四級操作系統(tǒng)原理考試真題復習資料全國計算機等級考試NCRE復習進程

1、計算機四級網(wǎng)絡工程師之操作系統(tǒng)第一章操作系統(tǒng)概論1、 計算機系統(tǒng)包括 硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。2、 計算機系統(tǒng)的資源包括兩大類硬件資源和軟件資源 。3、硬件系統(tǒng)：中央處理器，內(nèi)存儲器，外存儲器，以及各種類型的輸入輸出設備（鍵盤，鼠標顯示器，打印機）。4、軟件系統(tǒng)：各種程序和數(shù)據(jù) 。5、 軟件系統(tǒng)又分為：應用軟件、支撐軟件（數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡、多媒體）、系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、 編譯器）6、集中了資源管理功能和控制程序執(zhí)行功能的一種軟件稱為操作系統(tǒng)。7、操作系統(tǒng)的任務：1）、組織和管理計算機系統(tǒng)中的硬件和軟件資源。2）、向用戶提供各種服務功能（一方面，向程序開發(fā)和設計人員提供高效的程序設計接 口；另一方面，向

2、使用計算機系統(tǒng)的用戶提供接口）。8、操作系統(tǒng)的特征并發(fā)性，共享性，隨機性，虛擬性9、操作系統(tǒng)的功能進程管理，存儲管理，文件管理，作業(yè)管理，設備管理，用戶接口10、操作系統(tǒng)的發(fā)展1）、手工操作2）、監(jiān)控程序（早期批處理）3）、多道批處理4）、分時系統(tǒng)11、UNIX 系統(tǒng)1）、用C語言編寫2）、是一個良好的、通用的、多用戶、多任務、分時操作系統(tǒng)3）、具有樹形文件系統(tǒng)和一定的安全機制20世紀70年代1984 年1992 年1995 年1991 年微軟MS DOS蘋果操作系統(tǒng)微軟微軟Linux12、個人計算機操作系統(tǒng)單用戶單任務交互式圖形功能交互式圖形功能操作系統(tǒng)Win dows 3.1Win dow

3、s 95遵從UNIX標準POSIX，繼承UNIX全部優(yōu)點13、An droid操作系統(tǒng)2007年11月5日Google公司成立開放手持設備聯(lián)盟（OHA,發(fā)布基于Linux2.6內(nèi)核 的 An droid 1.0 beta 版14、操作系統(tǒng)分類1） 、按用戶界面的使用環(huán)境和功能特征分為：批處理操作系統(tǒng)，分時操作系統(tǒng)，實時 操作系統(tǒng)；2） 、按計算機體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展分為：個人操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、 嵌入式操作系統(tǒng)15、批處理操作系統(tǒng) 特點： 成批處理 。 目標： 系統(tǒng)資源利用率高 、作業(yè)吞吐率高 （單位時間內(nèi)計算機系統(tǒng)處理作業(yè)的個數(shù)） 優(yōu)點： 作業(yè)流程自動化較高， 資源利用率高，

4、作業(yè)吞吐量大， 從而提高了整個系統(tǒng)效率。 缺點：用戶不能直接與計算機交互，不適合調(diào)試程序。16、一般指令和特權(quán)指令1）、運行模式：用戶模式，特權(quán)模式2）、 為用戶服務的用戶模式稱作為目態(tài)為系統(tǒng)專用的特權(quán)模式稱為管態(tài)3）、機器指令劃分為 一般指令和特權(quán)指令， 特權(quán)指令包括：輸入輸出指令，停機指令17 、 SPOOLing 技術(shù) 多道程序的基本思想是在內(nèi)存中同時保持多大作業(yè)， 主機可以以交替方式同時處理多個 作業(yè)。18、分時系統(tǒng) 設計思想：分時操作系統(tǒng)將 CPU 的時間劃分為 若干個小片段 稱為時間片 特點： 多路性，交互性，獨占性，及時性 分時系統(tǒng)追求的目標是及時響應用戶輸入的交互命令， 用來衡

5、量系統(tǒng)及時響應的指標是 響應時間，響應時間越短越好。19、實時操作系統(tǒng) 實時操作系統(tǒng)是指使計算機能在規(guī)定的時間內(nèi)及時響應外部事件的請求。 實時操作系統(tǒng)主要目標是在嚴格時間范圍內(nèi)， 對外部請求作出反應， 系統(tǒng)具有高度可靠 性。實時操作系統(tǒng)具有的幾個方面的能力：1）、具有多道程序系統(tǒng)2）、實時時鐘管理3）、過載防護4）、高可靠性20、嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式操作系統(tǒng)具有 高可靠性、實時性、占有資源少、智能化能源管理、易于連接、 低成本 等優(yōu)點。21、個人計算機操作系統(tǒng) 是一種 單用戶多任務 的操作系統(tǒng)。22、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（ NOS ） 目標：相互通信及資源共享 兩種模式：集中式模式、分布式模式23、

