操作系统笔记整理

2013年苏大计算机考研操作系统笔记

苏州大学872操作系统知识点整理

备注：本知识点是根据2013年官方发布的考试大纲和13年内部辅导班所画知识点整理所得，对大家的复习备考绝对有很大的帮助，祝考试顺利。

第一大项：名词解析

一、操作系统及其相关概念

1.操作系统（OS）：控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配，以提供给用户和其它软件方便的接口和环境的程序集合。

2.分时操作系统：多个用户通过终端同时共享一台主机，这些终端连接在主机上，用户可以同时与主机进行交互操作而互不干扰。 3.并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

4.虚拟：把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。

5.中断：也称为外中断，来自CPU执行指令以外的事件的发生，如设备发出的I/O中断，表示设备输入/输出处理已经完成，希望处理机能够向设备发下一个输入/输出请求，同时让完成输入/输出后的程序继续运行。

6.异常：也称为内中断，指源自CPU执行指令内部的事件，如程序的非法操作码，地址越界，算术溢出，虚存系统的却也以及专门的陷入指令等引起的事件。 7.系统调用：用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能，系统调用可以被看做是特殊

1：操作系统的目标：提高资源利用率，提高系统吞吐量，使用户使用更方便，兼容新的计算机硬件和软件。

2：操作系统的作用：用户和计算机硬件之间的接口，使用户方便的操纵硬件，计算机系统的管理者，对计算机资源进行抽象。

3：计算机系统的发展：人工操作方式（穿孔卡片），单道批处理系统（每次只从磁盘中调入一个程序进内存），多道批处理系统（调入多个程序，CPU可以切换），分时操作系统（将一台主机给多个用户使用）实时操作系统（响应快，同时面对大量的远程终端）。

4：操作系统特点：并发，共享，虚拟（空分，时分），异步。 5：操作系统的功能：CPU管理（进程控制，同步，通信，调度），存储器管理（内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充）设备管理（缓冲管理，设备分配，设备处理）文件管理（存储管理，目录管理，读写保护管理）接口（用户接口管理，程序接口管理）

6：操作系统结构：模块化操作系统，分层式操作系统，C/S操作系统（分布式），微内核结构（建立在前三者的基础上，微内核只提高“最基本”的服务，进程调度、进程间通信、存储管理、处理I/O设备。其他服务，如文件管理、网络支持等通过接口连到微内核，微内核具有良好的移植性）。 7：传统操作系统中，进程是资源分配和独立运行的基

简答1简述进程的状态及其转换的原因（图）

进程在其生存期内可能处于如下三种基本状态之一: 1) 运行态(Run): 进程占有处理机资源，正在运行。2) 就绪态(Ready): 进程已分配到除cpu以外所有的必要资源，只要在获得cpu，便可执行3) 阻塞态(Wait):正在执行的程序由于某事件二暂时无法继续执行便放弃处理机而出于暂停状态（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源

（2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成。 简答2分页和分段有何区别?

a.分页和分段都采用离散分配的方式，且都要通过地址映射机构来实现地址变换，这是它们的共同点； b.对于它们的不同点有三，第一，从功能上看，页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率，即满足系统管理的需要，而不是用户的需要；而段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息，目的是为了能更好地满足用户的需要；第二页的大小固定且由系统确定，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序；第三分页的作业地址空间是一维的，而分段的作业地址空间是二维的。

简单3比较静态重定位和动态重定位。

内存

1通常情况下，（固定分区）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（段式）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。

2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是该程序应具有较好的局部性(Locality) 。

3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（分配内存）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（内存保护）功能实现的。

4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是为了防止各道作业相互干扰。 5（分段存储管理）方法有利于程序的动态链接

6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（程序访问）参考。

7关于请求分段存储管理的叙述中，正确的叙述（分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制）。

8虚拟存储器的特征是基于（局部性原理）。 9实现虚拟存储器最关键的技术是（请求调页(段)）。 10“抖动”现象的发生是由（置换算法选择不当）引起的。 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（换出页面）参考。 12 虚拟存储器是程序访问比内存更大的地址空间

13测得某个请求调页的计算机

1． 若系统中有8台打印机,有多个进程(超过8个)均需要使用两台,规定每个进程一次仅允许申请一台,则最

多允许( B )个进程参与竞争,二不会发生死锁. （银行家算法） A.6 B.7 C.8 D.9

2.在Linux系统中对空闲磁盘空间管理的方法是( B ) A.空闲表 B.成组链接法 C.位示图 D.空闲空间链

3.对硬盘的I/0控制采用( C )方式

A.程序直接控制 B.终端驱动 C.DMA D.通道

4.在UNIX系统中显示目录的命令为( A ) A.ls或dir B.cp C.pwd D.cd

5.在Linux系统中获取帮助信息的命令为( B ) A.cat B.man C.help D.ls

6.现代操作系统的两个基本特征是( C )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

7.若使用20位地址,则虚拟内存地址空间为( B )字节 A.2的19次方 B.2的20次方 C.2的21次方 D.2*20

8.操作系统为每个

注：标有“操作系统第二版中文版答案”的答案是从操作系统第二版中文答案的电子书上摘抄的，剩下的是非标准答案(可以忽略~~)。有几道题没有写。以下的相关文档仅供参考！祝各位同学考试愉快！ 第一章：引论（P44）

