考研操作系統(tǒng) 復(fù)習(xí)要點(diǎn)

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1、操作系統(tǒng)1.操作系統(tǒng)的定義、特征、功能？分類操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，是一些程序模塊的集合——它們能以盡量有效、合理的方式組織和管理計算機(jī)的軟硬件資源;合理的組織計算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶提供各種服務(wù)功能;使得用戶能夠靈活、方便、有效的使用計算機(jī)，使整個計算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。OS有5個特征：并發(fā)、共享、虛擬、隨機(jī)性和不確定性。操作系統(tǒng)功能（按管理內(nèi)容劃分）1.進(jìn)程和線程管理(CPU管理)：完成處理機(jī)資源的分配調(diào)度等功能；2.存儲管理：提高利用率、方便用戶使用、提供足夠的存儲空間、方便進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行；3.設(shè)備管理：方便的設(shè)備使用，提高CPU與I/O設(shè)備利用率

2、；4.信息管理（文件管理）：解決軟件資源的存儲、共享、保密和保護(hù)；5.用戶接口（作業(yè)管理）：提供一個友好的用戶訪問操作系統(tǒng)的接口。2.多道程序系統(tǒng)的特點(diǎn)，并行和并發(fā)的區(qū)別？多道程序設(shè)計是指允許多個程序同時進(jìn)入內(nèi)存并運(yùn)行，是OS所采用的最基本、最重要的技術(shù)，引入目的是為了提高系統(tǒng)效率。1）程序的并發(fā)（Concurrency）執(zhí)行：一組在邏輯上互相獨(dú)立的程序或程序段在執(zhí)行過程中，其執(zhí)行時間在客觀上互相重疊。(強(qiáng)調(diào)時間段）2）程序的并行（parallel）執(zhí)行：一組在邏輯上互相獨(dú)立的程序或程序段在同一時刻同時執(zhí)行。（強(qiáng)調(diào)同一時刻），只能在多機(jī)系統(tǒng)中出現(xiàn)。在單CPU多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程被交

3、替執(zhí)行，表現(xiàn)出一種并發(fā)執(zhí)行的外部特征，即使不能實(shí)現(xiàn)真正的并行處理，并且即使在進(jìn)程間來回切換需要一定的開銷，交替執(zhí)行在處理效率和程序構(gòu)造上還是帶來了重要的好處。多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：資源利用率高：CPU和內(nèi)存利用率較高；作業(yè)吞吐量大：單位時間內(nèi)完成的工作總量大；缺點(diǎn)：用戶交互性差：整個作業(yè)完成后或中間出錯時，才與用戶交互，不利于調(diào)試和修改；作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間長：短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間顯著增長；3.常用OS的特點(diǎn)（批處理OS，分時OS，實(shí)時OS）？分時系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)多路性：多個用戶同時工作，共享CPU和其它資源，充分發(fā)揮系統(tǒng)效率。獨(dú)立性：各用戶獨(dú)立操作，互不干擾，讓用戶有自己一個人在使用計算機(jī)

4、的感覺。交互性：計算機(jī)系統(tǒng)和用戶用會話方式工作，系統(tǒng)能及時對用戶的操作進(jìn)行響應(yīng)，顯著提高調(diào)試和修改程序的效率；縮短了周轉(zhuǎn)時間。及時性：計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該在用戶能夠忍受的等待時間內(nèi)對用戶的請求予以響應(yīng)。實(shí)時系統(tǒng)的特點(diǎn)專用系統(tǒng)：許多實(shí)時系統(tǒng)是專用系統(tǒng)，而批處理與分時系統(tǒng)通常是通用系統(tǒng)。實(shí)時控制：實(shí)時系統(tǒng)用于控制實(shí)時過程，要求對外部事件的迅速響應(yīng)，具有較強(qiáng)的中斷處理機(jī)構(gòu)。高可靠性：實(shí)時系統(tǒng)用于控制重要過程，要求高度可靠，具有較高冗余（如雙機(jī)系統(tǒng)）。事件驅(qū)動和隊列驅(qū)動：實(shí)時系統(tǒng)的工作方式：接受外部消息，分析消息，調(diào)用相應(yīng)處理程序進(jìn)行處理。不同事件的響應(yīng)優(yōu)先級不一樣134.指令執(zhí)行的過程、分類、