6、分布式操作系統(tǒng)（ DOS ） 特征： 1）、是一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng)2）、實現(xiàn)資源的深度共享3）、透明性4）、自治性 集群是分布式系統(tǒng)的一種。 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)主要不同在于： 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)可以構(gòu)架于不同的操作系 統(tǒng)。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)不要求對網(wǎng)絡資源透明的訪問，對本地資源和異地資源訪問區(qū)別對待。 分布式操作系統(tǒng)強調(diào)單一操作系統(tǒng)對整個分布式系統(tǒng)的管理、調(diào)度。24、智能卡操作系統(tǒng)指令集有 ISO/IEC7816-4提供的指令類型：數(shù)據(jù)管理類、通信控制類、安全控制類四個基本功能：資源管理，通信管理，安全管理，應用管理 智能卡硬件資源：CPU，存儲部件，通信接口25、操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）、整體式結(jié)構(gòu)2）

7、、層次式結(jié)構(gòu)3）、微內(nèi)核（客戶機/服務器，典型的 WINDOWS NT）第二章操作系統(tǒng)運行機制1、 處理器的構(gòu)成：運算器，控制器，一系列寄存器和高速緩存運算器：實現(xiàn)任何指令中的 算術(shù)和邏輯 運算控制器：負責控制程序的運行的流程寄存器：指令在 CPU內(nèi)部作出處理過程中的 暫存數(shù)據(jù)，地址及指令信息的存儲設備。 在計算機的存儲系統(tǒng)中具有最快的訪問速度高速緩存：位于CPU和物理內(nèi)存 之間，一般有內(nèi)存管理單元管理， 訪問速度快于內(nèi)存， 低于寄存器2、處理器中的寄存器：用戶可見寄存器 （數(shù)據(jù)寄存器，地址寄存器，條件碼寄存器）控制和狀態(tài)寄存器 （程序計數(shù)器 PC，指令寄存器IR，程序狀態(tài)字 PSW）3、 處

8、理器中的指令大致分為 5類：訪問存儲器指令、算術(shù)邏輯指令、I/O指令、控制轉(zhuǎn)移指 令、處理器控制指令4、特權(quán)指令和非特權(quán)指令特權(quán)指令：只能由 操作系統(tǒng)使用的指令，包括啟動某設備指令、 設置時鐘指令、控制中 斷屏蔽的某些指令、清主存指令和建立存儲保護指令）非特權(quán)指令：用戶可以使用的5、處理器的狀態(tài)：戈U分為管態(tài)和目態(tài)管態(tài)：一般指操作系統(tǒng)管理程序運行的狀態(tài)，又稱為特權(quán)態(tài)，系統(tǒng)態(tài)，目態(tài)：一般指用戶程序運行時的狀態(tài)，又稱為普通態(tài)，用戶態(tài)6、CPU狀態(tài)的轉(zhuǎn)換目態(tài)- 管態(tài)的轉(zhuǎn)換通過中斷或者異常管態(tài)- 目態(tài)的轉(zhuǎn)換通過PSW指令（修改程序狀態(tài)字）7、程序狀態(tài)字 PSW包括：CPU的工作狀態(tài)代碼、條件碼、中斷屏

9、蔽碼8、存儲體系作業(yè)和程序只有存放在主存儲器（又稱內(nèi)部存儲器或者內(nèi)存）中才能運行9、存儲器的層次結(jié)構(gòu)主要考慮的三個問題： 容量、速度、成本層次化的存儲體系： 寄存器，高速緩存，內(nèi)存，硬盤存儲器，磁帶機和光盤存儲器10、存儲保護界地址寄存器（界限寄存器）存儲鍵11、中斷與異常機制中斷：CPU對系統(tǒng)中或系統(tǒng)外發(fā)生的異步事件的響應。引起中斷的事件稱為中斷事件或中斷源。中斷向量表：程序狀態(tài)字 WPS+指令計數(shù)器PC12、中斷技術(shù)解決了主機和外設并存工作的問題作用：能充分發(fā)揮處理器的使用效率提高系統(tǒng)的實時能力13、異常中斷是由外部事件引起的，異常是由正在執(zhí)行的指令引發(fā)的。14、中斷和異常的分類典型的中斷

10、：時鐘中斷、輸入輸出中斷、控制臺中斷、硬件故障中斷典型的異常：程序性中斷、訪管指令異常15、中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)的組成：中斷系統(tǒng)的硬件中斷裝置和軟件中斷處理程序中斷請求的接收= 中斷響應= 中斷處理16、中斷信號的接收、響應和處理過程簡要的歸納為：接收和響應中斷，保護中斷斷點現(xiàn)場，分析中斷變量，調(diào)用中斷處理程序，中斷處理 結(jié)束回復現(xiàn)場，繼續(xù)執(zhí)行17、幾種典型的中斷的處理1）、I/O中斷2）、時鐘中斷3）、硬件故障中斷4）、程序性中斷5）、系統(tǒng)服務請求（訪管中斷 ）18、中斷優(yōu)先級與中斷屏蔽1）、多級中斷與中斷優(yōu)先級硬件決定了各個中斷的優(yōu)先級別在同一中斷優(yōu)先級中多 2個設備接口中同時又中斷請求時：固

