操作系统复习提纲

第一篇：操作系统复习提纲

操作系统一、复习重点和要求

第1章操作系统概述

考核学生对操作系统的定义、主要功能、主要类型、操作系统的特征以及分时概念等内容的学习情况。

【掌握】

1.操作系统的概念

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（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。

记忆要点：操作系统是什么——是系统软件；

操作系统管什么——控制和管理计算机系统内各种资源；

操作系统有何用——扩充硬件功能，方便用户使用。

2.操作系统的主要功能

操作系统的五大主要功能：存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理、用户接口管理。

【理解】

1.操作系统的特征：并发、共享和异步性。

理解模拟：并发——“大家都前进了”；

共享——“一件东西大家用”；

异步性——“你走我停”，“走走停停”。

2.操作系统的主要类型

操作系统的主要类型有：多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、个人机操作系统、分布式系统和嵌入式操作系统。

UNIX系统是著名的分时系统。

3.分时概念：主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。

【了解】

1.操作系统的形成；

2.分时和实时操作系统的特点；

3.操作系统在计算机系统中的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。

4.操作系统结构设计：整体结构、层次结构、虚拟机结构和客户机-服务器结构。

5.操作系统为用户提供的三种用户接口：图形用户接口、命令行接口和程序接口。

系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。在UNIX/Linux系统，系统调用以C函数的形式出现。

第2章 进程管理

考核学生对进程定义、进程的状态及其转换、进程的组成、竞争条件和临界区、进程的同步与互斥、信号量和Ｐ、Ｖ操作及其一般应用、死锁的概念和产生死锁的必要条件等内容学习情况。

【掌握】

1.2.进程的定义：进程是程序在并发环境中的执行过程。进程的状态及其转换 进程与程序的主要区别。进程最基本的属性是动态性和并发性。

进程的3种基本状态是：运行态、就绪态和阻塞态。掌握教材38页的进程状态及其转换图。

3.4.进程的同步与互斥的概念。可以简单理解为：同步是协作，互斥是竞争。信号量和Ｐ、Ｖ操作及其一般应用。

运用信号量机制和Ｐ、Ｖ操作，解决并发进程一般的互斥和同步问题。解决此类问题的一般方式： ① 根据问题给出的条件，确定进程有几个或几类；

② 确定进程间的制约关系——是互斥，还是同步；

③ 各相关进程间通过什么信号量实现彼此的制约，标明信号量的含义和初值；

④ 用P、V操作写出相应的代码段；

⑤ 验证代码的正确性：设以不同的次序运行各进程，是否能保证问题的圆满解决。切忌按固定顺序

执行各进程。

【理解】

1.2.3.4.的动作。

5.件。

【了解】

1.进程间的3种高级通信：共享内存、管道文件和消息传递。死锁的概念；死锁的4个必要条件：互斥条件、不可抢占条件、占有且申请条件、循环等待条多道程序设计概念及其优点。进程的一般组成，应深入理解进程控制块的作用。每个进程有惟一的进程控制块。Linux进程管理的基本命令：ps、kill、sleep。理解进程临界资源和临界区的概念，进程进入临界区的调度原则。信号量概念，P、V操作执行

第3章处理机调度

考核学生对作业状态、作业调度和进程调度的功能、性能评价标准、常用调度算法、Linux常用调度命令、中断处理过程、shell命令执行过程等内容的学习情况。

【掌握】

1.备的。

2.的计算。

要求：能利用图表形式列出各作业或进程的有关时间值，如到达时间、运行时间、开始时间、完成时间等，利用评价公式计算出各指标的值，如周转时间、平均周转时间。

【理解】

1.作业的四种状态：提交、后备、执行和完成。

2.作业调度与进程调度的关系。简单比喻：作业调度是演员上场前的准备，进程调度是让演员上场

表演。

3.调度性能评价标准

评价调度算法的指标：吞吐量、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。

4.中断处理过程：保存现场、分析原因、处理中断和中断返回。

5.shell命令的一般执行过程。

【了解】

1.调度的三个级别：高级调度、中级调度和低级调度，其中高级调度又称作业调度，低级调度又称常用调度算法 掌握三种基本调度算法（先来先服务法、时间片轮转法、优先级法）的实现思想，并能进行评价指标作业调度和进程调度的功能 作业调度的功能见教材85页，进程调度的功能见教材86页。在一般操作系统中，进程调度是必须具

进程调度。

2.调度策略的选择。

3.中断概念

中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它使CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动执行相应的处理程序，处理该事件后，如被中断进程的优先级最高，则返回断点继续执行被“打断”的程序。

第4章存储管理

考核学生对重定位、分区法、分页的概念、虚拟存储概念、请求分页存储管理技术、常用页面置换算法。

【掌握】

1.2.掌握以下概念：逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、物理地址空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、虚拟存储器。分区法

分区法分为固定分区法和动态分区法两种。要掌握其基本原理、数据结构、地址转换、内存空间的分配与释放、分配算法、优点和缺点。

3.4.分页技术 虚拟存储器 掌握分页存储管理的基本方法，如地址表示、从逻辑地址到物理地址的转换、数据结构等。

虚拟存储器（Virtual Memory）是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。

虚拟存储器的基本特征：虚拟扩充、部分装入、离散分配、多次对换。此外，虚拟存储器的容量不是无限大的，它主要受到地址的字长和外存容量的限制

5.储器。

实现请求分页，系统必须提供一定容量的内存和外存，以及支持分页机制，还需要有页表机制、缺页中断机构以及地址转换机构。

6.常用页面置换算法

能应用先进先出法（FIFO）、最佳置换法（OPT）、最近最少使用置换法（LRU）的实现思想计算页面淘汰序列、缺页次数以及缺页率。

【理解】

1.重定位

把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。根据重定位的时机，分为静态重定位和动态重定位。理解它们的概念、实现思想和优缺点。

【了解】

1.存储器层次

了解典型的存储器层次结构：寄存器、高速缓存、内存、磁盘、磁带。

2.3.用户程序的地址空间 对换技术的实现思想。请求分页技术 请求分页存储管理技术是在单纯分页技术基础上发展起来的，二者根本区别在于请求分页提供虚拟存用户程序的主要处理阶段：编辑、编译、链接、装入和运行。

第5章 文件系统

考核学生对文件的分类、文件系统的功能、文件的逻辑组织和物理组织、文件的目录结构、文件存储空间的管理、文件的存取控制等内容的学习情况。

【掌握】

1.文件系统的功能

一般说来，文件系统应具备以下功能：文件管理、目录管理、文件存储空间的管理、文件的共享和保护、提供方便的接口。

2.3.文件的逻辑组织和物理组织 文件的目录结构 掌握文件的逻辑组织和物理组织的概念，以及相应的组织形式。

文件目录的基本组织方式有单级目录、二级目录、树形目录。

4.文件存储空间的管理

文件存储空间的管理是对外存空间中空闲盘块的管理。对空闲盘块的管理方式主要有：空闲盘块表、空闲块链接、位示图和空闲块成组链接等。

【理解】

1.文件的分类

按用途分为：系统文件、库文件、用户文件；

按文件中的数据形式分为：源文件、目标文件、可执行文件；

按存取权限分为：只读文件、读写文件、可执行文件；

按保存时间分为：临时文件、永久文件；

在UNIX/Linux和MS-DOS系统中，文件分为普通文件、目录文件和特殊文件。而普通文件又分为ASCII文件和二进制文件两种。

2.文件的存取控制

为了实现文件系统的安全，文件需要保护和保密。对文件的存取控制可分别由存取类型来设定，如读、写、执行等，也可以通过命名、口令、存取权限或者加密的方法实现对文件的保护和保密

