网络学院操作系统课程学习重点[精选5篇]

第一篇：网络学院操作系统课程学习重点

一、名词解释

操作系统、虚拟机、脱机输入输出、联机输入输出、多道批处理系统、分时系统、实时系统、并发、进程、进程实体、PCB、进程互斥、进程同步、临界资源、临界区、信号量、管程、线程、管道通信、高级调度、低级调度、中级调度、强占式调度、非强占式调度、静态优先权、动态优先权、作业周转时间、作业响应时间、作业响应比、死锁、内存连续分配、首次适应算法、循环适应算法、最佳适应算法、内存碎片、内存紧凑、内存对换、程序的局部性、时间局部性、空间局部性、快表、纯代码、虚拟存储器、通道、通道程序、独占设备、共享设备、虚拟设备、设备无关性、SPOOLING、文件、文件目录、文件路径、当前目录、索引结点、广域网、局域网、网络协议、交换技术、网络体系结构、两层C/S结构、三层C/S结构。

名词解释不需要死记，知道其含义并能用自己的话表述出来即可。

二、简答或计算或填空题

1、操作系统给用户提供了几类接口？

2、操作系统将系统资源分为几类？操作系统功能分为几大功能？

3、多道批处理系统的特征及优缺点。

4、分时系统的特点。

5、操作系统的四大特征及含义。

6、操作系统处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口各要实现什么功能。

7、程序顺序执行及并发执行时的特征。

8、进程有哪些特征？什么是进程实体？

9、进程有几种状态？互相之间如何转换？什么情况下进行转换？转换时OS需要完成什么功能？

10、同步机制应遵循的原则。

11、会用P、V操作（即wait和signal操作）解决进程同步问题，会设置信号量初值。

12、根据进程前趋图会用P、V操作（即wait和signal操作）解决进程同步问题，会设置信号量初值。

13、进程高级通信有哪几类？

14、线程有哪些属性？线程和进程有什么区别？

15、OS中高级、中级、低级调度是什么含义？各实现什么功能？

16、抢占式调度抢占的原则有哪些？

17、会用FCFS、短作业、高优先权优先、时间片算法计算作业周转时间、响应比等，能理解各种调度的调度方法。

18、产生死锁的原因是什么？死锁的四个必要条件是什么？

19、处理死锁有哪些基本方法？如何实现？

20、会使用银行家算法分配资源，会判断系统是否处理死锁状态？

21、解除死锁有哪些方法？

22、理解分页存储管理系统的思想，能说出分页存储系统的地址变换过程。

23、理解分段存储管理系统的思想，能说出分段存储系统的地址变换过程。

24、分段和分页有哪些区别？

25、虚拟存储器有何特征？

26、理解请求分页存储管理系统的思想，能说出请求分页存储系统的地址变换过程。

27、理解请求分段存储管理系统的思想，能说出请求段页存储系统的地址变换过程。

28、会根据页面访问序列用最佳置换算法、FIFO置换算法、LRU置换算法计算缺页中

断次数及缺页率。

29、设备管理的基本任务是什么？

30、I/O设备有哪些分类方法？

31、通道有哪些类型

32、I/O控制方法有几类？各是如何实现的？

33、OS进行设备管理使用了哪些表格？各作什么用途？

34、会根据SPOOLING的原理描述共享打印机的实现过程。

35、SPOOLING系统有什么特点？、36、设备驱动程序有什么功能？

37、磁盘访问时间包括几部分？知道FCFS、SSTF、SCAN和循环SCAN磁盘扫描算法。

38、打开文件和关闭文件各实现什么功能？

39、按逻辑结构和物理结构分类，文件各分几类？

40、外存空间分配方法有哪三种？

41、文件存储空间管理有哪些方法？

42、计算机网络拓扑结构有哪几种？

43、按照所覆盖地理范围，网络可分为哪两类？

44、OSI七层模型是哪七层，各完成什么功能？

45、客户/服务器模式的优点是什么？

46、是什么是两层C/S和三层C/S？

47、为了实现在不同计算机之间实现数据通信，NOS应提供什么功能？

问答题不需要死记，知道其要点并能用自己的话表述出来即可。

第二篇：操作系统重点总结

CPU内部结构

8086分为两个部分：总线接口部件BIU和执行部件EU

BIU主要功能负责CPU与存储器、I/O接口之间的信息传递。

BIU部件包括(1).四个段地址寄存器：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器ss、附加段寄存器ES、(2).指令指针寄存器IP、(3).20位地址加法器、(4).6B的指令队列、(5).总线控制逻辑电路。

EU主要功能负责指令的执行。EU部件包括(1).四个通用寄存器：累加器AX、基址寄存器BX、计数器CX、数据寄存器DX。(2).四个专用寄存器：堆栈指针寄存器SP、基址指针寄存器BP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI。(3).算数逻辑单元ALU。(4).标志寄存器FR。(5).EU控制电路。

CPU寄存器

1.通用寄存器AX,BX,CX,DX,每一个寄存器都是16位的，既可以作为16位，又可以拆成高、低8位，分别作为两个独立8位寄存器使用。AX(AH,AL)累加器 BX(BH,BL)基址寄存器 CX(CH,CL)技术寄存器 DX(DH,DL)数据寄存器 2.专用寄存器SP,BP,SI,DI

SP堆栈指针寄存器：在堆栈中存放栈顶偏移指针，永远指向堆栈的栈顶。BP基址指针寄存器：一般也用来存放访问内存时的基地址。

SI源变址寄存器、DI目的变址寄存器：它们常常用在变址寻址方式中。3.段寄存器CS,DS,SS,ES CS代码段寄存器。DS数据段寄存器。SS堆栈段寄存器。ES附加段寄存器。