1、什么是多道程序设计？

答：多道程序就是CPU在内存中多个进程之间迅速切换。它一般被用来使CPU保持忙碌，当有一个或多个进程进行I/O时。（操作系统第二版中文答案）

2、什么是SPOOLing？读者是否认为将来的高级个人计算机会把SPOOLing作为标准功能？

答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。 （回答：什么是SPOOLing？百度的~~~）输入SPOOLing是作业中的读入技术，例如：从卡片在磁盘，这样当当前执行的进程完成时，将等候CPU。输出SPOOLing在打印之前首先复制打印文件，而非直接打印。在个人计算机上的输入SPOOLing很少，但输出SPOOLing非常普通。（操作系统第二版中文答案）

3、在早期的计算机中，每个字节的读写直接由CP

浅谈操作系统

摘要

随着科学技术的不断发展与创新，计算机得到了广泛的普及和应用，同时计算机的操作系统也在不断的发展和完善当中。21世纪是信息的时代，最重要的体现就是计算机技术的广泛应用及发展，操作系统作为计算机系统的基础是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统，本文主要是通过对操作系统及其发展情况来进行分析，了解计算机操作系统发展的基本情况，阐述未来操作系统的发展趋势，从而促进计算机技术的不断的进步。

关键词：计算机；操作系统；发展； 一、计算机操作系统的发展史

操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。操作系统所处位置作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。

原始的操作系统主要是从批次模式开始，然后逐渐的发展到分时机制的模式，后来由于多处理器时代的到来，整个操作系统也逐渐有多处理器的协调功能，继而出现了分布式的系统。操作系统主要发展可分为四个阶段：纯手工操作阶段、批次处理阶段、多道程序系统阶

段及

1. 在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（ B ）；在设计实时操作系统时，首先要考虑

的是（ D ）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（ C ）。

A.灵活性和适应性 B.交互性和响应时间 C .周转时间和系统吞吐量 D.实时性和可靠性

2. 对于一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为

（ D ）状态；如果由于终端用户的请求而暂时停止下来，则它的状态应该转变为（ C ）；如果由于得不到所申请的资源而暂时停止下来，则它的状态应该转变为（ B ）。 A. 静止阻塞 B.活动阻塞 C.静止就绪 D .活动就绪 E .执行

3. 我们如果为每一个作业只创建一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（ B ）；为照

顾紧急作业用户，就采用（ E ）；为能实现人机交互，应采用（ C ）；而能使短作业、长作业和交互作业用户都能满意时，就采用（ D ）。

A. FCFS调度算法 B.短作业优先调度算法 C.时间片轮转法 D. 多级反馈队列调度算法 E.基本优先权的剥夺调度算法

4. 由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（ A ）

填空题：

1．进程从就绪到运行状态的转换由 调度 程序完成；从运行到就绪状态的转换的 主要原因是 时间片完 。

2．操作系统的三种基本类型是 批处理 系统 、 分时系统 和 实时系统 。

3．程序可并发执行的条件是 Bemstein条件 。

4．从结构上讲，进程由 程序段 、 数据段 和 进程控制块 组成。

5．同步机制应遵循的准则是 空闲让进 、 忙则等待 、 有待等待 、__让权等待______________

。

6．产生死锁的四个必要条件是 互斥条件 、 请求和保持条件 、不可剥夺条件 、和 环路条件 。

7．在没有快表的分页存储管理系统中，取一条指令（或操作数）需访问两次内存的原因是 页表在内存 。

8．在页式管理系统中，地址空间是 一 维的，而在段式管理系统

系统结构上机课

1. 并行计算

随着科学技术和国民经济的发展，对大规模计算的需求与日俱增，例如在理论物理研究和天气准确预报、地下煤层及油气蕴藏情况分析、军事模拟核爆，特别是经济统计测算与决策需要大规模的数据计算。并行计算是20世纪90年代计算技术的一个至关重要的组成部分。它的优势主要体现在以下几个方面：

1.它可以加快速度，即在更短的时间内解决相同的问题或在相同的时间内解决更多更复杂的问题，特别是对一些新出现的巨大挑战问题，不使用并行计算，有时根本无法解决的；

2.节省投入，并行计算可以以较低的投入完成串行计算的任务；

3.物理极限的约束，光速是不可逾越的速度极限，设备和材料也不可能做得无限小，只有通过并行才能够不断提高速度。

实践证明，在并行计算的研究中，在LINUX操作系统环境下使用MPI并行接口实现并行运算是一条非常好的途径。LINUX操作系统以其良好的多用户多任务功能和强大的网络处理能力，成为并行计算的很好的运行平台。MPI（message passing interface 消息传递接口）由于其基于C和Fortran这两种非常普及的语言并且独立于语言的特性，在并行计算中得到了充分肯定和大量使用。 2. MPI简介

MPI是目前最重要