【了解】

1.文件的链接

Linux具有为一个文件起多个名字的功能，称为链接。文件链接是实现文件共享的有效途径，分为硬链接和符号链接。

第6章 设备管理

考核学生对设备管理功能、设备分配技术、缓冲技术、SPOOLing系统、设备驱动程序概念、磁盘调度和管理等内容的学习情况。

【掌握】

1.设备管理的功能

操作系统中设备管理的功能简单地说就是：监视设备状态；进行设备分配；完成I/O操作；缓冲管理与地址转换。

2.设备分配技术

设备分配技术主要有：独占分配、共享分配和虚拟分配。独占分配适用于独占设备，系统效率低；共享分配适用于高速、大容量直接存储的共享设备，设备的利用率较高；虚拟分配技术利用共享设备去实现独占设备的功能，从而使独占设备“感觉上”成为可共享的、快速的I/O设备。

3.设备驱动程序概念

设备驱动程序是控制设备动作（如设备的打开、关闭、读、写等）的核心模块，用来控制设备上数据的传输。

4.法。

【理解】

1.设备独立性

设备独立性是设备管理要达到的目标之一，就是说，用户程序应与实际使用的物理设备无关，由操作系统考虑因实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。

2.SPOOLing系统

实现虚拟分配最成功的技术是SPOOLing（外部设备联机并行操作），也称假脱机技术。SPOOLing系统用常驻内存的进程去模拟一台外围机，用一台主机就可完成脱机技术中需用三台计算机完成的工作。

理解SPOOLing系统的功能和实现思想。

3.缓冲技术

理解引入缓冲技术的主要目的和缓冲区的设置方式。

【了解】

1.2.设备分类和标识 处理I/O请求的步骤 了解设备的一般分类：存储设备（块设备），输入/输出设备（字符设备）。磁盘调度算法 常用的磁盘调度算法有：先来先服务法、最短寻道时间优先法和电梯法。重点掌握前两种磁盘调度算

第7章 现代操作系统发展

考核学生对现代操作系统发展、嵌入式和分布式操作系统的一般知识的学习情况。

【了解】

1.嵌入式操作系统的概念、功能和特性

嵌入式操作系统是嵌入式系统中使用的操作系统。作为一种操作系统，它具有一般操作系统的基本功能，但是，由于嵌入式操作系统的硬件平台和应用环境与一般操作系统不同，所以它有自身的特点，其的最大特点就是可定制性。

2.分布式操作系统的概念、功能和特性。

分布式操作系统是配置在分布式系统上的共用操作系统。分布式操作系统实施系统整体控制，对分布在各节点上的资源进行统一管理，并且支持对远程进程的通信协议。

分布式操作系统要求实现用户面前的虚拟单处理机系统到具体的分布式系统的映射。它有如下三个基本功能：进程管理；通信管理和资源管理。

3.未来操作系统应具有的新特征。

更强的分布式处理能力，更高的安全性和可靠性，符合开放式模型，更方便的用户界面。

第二篇：操作系统复习提纲

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。第二章

9．什么是系统调用？试述API、库函数及系统调用间的关系。

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。

POSIX标准规定了符合此标准的操作系统必须提供API，但并未规定接口的实现是采用系统调用、库函数还是其他形式。系统调用只是一种API。

调用fprintf()→C函数库中的fprintf()封装函数→系统调用处理程序→sys_write()内核函数。18．什么是进程？计算机操作系统为什么要引入进程？

进程：可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统作为资源分配和保护的基本单位。

目的：

a>刻画程序的并发性。进程是并发程序设计的一种有力工具，操作系统中引入进程概念能较好地刻画系统内部程序的并发执行，从而提高资源利用率。b>解决资源的共享性。

20．进程最基本的状态有哪些？哪些事件可能引起不同状态间的转换？ 运行态：进程占有处理器正在运行的状态。

就绪态：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行的状态。

等待态：又称阻塞态或睡眠态，指进程不具备运行条件，正在等待某个事件完成的状态。26．何谓进程控制快（PCB)？它包含哪些基本信息？

每个进程有切仅有一个进程控制块，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环境信息的数据结构，是进程动态特征的集合，也是操作系统掌握进程的唯一资料结构和所处的状态的主要依据。

a>标识信息。标识信息用于唯一地标识一个进程，分为用户使用的外部标识符和系统使用的内部标识符。b>现场信息。现场信息用于保留进程在运行时存放在处理器现场中的各种信息。c>控制信息。控制信息用于管理和进程调度。

48．处理器调度分为哪几种类型？简述各类调度任务的主要任务。

高级调度：又称作业调度、长度调度，在多道批处理操作系统中，从输入系统的一批作业按照预定的调度策略挑选若干作业进去内存，为其分配所需资源并创建对应作业的用户进程后，便完成启动阶段的高级调度任务，已经为进程做好运行前的准备工作，等待进程被调度运行，在作业完成后还要做结束阶段的善后工作。

中级调度：又称平衡调度、中度调度，根据内存资源情况决定没错中所能容纳的进程数目，并完成外存和内存中的进程对换工作。

低级调度：又称进程调度或线程调度、短程调度，根据某种原则决定就绪队列中的哪个进程/线程获得处理器，并将处理器让出给它使用。第三章

9．什么是临界区和临界资源？临界区管理的基本原则是什么？ 并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。共享变量所代表的资源称为临界资源，即一次仅能供一个进程使用的资源。

原则一：一次至多只有一个进程进入临界区内执行。

原则二：如果已有进程在临界区中，试图进入此临界区的其他进程应等待。

原则三：进入临界区内的进程应在有限的时间内退出，以便让等待队列中的一个进程进入。13．什么是信号量？如何对其进行分类？

在操作系统中用信号量表示物理资源的实体，它是一个与队列有关的整型变量。具体实现时，信号量是一种产量类型，用一个记录型数据结构表示，有两个分量，一个是信号量的值，另一个是信号量队列指针。

信号量按其用途可分为两种：a>公用信号量，联系一组并发进程均可在此信号量上执行pv操作，初值置为一，用于实现进程互斥；b>私有信号量，联系一组并发进程，仅允许此信号量所拥有的进程执行P操作，而其相关进程可在其上施行V操作，初值往往为0或正整数，多用于并发进程同步。

信号量按其取值可分为两种：a>二值信号量，仅允许取值为0或1，主要作用用于解决进程互斥问题；b>一般信号量，又称计数信号量，允许取大于1的整型值，主要用于解决进程同步问题。15．何谓管程？它有哪些属性？

管程是由局部于自己的若干公共变量及其申明和所有访问这些公共变量的过程所组成的软件模块，它是一种互斥机制，进程可互斥的调用管程中的过程。

a>共享性。管程中的移出过程可被所有要调用管程的过程的进程所共享。

b>安全性。管程的局部变量只能由此管程的过程访问，不允许进程或其他管程来直接访问，一个管程的过程也不应访问任何非局部于它的变量。

c>互斥性。在任一时刻，共享资源的进程可以访问管程中的管理此资源的过程，但最多只有一个调用者能够正真地进入管程，其他调用者必须等待直至管程可用。20．什么是管道？如何通过管道机制实现进程间的通信？