每一个段寄存器都是16位。4.指令指针寄存器IP

16位的指令指针寄存器IP 用于存放

下一条执行指令的偏移地址。CPU取指令总以CS为段基址，以IP 位段内偏移地址。当CPU从CS段内偏移地址为(IP)的内存单元中取出指令代码的一个字节后，IP 会自动加1，从而指向代码的下一个字节，用户不能直接访问IP寄存器。5.标志寄存器FR

它是16位寄存器，但只使用其中的9位，这9位包括6个状态标志位和3个控制标志位。状态标志记录了前面算术逻辑运算结果的一些特征；控制标志是用户自己通过指令设置的，设置后将对其后的操作产生控制作用。

指令、伪指令与宏指令

指令语句是可执行语句，在汇编中要产生对应的机器代码，与机器指令有一一对应关系，是CPU指令系统中的指令的符号形式，CPU根据这些代码执行相应的操作。

伪指令语句是不可执行语句，没有机器指令与其对应，在汇编中不产生机器代码，是汇编程序支持的一种命令，在汇编程序对汇编语言源程序汇编期间由汇编程序执行，告诉汇编程序如何汇编源程序，可以完成数据的定义、内存的分配等功能。

宏指令语句是以一条宏指令代表一段程序，经过定义之后，在程序中出现该程序段的地方均可用宏指令代替，简化了程序设计。在汇编时，凡出现宏指令语句的位置都会被换成相应的程序段。

DOS系统功能调用

DOS功能模块位于BIOS的上层，对硬件的以来较小，DOS功能既可用于操作系统管理，又可用于汇编程序的设计。(1).设置所要调用功能的入口参数(2).在AH寄存器中存入搜要调用功能的功能号。

(3).通过INT n(系统功能调用用INT 21H)指令自动转入中断子程序入口。(4).相应中断子程序运行完毕，可按规

定取得出口参数。

CPU与外设间信息调用

微机与外设之间的信息传递实际上是CPU与接口之间的信息传递，它们之间信息传递的主要方式有以下五种：(1).无条件传送方式：又称为同步方式，它所有的操作均由执行程序完成，主要适用于CPU或外围设备始终是准备好了的情况，或者危机和外设是完全同步的情况。

(2).程序查询方式：(3).中断处理方式：(4).DMA控制方式：(5).I/O处理机方式：

8259A工作方式 1.中断触发方式(1).边沿触发方式。(2).电平触发方式。2.连接系统总线方式

该方式用来确定系统总线与8259A数据总线之间是否需要进行缓冲。(1).缓冲方式。(2).非缓冲方式。3.屏蔽中断源的方式

8259A 8个中断请求线上的每一个都可以根据需要决定是否屏蔽，屏蔽是通过编程使屏蔽寄存器IMR相应位置0或置1，从而允许或禁止该位所对应的中断。

(1).普通屏蔽方式。(2).特殊屏蔽方式。4.优先级排队的方式

8259A对中断优先级的管理是中断管理的核心问题。(1).全嵌套方式(2).特殊全嵌套方式(3).优先权自动循环方式(4).优先权特殊自动循环方式 5.中断结束方式(1).自动中断结束方式。(2).普通中断结束方式。(3).特殊中断结束方式。

第三篇：郑州大学操作系统期末考试重点整理

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有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。

资源管理1资源复用(空分复用共享，时分复用共享)2资源虚化3资源抽象4组合使用抽象和虚化技术

1）进程抽象（2）虚存抽象（3）文件抽象（4）其他资源抽象

操作系统的作用:（1）OS作为用户接口和公共服务程序：（2）OS作为扩展计算机或者虚拟计算机（2）OS作为资源的管理者和控制者（4）OS作为程序执行的控制着和管理者 从资源管理的角度，看操作系统具有六项主要功能：处理器管理，存储管理，设备管理，文件管理，网络与通信管理，用户接口

操作系统的主要特性：并发性，共享性，异步性 并发性：指两个或两个以上事件或活动在同一时间间隔内发生。

并行性：指两个或两个以上事件或活动在同一时刻发生。关系：并行活动一定是并发的，反之并发活动未必是并行的，并行性是并发性的特例，并发性是并行性的扩展。共享性：指操作系统中的资源可被多个并发执行的进程共同使用，而不是被其中某一个程序所独占。

1，透明资源共享：必须妥善解决的问题有资源隔离，授权访问2，显式资源共享：独占资源是指同一时间段内只允许一个进程访问的资源

异步性：由计算机系统中的资源有限而进程众多，每个进程的执行并非连贯的，而是以“走走停停”的方式向前推进。多道程序设计是指允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行交替计算的方法。从宏观上看，多道程序并发运行，它们都处于运行过程中，但都未运行结束。从微观上看，多道程序的执行是串行的，各道程序轮流占用CPU，交替地执行。1，提高CPU、主存和设备的利用率，2，提高系统的吞吐率，是单位时间内完成的作业数增加。3充分发挥计算机系统部件的并行性 操作系统可分为三种基本类型： 批处理操作系统 分时操作系统.实时操作系统

通用操作系统：如果某个操作系统兼具批处理、分时、实时处理的全部或两种功能，则为通用OS

操作系统为用户提供两种调用其服务和功能的接口:程序接口：允许运行程序调用操作系统的服务和功能。许多操作系统的程序接口由一组系统调用（System Call)）组成，用户程序使用“系统调用”就可获得操作系统的底层服务，使用或访问系统的各种软硬件资源。操作接口：操作系统为用户提供的操作控制计算机工作和提供服务手段的集合，通常有操作控制命令、图形操作界面、以及批处理系统提供的作业控制语言等实现手段。内核是一组程序模块，作为可信软件来支持进程并发执行的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于核心态，具有访问硬件设备和所有主存空间的权限，是仅有的能执行特权指令的程序。分类可分为微内核和单内核两种类型。功能1）资源抽象2）资源分配3）资源共享。

