2013复习提纲解读.doc

操作系统 操作系统是计算机系统中的核心系统软件，负责管理和控制计算机系统中硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程和有效利用资源，在计算机与用户之间起接口的作用 操作系统的类型 操作系统的类型（依据使用环境和对作业的处理方式）分为批处理、分时、实时、网络和分布式等。 1、批处理：把作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列。可分联机和脱机。特征为脱机使用计算机、成批处理和多道程序运行。 2、分时：采用分时技术，使多个用户同时以会话控制自己程序的运行，每个用户都认为拥有各自独立的、支持自己请求服务的系统。特征有交互性、多用户同时性和独立性。 3、实时：专用，系统与应用难分离。并不强调资源利用率，更关心及时性、可靠性和完整性。分实时过程控制和实时信息处理。特征有即时响应、高可靠性。 4、网络：按网络架构的各个协议标准制订，包括网络管理、通信、资源共享、系统安全和多种网络应用，实现协同工作和应用集成。特征有互操作性、协作处理。 5、分布式：要求一个统一的操作系统，实现系统操作的统一性，负责全系统的资源分配和调度，为用户提供统一的界面。 6、操作系统的5项基本功能，包括处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。 操作系统的结构 结构分为无序、层次、面向对象、对称多处理和微内核。 1、无序：又称整体或模块结构。以大型表格和队列为中心，操作系统各个部分围绕着表格运行，整个系统是一个程序。模块结构相对独立，模块之间通过规定的接口相互调用。优点为缩短开发周期。缺点是模块之间调用关系复杂、相互依赖，使分析、移植和维护系统较易出错。 2、层次：操作系统分解成若干个单向依赖的层次，由多层正确性保证操作系统的可靠性。优点层次结构清晰，简化了接口设计，有利于系统功能的增加或删改，易于保证可靠性，便于维护和移植。 3、面向对象：基于面向对象程序设计的概念，采用了各种不同的对象技术。把对象最为系统中的最小单位，由对象、对象操作、对象保护组成的操作系统。优点适用于网络操作系统和分布式操作系统。 4、对称多处理：所有多处理运行且共享同一内存（内存储器、主存、实存）。优点适合共享存储器结构的多处理机系统。 5、微内核：把系统的公共部分抽象出来，形成一个底层核心，提供最基本的服务，其他功能以服务器形式建立在微内核之上。具有良好的模块化和结构化特征，模块之间和上下层之间通过消息来通信。 操作系统大多拥有两种工作状态：核心态和用户态。一般的应用程序工作在用户态，内核模块和最基本的操作系统核心工作在核心态。 微内核结构由一个简单的硬件抽象层和一组比较关键的原语（仅仅为建立系统必须的部分，包括线程管理、地址空间和进程间通信）或系统调用组成。 微内核的目标将系统服务的实现和系统的基本操作规则分离开来。 微内核技术的优点：（1）统一的接口；（2）可伸缩性好；（3）可移植性好；（4）实时性好；（5）安全可靠性高，安全是微内核的特性；（6）支持分布式系统、支持多处理器的架构和高度并行的应用程序；（7）真正面向对象的操作系统。 处理器管理 程序的并行运行就涉及到资源的竞争使用，就需要管理其核心资源。 进程状态 进程是一个程序关于某个数据集的一次运行。进程是程序的一次运行活动，动态的概念，而程序是静态概念，是指令的集合。 进程具有动态性和并发性，程序是进程运行时所对应的运行代码。 在操作系统中进程是进行系统分配、调度和管理的最小单位，线程是处理器分配资源的最小单位。 静态的观点看，进程是程序、数据和进程控制块组成，动态观点看，进程是计算机状态的一个有序集合。 进程状态总体分为为三态模型和五态模型。 1、三态模型（所有进程在内存中）包括运行、就绪和等待态。运行态(就绪态，运行时间片到；出现更高优先权进程。运行态(等待态，等待使用资源，如等待外设传输；等待人工干预。就绪态(运行态，CPU空闲时选择一个就绪进程；等待态(就绪态，资源得到满足，如外设传输结束；人工干预完成。 2、五态模型：包括运行、活跃就绪、活跃阻塞、静止就绪和静止阻塞。 信号量和PV操作 操作系统中，进程之间存在互斥和同步。 1、互斥控制是为了保护共享资源，不让多个进程同时访问这个共享资源。就是阻止多个进程同时访问这些资源的代码段（临界区），一次只允许一个进程访问的资源。初始值信号量S应该设置为1. 2、同步控制 进程A在另一个进程B到达指定位置L2之前，不应前进到超过点L1。初始值信号量S应该设置为0 3、生产者-消费者问题 不仅要解决生产者进程与消费者进程的同步关系，还要处理缓冲区的互斥关系。 死锁问题 死锁是指多个进程之间互相等待对方的资源，而在得到对方资源之前又不释放自己的资源，这样，造成循环等待的一种现象。 1、死锁发生的必要条件 产生死锁的根本原因在于系统提供的资源个数少于并发进程要求的该类资源数。产生死