管道：是连接读写进程的一个特殊文件，允许按照FIFO方式传送数据，也能是使进程同步执行。

写进程在管道的尾端写入数据，读进程在管道的首端读出数据。数据读出后将从管道中移走，其他进程都不能再读到这些数据。进程试图读管道时，再有数据写入管道前，进程将一直阻塞。同样，管道已经满时，进程再试图写入管道，在其他进程从管道中移走数据之前，写进程将一直阻塞。25．试述产生死锁的必要条件。

1>互斥条件：临界资源是独占资源，进程应互斥且排他地使用这些资源。2>占有和等待条件：进程在请求资源得不到满足而等待时，不释放已占有资源。

3>不剥夺条件：又称不可抢占，已获资源只能由进程自愿释放，不允许被其他进程剥夺。

4>循环等待条件：又称环路条件，存在循环等待链，其中每个进程都在等待链中等待下一进程所持有的资源，造成这组进程处于永远等待状态。27．何谓银行家算法？试述其基本思想。

系统中的所有进程放入进程集合，在安全状态下系统收到进程的资源请求后，先把资源试探性的分给它；然后系统将剩下的可用资源和进程集合中其他进程还需要的资源数作比较，找出剩余资源能满足最大需求量的进程，从而保证进程运行完毕并归还全部资源；这时把这个进程从进程集合中删除，归还其所占有的所有资源，系统的剩余资源则越多；反复执行上述步骤，最后检查进程集合，若为空则表明本次申请可行，系统处于安全状态，可以真正实施本次分配，否则只要等待集合非空，系统便处于不安全状态，本次资源分配不实施，让申请资源的进程等待。第四章

1．试述存储管理的基本功能。

ⅰ存储分配ⅱ地址映射ⅲ存储保护ⅳ存储共享 ⅴ存储扩充 4．何谓地址转换（重定位）？哪些方法可以实现地址转换。

可执行的程序逻辑地址转换（绑定）为物理地址的过程称为地址转换。实现方法：静态地址重定位，动态地州重定位。

5．分区存储管理中采用那些分配策略？比较其优、缺点。固定分区：

优点：固定分区能解决单道程序运行在并发环境下不能与cpu速度匹配的问题，同时也解决了单道程序运行是内存空间利用低的问题。

缺点：ⅰ.由于预先已经规定分区大小，是的大作业无法装入，用户不能采用覆盖能技术加以补救，这样不但加重用户负担，而且极其不方便；ⅱ.内存空间利用率不高，作业很少会恰好填满分区；ⅲ.如果一个作业要求在运行过程中动态扩充存储空间，采用固定分区是相当困难的；ⅳ.分区数目是在系统初启是确定的这就会限制多道运行程序的道数，特别不适应分时系统交互型用户及内存需求变化很大的情况。可变分区：

优点：ⅰ.能克服固定分区内存资源的浪费问题；ⅱ.有利于多道程序设计；ⅲ.实现了多个程序作业对内存的共享。

缺点：ⅰ.回收算法复杂；ⅱ.它的各种分配算法有一定缺陷，难以避免内存碎片的产生；ⅲ.采用动态地址重定位需要硬件寄存器的支持。

9．什么是虚拟存储器？列举采用虚拟存储技术的必要性和可能性。

虚拟存储技术：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能存逻辑上为用户提供一个比物理内存容量大得多的、可寻址的“内存储器”。

必要性：可用较小的内存空间执行较大的程序，能容纳更多的并发执行程序。可能性：基于程序的局部性原理。11．试述请求分段虚存管理的实现原理。请求分段虚存管理是将进程信息副本存放在外存中，当它被调度投入运行时，程序和数据没有全部装入内存，仅装入当前使用段，进程执行过程中访问到不在内存的段时候，再有系统自动调入。18．试述实现虚拟存储器的基本原理。作业运行之前仅将当前要运行的那部分页面和段先装入内存便可开始运行，在程序的运行中，发现所要访问的段不在内存中时，再有操作系统将其调入内存，程序便可继续执行下去。第五章

1．试述设备管理的基本功能。

设备中断处理、缓冲区处理、设备分配和去配、设备驱动调度、实现虚拟设备。2．试述各种I/O控制方式及其主要优、缺点。

轮询方式：又称程序直接控制方式，使用查询指令测试设备控制器的忙闲状态位，确定内存和设备是否能交换数据。

优点：原理简单，成本低廉。

缺点：a>.一旦cup启动了I/O设备，便不断的查询I/O设备的准备情况，终止了原程序的执行；b>.cpu在反复查询过程中，浪费了宝贵的cpu时间，c>.I/O设备准备就绪后，cpu参与数据的传输工作，此时cpu也不能执行原程序。总之，轮询方式的主要缺点是运行效率不足。

中断控制方式：cpu启动I/O设备后不必查询I/O设备是否准备就绪，而是继续执行现行程序，对设备是否准备就绪不加过问。

优点：不必忙于查询I/O准备情况，cup和I/O设备可实现部分并行，大大提升了cup的利用率。缺点：输入输出操作直接由中央处理器控制，每传送一个字符或一个字，都要发生一次中断，仍耗费大量中央处理器时间。

DMA方式：内存和设备之间有一条数据通路成块的传说数据，在主机和I/O设备之间成块的传送数据过程中，无需CPU干预，实际操作有DMA直接执行完成。优点：实现线路简单，价格低廉。

缺点：增加主存地址寄存器，数据移位寄存器等硬件，不仅有中断结构，还增加了DMA传输控制结构，增加了成本，但功能较差，不能满足复杂的I/O操作要求。

通道方式：又称I/O处理器，能完成内存和设备之间的信息传送，与CPU并行的执行操作。

优点：a>.自成独立体系，大大减少了外围设备和中央处理器的逻辑关系，把中央处理器从琐碎的输入输出操作中解放出来；b>.外围和中央处理器能实现并行操作；c>.通道和通道之间能实现并行操作；d>.各通道上的外围设备也能实现并行操作。

缺点：a>.具有通道装置的计算机的主机、通道、控制器和设备之间用四级连接，实施三级控制；b>.价格较高，一般在大型机中使用。4．大型机常常采用通道实现信息传输，试问为什么是通道？为什么引入通道？ 通道又称I/O处理器，能完成内存和设备之间的信息传送，与CPU并行的执行操作。采用通道技术主要解决I/O操作的独立性和硬件部分的并行性，由通道来管理和控制I/O操作，大大减少了设备和中央处理器的逻辑关系，把中央处理器从琐碎的输入输出操作中解放出来，实现设备和中央处理器能实现并行操作，通道之间实现并行操作，设备之间并行操作，达到提高整个系统效率的目的。12．为什么要引入缓冲技术？其基本思想是什么？

①为了解决cpu与设备之间速度不匹配的矛盾；②协调逻辑记录大小与物理记录大小不一致的问题；③提高cpu和设备的并行性；④减少I/O操作对cpu的中断次数，放宽对cpu中断响应时间的要求。基本思想：当进程执行写操作输出数据时，先向系统申请一个输出缓冲区，然后将输入送入缓冲区，若是顺序写请求，则不断的将数据填入缓冲区，直至装满为止，此后进程可以继续计算，同时系统将缓冲区的内容写到设备上；当进程执行读操作输入数据时，先向系统申请一个输入缓冲区，系统将设备上的一条物理记录读至缓冲区，根据要求把当前所需要的逻辑记录从缓冲区中选出并传送给进程。21．什么事虚拟设备？实现虚拟设备的主要条件是什么？