属性1）内核是由中断驱动的2）内核的执行是连续的3）内核在屏蔽中断状态下执行4）内核可以使用特权指令。从操作系统的运行方式来看，可分成：独立运行的内核模型、在应用进程内执行的模型和作为独立进程运行的模型。处理器流可以分作以下四类：单指令流单数据流（SISD）：传统的计算机系统。单指令流多数据流（SIMD）和多指令流多数据流（MIMD）都属于并行计算机！多指令流单数据流（MISD）：在研究中

处理器现场：处理器包括一组寄存器，用于存放数据、变量和中间结果，这组寄存器所存储的信息与程序的执行有很大关系，构成了处理器现场。

特权指令是指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令，如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、建立存储键，加载PSW（程序状态字）等。

非特权指令：指供应用程序使用的、权限较低的指令。处理器状态分类：核心状态和用户状态。

核心态具体的权限有：1，CPUU运行可信软件2，硬件执行全部机器指令3，可以访问所有内存单元和系统资源4，具体改变处理器状态的能力。

用户态具有的权限有：1，CPU运行非可信软件2，程序无法执行特权指令3，访问权限仅限于当前进程的地址空间4，不具有改变处理器状态的能力 处理器状态之间的转换：(1)用户状态向核心状态的转换：一是程序请求操作系统服务，执行一条系统调用；二是程序运行时，产生了一个中断（或者异常）事件，运行程序被中断，让中断处理程序工作。这两种情况都是通过中断机构发生的。中断（异常）是用户态到核心态转换的唯一途径。(2)核心状态向用户状态的转换 ：每台计算机通常会提供一条特权指令称作加载程序状态字LPSW（Load PSW），用来实现操作系统向用户程序的转换。加载程序状态字指令的作用：把哪个程序的程序状态字加载到程序状态字寄存器中，就意味着该程序获得CPU控制权执行。

中断是指程序执行过程中，遇到急需处理的某个事件时，暂时中止CPU上现行程序的运行，转而执行相应的事件处理程序执行的过程，待处理完毕之后再返回断点（继续执行）或者调度其他程序执行。中断源是引起中断的事件。中断装置是发现中断源并产生中断的硬件。

中断源分类：1.从中断事件的性质和激活的手段来分，可以分成两类：强迫性中断事件和自愿性中断事件。2按照中断信号的来源和实现手段来分：可分为硬中断和软中断两类。硬中断可以分为外中断和内中断。

中断/异常响应需要顺序执行的四个步骤： 发现中断源，保护现场，转向中断/异常事件的处理程序，恢复现场。

进程(process)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。

进程的属性(进程与程序比较)：(1)结构性(2)共享性(3)动态性(4)独立性(5)制约性(6)并发性 三态模型：运行态，就绪态，等待态

五态模型：新建态，终止态，运行态，就绪态，等待态 进程映像的组成进程组成主要包括：进程控制块，进程程序块，进程核心栈，进程数据块

进程控制块三类信息：标识信息、现场信息、控制信息允许发生进程上下文切换的四种情况 ：(1)当进程进入等待态时；(2)当进程完成其系统调用返回用户态，但不是最有资格获得CPU时；(3)当内核完成中断处理，进程返回用户态但不是最有资格获得CPU时；(4)当进程执行结束时。模式切换和进程切换的联系与区别：1，模式切换不一定会引起进程状态的转换，也不一定引起进程切换。,2，在完成系统调用服务或者中断处理之后，可通过模式切换来恢复被中断进程的运行。

进程控制原语：1.进程创建 2.进程的撤销 3.进程的阻塞和唤醒 4.进程的挂起和激活

线程的实现分三类：1，用户级线程2内核级线程 3混合式线程

处理器调度可分为三个级别：高级调度、中级调度和低级调度

作业和进程的关系： •作业是任务实体，进程是完成任务的执行实体；没有作业任务，进程无事可干，没有进程，作业任务没法完成。•作业概念更多地用在批处理操作系统，而进程则可以用在各种多道程序设计系统

资源竞争产生两个控制问题：一个是死锁(Deadlock)问题，就是一组进程如果都获得了部分资源，还想要得到其他进程所占用的资源，最终所有进程都将陷入死锁。一个是饥饿(Starvation)问题，是指一个进程由于其它进程总是优先于它而被无限期拖延。既要解决饥饿问题，又要解决死锁问题。解决饥饿问题的最简单策略是FCFS资源分配策略。

临界区的调度原则 :一次至多允许一个进程进入临界区内；一个进程不能无限地停留在临界区内；一个进程不能无限地等待进入临界区；

管程：属性共享性：安全性：互斥性： 进程通信分类：1）信号（signal）通信机制；2）管道（pipeline）通信机制；3）消息传递(message passing)通信机制；4）信号量（semaphore）通信机制5）共享主存（shared memory）通信机制

死锁的定义:如果在一个进程集合中的每个进程都在等待只能由该集合中的其他一个进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面称为（这一组进程）发生了死锁。

产生死锁的因素:系统拥有的资源数量。与资源分配策略。进程对资源的使用。并发进程的推进顺序。

产生死锁的四个必要条件：互斥条件：进程互斥使用资源。占有和等待条件(部分分配条件)：进程在请求资源得不到满足而等待时，不释放已占有资源。不剥夺条件：已占有的资源只能由属主释放，不允许其他进程强制剥夺。循环等待条件(环路条件)：存在一组循环等待链，其中每一个进程都在链中等待下一个进程所持有的资源，造成种族进程处于永远等待状态。

文件系统是操作系统中负责存取和管理信息的模块，文件不但反映了用户概念中的逻辑结构，而且和存放它的辅助存储器的存储结构紧密相关。一个文件必须从逻辑文件和物理文件两个侧面来观察它。逻辑结构，即记录及其逻辑关系，数据独立于物理环境； 物理结构，数据被文件系统按照某种规则排列和存放到物理存储介质上。

