2024年计算机等级考试四级信息安全.docx

操作系统概述

操作系统基本概念、特性、分类

操作系统的分类（前三种為基本分类）

批处理系统

特点：成批处理

分类：简朴批处理系统和多道批处理系统

長处

作业流程自动化较高

资源运用率较高

作业吞吐量大，提高了整个系统效率

缺陷：顾客不能直接与计算机交互，不适合调试程序

分時系统

实時系统

个人操作系统

网络操作系统

分布式操作系统

嵌入式操作系统

计算机存储体系中，操作系统波及的存储设备為寄存器、高速缓存、内存、硬盘。

操作系统重要功能

进程管理

进程控制

与进程一一对应的是进程控制块。

进程同步

进程间通信

调度

进程调度进程的就绪队列中选一种分派处理器资源，执行

有CPU资源让出不一定调度，没有CPU资源让出一定不会发生调度。

线程调度线程的就绪队列中选一种分派处理器资源，执行

作业调度作业后备队列中选若干个作业分派资源，装入内存建立进程

存储管理

文献管理

设备管理

顾客接口

操作系统提供应顾客应用程序编程的唯一接口是系统调用。

操作系统发展演化过程，经典操作系统

操作系统构造设计、经典的操作系统构造

操作系统体系构造的三个类型：整体式构造、层次式构造和微内核构造

微内核构造：基于客户/服务器模式（C/S模式）

操作系统运行机制

内核态与顾客态

中断与异常

系统调用接口

存储系统

I/O系统

時钟（Clock）

进程线程模型

并发环境与多道程序设计

进程的基本概念，进程控制块（PCB）

概念：进程是具有一定独立功能的程序有关某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分派和调度的一种独立单位。

构成：指令（代码、程序）、数据和进程控制块。PCB是进程的灵魂，指令和数据是进程的躯体。

分类：从操作系统角度来看，可将进程分為系统进程和顾客进程两类。优先级前者高于后者。

进程队列：就绪队列、等待队列、运行队列

PCB内容可分為调度信息和現场信息两大部分。调度信息是供进程调度時使用，現场信息刻画了进程的运行状况。

PCB的内容和大小和详细系统的管理和控制措施有关，也和系统规模的大小有关。

PCB组织方式：

线性方式

连接方式

索引方式

保留在进程控制块构造中的是进程标识符、进程目前状态、进程对应的程序和数据地址、进程优先级、CPU現场保护区、进程同步与通信机制、进程所在队列PCB的链接字、与进程有关的其他信息如代码段指针。

进程状态及状态转换（見OneNote）

进程控制：创立、撤销、阻塞、唤醒，UNIX类进程操作的应用（fork（）、exec（）、wait（）、signal（））

进程控制是通过原語来实現的。

原語一般由若干指令所构成，用来实現某个特定的操作。

原語的执行必须是持续的。

原語是操作系统关键的一种构成部分，必须在管态下执行，并且常驻内存。

用于进程控制的原語：

创立原語：

创立一种进程的注意任务是建立进程控制块PCB

申請一空闲PCB区域，将有关信息填入PCB

置该进程為就绪状态

插入就绪队列

撤销原語（运行--退出）

找到要撤销进程的PCB

将他从所在队列中消去

撤销属于该进程的一切“子孙进程”

释放被撤销进程所占用的所有资源

消去被撤销进程的PCB

阻塞原語（运行--阻塞）

中断CPU执行，把CPU目前状态保留在PCB的現场信息中

把进程目前状态置為等待状态，并插入到等待队列中去

唤醒原語（等待--就绪）

在等待队列中找到该进程

置该进程為就绪状态

从等待队列插入到就绪队列中去，等待调度执行

UNIX中父进程通过调用fork()创立子进程。环节：

為子进程分派一种空闲的proc构造（进程描述符）

赋予子进程唯一标识pid.

以一次一页的方式复制父进程顾客地址空间

获得子进程继承的共享资源的指针

子进程就绪，加入调度队列

对子进程返回标识符0，父进程返回子进程的pid。

Fork()函数的特点：只被调用一次，却返回两次，一次在调用进程中，一次在新创立的子进程中。

Fork()复制了父进程代码，Exec()為子进程用来运行不一样于父进程的代码

Wait()為父进程自我阻塞，等待子进程結束发来信号，回收资源

线程的基本概念，线程的实現机制，Pthread线程包的使用

Pthread线程包

Pthread_create创立一种新线程

Pthread_exit結束调用的线程

Pthread_join等待一种特定的线程退出

Pthread_yield释放CPU来运行另一种线程

Pthread_attr_init创立并初始化一种线程的属性构造

Pthread_attr_desroy删除一种线程的属性构造

进程的同步与互斥：信号量及PV操作，管程，Pthreads中的同步互斥机制

信号量是由操作系统提供的管理公有资源的有效手段

信号量代表可用资源实体的数量。

PV原語的执行，不受进程调度和执行的打