虚拟技术是为了提高独立设备的利用率，采用spooling技术科共享设备模拟独占设备。是独立设备依赖的关键技术是spooling技术。

实现相应功能的守护进程（线程）都在用户空间上运行，但所完成的是操作系统任务，即把本该有内成为共享设备。

26．Spooling是如何把独立型设备改造成共享型设备的？ 核实现的功能外移。

28．为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？

应用程序与具体的物理设备无关，系统要增减或变更设备时对源程序不必加如何修改，易于应对I/O用户通常不指定物理设备，而是指定逻辑设备，是的用户作业和物理设备分离开来，在通过其他途径设备故障，增加设备分配的灵活性，能更有效的理由设备资源，实现多道程序设计。建立逻辑设备和物理设备的映射。

30．目前常用的磁盘驱动调度算法有哪几种？分别适用于何种数据应用场合？ 先来先服务、最短查找时间优先算法、扫描算法、分步扫描算法、电梯调度算法、循环扫描算法。第六章

1．试述下列术语的的定义并说明它们之间的关系:卷、块、记录、文件。卷：硬盘上的存储区域。一个硬盘包括好多卷，一卷也可以跨越许多磁盘。块：存储介质上连续信息所组成的一个区域。

记录：是一组相关数据的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。

文件：是由信息按一定结构组成，可持久性保存的抽象机制，由于它必定存储在某中存储设备上，故也可以认为文件是设备的一种抽象。

4．什么是文件的逻辑结构？它有哪几种组织方式？ 从用户的观点出发，研究用户概念中抽象的信息组织方式，这是用户所能观察到的、可加以处理的数据集合。由于数据可独立于物理环境构造，故称为逻辑结构，相关数据的集合构成逻辑文件。组织方式：流式文件、记录文件。

5．什么是文件的物理结构？它有哪几种组织方式？ 文件的物理结构和组织是指逻辑文件在物理存储空间中的存放方法和组织关系。组织方式：组织文件、连接文件、直接文件、索引文件

9．文件系统所提供的主要文件操作有哪些？试述各自的主要功能。

创建文件：当文件尚未存在时，需要对其创建，或者文件原来已经存在，有时需要重新创建。删除文件：把指定文件从其所在目录文件中删除。

打开文件：指系统将指明文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表的一个目录表中，并将该表的编号返回给用户。

关闭文件：文件使用完毕，执行关闭系统调用切断应用进程与文件之间的联系。读文件：把文件的内容读入用户数据区中。写文件：把数据用户区中的信息写入文件中。15．什么事设备文件？如何实现设备文件？

设备文件：为设备起的一个名字，可以像使用文件一样方便的管理设备。

实现：设备文件依赖于inode实现，文件目录并不能区分文件名是代表一个磁盘文件还是设备文件，但inode的内容是不同的，磁盘文件的inode包含指向数据的指针，而设备文件的inode则包含指向内核设备驱动程序的指针，用来控制设备的I/O操作。16．什么事文件的共享？ 文件的共享是指不同进程使用同一个文件，文件共享不仅为不同进程完成共同任务所必需，而且还节省大量的外存空间，减少因文件复制而增加的I/O操作次数。

第三篇：操作系统复习提纲40要点

1.识别三种典型操作系统

2.UNIX把pcb分为哪两个部分？

3.哪条Shell命令用于列出当前目录的内容？

4.执行系统调用命令时，处理机状态的变化

5.处理机调度一般分为哪两级？

6.动态分区容易出现什么问题？

7.SPOOLING的含义是什么？文件的逻辑结构主要有哪些？

8.Linux中编译并生成可执行文件的命令格式

9.并发与并行的区别？

10.多道技术的实现需要哪两种技术的支持？

11.缺页中断的特点

12.动态地址重定位的含义

13.作业与进程的区别

14.通道的定义

15.原语的特点

16.动态优先数的含义

17.UNIX系统用来管理文件的数据结构是什么？

18.系统功能调用与普通函数调用的区别

19.分布式OS的特点

20.用户设备与系统设备的区别

21.延迟态与等待态的区别

22.LRU算法的含义

23.UNIX系统处理机调度方式是什么？

24.特权指令的特点

25.进程基本状态的转换

26.最坏适应法的特点

27.最坏情况分析法的死锁判定不等式

28.通道的类型

29.淘汰算法选用不当，有可能出现什么现象？

30.常用的缓冲技术

31.哪种结构的文件存储效率和访问效率都较高？

32.32位处理器最大可寻址的虚存地址空间

33.有序资源分配法破坏了死锁的哪个必要条件？

34.最短磁道优先算法和电梯算法

35.作业调度算法填表

36.页式地址映射的过程

37.缓冲区同步问题编程

38.UNIX文件系统的目录结构

39.采用FIFO和LRU替换算法，计算访问时发生的缺页率

40.银行家算法

第四篇：操作系统比较

常见操作系统比较一、三种操作系统简介

（一）Windows操作系统简介

Windows是Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统，它使PC机开始进入了所谓的图形用户界面时代。在图形用户界面中，每一种应用软件（即由Windows支持的软件）都用一个图标（Icon）表示，用户只需把鼠标移到某图标上，连续两次按下鼠标器的拾取键即可进入该软件，这种界面方式为用户提供了很大的方便，把计算机的使用提高到了一个新的阶段。

Windows1.X版是一个具有多窗口及多任务功能的版本，但由于当时的硬件平台为PC/XT，速度很慢，所以Windows1.X版本并未十分流行。1987年底Microsoft公司又推出了MS-Windows2.X 版，它具有窗口重叠功能，窗口大小也可以调整，并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存，从而提高了整台计算机的性能，此外它还提供了众多的应用程序：文本编辑Write、记事本Notepad、计算器Calculator、日历Calendar……等。随后在88年、89年又先后推出了MS-Windows/286-V2.1和MS-Windows/386 V2.1这两个版本。1990年，Microsoft公司推出了Windows3.0，它的功能进一步加强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的Windows应用软件，因此成为386、486微机新的操作系统标准。随后，Windows发表3.1版，而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能，受到了用户欢迎，是当时最流行的Windows版本。

1995年，Microsoft公司推出了Windows95。在此之前的Windows都是由DOS引导的，也就是说它们还不是一个完全独立的系统，而Windows95是一个完全独立的系统，并在很多方面作了进一步的改进，还集成了网络功能和即插即用（Plug and Play）功能，是一个全新的32位操作系统。

1998年，Microsoft公司推出了Windows95的改进版Windows98，Windows98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows里面，使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便，从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。Windows98是目前实际使用的主流操作系统。

在90年代初期Microsoft推出了Windows NT（NT是New Technology即新技术的缩写）来争夺Novell Netware的网络操作系统市场。相继有Windows NT 3.0，3.5，4.0等版本上市，逐渐蚕食了中小网络操作系统的大半江山。WindowsNT是真正的32位操作系统，与普通的Windows系统不同，它主要面向商业用户，有服务器版和工作站版之分。2000年，Microsoft公司推出了Windows 2000，它包括四个版本：Data center Server是功能最强大的服务器版本，只随服务器捆绑销售，不零售；Advanced Server和Server版是一般服务器使用；Professional版是工作站版本的NT和Windows98共同的升级版本。目前还有一个主要面向家庭和个人娱乐，侧重于多媒体和网络的Windows Me存在。