顺序存取:按记录顺序进行读/写操作的存取方法.主要用于磁带文件以及磁盘上的顺序文件.直接存取:以任意次序直接读写某个记录.用户提供相对块号给操作系统,绝对块号由系统换算得到.索引存取:文件专门有一个按记录关键字有序的索引表,用户通过查找索引表定位并读出记录.文件系统给每个文件建立唯一的管理数据结构，即文件控制块（FCB），也叫文件目录项。

文件目录的基本功能是将文件名转变成此文件信息在磁盘上的物理位置。为了加快文件的查找速度，通常把ＦＣＢ集中起来进行管理，组成文件目录。

目录中的文件名和管理信息分开，后者单独组成数据结构，称索引节点（i-node）

块是存储介质上连续信息所组成的一个区域，也叫做物理记录。块是主存储器和辅助存储设备进行信息交换的物理单位，每次总是交换一块或整数块信息

文件的逻辑结构分两种形式：流式文件，记录式文件 流式文件指文件内的数据不再组成记录，只是依次的一串信息集合，可以看成是只有一个记录的记录式文件 记录式文件是一种有结构的文件,包含若干逻辑记录，逻辑记录是文件中按信息在逻辑上的独立含意划分的信息单位。顺序文件(连续文件)一个文件中逻辑上连续的信息存放到存储介质的依次相邻的块上便形成顺序文件。连接文件使用连接字，又叫指针来表示文件中各个记录之间的关系.第一块文件信息的物理地址由文件目录给出,每一块的连接字指出文件下一个物理块位置

直接文件(哈希文件)记录的关键字与其地址间可通过某种方式建立对应关系，利用这种关系实现存取的文件叫直接文件。

索引文件的优点:不要求物理块连续,便于直接存取,便于文件 的增、删、改。缺点:增加了索引表的空间开销和查找时间.文件的静态共享：允许一个文件同时属于多个目录，但实际上文件仅有一处物理存储，这种文件在物理上一处存储，从多个目录可到达该文件的结构称为文件链接。要实现静态链接，只要不同目录的索引结点i-node号，指定为同一文件的索引结点即可。文件的动态共享：是系统中不同的用户进程或同一用户的不同进程并发地访问同一文件。共享关系只有当用户进程存在时才可能出现，一旦用户的进程消亡，其共享关系也就自动消失。

外围设备分为两类:存储型设备和输入输出型设备.I/O系统：I/O设备及其接口线路、控制部件、通道和管理软件的总称。I/O设备可以划分为输入型、输出型和存储型外围设备三类。按照I/O信息交换的单位, I/O设备可分为字符设备和块设备。

存储型外围设备可以划分为顺序存取存储设备和直接存取存储设备。顺序存取存储设备严格依赖信息的物理位置进行

定位和读写，如磁带机。直接存取存储设备的特点是存取任何一个物理块所需的时间几乎不依赖于此信息的位置，如磁盘。

I/O设备的4种控制方式分类：轮询方式：轮询方式又称程序直接控制方式，特点：CPU不停测试设备状态，直到设备准备就绪，开始传输数据；中断方式：启动I/O后，不必查询I/O是否就绪，继续执行现行程序。特点：不需要CPU做忙式测试，直到设备准备就绪之后产生中断。DMA方式：I/O设备能直接与主存交换数据而不占用CPU,其利用率还可提高。特点：负责数据的交换，CPU不必参与；从设备读数据，存入缓冲寄存器，这个过程与CPU无关；与内存交换数据时，是一次交换一块数据；与内存进行数据交换时，需要抢占内存总线（周期窃取），此时CPU必须等待。通道方式：为获得CPU和外围设备间更高的并行工作能力,引入了自成独立体系的通道结构。特点：通道负责管理设备与内存之间的数据传送的一切工作；数据传输完毕后，产生中断，CPU执行中断处理；数据传输中如果出错，产生中断，CPU执行中断处理。

I/O设备设备控制器或适配器，机械部件则是设备本身。操作系统基本上与控制器打交道，而非设备本身。I/O软件总体设计目标:高效率。通用性。I/O软件组织成四个层次: I/O中断处理程序。设备驱动程序。与设备无关的操作系统I/O软件。用户层I/O软件.笼统地说，设备驱动程序的功能是从独立于设备的软件中接收并执行 I/O请求。设备驱动程序主要包括三部分功能：1设备初始化2执行设备驱动例程3执行中断处理例程。SPOOLing又称为假脱机操作.Spooling技术就是利用一类物理设备模拟另一类物理设备的技术,是使独占使用的设备变成可共享设备的技术.为什么需要缓冲技术？改善中央处理器与外围设备之间速度不匹配的矛盾，协调逻辑记录大小与物理记录大小不一致，提高CPU和I/O设备的并行性。

提高磁盘I/O速度的方法:提前读:在读当前块的同时，将下一个盘块中的数据也读入缓冲区。延迟写:本应写回磁盘的缓冲区中的数据不久之后可能还会再被访问，因而不立即将其写回磁盘。虚拟盘:利用内存空间仿真磁盘，又称为RAM盘。虚拟盘中的数据在掉电或系统重启动以及发生故障时会丢失。

设备独立性带来的好处:用户与物理的外围设备无关，系统增减或变更外围设备时程序不必修改；易于对付输入输出设备的故障。

为了存放从输入设备输入的信息以及作业执行的结果,系统在磁盘上开辟两个大的存储空间,称为井.存储器的层次：寄存器、高速缓存、主存储器，磁盘，磁带。内存是程序运行的主要场所，是进程映像（进程实体）存在的主要位置。