11、定優(yōu)先數(shù)，輪轉(zhuǎn)法2）、中斷屏蔽（可屏蔽和不可屏蔽）機器故障中斷不可屏蔽19、系統(tǒng)調(diào)用1）、系統(tǒng)調(diào)用和一般過程調(diào)用區(qū)別系統(tǒng)調(diào)用：調(diào)用程序在用戶態(tài)，被調(diào)用程序在系統(tǒng)態(tài) 一般過程調(diào)用：在相同狀態(tài)（核心態(tài)或者用戶態(tài)）2）、系統(tǒng)調(diào)用分類：進程控制類系統(tǒng)調(diào)用文件操作類系統(tǒng)調(diào)用進程通信類系統(tǒng)調(diào)用設備管理類系統(tǒng)調(diào)用信息維護類系統(tǒng)調(diào)用20、I/O技術(shù)主題：I/O結(jié)構(gòu)，通道，直接存儲器存取 （DMA）技術(shù)，緩沖技術(shù)1）、通道：代替CPU對I/O操作的控制，從而使CPU和外設可以并行工作，所以稱 為I/O處理機2） 、DMA技術(shù)自動控制成塊數(shù)據(jù)在內(nèi)存和I/O單元之間的傳送3）、緩沖技術(shù)：數(shù)據(jù)暫存技術(shù)，設置一個緩沖區(qū)

12、。采用緩沖區(qū)的根本目的：CPU處理數(shù)據(jù)的能力與設備傳輸數(shù)據(jù)速度不相匹配，需要用緩沖區(qū)來緩解速度的矛盾。21、時鐘一般分為：硬件時鐘用途分為：絕對時鐘軟件時鐘相對時鐘（又稱間隔時鐘）第三章進程線程模型1、多道程序的設計模型采用多道程序的設計可以 提高CPU的利用率2、程序的順序執(zhí)行順序性封閉性 程序執(zhí)行結(jié)果的確定性 程序執(zhí)行結(jié)果的可再現(xiàn)性3、多道程序設計通常采用并行操作技術(shù)，使系統(tǒng)的各種硬件資源盡量做到并行工作。4、多道程序設計環(huán)境的特點根本目的：提高整個操作系統(tǒng)的效率 。衡量系統(tǒng)效率的尺度：系統(tǒng)吞吐量系統(tǒng)吞吐指在單位時間內(nèi)系統(tǒng)所處理作業(yè)的道數(shù) 多道程序的特點: 獨立性，隨機性，資源共享性5、程

13、序的并發(fā)執(zhí)行并發(fā)執(zhí)行，指兩個或兩個以上的程序在計算機中同處于已開始執(zhí)行且尚未結(jié)束的狀態(tài)。1、并發(fā)程序在執(zhí)行期間具有相互制約關(guān)系2、程序與計算不再一一對應3、并發(fā)程序執(zhí)行結(jié)果不可再現(xiàn)宏觀上是同時進行的，但從微觀上，在單個CPU中 仍然是順序執(zhí)行的6、 進程模型：進程控制塊的概念從操作系統(tǒng)的角度：分為 系統(tǒng)進程和用戶進程（系統(tǒng)進程優(yōu)先級高于用戶進程）7、進程和程序的聯(lián)系和區(qū)別聯(lián)系：程序是構(gòu)成進程的組成部分之一，從靜態(tài)角度，進程是由程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊（PCB ）組成。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，進程是動態(tài)的8、進程的特性：1）、并發(fā)性2）、動態(tài)性（動態(tài)產(chǎn)生，動態(tài)消亡）3）、獨立性（一個進程是相對完整的資

14、源分配單位）4）、交往性（進程間相互作用）5）、異步性（相互獨立不可預知的速度向前推進）9、進程的狀態(tài)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換三狀態(tài)：運行就緒等待就緒- 運行 進程被調(diào)度的程序選中運行- 就緒時間片用完運行- 等待等待某事件發(fā)生 等待-就緒等待的事件已經(jīng)發(fā)生五狀態(tài)：運行，就緒，阻塞，創(chuàng)建，結(jié)束狀態(tài)轉(zhuǎn)換：創(chuàng)建進程，提交，調(diào)度運行，釋放，超時，事件等待，事件出現(xiàn)。（P50）七狀態(tài)：運行，阻塞，創(chuàng)建，結(jié)束，就緒掛起，阻塞掛起，就緒新引10、進程控制塊PCBPCB的內(nèi)容可以分為調(diào)度信息和現(xiàn)場信息兩大部分調(diào)度信息包括（進程名，進程號，存儲信息，優(yōu)先級，當前狀態(tài)，資源清單，“家族”關(guān)系，消息隊列指針，進程隊列指針和當

15、前打開文件）現(xiàn)場信息（程序狀態(tài)字，時鐘，界地址寄存器）進程的組成：程序，數(shù)據(jù) 和進程控制塊11、PCB組織（線性方式，索引方式，鏈接方式）12、 進程的隊列（就緒隊列，等待隊列，運行隊列）13、進程控制進程控制是通過原語來實現(xiàn)的。原語通常由若干條指令所組成，用來實現(xiàn)某個特定的操作。14、進程控制原語：創(chuàng)建進程，撤銷進程，掛起進程，激活進程，阻塞進程，喚醒進程以及 改變進程優(yōu)先級。創(chuàng)建原語:創(chuàng)建一個進程的主要任務是建立進程控制塊PCB撤銷原語:撤銷進程的實質(zhì)是撤銷 PCB阻塞原語:某進程執(zhí)行過程中，需要執(zhí)行 I/O操作，則由該進程調(diào)用阻塞原語把進程從 運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)喚醒原語:一個進程因為