2001年10月25日，Microsoft发布了功能及其强大的Windows XP，该系统采用Windows 2000/NT内核，运行非常可靠、稳定，用户界面焕然一新，使用起来得心应手，这次微软终于可以和苹果的Macintosh软件一争高下了，优化了与多媒体应用有关的功能，内建了极其严格的安全机制，每个用户都可以拥有高度保密的个人特别区域，尤其是增加了具有防盗版作用的激活功能。

（二）Unix操作系统简介

Unix系统是1969年在贝尔实验室诞生，最初是在中小型计算机上运用。最早移植到80286微机上的Unix系统，称为Xenix。Xenix系统的特点是短小精干，系统开销小，运行速度快。

UNIX为用户提供了一个分时的系统以控制计算机的活动和资源，并且提供一个交互，灵活的操作界。UNIX被设计成为能够同时运行多进程，支持用户之间共享数据。同时，UNIX支持模块化结构，当你安装UNIX操作系统时，你只需要安装你工作需要的部分，例如：UNIX支持许多编程开发工具，但是如果你并不从事开发工作，你只需要安装最少的编译器。用户界面同样支持模块化原则，互不相关的命令能够通过管道相连接用于执行非常复杂的操作。UNIX 有很多种，许多公司都有自己的版本，如 AT&T、Sun、HP等。最初的Unix是用汇编语言编写的，一些应用是由叫做B语言的解释型语言和汇编语言混合编写的。B语言在进行系统编程时不够强大，所以汤普逊和里奇对其进行了改造，并与1971年共同发明了C语言。

1973年汤普逊和里奇用C语言重写了Unix。在当时，为了实现最高效率，系统程序都是由汇编语言编写，所以汤普逊和里奇此举是极具大胆创新和革命意义的。用C语言编写的Unix代码简洁紧凑、易移植、易读、易修改，为此后Unix的发展奠定了坚实基础。

（三）linux操作系统简介

简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类 Unix操作系统，它主要用于基于 Intel x86系列 CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员 设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的 Unix兼容产品。Linux的出现，最早开始于一位名叫 Linus Torvalds 的计算机业余爱好者，当时他是芬兰赫尔辛基大学的学生。他的目的是想设计一个代替 Minix（是由一位名叫 Andrew Tannebaum的计算机教授编写的一个操作系统示教程序）的操作系统，这个操作系统可用于 386、486或奔腾处理器的个人计算机上，并且具有 Unix操作系统的全部功能，因而开始了 Linux雏形的设计。Linux以它的高效性和灵活性著称。它能够在 PC计算机上实现全部的 Unix特性，具有多任务、多用户的能力。Linux是在 GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合 POSIX标准的操作系统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的 Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的 X-Windows图形用户界面，如同我们使用 Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。Linux是当今电脑界一个耀眼的名字，它是目前全球最大的一个自由免费软件，其本身是一个功能可与Unix和Windows相媲美的操作系统，具有完备的网络功能，它的用法与UNIX非常相似，因此许多用户不再购买昂贵的UNIX，转而投入Linux等免费系统的怀抱。

二、各操作系统特点

（一）Windows操作系统特点

从某种意义上说，Windows用户界面和开发环境都是面向对象的。用户采用“选择对象-操作对象”这种方式进行工作。比如要打开一个文档，我们首先用鼠标或键盘选择该文档，然后从右键菜单中选择“打开”操作，打开该文档。这种操作方式模拟了现实世界的行为，易于理解、学习和使用。

1.用户界面统一、友好、漂亮：

Windows应用程序大多符合IBM公司提出的CUA(Common User Acess)标准，所有的程序拥有相同的或相似的基本外观，包括窗口、菜单、工具条等。用户只要掌握其中一个，就不难学会其他软件，从而降低了用户培训学习的费用。

2.丰富的设备无关的图形操作：

Windows的图形设备接口(GDI)提供了丰富的图形操作函数，可以绘制出诸如线、圆、框等的几何图形，并支持各种输出设备。设备无关意味着在针式打印机上和高分辨率的显示器上都能显示出相同效果的图形。

3.多任务：

Windows是一个多任务的操作环境，它允许用户同时运行多个应用程序，或在一个程序中同时做几件事情。每个程序在屏幕上占据一块矩形区域，这个区域称为窗口，窗口是可以重叠的。用户可以移动这些窗口，或在不同的应用程序之间进行切换，并可以在程序之间进行手工和自动的数据交换和通信。

（二）Unix操作系统特点

早期UNIX的主要特色是结构简炼、便于移植和功能相对强大，经过30来年的发展和进化，形成了一些极为重要并稳定的特色，其中主要包括：

1.技术成熟，可靠性高

经过30来年开放式道路的发展，UNIX的一些基本技术已变得十分成熟，有的已成为各类操作系统的常用技术。实践表明，UNIX是能达到大型主机（mainframe）可靠性要求的少数操作系统之一。目前许多UNIX大型主机和服务器在国外的大型企业中每天24小时，每年365天不间断地运行。例如，不少大企业或政府部门，即所谓肩负关键使命的场合/部门将其整个企业/部门信息系统建立并运行在以UNIX为主服务器的Client/Server结构上。但到目前为止，世界上还没有一家大型企业将其重要的信息系统完全建立在NT上。

2.极强的可伸缩性

UNIX系统是世界上唯一能在笔记本电脑、PC、工作站，直至巨型机上运行的操作系统，而且能在所有主要CPU芯片搭建的体系结构上运行（包括Intel/AMD及HP-PA、MIPS、PowerPC、UltraSPARC、ALPHA等RISC芯片）。至今为止，世界上没有第二个操作系统能达到这一点。此外，由于UNIX系统能很好地支持SMP、MPP和Cluster等技术，使其可伸缩性又有了很大的增强。目前，商品化UNIX系统能支持的SMP，CPU数已达到几百甚至更多个，MPP系统中的节点甚至已超过1024个UNIX支持的异种平台Cluster技术也已投入使用。UNIX的伸缩性远远超过了NT操作系统目前所能达到的水平

3.网络功能强

网络功能是UNIX系统的一又一重要特色，作为Internet网技术和异种机连接重要手段的TCP/IP协议就是在UNIX上开发和发展起来的。TCP/IP是所有UNIX系统不可分割的组成部分。因此，UNIX服务器在Internet服务器中占80％以上，占绝对优势。此外，UNIX还支持所有常用的网络通信协议，包括NFS、DCE、IPX/SPX、SLIP、PPP等，使得UNIX系统能方便地与已有的主机系统，以及各种广域网和局域网相连接，这也是UNIX具有出色的互操

作性（Interoperability）的根本原因。

4.强大的数据库支持能力

由于UNIX具有强大的支持数据库的能力和良好的开发环境，因此多年来，所有主要数据库厂商，包括Oracle、Informix、Sybase、Progress等，都把UNIX作为主要的数据库开发和运行平台，并创造出一个又一个性价比的新记录。UNIX服务器正在成为大型企业数据中心替代大型主机的主要平台。

5.开发功能强

UNIX系统从一开始就为软件开发人员提供了丰富的开发工具。成为工程工作站的首选和主要的操作系统和开发环境。可以说，工程工作站的出现和成长与UNIX是分不开的。至今为止，UNIX工作站仍是软件开发厂商和工程研究设计部门的主要工作平台。有重大意义的软件新技术的出现几乎都在UNIX上，如TCP/IP、WWW、OODBMS等。