把程序和数据的逻辑地址转换为物理地址的工作称为地址转换或重定位.一种方式是在程序装入时根据程序所装入的内存位置由装入程序依据重定位信息一次性将程序中所有的逻辑地址都转变为物理地址，称为静态重定位，不允许程序在内存中移动位置。另一种方式是在程序执行过程中，地址转换工作穿插在指令执行的过程中，每执行一条指令，CPU对指令中涉及的逻辑地址进行转换，称为动态重定位，允许程序在内存中移动位置。动态重定位必须借助于硬件的地址转换机构实现。

页框：物理地址分成大小相等的许多区域，每个区域叫做一块（或者一个页框page frame）。

页面：逻辑地址分成大小相等的区域，每个区域的大小与块的大小相等，叫做一个页面（page）。

逻辑地址形式：分页式存储器的逻辑地址由两部分组成：页号和单元号(页内位移)。页表：操作系统需为每个作业建立一张页表,该表登记该作业的页号—物理块号对应信息,系统通过页表可以准确访问内存中属于一个作业的所有页面.所以页表实际上用于完成地址变换.虚拟存储器的定义：在具有层次结构存储器的计算机系统中，采用自动实现部分装入和部分对换功能，为用户提供一个比物理内存容量大得多的，可寻址的一种“内存储器”。假定作业p共计n页，系统分配给它的主存块只有m块（１≤m≤n）。如果作业p在运行中成功的访问次数为s，不成功的访问次数为F，则总的访问次数Ａ为：A = S + F又定义：f = F / A称f为缺页中断率。影响缺页中断率f的因素有：1)主存页框数。2)页面大小。3)页面替换算法。4)程序特性。最佳页面算法(OPT)、先进先出页面淘汰算法(FIFO)、最近最久未使用页面淘汰算法(LRU)、外围设备分为两类:存储型设备和输入输出型设备。设备管理具有以下功能1外围设备中断处理。2缓冲区管理。3外围设备的分配 4外围设备驱动调度。5虚拟设备及其实现 存储型外围设备可以划分为顺序存取存储设备和直接存取存储设备。顺序存取存储设备严格依赖信息的物理位置进行定位和读写，如磁带机直接存取存储设备的特点是存取任何一个物理块所需的时间几乎不依赖于此信息的位置，如磁盘。

有三个并发进程：R 负责从输入设备读入信息块，M 负责对信息块加工处理；P 负责打印输出信息块。今提供； l）一个缓冲区，可放置K 个信息块； 2）二个缓冲区，每个可放置K 个信息块； 试用信号量和P、V 操作写出三个进程正确工作的流程。答：1 一个缓冲区：cobegin

Semaphore sread,smanager,sprint;item a[K];int rr,rm,rp;item x;

sread=k;smanager=0;sprint=0;rr=rm=rp=0;process PR()

{while(true){ P(sread);a[rr]=x;

rr=(rr+1)%K;V(smanager);} }

process PM()

{ while(true){ P(smanager);x=a[rm];rr=(rr+1)%K;V(sprint);} } process PP()

{while(true){ P(sprint);x=a[rp];

rr=(rr+1)%K;V(sread);} } Coend

(2）两个缓冲区：

semaphore swrite1, sread1, swrite2, sread2;Swrite1=swrite2=1;sread1 =sread2=0;

item A1[k],A2[k];read1=write1=read2=write2=0;cobegin

process PR { while(true){ P(swrite1);A1[write1]=x;

write1=(write1+1)%K;

V(sread1);} }process PM { while(true)

{ P(sread1);

x=A1[read1];

read1=(read1+1)%K;

V(swrite1);P(swrite2)

A2[write2]=x;

write2=(write+1)%K;V(sread2);}}process PP { while(true)

{ P(sread2);x=A2[read2];

read2=(read2+1)%K;V(swrite2);}}coend

设公共汽车上，司机和售票员的活动分别如下：司机的活动：启动车辆：正常行车；到站停车。售票员的活动：关车门；售票；开车门。在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用信号量和P、V 操作实现它们的同步。

答：在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：售票员关车门后，向司机发开车信号，司机接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开门让乘客上下车。因此，司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得同步；售票员开车门的动作也必须与司机停车取得同步。应设置两个信号量：S1、S2;S1 表示是否允许司机启动汽车（其初值为0);S2 表示是否允许售票员开门（其初值为0）。用P、v 原语描述如下：

var S1 , S2 : semaphore;S1=0；S2=0； cobegin{ driver();busman();}coenddriver()begin

while(1){ P(S1)

启动车辆；正常行车；到站停车；V(S2);}end

busman()begin

while(1){ 关车门；V(51)售票;P(S2)开车门；上下乘客； }end

一条公路两次横跨运河，两个运河桥相距100 米，均带有闸门，以供船只通过运河桥。运河和公路的交通均是单方向的。运河上的运输由驳船担负。在一驳船接近吊桥A 时就拉汽笛警告，若桥上无车辆，吊桥就吊起，直到驳船尾P 通过此桥为止。对吊桥B 也按同样次序处理。一般典型的驳船长度为200 米，当它在河上航行时是否会产生死锁？若会，说明理由，请提出一个防止死锁的办法，并用信号量来实现驳船的同步。

答：当汽车或驳船未同时到达桥A 时，以任何次序前进不会产生死锁。但假设汽车驶过了桥A，它在继续前进，并且在驶过桥B 之前，此时有驳船并快速地通过了桥A，驳船头到达桥B，这时会发生死锁。因为若吊起吊桥B 让驳船通过，则汽车无法通过桥B ；若不吊起吊桥B 让汽车通过，则驳船无法通过桥B。可用两个信号量同步车、船通过两座桥的动作。var Sa , Sb : semaphore;Sa:=Sb:=1;cobegin

{ process 驳船 beginP(Sa);P(Sb);

