磁盘的总块数位示图也可描述为一种二维数组map[m,n]o盘块的分派根据位示图进行盘块分派时，可分三步进行1）次序扫描位示图，从中找出一种或一组其值为“0”的二进制位（“0”表达空闲时）2）将所找到的一种或一组二进制位转换为与之对应的盘块号假定找到的其值为“0”的二进制位位于位示图的第i行，第j歹U,则其对应的盘块号应按下式计算b=n（i-1）+j,式中，n代表每行的位数3）修改位示图，令盘块的回收1）将回收盘块的盘块号转换为位示图中的行号和列号转换公式为l=（b-1）DIV n+1J=b-1MOD n+12修改位示图令map[l,j]=
0.
38.CPU指令的分类常见的特权指令有如下几种（I）有关对I/O设备使用的指令如启动I/O设备指令、测试I/O设备工作状态和控制I/O设备动作的指令等
（2）有关访问程序状态的指令如对程序状态字（PSW）的指令等
（3）存取特殊寄存器指令如存取中断寄存器、时钟寄存器等指令
（4）其他指令
39.CPU运行状态的分类
40.网络操作系统的互操作功能为了了实现多种网络之间的通信和资源共享，不仅需要将他们从物理上连接在一起，并且还应使不一样网络的计算机系统之间能进行通信（信息互通）和实现资源共享（信息互用）为此网络0S中必须提供应用互操作功能，以实现“信息互通性”及“信息互用性”
（1）信息互通性为了防止在不一样网络中，因采用了不一样的协议而不能识别和通信，在互连网络的每一种网络中都应配置同一类型的传播协议，以实现各个网络之间的通信
（2）信息的互用性所谓信息的互用性，是指在不一样的网络中的站点之间能实现信息的互用，亦即一种网络中的顾客可以访问另一种网络文献系统（或数据库系统）中的文献（数据）不能实现信息的互用性的原因是在不一样网络中所配置的网络文献系统（或数据库系统），一般使用了各不相似的构造、各不相似的文献命名方式和存取文献的命令，于是便发生了有一种源网络中的顾客发往一种目的网络的文献访问命令不能被目的网络的节点所识别的状况对此，一种目前相对比较流行的处理方案是由SUN企业推出的网络文献系统协议NFS语义语法时序
41.网络协议的三要素
42.加密算法的分类对称加密算法非对称加密算法
43.身份认证的根据目前身份验证重要根据下述三个方面的信息来确认1）所知，即基于顾客所懂得的信息，如系统的登录名，口令等2）所有，指顾客所具有的东西，如身份证，信用卡等3）顾客特性，指顾客所具有的特性，尤其是生理特性，如指纹，声纹，DN等
1.某杂技团进行走钢丝演出在钢丝的A、B两端各有n名演员（nl）在等待演出只要钢丝上无人时便容许一名演员从钢丝的一端走到另一端现规定两端的演员交替地走钢丝，且从A端的一名演员先开始请问，把一名演员看作一种进程时，怎样用WAIT,SIGNAL操作来进行控制？请写出能进行对的管理的程序123X/^7\171）、间断性（失去程序的封闭性）2）、不可再现性任何并发执行都是不可再现3）、进程互斥（程序并发执行可以互相制约）
8.进程的定义进程是指在系统中能独立运行并作为资源分派的基本单位为了使参与并发执行的每个程序（含数据）都能独立的运行，在操作系统中必须为之配置一种专门的数据构造，称为进程控制块（PCB）系统运用PCB来描述进程的基本状况和活动过程，进而控制和管理进程
9.进程的构成部分进程是由一组机器指令，数据和堆栈构成的，是一种能独立运行的活动实体由程序段，有关的数据段和PCB三部分便构成了进程实体（又称进程映像）
10.进程的状态（状态之间的变化）就绪状态、执行状态、阻塞状态处在就绪状态的进程，在调度程序为之分派了处理机之后，该进程便可以执行，对应的，他就由就绪状态转变为执行状态正在执行的进程，假如由于分派给它的时间片已经用完而被暂停执行时，该进程便由执行状态又回到就绪状态；假如由于发生某事件而使进程的执行受阻（如进程祈求访问临界资源，而该资源正在被其他进程访问），使之无法继续执行，该进程将有执行状态转变为阻塞状态处在阻塞状态的进程，在获得了资源后，转变为就绪状态/d就绪/7时间片完I）完成/\\执行阻塞I/O请求/进程调度
11.进程同步的概念进程同步是是并发执行的诸进程之间能有效地互相合作，从而使程序的执行具有可再现性，简朴的说来就是多种有关进程在执行次序上的协调
12.PV原语的作用PV原语通过操作信号量来处理进程间的同步与互斥的问题其关键就是一段不可分割不可中断的程序