6.开放性好

开放性是UNIX最重要的本质特性。开放系统概念的形成与UNIX是密不可分的。UNIX是开放系统的先驱和代表。由于开放系统深入人心，几乎所厂商都宣称自己的产品是开放系统，确实每一种系统都能满足某种开放的特性，如可移植性、可兼容性、可伸缩性、互操作性等。但所有这些系统与开放系统的本质特征—不受某些厂商的垄断和控制相去甚远，只有UNIX完全符合这一条件。

7.标准化

过去，Unix界被分析家和用户批判，因为没有为所有Unix操作系统提供统一的标准。其实，到目前为止，国际标准化组织（ISO）、工业团体恰恰是以UNIX基础制订了一系列标准化，如ISO/IEC的POSIX标准、IEEE POSIX标准、X/Open组织的XPG3/4工业标准以及后来的Spec 1170(因为它包含了1170个应用编程接口，后来改名为UNIX’95)标准。不少人对标准及标准化组织的作用及职权产生了误解。事实上，当标准化组织企图驾驭互相竞争的力量，和企图为用户规定他们的要求时是注定要失败的。比方说，标准只能用于给出道路的规则，而不应用于制造汽车。如果厂家被强迫完全遵从单一的标准，而不允许他们产品有特色，则用户将受害，Unix将变成象任何单一厂家的产品一样，没有任何特色。

（三）Linux操作系统特点

Linux作为自由软件有两个特点：一是它免费提供源码，二是爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在Internet上。这就吸引了世界各地的操作系统高手为Linux编写各种各样的驱动程序和应用软件，使得Linux成为一种不仅只是一个内核，而且包括系统管理工具、完整的开发环境和开发工具、应用软件在内，用户很容易获得的操作系统。

Linux是一个UNIX系统变种，因此也就具有了Unix系统的一系列优良特性，Unix上的应用可以很方便地移植到Linux平台上，这使得Unix用户很容易掌握Linux。

三、三种操作系统比较

（一）Linux操作系统和Windows操作系统比较

1.可完全免费得到

Linux操作系统可以从互联网上免费下载使用，只要您有快速的网络连接就行；而且，Linux上跑的绝大多数应用程序也是免费可得的。用了Linux就再也不用背”使用盗版软件”的黑锅了。

2.可以运行在386以上及各种RISC体系结构机器上

Linux最早诞生于微机环境，一系列版本都充分利用了X86CPU的任务切换能力，使X86CPU的效能发挥得淋淋尽致，而这一点连Windows都没有做到。此外，它可以很好地运行在由各种主流RISC芯片（ALPHA、MIPS、PowerPC、UltraSPARC、HP-PA等）搭建的机器上。

3.Linux是UNIX的完整实现

从发展的背景看，Linux与其他操作系统的区别是，Linux是从一个比较成熟的操作系统发展而来的，而其他操作系统，如WindowsNT等，都是自成体系，无对应的相依托的操作系统。这一区别使得Linux的用户能大大地从Unix团体贡献中获利。无论是Unix的作者还是Unix的用户，都认为只有Unix才是一个真正的操作系统，许多计算机系统（从个人计算机到超级计算机）都存在Unix版本，Unix的用户可以从很多方面得到支持和帮助。因此，Linux作为Unix的一个克隆，同样会得到相应的支持和帮助，直接拥有Unix在用户中建立的牢固的地位。UNIX上的绝大多数命令都可以在Linux里找到并有所加强。UNIX的可靠性、稳定性以及强大的网络功能也在Linux身上一一体现。

4.真正的多任务多用户

只有很少的操作系统能提供真正的多任务能力，尽管许多操作系统声明支持多任务，但并不完全准确，如Windows。而Linux则充分利用了X86CPU的任务切换机制，实现了真正多任务、多用户环境，允许多个用户同时执行不同的程序，并且可以给紧急任务以较高的优先级。

5.完全符合POSIX标准

POSIX是基于UNIX的第一个操作系统簇国际标准，Linux遵循这一标准这使UNIX下许多应用程序可以很容易地移植到Linux下，相反也是这样。

6.具有图形用户界面

Linux的图形用户界面是Xwindow系统。Xwindow可以做MSWindows下的所有事情，而且更有趣、更丰富，用户甚至可以在几种不同风格的窗口之间来回切换。

7.具有强大的网络功能

实际上，Linux就是依靠互联网才迅速发展了起来，Linux具有强大的网络功能也是自然而然的事情。它可以轻松地与TCP/IP、LANManager、Windows for Workgroups、Novell Netware或Windows NT网络集成在一起，还可以通过以太网或调制解调器连接到Internet上。Linux不仅能够作为网络工作站使用，更可以胜任各类服务器，如X应用服务器、文件服务器、打印服务器、邮件服务器、新闻服务器等等。

8.是完整的UNIX开发平台

Linux支持一系列的UNIX开发工上，几乎所有的主流程序设计语言都已移植到Linux上并可免费得到，如C、C++、Fortran77、ADA、PASCAL、Modual2和

3、Tcl/TkScheme、SmallTalk/X等。总而言之，Unix就是可供各种用户选择的对象。一个操作系统已经使分布式计算成为现实。一个操作系统正在使新形式的交互娱乐成为现实并正确领导通向新的工程和商业应用的路。这就是Unix所体现的精神。但Unix还不止于此。主要地，Unix给用户选择最佳应用、最佳开发环境、最佳网络功能和最佳硬件的自由，以满足用户的业务要求。Unix还给用户选择何时升级系统的自由，甚至当用户改变主意时，用户可以以最少的痛苦来安装一个新系统，只要业务需要。Unix专门献身于使用户保持选择的权力。

（二）UNIX操作系统WINDOWS操作系统比较

unix操作系统是主要是用于服务器类行,一些功能大多是以命令来实现的,大型企业大多

用这个做服务器,安全全性很好.WINDOWS一般是用于家庭,现在对于图形界面是最好的选择．

UNIX系统的安全性和权限分配上要比WINDOWS好的多，但是WINDOWS更适合家庭及普通办公人员使用，有些要求安全性较高的场所，向一些服务器，重要地点机房，还是要用unix的。

windows的优点是用户多，一般软件产商做个人桌面软件时都会有windows版本

linux的优点是可定制强，你安装系统可以选择不同版本内核、桌面（GNOME、KDE 都很漂亮，很好用）、和软件包管理软件等等。而且都是免费的，而且现在的基于linux的系统（ubuntu、fedora）安装软件都比较方便，它的添加删除程序里只要你选择了你要安装的软件包，就可以自己下载自己安装（官方的源里都有上万个软件包，而且免费）。unix一般用于服务器，但是很少用于桌面，（三）Linux操作系统与Unix操作系统的比较

某些PC机的Unix和Linux在实现方面相类似。几乎所有的商业Unix版本都基本支持同样的软件、程序设计环境和网络特性。然而，Linux和Unix的商业版本依然存在许多差别。Linux支持的硬件范围和商业Unix不一样。一般来说，商业Unix支持的硬件多一些，可是Linux支持的硬件也在不断扩大。突出的是，Linux至少和商用Unix一样稳定。对许多用户来说，最重要的因素是价格。Linux是免费软件，用户可以从Internet网上下载。如果上网不方便，可以很便宜地通过邮购得到Linux的磁盘或CD-ROM。当然也可以直接从朋友那里得到。商业Unix的价值不应被贬低。除了软件本身的价格外，用户还需支付文档、售后支持和质保费。对于较大的机构，这些都很重要，但是PC机用户也许从中得不到什么好处。许多商业公司和大学等单位已经发现，在实验室用廉价的PC机运行Linux比用工作站运行商业Unix还好。Linux可以在PC机上提供工作站的功能，而PC机的价格是工作站的几分之一。也有一些针对PC机的便宜的Unix，其中最有名的是386BSD。在许多方面，386BSD软件包和Linux兼容，但Linux更适合用户的需求。最显著的是，Linux的开发是开放的，任何志愿者都可以对开发过程做出贡献。相比之下，386BSD是由封闭的团队开发的。正是这样，这两种产品存在着严重的概念上和设计上的差别：Linux的目标是从头开始开发一个完整的Unix系统；386BSD的目标则是对现有的BSD做些修改，以适合80386系统。