16、等待事件的發(fā)生而處于等待狀態(tài)，當?shù)却录瓿珊螅?就用喚醒原語將其裝換為就緒狀態(tài)15、UNIX通過fork（）函數(shù)創(chuàng)建子進程16、線程模型（更小的獨立運行的基本單位一一線程）引入線程是為了減少并發(fā)執(zhí)行時所付出的時間和空間開銷。進程擁有兩個基本屬性：進程是一個可擁有資源的獨立單位，又是一個可以獨立調(diào)度和分派的基本單位。17、線程的基本概念線程是進程中的一個實體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位一個線程可以創(chuàng)建和撤銷另一個線程，同一個進程的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行線程特性：每個線程有一個唯一的標識符和一張線程描述表。不同的線程可以執(zhí)行相同的程序。同一個進程中的各個線程共享該進程的內(nèi)存地址空間。 線程是

17、處理器的獨立調(diào)度單位，多個線程是可以并發(fā)執(zhí)行的。 一個線程被創(chuàng)建后便開始了它的生命周期。18、 引入線程的好處：花費時間少、創(chuàng)建的速度比進程塊、系統(tǒng)開銷少、兩線成的切換花 費時間少、線程間信息傳送速度快、能獨立運行19、線程和進程比較線程又稱為輕量級進程，傳統(tǒng)的進程稱為重量級進程。調(diào)度：線程作為調(diào)度和分派的基本單位，進程作為資源擁有的基本單位。并發(fā)性：能更有效地使用系統(tǒng)資源和提高系統(tǒng)的吞吐量。擁有資源：線程不擁有系統(tǒng)資源系統(tǒng)開銷：進程的開銷遠大于線程的開銷第一種： 用戶級線程第二種： 內(nèi)核級線程 第三種： 混合實現(xiàn)方式典型操作系統(tǒng)： LINUX典型操作系統(tǒng)： Windows 典型操作系統(tǒng)： S

18、olaris20、線程實現(xiàn)機制不依賴于內(nèi)核依賴內(nèi)核同時實現(xiàn)用戶級線程和內(nèi)核級線程21、進程（線程）調(diào)度 一般分為：高級調(diào)度（作業(yè)調(diào)度） ，中級調(diào)度，低級調(diào)度（進程（線程）調(diào)度）進程（線性）調(diào)度即處理機調(diào)度22、調(diào)度算法的設計原則 1）、進程行為：當一個進程等待外部設備完成工作而被阻塞的行為屬于I/O某些進程花費了絕大多數(shù)時間在計算上面的稱為計算密集型（ CPU 密集型） 在等待 I/0 花費了絕大多數(shù)的時間的稱為 I/0 密集型2）、系統(tǒng)分類：通常分為批處理、交互式和實時系統(tǒng)23、調(diào)度算法的設計目標設計目標： 公平，系統(tǒng)策略的強制執(zhí)行，保持系統(tǒng)的所有部分盡可能忙碌 通常檢查三個指標： 吞吐量，

19、周轉(zhuǎn)時間以及 CPU 利用率 周轉(zhuǎn)時間：從一個批處理作業(yè)提交時刻開始直到改作業(yè)完成時刻為止統(tǒng)計的 平均時間24、進程（線程）調(diào)度算法 先來先服務（非搶占式） 最短作業(yè)優(yōu)先（非搶占式） 最短剩余時間優(yōu)先（搶占式SRTN ）輪轉(zhuǎn)法（ R-R ）將 CPU 處理時間分成一個個時間片，影響時間片的因素（系統(tǒng)響應時間，就緒進 程的數(shù)目，計算機的處理能力） ，將時間片設為 20-50ms 通常是比較合理的折中。 最高優(yōu)先級算法多級反饋隊列算法（綜合了先進先出，時間片，可搶占式） 最短進程優(yōu)先實時系統(tǒng)中的調(diào)度算法1） 速率單調(diào)調(diào)度算法 （RMS）2） 最早最終時限優(yōu)先調(diào)度 （EDF）第四章 并發(fā)與同步1、進

20、程（線程）間相互作用進程同步 是指多個進程中發(fā)生的事件存在某種時序關(guān)系，必須協(xié)同工作，相互配合， 以共同的完成一個任務。進程互斥是指 由于共享資源所要求的排他性，進程間要相互競爭，以使用這些互斥資 源。2、進程互斥的解決方法：一是由 競爭各方平等協(xié)商 ，二是引入 進程管理者3、臨界資源是指 計算機系統(tǒng)中的需要互斥使用的硬件或軟件資源4、計算機中的資源共享的程度可分為三次：互斥，死鎖，饑餓 。互斥 是指多個進程不能同時使用同一個資源。死鎖 是指避免多個進程互不相讓，避免出現(xiàn)都得不到足夠資源的情況饑餓 避免某些進程一直得不到資源或得到資源的概率很小5、臨界資源訪問過程 分成：進入?yún)^(qū)，臨界區(qū)，退出區(qū)