船过桥A、B;V(Sa);V(Sb);end

process 汽车 beginP(Sa);P(Sb);

车过桥A、B;V(Sa);V(Sb);end }coend

假定磁盘有200 个柱面，编号O-199，当前存取臂的位置在143 号柱面上，并刚刚完成了125 号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是：86 , 147 , 91 , 177 , 94 , 150 , 102 , 175 , 130 ；试问：为完成上述请求，下列算法存取臂移动的总量是多少？并算出存取臂移动的顺序。(1）先来先服务算法FCFS;

(2）最短查找时间优先算法SSTF :(3）扫描算法SCAN。(4）电梯调度。答：(l）先来先服务算法FCFS 为565，依次为143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。(2）最短查找时间优先算法SSTF 为162，依次为143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。(3）扫描算法SCAN 为169，依次为143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。(4）电梯调度为125，依次为143-147-150-175-177-130-102-94-91-86。

先来先服务算法 FCFS策略：按照作业进入系统的先后次序来挑选作业，先进入系统的作业优先被挑选。这是一种非剥夺式算法。

最短作业优先算法SJF：以进入系统的作业所要求的CPU时间为标准，总选取估计计算时间最短的作业投入运行。这是一种非剥夺式调度算法 例： 作业所需CPU 9 作业作业作业作业

•SJF的作业调度顺序为作业2、4、1、3，平均作业周转时间T =(4+12+21+31)/4= 17

平均带权作业周转时间W=(4/4+12/8+21/9+31/10)/4 = 1.98 •如果对它们施行FCFS调度算法，平均作业周转时间T =(9+13+23+31)/4 = 19

平均带权作业周转时间W =(9/9+13/4+23/10+31/8)/4 = 2.51

最短剩余时间优先SRTF算法

把SJF算法改为抢占式的调度算法：当一个作业正在执行时，一个新作业进入就绪状态，如果新作业需要的CPU时间比当前正在执行的作业剩余下来还需的CPU时间短，SRTF强行赶走当前正在执行作业 优先级调度算法

这种算法是根据确定的优先级来选取进程/线程，每次总是

选择优先级最高的作业。

第四篇：嵌入式操作系统课程报告

华北水利水电大学

North China University of Water Resources and Electric Power

嵌入式操作系统课程报告

题目 嵌入式系统课程综和论述

学 院 物理与电子学院

专 业 电子信息工程

姓 名 李天泽

学 号 201816516

组 员

完成时间 2020.12.22

目 录

一、嵌入式系统的介绍

（1）、嵌入式系统的概念……………………………………3

（2）、嵌入式系统的特点……………………………………4

二、嵌入式系统的发展和应用……………………………5

三、总结和心得……………………………………………7

参考文献……………………………………………7

附录…………………………………………………8

摘要：

如今，嵌入式系统经过半个多实际的发展和革新，在各个产业都可以看见它的身影。在电子消费领域，它已经广泛应用于手机、VCD、数字电视和路由器等常见家用电器和电子产品，或许在你的家里有着几十甚至几百个微型嵌入式计算机无时无刻地不在为你服务。

在工业控制方面，一辆豪华轿车的控制系统就包含着至少50个嵌入式微处理器，它们分布于火花塞、传动轴和安全气囊等等。而一架先进的飞机，一台人造卫星就可能包含着几十套嵌入式系统和上百台微型嵌入式计算机，没有这些装载，飞机和卫星的控制系统就不能有效地工作，它们的导航系统就不能满足严格的要求。

在通信领域也有着数不胜数的嵌入式系统的应用，由于带宽网络的发展，交换机、路由器和各种传输设备等都逐渐需要更多的嵌入式系统来满足它们互联的需求，而这些基于32位的嵌入式系统品种多样，绝大多数都价格低廉，能够为企业和家庭的网络选择提供更加廉价而多样的方案。

一、嵌入式系统的介绍

1、嵌入式系统的概念：

上世纪的40年代人类社会诞生了当时最伟大的发明之一——计算机。1946年宾夕法尼亚大学研制出了世界上第一台计算机“ENIAC”，吹响了人类向信息时代进发的号角。如今半个多世纪过去了，总体来看，计算机已经经历了两个大的发展阶段:大型计算机阶段和个人中小型计算机阶段。而今后，计算机技术将迈入下一个充满机遇和挑战的新阶段—— “无处不在的计算机”阶段，即“后PC发展阶段”。“无处不在的计算机”是指在数以千计乃至万计的计算机之间彼此相互关联，其与使用者的比例高达100%，这些计算机中包括有传统的通用式计算机和嵌入式计算机，而后者占绝大多数，可以达到95%的比例。

施乐公司研究中心的主任Mark Weiser 认为:“以长远的发展来看,PC和计算机工作站将逐渐衰落，因为计算机将会变得无处不在，它们会在墙上,在手腕上，在口袋里等等，计算机将会像手写纸一样,随用随取，伸手可得。”

目前全世界范围的计算机研究者都在逐步形成一种共识，那就是在计算机将来的发展中，它必然不会成为像科幻电影中的那种会背叛人类，伤害人类的机械怪物，恰恰相反它们将变得小巧玲珑而且无处不在。它们会出现在任何你能看的见、听得到、摸得着的地方,功能强大而且随处可用，这就是“无处不在的计算机”。

嵌入式计算机系统就是所谓的“看不见的计算机”，一般情况下它只是运行平台，并不能作为独立的开发平台来使用。而且它不能够被用户编程,对用户的I/O接口是专用的。所以不严谨地说：任意包含可编程计算机的设备而且这种设备不是作为通用计算机而设计的都可以称作嵌入式系统。

时至今日嵌入式系统已经逐渐渗透到人们的日常生活中，但因为其不同的应用形式和相异的名称，目前对嵌入式系统还没有一个统一的定义。但一般认为，它有以下概念：

（1）嵌入式系统的中心是应用功能，基础是计算机技术，其软件和硬件可以裁剪，对应用系统的功能、可靠性、成本、体积大小和功率损耗都有十分严格的要求和指标。

（2）国际电气和电子工程师协会认为嵌入式系统的定义是“Device used to control, monitor, or assist the operation of equipment , machinery or plants.”