第五篇：操作系统复习资料

第一章P45 ⒉什么是操作系统？操作系统追求的主要目标是什么？

答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，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，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。操作系统追求的主要目标包括四个方面，分别是：方便性、有效性、可扩充性、开放性。⒍从资源管理观点看，操作系统具有哪些功能？

答：处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理。⒑什么叫多道程序系统？其主要特性是什么？

答：用户所提交的作业都先存放在外存并排成一个队列，该队列被称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源，以达到提高资源利用率和系统吞吐量的目的，这样的系统称为多道程序系统。主要特征有：多道性、无序性、调度性。

⒒什么叫分时系统？其主要特点是什么？ 答：分时系统是指一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，每个用户都可通过自己的终端以交互方式使用计算机。其主要特点是：多路性、独立性、及时性和交互性。⒓什么叫实时系统？主要有哪几大类？

答：实时系统是指系统能及时（或即时）响应外部事件的请求，在规定的时间内完成该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。按任务执行时是否呈现周期性来划分可分为周期性实时系统和非周期性实时系统，按对截止时间的要求来划分可分为强实时系统和弱实时系统。

第二章P61 ⒍系统采用不能移动已在主存储器中作业的可变分区方式管理主存储器，现有供用户使用的主存空间100K，系统配有4台磁带机，有一批作业见表2.6。表2.6 作业序号 进输入井时间 要求计算时间 需要主存量 申请磁带机数 1 l0:00 25分钟 15K 2台 2 10:20 30分钟 60K 1台 3 10:30 10分钟 50K 3台 4 10:35 20分钟 10K 2台 5 10:40 15分钟 30K 2台

该系统采用多道程序设计技术，对磁带机采用静态分配，忽略设备工作时间和系统进行调度所花的时间，请分别写出采用“先来先服务调度算法”、“计算时间短的作业优先算法”和选中作业执行的次序以及各个作业的装入主存时间、开始执行时间、完成时间、周转时间以及它们的平均周转时间。

答：先来先服务调度算法”、“计算时间短的作业优先算法”和选中作业执行的次序以及它们的平均周转时间的结果是一样的：

选中作业的次序：选中作业执行的次序均为1，2，4，5，3。

作业1的周转时间：25分钟；

作业2的周转时间：35分钟；

作业3的周转时间：70分钟；

作业4的周转时间：40分钟；

作业5的周转时间：50分钟；

平均周转时间：（25+35+70+50+40）/5=44分钟

7、在一个批处理单道系统中，采用响应比高者优先的作业调度算法。当一个作业进入系统后就可以开始调度，假定作业都仅是计算，忽略调度花费的时间。现有3个作业，进入系统的时间和需要计算的时间如表2-2所示。

表2-2 进入系统的时间和需要计算的时间表

作业 进入系统时间 需要计算时间 开始时间 完成时间 周转时间 1 9:00 60分钟 — — — 2 9:10 45分钟 — — — 3 9:15 25分钟 — — —

（1）求出每个作业的开始时间、完成时间及周转时间。（2）解答： 先来先服务：

作业 进入系统时间 需要计算时间 开始时间 完成时间 周转时间 1 9:00 60分钟 9:00 10:00 60分钟 2 9:10 45分钟 10:00 10:45 95分钟 3 9:15 25分钟 10:45 11:10 115分钟 响应比高者优先：

作业 进入系统时间 需要计算时间 开始时间 完成时间 周转时间 1 9:00 60分钟 9:00 10:00 60分钟 2 9:10 45分钟 10:25 11:10 120分钟 3 9:15 25分钟 10:00 10:25 70分钟 短作业优先：

作业 进入系统时间 需要计算时间 开始时间 完成时间 周转时间 1 9:00 60分钟 9:00 10:00 60分钟 2 9:10 45分钟 10:25 11:10 120分钟 3 9:15 25分钟 10:00 10:25 70分钟

（2）计算三个作业的平均周转时间应为多少？

解答：

先来先服务：

（60+95+115）/3=90(分钟)响应比高者优先：（60+120+70）/3=83.33(分钟)短作业优先：（60+120+70）/3=83.33(分钟)

第三章P95 ⒈何谓进程，它与程序有哪些异同点？

答：进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。或者说，进程是进程实体的运行过程。

①进程是程序的一次执行，它是一个动态的概念，程序是完成某个特定功能的指令的有序序列，它是—个静态的概念。但进程是把程序作为它的运行实体，没有程序，也就没有进程。进程和程序的区别还在于：一个进程可以执行一个或几个程序。反之，同一程序也可能由多个进程同时执行。②进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位；程序则不是。

③程序可以作为一种软件资源长期保存，而进程是程序的一次执行过程，它是临时的，有生命期的。表现在它由创建而产生，完成任务后被撤消。

④进程是具有结构的。为了描述进程的运行变化过程，应为每个进程建立一个结构——进程控制块。从结构上看，进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成。⒉进程控制块的作用是什么？它主要包括哪几部分内容？

答：进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据）成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。也就是说，操作系统是根据进程控制块PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。PCB是进程存在的惟一标志。在进程控制块中，主要包括下述四个方面用于描述和控制进程运行的信息：

⑴ 程表示符信息 ⑵处理机状态信息 ⑶进程调度信息 ⑷进程控制信息

3． 进程有哪几种基本状态？试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。

进程有以下三种基本状态：

① 就绪状态。当进程已分配到除CPU以外所有必要的资源后，只要能再获得处理机便可立即执行，这时的状态称为就绪状态。

② 执行状态。进程已获得处理机，程序正在执行。

③ 阻塞状态。进程因发生某种等待事件（如I/O请求、申请缓冲空间等）而暂停执行时的状态，亦即进程的执行受到阻塞，故称这种状态为阻塞状态，有时也称为“等待”状态或“睡眠”状态。（2）进程状态的转换

进程在运行期间不断地从一个状态转换到另一个状态，进程的各种调度状态依据一定的条件而发生变化，它可以多次处于就绪状态和执行状态，也可多次处于阻塞状态，但可能排在不同的阻塞队列中。进程的三种基本状态及其转换如图3-1所示。

6．有5个进程（A～E）几乎同时到达一计算中心。它们的估计运行时间分别为10、6、2、4和8分钟。其优先数（由外部设定）分别为3、5、2、1和4，其中5设为最高优先级。对于下列每种调度算法，计算其平均进程周转时间，可忽略进程切换的开销。

（1）时间片轮转调度算法（时间片为4）。（2）优先级调度算法。

（3）先来先服务调度算法（按照次序10、6、2、4、8运行）调度算法。（4）最短进程优先调度算法。对（1），假设系统具有多道处理能力，每个进程均获得公平的处理机时间，对（2）～（4）假设任—时刻只有一个作业运行，直到结束。