21、，剩余區(qū)。6、遵循的準則：空閑則入，忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待7、管程：一個管程由過程變量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等組成的集合一個管程由四個部分組成 ：管程名稱，共享數(shù)據(jù)的說明，對數(shù)據(jù)進行操作的一組進程和對公共享數(shù)據(jù)賦初值的語句。8、管程三個主要特征：模塊化抽象數(shù)據(jù)類型信息隱蔽9、進程通信解決進程之間的大量信息通信的問題有三類方案：共享內(nèi)存，消息機制以及通過共享文件進行通信（管道通信），這三種方式可以稱為高級通信原語。10、共享內(nèi)存：設有一個公共內(nèi)存區(qū)11、消息機制：消息緩沖通信（用來發(fā)送消息原語，接收消息原語）信箱通信（可存信件數(shù)，已有信件數(shù)，可存信件的指針）管道通信（UNIX就是連接兩個進程之間的一個打

22、開的共享文件）優(yōu)點：傳輸數(shù)據(jù)量大但通信速度慢第五章內(nèi)存管理1、 計算機系統(tǒng)中的存儲器分為兩類：內(nèi)存儲器和外存儲器， 處理器可以直接訪問內(nèi)存但不能直接訪問外存。CPU通過啟動相應的輸入/輸出設備后才能使外存和內(nèi)存交換信息。2、 對于內(nèi)存速度和容量的要求是：內(nèi)存的直接存取速度盡量快到與CPU取值速度相匹配， 其容量達到能裝下當前運行的程序和數(shù)據(jù)3、存儲器由內(nèi)存和外存組成。內(nèi)存空間由存儲單元組成的一堆連續(xù)的地址空間，簡稱內(nèi)存空間。內(nèi)存空間一般分為：系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)4、存儲管理的主要任務：1）、內(nèi)存的分配和回收組織方式：位示圖表示法，空閑頁面表，空閑塊表內(nèi)存分配兩種方式： 靜態(tài)分配（程序運行前）和動態(tài)分

23、配（在目標模塊 裝入時確定并 分配的）。2） 、存儲共享：兩個或多個進程共用內(nèi)存中的相同區(qū)域。內(nèi)容包括：代碼共享（純代碼） 和數(shù)據(jù)共享。3） 、存儲保護：為多個程序共享內(nèi)存提供保障，使得內(nèi)存的各程序只能訪問其自己的區(qū)域，避免各程序間的相互干擾。分為地址越界保護和權(quán)限保護。4）、擴充”內(nèi)存容量：在邏輯上擴充了內(nèi)存容量5、地址轉(zhuǎn)換：邏輯地址從“ 0”開始，絕對地址就是物理地址。分為 地址重定位 把邏輯地址 裝換成 絕對地址。靜態(tài)重定位把程序的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部轉(zhuǎn)換程絕對地址，在程序執(zhí)行前完成動態(tài)重定位直接把程序裝入到分配的內(nèi)存區(qū)域中 ，每當執(zhí)行一條指令時都由硬 件的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)將指令中的邏輯地

24、址轉(zhuǎn)換為 絕對地址。由于地址轉(zhuǎn)換是在程序執(zhí)行時動 態(tài)完成的，故稱為動態(tài)重定位。6、內(nèi)存管理方案：單一用戶（連續(xù)區(qū)）管理 ，分區(qū)管理，頁式管理，段式管理，段頁式管 理7、分區(qū)存儲管理方案：把內(nèi)存劃分為若干個連續(xù)區(qū)域，每個分區(qū)裝入一個運行的程序。分區(qū)的方式歸納成固定分區(qū)和可變分區(qū)。固定分區(qū)：在程序運行時必須提供對內(nèi)存資源的最大申請量。可變分區(qū)：在裝入程序時劃分內(nèi)存分區(qū)，可變分區(qū)有較大的靈活性， 比固定分區(qū)有 更好地內(nèi)存利用率。8、 移動技術(shù)：解決碎片問題的辦法是在適當?shù)臅r刻進行碎片整理。移動技術(shù)可以集中分散 的空閑區(qū)，提高內(nèi)存的利用率，便于作業(yè)動態(tài)擴充內(nèi)存。缺點：移動技術(shù)會增加系統(tǒng)的開銷，移動是有

25、條件的。9、 可變分區(qū)的實現(xiàn)：硬件設置兩個專用的控制寄存器：基址寄存器（起始地址）和 限長寄 存器（存放長度）。10、空閑分區(qū)的分配策略：最先適應算法，最優(yōu)適應算法，最壞適應算法，下次適應算法。11、分區(qū)的回收12、分區(qū)的保護： 系統(tǒng)設置界限寄存器，保護鍵方法13、分區(qū)管理方案的優(yōu)缺點在內(nèi)存利用率方面：可變分區(qū)的內(nèi)存利用率比固定分區(qū)高缺點：內(nèi)存使用仍不充分，并且存在較為嚴重的碎片問題，浪費處理機時間14、覆蓋技術(shù)和交換技術(shù)覆蓋技術(shù)和交換技術(shù) 的主要區(qū)別是控制交換的方式不同，前者主要是在早期的系統(tǒng)中， 而后者目前主要用于 小型分時系統(tǒng)。交換技術(shù)又稱為對換技術(shù)： 進程從內(nèi)存移到磁盤并再移回內(nèi)存稱為