13.处理死锁的四种措施（有何不一样）1）防止死锁这是一种简朴和直观的事先防止措施该措施是通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件（互斥条件，祈求和保持条件，不可抢占条件，循环等待条件）中的一种或几种来防止产生死锁防止死锁是一种较易实现的措施，已被广泛使用、2）防止死锁同样是属于事先防止方略，但它并不是事先采用多种限制措施，去破坏产生死锁的四个必要条件，而是在资源的动态分派过程中，用某种措施防止系统进入不安全状态，从而可以防止发生死锁3）检测死锁这种措施不必事先采用任何限制性措施，容许进程在运行过程中发生死锁但可通过检测机构及时地检测出死锁的发生，然后采用合适的措施，把进程从死锁中解脱出来4）解除死锁当检测到系统中已发生死锁时，就采用对应措施，将进程从死锁状态中解脱出来常用的措施是撤销某些进程，回收它们的资源，将它们分派给已处在阻塞状态的进程，使其能继续运行上述的四种措施，从1）到4）对死锁的防备程度逐渐减弱，但对应的是资源运用率的提高，以及进程因资源原因而阻塞的频度下降（即并发程度提高）
14.解除死锁的措施常采用解除死锁的两种措施是1）抢占资源从一种或多种进程中抢占足够数量的资源，分派给死锁进程，以解除死锁状态2）终止（或撤销）进程终止（或撤销）系统中的一种或多种死锁进程，直至打破循环环路，使系统从死锁状态解脱出来
15.死锁产生的必要条件1）互斥条件2）祈求和保持条件3）不可抢占条件4）循环等待条件
16.死锁的概念假如一组进程中的每一种进程都在等待仅由该组进程中的其他进程才能引起的事件，那么该组进程是死锁的
17.银行家算法银行家算法是一种最有代表性的防止死锁的算法要解释银行家算法，必须先解释操作系统安全状态和不安全状态安全状态假如存在一种由系统中所有进程构成的安全序列P1,…，Pn,则系统处在安全状态安全状态一定是没有死锁发生不安全状态:不存在一种安全序列不安全状态不一定导致死锁安全序列一种进程序列｛P1,…，Pn｝是安全的，假如对于每一种进程PilWiW n,它后来尚需要的资源量不超过系统目前剩余资源量与所有进程Pj ji目前占有资源量之和
18.进程调度的功能1记录系统中所有进程的执行状况作为进程调度的准备，进程管理模块必须将系统中各进程的执行状况和状态特性记录在各进程的PCB表中并且，根据各进程的状态特性和资源需求等、进程管理模块还将各进程的PCB表排成对应的队列并进行动态队列转接进程调度模块通过PCB变化来掌握系统中存在的所有进程的执行状况和状态特性，并在合适的时机从就绪队列中选择出一种进程占据处理机2选择占有处理机的进程进程调度的重要功能是按照一定的方略选择一个处在就绪状态的进程，使其获得处理机执行根据不一样的系统设计目的，有多种各样的选择方略，例如系统开销较少的静态优先数调度法，适合于分时系统的轮转法Round RoLin和多级互馈轮转法Round Robinwith Multiplefeedback等这些选择方略决定了调度算法的性能3进行进程上下文切换一个进程的上下文context包括进程的状态、有关变量和数据构造的值、机器寄存器的值和PCB以及有关程序、数据等一种进程的执行是在进程的上下文中执行当正在执行的进程由于某种原因要让出处理机时，系统要做进程上下文切换，以使另一种进程得以执行当进行上下文切换时点统要首先检查与否容许做上下文切换在有些状况下，上下文切换是不容许的，例如系统正在执行某个不容许中断的原语时然后，系统要保留有关被切换进程的足够信息，以便后来切换回该进程时，顺利恢复该进程的执行在系统保留了CPU现场之后，调度程序选择一种新的处在就绪状态的进程、并装配该进程的上下文，使CPU的控制权掌握在被选中进程手中