时间片轮转法的平均周转时间是21 优先级调度的平均周转时间是20 先来先服务的平均周转时间是19 最短作业优先的平均周转时间是14 第四章P148 2什么叫临界资源？什么叫临界区？对临界区的使用应符合哪些规则？ 答：临界资源是一种多个进程共享的资源。其属性是：共享临界资源的进程必须互斥得访问它，也就是说，同一时刻只允许一个进程访问的共享资源叫临界资源 在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

每个进程在进入临界区之前应先对欲访问的临界资源进行检查，看它是否正被访问。如果此时临界资源未被访问，该进程便可进入临界区对该资源进行访问，并设置它正被访问的标志；如果此刻该临界资源正被某进程访问，则本进程不能进入临界区。因此，必须在临界区前面增加一段用于进行上述检查的代码。相应地，在临界区后面也要加上一段代码，用于将临界区正被访问的标志恢复为未被访问标志。

2若信号量s表示某一类资源，则对s执行P、v操作的直观含意是什么？ p操作（wait）v操作（signal）答：P操作相当于申请一个资源，得不到阻塞；V操作相当于归还一个资源，如有等待该资源的进程，则唤醒。

5当进程对信号量s执行P、V操作时，s的值发生变化，当s>0、s=0和s<0时，其物理意义是什么？ 答：S>0时 S表示可使用的资源数或表示可使用资源的进程数； S=0时 S表示无资源可供使用或表示不允许进程再进入临界区；

S<0时 S表示等待使用资源的进程个数或表示等待进入临界区的进程个数。

7．有一个阅览室，共有100个座位，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名等，读者离开时要消掉登记的信息，试问：（1）为描述读者的动作，应编写几个程序，设置几个进程？（2）试用PV操作描述读者进程之间的同步关系。

答：读者的动作有两个，一是填表进入阅览室，这时要考虑阅览室里是否有座位；一是读者阅读完毕，离开阅览室，这时的操作要考虑阅览室里是否有读者。读者在阅览室读书时，由于没有引起资源的变动，不算动作变化。

算法的信号量有三个：seats——表示阅览室是否有座位（初值为100，代表阅览室的空座位数）；readers——表示阅览室里的读者数，初值为0；用于互斥的mutex，初值为1。读者进入阅览室的动作描述getin：

while(TRUE){P(seats);/*没有座位则离开*/ P（mutex）/*进入临界区*/ 填写登记表;进入阅览室读书;V（mutex）/*离开临界区*/ V（readers）

} 读者离开阅览室的动作描述getout：

while(TRUE){P（readers）/*阅览室是否有人读书*/ P（mutex）/*进入临界区 */消掉登记； 离开阅览室；

V（mutex）/*离开临界区*/ V（seats）/*释放一个座位资源*/ }

8、复印室里有一个操作员为顾客复印资料，有5把椅子供顾客休息等待复印。如果没有顾客，则操作员休息。当顾客来到复印室时，如果有空椅子则坐下来，并唤醒复印操作员；如果没有空椅子则必须离开复印室。利用信号量机制解决该同步互斥问题。

设置3个信号量：customers表示正在等待复印的顾客数量（不包括正在复印的顾客）；operator记录正在等候顾客的操作员数，只有1和0；mutex用于对变量waiting的互斥访问。1个变量：waiting表示等待的顾客数量。

semaphore customers=0,operator=0,mutex=1;waiting=0；

process operator()//操作员进程 { while(1){ wait(customers);//等待顾客到来 复印； signal(operator);//通知顾客已经完成复印 } } process cusotmeri()//顾客进程i { wait(mutex);if(waiting<5){ waiting++;signal(customers);signal(mutex);

wait(operator);

wait(mutex);waiting--;signal(mutex);} Else { signal(mutex);离开复印室； } } main(){ cobegin { operator();customeri();} }

12什么是死锁？

答：死锁是指在多道程序系统中，一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程所占有且永远不会释放的资源；这种现象称系统处于死锁状态，简称死锁。13死锁产生的四个必要条件是什么？

答：产生死锁的四个必要条件是：⑴互斥条件 ⑵请求和保持条件 ⑶不剥夺条件 ⑷环路等待条件

16假定系统有4个同类资源和3个进程，进程每次只申请或释放1个资源。每个进程最大资源需求量为2。请问这个系统为什么不会发生死锁？

解：由于每个进程最多需要2个资源，最坏情况下，每个进程获得1个，系统还剩1个。这1个资源，无论分给谁，都能完成。完成进程释放资源后，使剩余进程也完成。故系统不会发生死锁

19一个计算机系统有6个磁带驱动器n个进程。每个进程最多需要两个磁带驱动器。问当n为什么值时，系统不会发生死锁？

方法一：对于3个进程，每个进程能够有两个驱动器。对于4个进程，驱动器可以按照（2,2,1,1）的方法进行分配，使前面两个进程先结束。对于5个进程，可以按照（2,1,1,1,1）的方式进行分发，使一个进程先结束。对于6个进程，每个进程都拥有一个磁带驱动器同时需要另外一个驱动器，产生了死锁。因此，对于n〈6的系统来说是无锁的。

方法二：已知系统中的每个进程需要2个驱动器。那么在最坏的情况下，各进程都占用了其中的一个，而且都在请求自己所需要的另一个。如果此时系统尚有多于一个，那么就可以满足其中一个进程运行完毕。当该进程运行完毕释放出它所有占有的驱动器后，又可进一步满足其他进程。系统不会出现死锁。因此，如果将（6-1）个驱动器机分配给n个进程，满足每个进程一个的话，进程数量n必然小于等于5，此时系统中不会发生死锁。

第五章P192 ⒌可变分区常用的分区算法有哪几种？它们各自的特点是什么？

答：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法（第二问 略）

⒐简述分页存储管理方式的基本思想和页表的作用。

答：基本思想：在分页存储管理中将作业地址空间和存储空间按相同长度为单位进行等划分。把每个作业的地址空间(逻辑空间)分成一些大小相同的片段，叫做页面或页(Page)。把内存的存储空间也分成大小与页面相同的片段，叫做物理块或页框(Frame)。在分配存储空间时，总是以块为单位，按照作业的页数分配物理块。分配的物理块可以连续也可以不连续 页表的作用：实现从页号到物理块号的地址映射

⒒简述快表的作用。

答：提高了存取速度，使得指令执行速度大大加快

⒓简述段和页的区别。

答：分页和分段有许多相似之处，但是在概念上两者完全不通，主要表现在： ①页是信息的物理单位，分页是为了系统管理内存的方便而进行的，故对用户而言，分页是不可见的，是透明的；段是信息的逻辑单位，分段是作业逻辑上的要求，对用户而言，分段是可见的。②页的大小是固定的，由系统决定；段的大小是不固定的，由用户作业本身决定。

③从用户角度看，分页的地址空间是一维的，而段的地址空间是二维的。

⒔什么叫虚拟存储器？

答：所谓虚拟存储器，是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。具体地说，所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。

⒗某虚拟存储区的用户空间共32个页面，每页1KB，主存16KB。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7，将逻辑地址0A5CH和093CH变换为物理地址。答：125CH、113CH

⒘在一个分页虚拟存储管理方式中，采用LRU页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为1、3、2、1、1、3、5、1、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数M分别是3和4时，试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。

答：M是3时，缺页次数是6，缺页率是50％ M是4时，缺页次数是3，缺页率是25％