26、交換。交換技術(shù)多用于分時系統(tǒng)中。缺點：在交換時需要花費大量的CPU時間，影響對用戶的響應時間。15、頁式存儲管理方案頁式存儲器使用的邏輯地址由兩部分組成，頁號和頁內(nèi)地址。塊號=字號*字長+位號16、地址轉(zhuǎn)換與塊表物理地址=內(nèi)存塊號*塊長+頁內(nèi)地址頁表：多級頁表，大多數(shù)操作系統(tǒng)采用二級頁表，散列頁表反置頁表17、 快表：當要按給定的邏輯地址進行讀寫時，必須訪問兩次內(nèi)存， 第一次按頁號讀出頁表 中對應的塊號，第二次按計算出來的絕對地址進行讀寫為了提高存取速度，采用兩種方法：一種是在地址映射機制中增加一組高速寄存器保 存頁表，另一方法是在地址映射機制中增加一個小容量的聯(lián)想存儲器（相聯(lián)存儲器）18、虛

27、擬存儲技術(shù)與虛擬頁式存儲管理方案的實現(xiàn)虛擬存儲技術(shù)：利用大容量的外存來擴充內(nèi)存（簡稱虛擬內(nèi)存）虛擬存儲技術(shù)同交換技術(shù)在原理上市類似的：交換技術(shù) 是以進程為單位進行的，而虛擬存儲一般是以頁或段為單位。虛擬頁式存儲管理在使用虛擬頁式存儲管理時需要在頁表中增加以下的表項：頁號，有效號，頁框號，訪問位，修改位，保護位，禁止緩存位19、缺頁中斷：要訪問的頁面不在內(nèi)存中。20、 頁面調(diào)度策略：調(diào)入策略（外存調(diào)入內(nèi)存），置業(yè)策略和置換策略。21、 置換策略分為（固定分配局部置換，可變分配全局置換，可變分配局部置換）22、頁面置換算法：剛被調(diào)出的頁面又要立即要用，因而又要把他裝入，頻繁的調(diào)度，這種現(xiàn)象稱為抖動

28、或者顛簸頁面置換算法有：先進先出頁面置換算法（FIFO）最近最少使用頁面置換算法（LRU ） 最近最不常使用頁面置換算法（LFU ） 理想頁面置換算法（OPT） 最近未使用頁面置換算法（NRU） 第二次機會頁面置換算法 時鐘頁面置換算法（Clock）23、缺頁中斷率：缺頁中斷率與缺頁中斷的次數(shù)有關(guān)影響缺頁中斷率的因素：分配給程序的內(nèi)存塊數(shù)，頁面的大小，程序編制方法，頁面置換算法。24、段式和段頁式存儲管理方案：系統(tǒng)將內(nèi)存空間動態(tài)分為若干個長度不同的區(qū)域，每個區(qū)域稱作一個物理塊，每個物理塊在內(nèi)存中有一個起始地址，稱作段首止，從0開始編址，用戶程序的邏輯地址由段號和段內(nèi)地址組成。自己細看*段式存儲

29、第六單元文件管理1文件：可以被解釋為一組帶有標識的、在邏輯意義有完整的意義的信息項的序列，這個 標識為文件名，信息項是構(gòu)成文件內(nèi)容的基本單位。2、 各種文件系統(tǒng)的文件命名不盡相同。文件系統(tǒng)的文件名：Solaris的UFS長度可達255 個字符，F(xiàn)AT12（ MS-DOS 8個字符，外加句點和 3個字符的拓展名，NTFS也可達到255個 字符）FAT12不區(qū)分大小寫 EXT2區(qū)分大小寫。FAT12只使用 ACSII，MS-DOS和windows 2000/XP對不同的后綴有特定的解釋。3、文件系統(tǒng)：是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件。文件系統(tǒng)還負責對文件的按名存取和對文件進行存取控制4、文件

30、分類：按文件的用途：系統(tǒng)文件，庫函數(shù)文件，用戶文件按文件組織形式：普通文件 目錄文件特殊文件一些常見的文件分類方式：按文件的保護方式：只讀文件，讀寫文件，可執(zhí)行文件，無保護文件按文件的信息流向分類：輸入文件，輸出文件，輸入輸出文件按文件的存放時限：臨時文件，永久文件，檔案文件按文件的介質(zhì)類型：磁盤文件，磁帶文件，卡片文件，打印文件 按文件的組織結(jié)構(gòu)： 邏輯文件 （流式文件和記錄式文件 ）物理結(jié)構(gòu)（順序文件， 鏈接文件，索引文件 ）UNIX類操作系統(tǒng)的文件分類：普通文件，目錄文件，特殊文件5、文件的結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu)：分為三類 無結(jié)構(gòu)的字符流式文件，定長記錄文件和不定長記錄文件。定長記錄文件和不

