大连理工大学软件学院操作系统复习知识点+练习题版

第 1-2 章 导论和操作系统结构 1. 操作系统是什么 操作系统是计算机硬件和计算机用户的中介程序。 2.操作系统的作用 操作系统提供了程序执行的环境。它的职能是管理和控制计算机系统中的所有软硬件资源， 合理的组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境与友好的接口。 3. 操作系统包括哪些功能 存储器管理功能，主要包括：内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充。 处理机管理功能，其功能包括：作业和进程调度，进程控制和进程通信。 设备管理功能，主要包括：缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性（设备处理） 。 文件管理功能，其功能包括：文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件 的读写管理，存取控制和保护。 用户接口：命令接口、程序接口、图形接口 4.用户模式和内核模式（监督程序模式、系统模式、特权模式） 内核模式标志位为 0，用户模式为 1。 当用户应用程序需要操作系统的服务，他必须从用户模式转换到内核模式执行请求（p17） 核心模式一般指操作系统管理程序运行的状态，具有较高的特权级别。 用户模式一般指用户程序运行时的状态，具有较低的特权级别。 当处理器处于管态时全部指令（包括特权指令）可以执行，可使用所有资源，并具有改变处 理器状态的能力。当处理器处于用户模式时， 就只能执行非特权指令。特权级别不同，可运 行指令集合也不同。特权级别越高，可以运行指令集合越大。 高特权级别对应的可运行指令 集合包含低特权级的。核心模式到用户模式的唯一途径是通过中断。 5. 操作系统提供的服务有哪些 用户界面、程序执行、I/O 操作、文件系统处理、通信、错误检测、资源分配、统计、保护 和安全 6.系统调用（p38） 用户在需要执行特权指令时，调用系统调用， 陷入内核（不同的任务， 所对应调用的系统调 用号也不同，在调用系统调用陷入内核时，会同时向OS 内核传入一个系统调用号i） 进入内核后，根据 i 查找系统调用表，找到调用号为i 的系统调用的处理代码 内核执行完系统调用处理代码后，从核心态返回用户态 应用程序接口（API）是一系列适用于程序员的函数，程序员一般根据 API 编程，而不是系 统调用 系统调用类型：进程控制、文件管理、设备管理、信息维护、通信 7. 操作系统的结构有哪些，各自优缺点（p50） 简单结构：利用最小的空间提供最多的功能， 但没有仔细的划分成模块， 没有很好的区分接 口和功能层次 分层法：操纵系统被分成若干层（级） ，最低层（0 层）是硬件，最高层（N 层）是用户接 口，每层只能利用较低层的功能和服务（模块性） 微内核：把内核空间的东西尽可能移到用户空间， 在用户模块间利用消息传递来通信。 很容 易扩展系统、很容易移植平台、 高可靠性、高安全性，但用户空间与内核空间通信带来的性 能影响 8.虚拟机 虚拟机技术主要有两个优点。 首先，通过完全的保护系统资源，虚拟机提供了一个健壮的安全保护层。 其次，虚拟机允许在不干扰正常的系统操作的情况下进行系统开发。 例题 1.以下有关操作系统的叙述中，哪一个是不正确的？ A. 操作系统管理系统中的各种资源 B. 操作系统为用户提供的良好的界面 C. 操作系统就是资源的管理者和仲裁者 D. 操作系统是计算机系统中的一个应用软件 2.分时操作系统的主要特点是。 A. 个人独占机器资源B. 自动控制作业运行 C. 高可靠性和安全性D. 多个用户共享计算机资源 3.操作系统具有进程管理,存储管理,文件管理和设备管理的功能,下列有关描述中,哪一项是 不正确的? A. 进程管理主要是对程序进行管理 B. 存储管理主要管理内存资源 C. 文件管理可以有效的支持对文件的操作，解决文件共享、保密和保护问题 D.设备管理是指计算机系统中除了CPU 和内存以外的所有输入输出设备的管理 4.下列哪一个不是操作系统的主要特征? A. 并发性B. 共享性C. 灵活性D. 随机性 5.用户与操作系统打交道的手段称为。 A．命令输入B．广义指令C．通信D．用户接口 6．从用户的观点看，操作系统是。 A．用户与计算机之间的接口 B．控制和管理计算机资源的软件 C．合理地组织计算机工作流程的软件 D．由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7.操作系统提供给程序员的接口是。 A．进程B．系统调用C．库函数D．B 和 C 8.计算机的操作系统是一种。 A. 应用软件B. 系统软件C. 工具软件D. 字表处理软件 答案：D D A C D A B B 第 3 章 进程 1. 进程的概念及组成。 （p71） 进程是执行中的程序。 概念：进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位， 它是由一组机器指令、 数 据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体。多个进程间可以并发执行和交换信息。 一个进程在运行时需要一定的资源，如CPU、存储空间及 I/O 设备等。 组成： （1）进程标识符：它是惟一的标志对应进程的一个标志符或数字； （2）处理机状态：包括是处理机的各种寄存器内容信息； （3） 进程调度信息： 表明该进程的执行状态； 调度优先权： 表示进程获取 CPU 的优先级别； 进程之间通信信息：反映该进程与哪些进程有什么样的通信关系； （4）进程控制信息：被保护的信息有：程序计数器程序状态字，各工作寄存器的内容等； 资源需求、分配和控制方面的信息；进程实体信息：指出该进程的程序和数据的存储情况， 在内存或外存的地址、大小等；族系关系：反映父子进程的隶属关系；其它信息：如文件信 息、工作单位等。 2. 进程的基本状态及转换条件 新的（创建） ：进程正被创建。 运行： （进程的）指令正被执行。 等待：进程正在等待发生一些事件（如I/O 完成或接收一个信号） 。 就绪：进程正等待分配处理器。 终止：进程结束运行 转换： （1）就绪 运行：调度程序选择一个新的进程运行 （2）运行 就绪：运行进程用完了时间片；运行进程被中断，因为一高优先级进程处于 就绪状态 （3）运行 等待 i.OS 尚未完成服务 ii.对一资源的访问尚不能进行 iii.初始化 I/O 且必须等待结果 iv.等待某一进程提供输入 (IPC) （4）等待 就绪：当所等待的事件发生时 3. 进程控制块（PCB）的作用 进程控制块是进程组成中最关键的部分。 每个进程有惟一的进程控制块。 操作系统根据 PCB 对进程实施控制和管理。进程的动态、并发等特征是利用 PCB 表现出来的。PCB 是进程存在 的惟一标志。 4.程序状态（p75） 5. 进程调度的类型（长，中，短） 长期调度（作业调度）：选择一个进程进入内存的就绪队列，应该选择一个 合理的包含 I/O 为主的和 cpu 为主的组合进程。如果进程均是 io 为主的的， 那么就需队列几乎为空，从而短期调度程序几乎没有事情可做，如果所有进 程均是 cpu 为主，那么 io 等待队列将几乎为空，从而几乎不使用设备，因而 系统会不平衡。（频率较低） 短期调度（CPU 调度）：从就绪队列中选择一个进程，并为之分配CPU（频率 较高） 中期调度：核心是将进程从内存中移出。引入中级调度的主要目的是为了提 高内存利用率和系统吞吐量。 6.进程调度的过程（上下文切换）