（3）嵌入式系统是计算机技术、半导体技术、电子技术等与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术集中、资源集中、应用高度分散、技术不断革新的集成系统。

2、嵌入式系统的特点：

1）嵌入式系统通常都是多样的有特定应用功能的软硬件综合体，用于特定的任务,其硬件和软件设计都是高效而简洁的。其中嵌入式软件的应用程序和操作程序是一体化的，不同于传统的通用计算机操作系统和应用程序有着分明的界限。

2）嵌入式系统能够受到多个处理器和体系结构的支持，不同于通用的计算机只能够使用少数的处理器类型和体系结构。目前已经生产有上千种嵌人式微处理器和几十种微处理器的体系结构，其中比较主流常见的有ARM,MIPS, PowerPC,X86和SuperH等。

4）嵌入式系统有实时性和可靠性的特点，其主要表现在：目前绝大多数实时操作系统都是嵌人式系统；嵌人式系统都有实时性的要求，其软件通常都是固化或直接加载到内存中运行的，启动十分快速

另外，嵌人式系统通常都有处错能力和自动复位的功能,目前在绝大多数嵌式系统中都包含着用于保证系统运行可靠性的软硬件处理机制，比如看门狗定时器和内存保护重启机制等。

5）嵌入式系统通常都使用可以适应多种类型处理器、可裁剪量轻、实时性和可靠性高以及可以固化的。同嵌入式微处理器，嵌入式的操作系统也是多种多样的，不仅可以支持多种处理器，还可以进行裁剪量轻来匹配应用的功能，而且规模较小，能够节省资源等等。

二、嵌入式系统的发展和应用

第一代电子计算机体积大，耗电快，而且可靠性和实时性都无法满足嵌入式计算的要求。到了20世纪60年代，由晶体管、磁芯存储制造的第二代计算机开始用于航海航空等领域，它的CPU能够处理从电子系统传来的信号，具有了数据总线的一些基本特性。而与此同时，嵌人式计算机也逐步应用于工业和制造等方面。

至60年代末，采用集成电路的第三代计算机问世，1965年发射Gemini3号是人们第一次使用机载数字计算机。而后的阿波罗探测飞船则使用了嵌人式计算机系统来提供和保障人机的交互功能来用于引导飞行。1963年DEC公司推广了第一台商用小型机，它具有嵌入式系统的结构，具备单总线结构、高速寄存器和实时性、可靠性强的中断系统以及交叉存取功能，标志着嵌入式系统的兴起。

1971 年,英特尔公司成功推出了世界上第一片微处理器Intel 4004。它的体积小、质量轻、价格实惠、使用方便，在当时销量很好，Intel公司将它进一步改进后推出了4位的微处理器4040和8位的8008。

1973-1977 年短短四年之间全球许多厂家推出了各种各样的8位微处理器，其中比较流行的有英特尔公司的8080/ 8085系列，摩托罗拉公司的6800/6802系列，齐洛格公司的Z80和罗克韦尔公司的6502等。这些微处理器的广泛应用为嵌入式系统开辟了广阔的市场，促成了嵌入式系统的快速发展。计算机厂商开始以插件的形式为用户提供所需的OEM产品，并构成符合用户要求的微型控制计算机，嵌入到系统设备中。

嵌入式系统的大发展还要归功于20世纪80年代软件技术的进步。最初的嵌入式计算机的软件都是十分专用的，其程序也只能用汇编语言来编写，因此嵌入式系统的开发周期过长，效率太低，不利于广泛地推广和应用。得益于微电子技术的进步，嵌入式计算机的软件开发不再局限于汇编语言，可以使用C或PL等高级语言，是编程更加多样和简洁化，加快了嵌入式系统的开发效率。时间步入20世纪90年代，当时对分布控制、柔性制造和数字通信电等技术有着巨大需求，而这种需求也刺激着嵌人式系统的软硬技术的革新和发展，促进了嵌入式系统的应用扩大化。

如今，嵌入式系统经过半个多实际的发展和革新，在各个产业都可以看见它的身影。在电子消费领域，它已经广泛应用于手机、VCD、数字电视和路由器等常见家用电器和电子产品，或许在你的家里有着几十甚至几百个微型嵌入式计算机无时无刻地不在为你服务。

在工业控制方面，一辆豪华轿车的控制系统就包含着至少50个嵌入式微处理器，它们分布于火花塞、传动轴和安全气囊等等。而一架先进的飞机，一台人造卫星就可能包含着几十套嵌入式系统和上百台微型嵌入式计算机，没有这些装载，飞机和卫星的控制系统就不能有效地工作，它们的导航系统就不能满足严格的要求。

在通信领域也有着数不胜数的嵌入式系统的应用，由于带宽网络的发展，交换机、路由器和各种传输设备等都逐渐需要更多的嵌入式系统来满足它们互联的需求，而这些基于32位的嵌入式系统品种多样，绝大多数都价格低廉，能够为企业和家庭的网络选择提供更加廉价而多样的方案。

时至今日，嵌入式系统的应用已经从微至著，广泛分布。但它还在不断地更新发展，其构成的计算机也会变得更小巧，更灵敏，更高效，更智能，相信在未来的某一天，会如Mark Weiser所说的那样：“它们会在墙上,在手腕上，在口袋里，就像手写纸一样,随用随取，伸手可得。”