31、定長記錄文件統(tǒng)稱為記錄式文件。流式文件：是有序字符的集合，UNIX是流式文件結(jié)構(gòu)。記錄式文件：是一組有序記錄的集合。構(gòu)成文件的基本單位是記錄，記錄式文件分 為：定長記錄文件和不定長記錄文件6、文件的物理結(jié)構(gòu)：常見的文件的物理結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，鏈接結(jié)構(gòu)，索引結(jié)構(gòu)Windows 的 FAT 文件系統(tǒng)采用的是 鏈接結(jié)構(gòu) 。7、文件的存儲介質(zhì)： 文件在存儲設備上的存取，順序存取設備（磁帶） ，隨機存取設備（典型設備：磁盤） 磁盤上每個物理塊的 位置 可以用 柱面號，磁頭號，扇區(qū)號 表示。 一次訪問磁盤的時間 由 尋道時間，旋轉(zhuǎn)定位時間，數(shù)據(jù)傳輸時間所組成。8、 文件的存取方式： 順序存取，隨機存取 （又

32、稱為直接存?。NIX系統(tǒng)采用了順序存取 和隨機存取兩種方法。9、文件目錄：文件系統(tǒng)的一個特點是按名存取，為了管理大量文件，為每個文件都設置了 一個描述性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 文件控制塊（ FCB） ，把所有文件的文件控制塊有機組織起來，就 構(gòu)成了文件控制塊的一個有序集合，稱為 文件目錄 。10、 目錄文件：文件目錄以文件的形式保持起來，這個文件就被稱為目錄文件。 目錄文件是 長度固定的記錄式文件。11、文件目錄結(jié)構(gòu) 一般把文件目錄設計成一級目錄，二級目錄結(jié)構(gòu)，多級目錄結(jié)構(gòu)。二級目錄分為兩級： 主文件目錄，用戶文件目錄 缺點：增加了系統(tǒng)開銷12、樹形目錄：高層次為 根目錄 ，最底層為 文件 。 樹形目錄

33、優(yōu)點：便于分類，層次清楚，解決了文件重命名問題，查找搜索速度快。 一個 UNIX 系統(tǒng)的根目錄由 bin,etc,lib,tmp,usr 構(gòu)成13、路徑名：當前正在使用的目錄：當前目錄有兩種路徑檢索的方法：一種是全路徑名（又稱為絕對路徑名），另一種是相對路徑。14、文件目錄的改進：目錄項（FCB ）分為符號目錄項和基本目錄項。目錄項分解法優(yōu)點：減少了訪問磁盤的次數(shù)，提高了文件目錄檢索速度。15、存儲空間的分配與回收 四種不同的方案 位示圖，空閑塊表，空閑塊鏈表，成組鏈接 成組鏈接的管理方式比普通的鏈接方式效率高。16、實現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目 系統(tǒng)打開文件表 用戶打開文件表 關(guān)系：用戶打開文件表指向

34、了系統(tǒng)打開文件表。17、 記錄的成組與分解：大概看看158頁18、文件的操作 建立文件：用戶名，文件名，存取方式，存儲設備類型，記錄格式，記錄長度。 建立文件的實質(zhì)是建立文件的文件控制塊 FCB19、文件的保護和安全 文件的共享在多級目錄中鏈接法是常用的實現(xiàn)文件共享技術(shù)， 矩形表示目錄，圓圈表示文件 UNIX 采用了別名的方式20、文件的保護建立副本，定時轉(zhuǎn)儲，規(guī)定文件的存取權(quán)限 （采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，存取控制表）21、文件的 存取權(quán)限1. 存取控制矩陣2. 二級存取控制3. UNIX 中的文件存取權(quán)限 （文件屬主或文件擁有者 （owner） ，文件屬組的同組用戶 （group） ，其他用戶 （

35、other）22、文件的保密措施： 1.隱蔽文件目錄2. 設置口令3. 使用密碼23、文件系統(tǒng)的性能 物理基礎是磁盤設備。 磁盤存儲器的服務效率、 速度和可靠性成為文件系統(tǒng)性能和可靠 性的關(guān)鍵。常見的提高 文件系統(tǒng)的技術(shù) ： 塊高速緩存，合理分配磁盤空間，磁盤的驅(qū)動調(diào)度，信 息的優(yōu)化分布， RAID 技術(shù)24、磁盤的驅(qū)動調(diào)度：磁盤的存取訪問時間： 尋道時間，旋轉(zhuǎn)延遲時間，傳輸時間 。 設計磁盤調(diào)度算法考慮的因素：公平性 高效性1） 移臂調(diào)度 ：根據(jù)訪問者指定的柱面位置來決定執(zhí)行的次序，目的在于減少操作中的 尋找時間。一般采用以下幾種移臂調(diào)度算法： 先來先服務調(diào)度算法（ FCFS ），最短尋道時