5、處理器工作狀態(tài)及轉(zhuǎn)換？指令執(zhí)行的基本過程兩個步驟：取指令－>執(zhí)行指令，稱為一個指令周期。1)每個指令周期開始時，依據(jù)在程序計數(shù)器中的指令地址從存儲器中取一條指令；2)在取指完成后根據(jù)指令類別自動將程序計數(shù)器的值變成下條指令的地址；3)取到的指令放在指令寄存器中；4)處理器解釋并執(zhí)行指令所要求的動作。程序的執(zhí)行是由不斷取指和執(zhí)行的指令周期組成，僅當(dāng)關(guān)機(jī)、出錯或有停機(jī)相關(guān)指令時，程序才停止。指令的分類按功能可將指令分為五類：1）訪問存儲器指令：處理器和存儲器間數(shù)據(jù)傳送。2）I/O指令：處理器和I/O模塊間數(shù)據(jù)傳送和命令發(fā)送。3）算術(shù)邏輯指令（數(shù)據(jù)處理指令）：執(zhí)行數(shù)據(jù)算術(shù)和邏輯操作。4）

6、控制轉(zhuǎn)移指令：指定一個新的指令的執(zhí)行起點(diǎn)。5）處理器控制指令：修改處理器狀態(tài)，改變處理器工作方式。按使用權(quán)限劃分，使用多道程序設(shè)計技術(shù)的計算機(jī)指令系統(tǒng)中的指令可分為兩類：特權(quán)指令：只能由OS使用的指令，一般引起處理器狀態(tài)的切換。處理器通過特殊的機(jī)制將處理器狀態(tài)切換到操作系統(tǒng)運(yùn)行的特權(quán)狀態(tài)（管態(tài)）。然后將處理權(quán)移交給操作系統(tǒng)中的一段特殊代碼，這一個過程稱為陷入。非特權(quán)指令：OS和一般用戶使用。CPU如何知道當(dāng)前運(yùn)行的是操作系統(tǒng)還是一般應(yīng)用軟件？有賴于處理器狀態(tài)的標(biāo)識。處理器狀態(tài)及轉(zhuǎn)換根據(jù)運(yùn)行程序?qū)Y源和機(jī)器指令的使用權(quán)限將處理器設(shè)置為不同狀態(tài)。多數(shù)系統(tǒng)將處理器工作狀態(tài)劃分為管態(tài)和目態(tài)

7、。管態(tài)：操作系統(tǒng)管理程序運(yùn)行的狀態(tài)，較高的特權(quán)級別，又稱為特權(quán)態(tài)（特態(tài)）、核心態(tài)、系統(tǒng)態(tài)。目態(tài)：用戶程序運(yùn)行時的狀態(tài)，較低的特權(quán)級別，又稱為普通態(tài)（普態(tài)）、用戶態(tài)。有些系統(tǒng)將處理器狀態(tài)劃分核心狀態(tài)、管理狀態(tài)和用戶程序狀態(tài)（目標(biāo)狀態(tài)）三種。處理器處于管態(tài)時：全部指令（包括特權(quán)指令）可以執(zhí)行；可使用所有資源；并具有改變處理器狀態(tài)的能力。處理器處于目態(tài)時：只有非特權(quán)指令能執(zhí)行。目態(tài)→管態(tài)唯一途徑：中斷。管態(tài)→目態(tài)設(shè)置PSW(修改程序狀態(tài)字)可實(shí)現(xiàn)。5.存儲體系和存儲保護(hù)、地