三、总结和心得

嵌入式系统作为一门计算机开发的学科，有着不同于传统通用计算机系统的特点和概念，具有独特长处。同时它的应用遍布于电子消费、通信工程、工业控制和军事国防等多种领域，其发展前景是非常广阔的，是一门十分值得深入学习和研究的学科。

通过一个学期的学习，我了解了许多嵌入式实时操作系统的应用知识，比如“任务的管理和调度”、“同步、互斥与通信”以及“中断和时间管理”等全新的理论知识，同时也通过多次的实验操作理解了对嵌入式系统软硬件工作方式和应用。所谓温故而知新，通过撰写课程报告，我对嵌入式系统的各个方面有了新的了解，大大提高了对这门学科的兴趣，在今后的学习中，我也会更加深入地去学习这门课程的相关内容，丰富自己的知识领域，开阔眼界，掌握更多的技能，为自己将来的发展做好铺垫。

参考文献：

甄鹏------《嵌入式实时Linux的移植及应用技术的研究》2008，（02）

郭军------《基于Petri网的嵌入式系统高层级设计方法与技术研究》2007,(04)

吴敏------《基于嵌入式的家庭网关控制平台的研究与设计》2007,(05)

刘青云;焦铬-------《嵌入式Web Service模型实现及应用》2019,(01)

田婧---------《嵌入式μCOSⅡ在DSP中的移植与应用研究》2007,(04)

附录

附查重报告：

第五篇：操作系统实践课程总结

郑州轻工业学院

课程总结

课程名称:操作系统实践（2）姓名:xxx院（系）:软 件 学 院专业班级:测试技术10级1班学号:541013110113指导教师:崔建涛马欢学期:2012-2013学年第二学期

实验总结

短短七节课的操作系统实践课（交换路由实验）无声无息的接近尾声了，然而实训的过程还历历在目。通过这次的实训，让我了解了自己的不足之处，也让我学会了很多！

在这次的实训中，我学会了交换机与路由器的基本配置、配置cisco交换机、配置VLAN和WLAN、静态路由及动态路由的配置vlan的划分、配置动态路由RIP、配置单区域OSPF等等。我觉得这次的实训对于我来说有极大收获和进步。通过操作系统实践课，首先对packettracer软件有了一个详细的了解，通过对该模拟软件的学习，在交换路由方面有了较深的感悟，以及对ios操作命令有了熟练的掌握，在学习中，掌握了交换机的配置，以及wlan的配置和静态路由以及动态路由的配置，学习中还对无线路由以及路由做代理有了详细的了解，在学习专业知识之余，也对相关网络知识有了更好的理解和运用

不可避免的，我也遇到了些小问题，比如说配置MAC地址时，没定义安全端口，就出现MAC地址绑定不成功，刚开始还以为是自己打错代码，认真配置了好几遍之后还是不成功，后来问同学才知道没定义安全端口，通过这一件小事，让我清楚认识到我有很多小知识点没有仔细去琢磨，并发现自己平常学习中没有对知识进行很好的巩固。学习是辛苦的，但如果我认真的去把的所有内容学好，认真完成每一天的学习任务。相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的重要的基石。这次实训，我深深体会到了积累知识和实践的重要性，然而实 训是对每个人综合能力的检验。要想做好任何事，除了自己平时要有一定的功底外，我们还需要一定的实践动手能力，操作能力，以及团队合作能力。总的来说，这次的实训还算成功。最后还要感谢陈老师以及同学的大力帮助，使我们这组能够顺利的完成这次实训内容！

刚开始用思科的模拟软件时，对其兴趣很高，通过新建路由器以及交换机达到实验所要求的目的，在配置路由表方面还是有所欠缺，需要多加配置练习，如配置静态路由，静态路由是非自适应性路由计算协议，是由管理人员手动配置的，不能够根据网络拓扑的变化而改变。不仅要配置路由交换机的名字以及接口和IP地址，配置各个路由上的静态路由，静态路由就是一种最能体现路由表组成的路由协议，静态路由的基本配置就

是ip route后面加上目标地址和子网掩码以及下一跳地址。在有一节中，我们学习了如何用电脑虚拟机代理服务器共享上网，老师拿来了无线路由器以及相关网线设备等，首先老师通过电脑虚拟机建立一个出口，然后无线路由通过该出口实现了网络共享的作用，这种方法是自己一直没接触到的，不仅在知识知识方面得到了拓展，也对路由有了一个更深的了解，通过实验配置拓扑图，我们可以直观的看到实验所要达到的效果以及相关配置，在最后的一节中学习了三层交换机的相关知识。VLAN依靠用户的逻辑设定将原来物理上互联的一个局域网络划分为多个虚拟网段，即在两层交换机的逻辑上划分若干LAN(广播域)，将广播信息、组播信息等限制在特定的一组端口上，从而为限制全网范围的广播和多点广播提供有效手段。在网络设计中，应选择切实可行的技术进行VLAN的灵活划分。划分可依据设备所连的端口、用户节点的MAC地址等，划分的结果是使同一个VLAN内的数据可自由通信。不同VLAN间的数据交流需要通过第三层交换完成。即通过跨越交换机划分VLAN，从而高性能地实现VLAN之间的路由，提高带宽利用率和网络性能，增强网络应用的灵活性和安全性。同时对一些配置命令有了了解，如switch> 这种提示符表示是在用户命令模式，只能使用一些查看命令。switch# 这种提示符表示是在特权命令模式。switch(config)# 这种提示符表示是全局配置模式switch(config-if)# 端口配置命令模式。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！”让我深深的感觉到自己在实际运用中的专业知识的匮乏，刚开始的一段时间里，对一些工作感到无从下手，茫然不知所措，这让我感到非常的难过。总以为自己学的不错，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。喜欢崔建涛老师的授课方式，轻松充实，十分感谢老师的教诲！