19.作业调度算法FCFS和短作业优先先来先服务FCFS调度算法FCFS是最简朴的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度当在作业调度中采用该算法时，系统将按照作业抵达的先后次序来进行调度，或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管该作业所需执行时间的长短从后备作业队列中选择几种最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分派资源和创立进程然后把它们放入就绪队列当在进程调度中采用FCFS算法时，每次调度是从就绪的进程队列中选择一种最先进入该队列的进程，为之分派处理机，使之投入运行该进程一直运行到完毕或发生某事件而阻塞后，进程调度程序才将处理机分派给其他进程长处1简朴可靠2轻易理解，实现以便3非抢占式的缺陷1有助于长的作业和进程，不利于短的2有助于CPU繁忙型的作业或进程，不利于I/O繁忙型的短作业优先SJF的调度算法SJF算法是以作业的长短来计算优先级，作业越短，其优先级越高作业的长短是以作业所规定的运行时间来衡量的SJF算法可以分别用于作业调度和进程调度班在短作业优先调度算法用于作业调度时，它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业，优先将它们调入内存运行缺陷1必须预知作业的运行时间2对长作业非常不利，长作业的周转时间会明显地增长3在采用SJF算法时，人-机无法实现交互4该调度算法完全未考虑作业的紧迫程度，故不能保证紧迫性作业能得到及时处理
20.存储管理的对象存储管理的对象是主存储器简称内存或主存分区管理的分派算法存储管理基本技术三种基本的存储管理技术分区法、可重定位分区法和对换技术1-分区法把内存划分成若干分区，每个分区里容纳一个作业1固定分区分区的个数、分区的大小固定不变；每个分区只能放一道作业优点管理方式简单缺点内存空间利用率低2动态分区法分区大小和个数依作业情况而定；作业进入内存时才建分区优点按需分配内存缺点产生大量碎片
2.可重定位分区分配通过紧缩可解决碎片问题作业在内存中可以移动优点解决了碎片的问题，提高了主存利用率；缺点增加了开销，但须消耗大量的CPU时间311090页号页内地址P0516作业页表1页号块号021•4722作业地址空间作业页表2页号三号08]作文地址空间3作业页表
23.对换技术作业（或进程）在内存和磁盘之间交换，换出暂时不能运行的作业（或进程）；换入具备运行条件的作业（或进程）基于次序搜索的的动态分派算法1初次适应算法2循环初次适应算法3最佳适应算法4最坏适应算法基于索引搜索的动态分派算法1迅速适应算法2伙伴系统3哈希算法
21.分页存储管理的基本思想和页表的作用将顾客程序的地址空间分为若干个固定大小的区域，称为“页”或“页面”经典的页面大小为IKBo对应的，也将内存空间分为若干个物理块或页框，页和块的大小相似这样可将顾客的程序的任一页放入任一物理块中，实现了离散分派页表的作用能在内存中找到每一种页面所对应的物理块
22.段式存储的基本思想把顾客程序的地址空间分为若干个大小不一样的段，每段可定义一组相对完整的信息在存储器分派时，以段为单位，这些段在内存中可以不相邻接，因此也同样实现了离散分派
23.分页与分段的区别分页和分段系统有许多相似之处，但在概念上两者完全不一样，重要表目前
1、页是信息的物理单位，分页是为实现离散分派方式，以消减内存的外零头，提高内存的运用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是顾客的需要段是信息的逻辑单位，它具有一组其意义相对完整的信息分段的目的是为了能更好的满足顾客的需要
2、页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一种系统只能有一种大小的页面段的长度却不固定,决定于顾客所编写的程序，一般由编辑程序在对源程序进行编辑时,根据信息的性质来划分
3、分页的作业地址空间是维一的,即单一的线性空间,程序员只须运用一种记忆符，即可表达一地址分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一种地址时，既需给出段名，又需给出段内地址
24.页面置换的算法，FIFO,LRUFIFO
1.先进先出法（FIFO）将最先进入内存的页换出内存例如内存块数蚩为时,采用页面置换算法,下面页面走向情况下,缺页次数是多少？3FIFO1204230321222444000033222111000333实作系正知识三总柒・.・块页次数=15次LRU
