操作系统复习GUE.pdf

第一章 操作系统概论 一、操作系统概述 定义、 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最基本的一种系统软件 目标、 方便：操作系统使计算机更易于用户使用 有效：操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源 扩展的能力：扩充硬件功能，为用户提供各种服务 开放性：设计和构造一个开放环境 管理各类资源 特性、 第一个特性--并发性 第二个特性--共享性 第三个特性—虚拟性 第四个特性—异步性 用户接口、 系统调用、 功能、 资源管理技术、 资源复用（时分，空分） 资源虚化 资源抽象 虚拟机 二、操作系统的发展 单道程序设计、 多道程序设计、三类基本操作系统的概念、主要特点、目标、 应用场合 三、操作系统的服务和接口 接口类型、系统调用、操作接口 四、主要结构 在单CPU和两台I/O(I1,I2)设备的多道程序设计环境下，同时投入三道作业运行，其执行轨 迹如下： A：I2(30ms),CPU(10ms),I1(30ms),CPU(10ms),I2(20ms) B：I1(20ms),CPU(20ms),I2(40ms) C：CPU(30ms),I1(20ms),CPU(10ms),I1(10ms) 如果CPU和两台I/O(I1,I2)都能并行工作，优先级从高到低是A、B、C （优先级高的程序可以 抢占优先级低的程序的CPU，但是不能抢占设备），采用基于优先级剥夺式调度试问：（画 出调度过程图） （1）CPU 的利用率是多少? （2）每个作业的完成时间是多少？ 第二章 一、中央处理器 特权指令与非特权指：从资源管理和控制程序执行的角度出发，把指令系统中的指令分 作两部分：特权指令和非特权指令。 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、清主存、建立存储键，加载PSW等。 非特权指令：应用程序可以使用的指令 处理器状态：用户态和内核态 程序状态字PSW：程序运行时的一组动态信息的汇集，用来控制指令执行顺序并保留 和指示与程序有关的系统状态，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。 PSW寄存器：每个程序都有一个与其执行相关的PSW，每个处理器都设置一个PSW寄 存器。程序占有处理器执行，它的PSW将占有PSW寄存器 。 二、中断 中断的概念：程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止CPU上现行程序 的运行，转去执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回原程序被中断处或调度其他程 序执行的过程。 分类：硬件故障中断、I/O中断、程序性中断、访管中断、时钟中断 中断的响应过程：在执行完当前指令后，或在执行当前指令的中途，根据中断源所提供 的中断向量，在主存中找到相应服务程序的入口地址并调用此服务程序 三、进程 1.引入进程的原因：①刻画程序并发性②解决资源共享性 2.进程的定义：可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进 行资源分配和保护的基本单位 性质：共享性：多个不同的进程可以共享相同的程序 动态性：进程的实质是进程实体的一次执行过程 独立性：进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位 异步性(制约性)：进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进 并发性：多个进程同存于内存中，能在一段时间内同时运行。 状态和转换： 就绪态：进程已经获得除CPU之外的所有资源 运行态：进程已获得CPU，正在CPU上运行 等待态（阻塞态）：由于发生某事件而暂时无法继续执行时处于的暂停状态。 运行 选 中 落 出现等待事件 选 就绪态 等待态