操作系统复习提2009down.doc

操作系统复习提纲 大纲要求： 1．OS概论（4学时） （1）教学基本要求 理解：在计算机系统中设置操作系统的目的 了解：操作系统课程的研究内容和课程体系，操作系统常用研究观点 理解：操作系统特征 掌握：多道程序设计思想，批处理OS、分时OS和实时OS的工作原理和特征 （2）教学内容 ①设置OS的目的 ②OS硬件基础 ③OS定义（重点） ④操作系统的形成 ⑤多道程序设计（重点） ⑥OS的基本工作类型（重点） ⑦OS进一步发展 ⑧主流操作系统介绍 * Windows 系列及MS-DOS * UNIX家族：System V,BSD, Solaris,POSIX *自由软件Linux ⑨OS特征 第一章、概述 一、操作系统的目标 一般而言，操作系统的设计目标有以下几点： 有效性：主要包含以下两方面的含义，1）提高系统资源的利用率；2）提高系统的吞吐量； 方便性：对用户屏蔽了硬件的复杂性，向用户提供了一个对硬件操作的抽象模型，便于用户使用； 方便性和有效性是操作系统设计时最主要的目标 可扩充性：便于增加新功能和模块，并能修改老功能和模块。 开放性：提供统一开放的环境，便于异构平台通过网络集成，并能正确、有效地协同工作。 二、操作系统硬件基础 软件是硬件功能的延伸，而OS则是硬件功能的第一次延伸。常见的OS实现其功能的基础是典型的冯·诺依曼结构。注意：并行操作系统基于的硬件不是冯·诺依曼结构。 硬件主要指CPU（ALU、控制器、寄存器）、存储系统、I/O（输入输出）设备以及中断机构。 三、操作系统定义 OS是一组控制和管理计算机资源，合理组织计算机工作流程，以及方便用户使用的程序的集合。 含有了三大作用 裸机：完全没有软件的的计算机系统。 四、操作系统的形成 操作系统经历的以下几个阶段： 手工操作阶段 批处理阶段（又分为联机批处理和脱机批处理） 多道程序设计。多道批处理系统（优点） 分时系统 五、多道程序设计 能够做出多道程序运行时的时间关系图，计算各个程序的完成时间。 六、OS的基本类型 OS有三种基本类型：批处理（单道批处理和多道批处理）、分时、实时OS OS还包括其他一些类型：嵌入式OS、网络OS、分布式OS、微机OS、并行OS 七、OS的特征及功能 OS特征：并发性、共享性、虚拟技术、异步性 功能：进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理及用户接口 第二章、操作系统用户接口 操作系统向用户提供了两类接口：用户接口和程序接口。用户通过接口可以使用计算机系统。 用户与OS的通信界面 用户接口有可以分为两类：联机用户接口和脱机用户接口 联机用户接口中通信界面主要包括：字符显示方式的用户界面、图形用户界面 系统调用 系统调用：OS为用户程序设置的，也是用户获取OS服务的唯一途径。 系统态（管态）：运行系统程序时系统所处的状态 用户态（目态）：运行用户程序时系统所处的状态 CPU指令：特权指令、非特权指令 系统调用的实现方法 中断和陷入 通常将外中断称为中断，内中断称为陷入 系统调用与一般过程调用的差别 3．进程控制与线程（8学时） (1)教学基本要求 了解：UNIX/Linux进程的状态变迁，进程控制原语的功能和逻辑处理步骤 理解：程序并发执行的新特征，与时间有关的错误及其表现形式，UNIX/Linux进程上下文的装配结构，理解线程机制 掌握：进程的刻划和特征，进程上下文的概念，进程的状态变换，操作系统的内核和微核机制 (2)教学内容 ①程序的两种执行方式 ②前趋图和Bernstein条件 ③进程定义和进程控制块（重点） ④UNIX/Linux进程上下文 ⑤进程状态变迁（重点） ⑥UNIX/Linux进程状态 ⑦内核和微核机制 ⑧进程控制原语 ⑨UNIX/Linux系统自举及进程家族树形成 ⑩线程（重点） 1、程序的两种执行方式：顺序执行、并发执行 2、能够根据伪码做出该程序相应的前驱图 3、Bernstein条件： R(pi)={a1,a2,……,am},读集 W(Pi)={b1,b2,……,bn},写集 Berstein条件： 两进程P1，P2若能满足下面的三个条件，它们便能并发执行： (1)R(P1)nW(P2)=￠; (2)R(P2)nW(P1)=￠; (3)W(P1)nW(P2)=￠; 4、进程定义 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。 5、进程上下文 定义：进程执行活动全过程的静态描述 Unix/Linux进程上下文包含的内容： 1）系统级上下文（进程表项、U区及进程区表项、系统区表项和页表、核心栈、若干级寄存器上下文） 2）用户级上下文（正