3.最近最少使用置换法（LRU）将最近一段时间里最久没有使用过的页面换出内存例如内存块数蚩为3时,采用LRU页面置换算法,下面页面走向情况下，缺页次数是多少？70121201701/.缺页次数=12次
25.输入输出四种控制方式1程序直接控制方式2中断驱动方式3DMA直接存储器存取方式4通道控制方式
26.输入输出I/O重定向的概念I/O重定向是一种过程，这个过程捕捉一种文献、或命令、或程序、或脚本、甚至代码块code block的输出，然后把捕捉到的输出，作为输入发送给此外一种文献、或命令、或程序、或脚本I/O重定向最常用的措施是管道管道符〃|〃
27.设备独立性设备独立性，即应用程序独立于详细使用的物理设备为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念在应用程序中，使用逻辑设备名称来祈求使用某类设备;而系统在实际执行时，还必须使用物理设备名称因此，系统须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能，这非常类似于存储器管理中所简介的逻辑地址和物理地址的概念
28.中断的定义中断是指CPU对I/O发来的中断信号的一中响应CPU暂停正在执行的程序，保留CPU环境后，自动地转去执行该I/O设备的中断处理程序执行完后，在回到断点，继续执行本来的程序I/O设备可以是字符设备，也可以是块设备，通信设备等由于中断是由外部设备引起的，故又称为外中断
29.中断处理程序的处理过程1测定与否有未响应的中断信号2保护被中断进程的CPU环境3转入对应的设备处理程序4中断处理5恢复CPU的现场并退出中断
30.假脱机Spooling系统的作用I提高了I/O速度.从对低速I/O设备进行的I/O操作变为对输入井或输出井的操作,如同脱机操作同样,提高了I/O速度,缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾.2设备并没有分派给任何进程.在输入井或输出井中，分派给进程的是一存储区和建立一张I/O祈求表.3实现了虚拟设备功能.多种进程同步使用一独享设备,而对每一进程而言,都认为自己独占这一设备,不过,该设备是逻辑上的设备.
31.磁盘调度的算法初期的磁盘调度算法1先来先服务FCFS2最短寻道时间优先SSTF基于扫描的磁盘调度算法3扫描SCAN算法4循环扫描CSCAN算法5NStepSCAN和FSCAN调度算法
32.文献逻辑构造，物理构造的定义1文献的逻辑构造这是从顾客观点出发所观测到的文献组织形式，即文献是由一系列的逻辑记录构成的，是顾客可以直接处理的数据及其构造，它独立于文献的物理特性，又称为文献组织2文献的物理构造，又称为文献的存储构造这是指系统将文献存储在外存上所形成的一种存储组织形式，是顾客不能看见的文献的物理构造不仅与存储介质的存储性能有关，并且与所采用的外存分派方式有关无论是文献的逻辑构造，还是其物理构造，都会影响对文献的检索速度
33.目录文献寄存的信息该目录中所有子目录文献和数据文献的目录
34.文献多级目录构造的特点多级树形目录构造的长处是便于文献分类，可为每类文献建立一种子目录；查找速度快，由于每个目录下的文献数目较少；可以实现文献共享;缺陷是比较复杂
35.保护域的定义为了对系统中的资源进行保护而引入了保护域的概念，保护域简称“域”“域”是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在制定域内执行操作这样，“域”也就规定了进程所能访问的对象和能执行的操作
36.访问权的定义为了对系统中的对象加以保护，应由系统来控制进程对对象的访问对象可以是硬件对象，如磁盘驱动器，打印机；也可以是软件对象，如文献，程序对对象所施加的操作也有所不一样，如对文献可以是读，也可以是写或执行操作我们把一种进程能对某对象执行操作的权力，称为访问权每个访问权可以用一种有序对对象名，权集来表达例如，某进程有对文献F1执行读和写操作的权力，则可将该进程的访问权表到达Fl,{R/W}o
37.位示图进行盘块，回收的过程位示图是运用二进制的一位来表达磁盘中的一种盘块的使用状况当其值为〃0〃时，表达对应的盘块空闲；为〃1〃时，表达已经分派有的系统把。
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