36、間優(yōu)先調(diào)度算法（SSTF）,掃面算法（SCAN ）,循環(huán)掃描算法（C-SCAN ）2）旋轉(zhuǎn)調(diào)度25、RAID 技術(shù)： RAID0 采用多個磁盤并行以提高讀寫速度， RAID 1用磁盤鏡像的方法提高存儲的可靠性， RAID 2 和 RAID 3 以“位”或者“字節(jié)”作為并行單位，RAID 4 的并行單位是塊。26、WINDOWS 的FAT文件系統(tǒng)和 UNIX文件系統(tǒng)FAT （file allocation table ） 簡單的目錄結(jié)構(gòu)，三個版本： FAT-12， FAT -16， FAT -32， FAT 系統(tǒng) 以簇 為單位分配。引導扇區(qū)，文件分配表，根目錄（大小為 32 字節(jié)）27、UNIX

37、 文件系統(tǒng)UNIX 普通文件的物理結(jié)構(gòu)是三級索引結(jié)構(gòu)。第七單元 I/O 設備管理1、輸入輸出設備（ I/O 設備）也稱為外部設備，狹義的 I/O 設備不包括外存設備，廣義的就 是上述所說。 設備管理是操作系統(tǒng)總體性能的重要決定因素， 重要表現(xiàn)指標和常見瓶頸之一。2、設備管理的任務： CPU 性能越高， I/O 設備性能同， CPU 性能不匹配的反差也越大。 操 作系統(tǒng)通過緩沖技術(shù)，中斷技術(shù)，虛擬技術(shù)解決這一問題。3、設備的分類：按設備的 使用特性 分類： I/O 設備和存儲設備 。I/O 設備是計算機與外部世界交換信息的設備。 調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)絡適配器也處于 I/O 設 備，用于構(gòu)建計算機網(wǎng)絡通

38、信系統(tǒng)。存儲設備是計算機用來存放信息的設備，如磁帶，磁盤，光盤，U 盤。按設備的 信息組織方式 來劃分： 字符設備和塊設備鍵盤， 終端，打印機等以字符為單位組織的和處理信息的設備為字符設備，而磁盤，磁帶等以數(shù)據(jù)塊為單位組織和處理信息的為塊設備。按設備的 共享性 分類： 共享設備，獨占設備，虛擬設備 。磁盤是典型的共享設備， 獨占設備的使用效率低是造成死鎖的條件之一， 為此引入了虛 擬設備的概念，虛擬設備是指虛擬技術(shù)把獨占設備改造成可以由多個進程共享的設備， SPOOLING 技術(shù)是非常重要的虛擬設備技術(shù)。4、I/O 硬件組成：I/O 端口地址 主要有兩種編址方式： 內(nèi)存映射編址和 I/O 獨立

39、編址。5、I/O 設備數(shù)據(jù)傳送控制方式程序直接控制方式 ，中斷控制方式， DMA 方式，通道控制方式。 程序直接控制方式：優(yōu)點是 CPU 和外設的操作能通過狀態(tài)信息得到同步缺點是 CPU 效率較低。 適用于那些 CPU 執(zhí)行速度較慢， 外圍設備 少的系統(tǒng)，如單片機。中斷控制方式： CPU 與外設大部分時間內(nèi)并行工作，具有實時響應能力，及時處理異 常情況，提高計算機的可靠性。DMA 方式： 直接內(nèi)存訪問， 是一種完全由硬件執(zhí)行 I/O 數(shù)據(jù)交換的工作方式， DMA 控 制器從 CPU 完全接管對總線的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU ，而直接在內(nèi)存和 I/O 設備之間進行。DMA 方式分為三個階段：

40、傳送前預處理，數(shù)據(jù)傳送，傳送后處理。通道控制方式： 可以實現(xiàn)對外圍設備的統(tǒng)一管理和外圍設備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送， 目 的是為了進一步減少數(shù)據(jù)輸入輸出對整個系統(tǒng)運行效率的影響?？煞譃槿N通道： 選擇通道，數(shù)組多路通道，字節(jié)多路通道 。選擇通道和數(shù)組多路通 道都是以數(shù)據(jù)塊為單位。6、I/O 軟件的特點及結(jié)構(gòu)最關(guān)鍵目標：設備獨立性I/O 軟件一搬分為四層 ： 中斷處理程序，設備驅(qū)動程序，與設備無關(guān)的操作系統(tǒng)軟件， 用戶級軟件。與設備無關(guān)的系統(tǒng)軟件（統(tǒng)一命名，設備保護，提供與設備無關(guān)的邏輯塊，緩沖，存儲 設備的塊分配，獨占設備的分配與釋放，出錯處理）獨占設備： SPOOLING 系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中處理獨占設備的一種方法 。7、典型的 I/O 技術(shù)緩沖技術(shù)和設備分配技術(shù)， SPOOLINH 技術(shù)， DMA 和通道技術(shù) 緩存技術(shù)是以 空間換時間 。緩沖區(qū)的設置： 緩沖區(qū)可以由硬件實現(xiàn)， 稱為硬緩沖， 硬緩沖通常設置在設備 （打印機） 中。緩沖區(qū)也可以由軟件實現(xiàn)： 通常采用單緩沖，雙緩沖，多緩沖，緩沖池技術(shù)。8、設備分配技術(shù)：設備分配算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 系統(tǒng)設備表 SDT ，設備控制表 DCT ，控制器控