操作系统复习（待补充完全ing）

浅夏110

第一章 概述
问：
1、操作系统的概念、基本类型、基本特征、基本功能、管态/目态；
2、操作系统的目标、作用、结构设计方法；
答：
一、
操作系统的概念：
操作系统（英语：operating system，缩写作 OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
基本类型：
1、批处理操作系统(Batch Processing Operation System)；
2、分时操作系统(Time Sharing Operating System)；
3、实时操作系统(Real Time Operating System)；
4、个人操作系统(Personal Operating System)；
5、网络操作系统(NOS, Network Operating System)；
6、分布式操作系统(Distributed Operating System)。
基本特征：并发（并行性和并发性）、共享 （互斥共享/同时访问方式） 、
                  虚拟（时分复用/空分复用）、异步（进程的执行顺序和执行时间的不确定性）
基本功能：
  处理机管理功能（作业管理）：主要解决内存中多道并发执行的“进程”如何占用CPU,如何运行的问题。
  存储器管理功能：内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充
  设备管理功能：缓冲管理，设备分配，设备处理
  文件管理功能：存储空间的管理，目录管理，文件的读写管理和保护
  用户接口：命令接口，程序接口，图形接口

管态和目态：
大多数计算机系统将CPU执行状态分为管态和目态。管态又称为特权状态、系统态或核心态。通常，操作系统在管态下运行。目态又叫做常态或用户态，用户程序只能在目态下运行，如果用户程序在目态下执行特权指令，硬件将发生中断，由操作系统获得控制，特权指令执行被禁止，这样可以防止用户程序有意或无意的破坏系统。从目态转换为管态的唯一途径是中断。
二、
操作系统的目标：方便性、有效性、自动扩充性和开放性。
操作系统的作用：
                             1）作为用户与计算机硬件系统之间的接口（达成了方便性的目标）
                             2）作为计算机系统资源的管理者（达成了有效性的目标）
                             3）用作扩充机器
结构设计方法：
                         1）无结构OS
                         2）模块化OS结构
                         3）分层式OS结构           以上属于传统OS结构
                         4）微内核OS结构
                                 1）客户/服务器技术
                         2）面向对象技术
                         3）微内核
第一章练习 ：
1.操作系统的三个基本类型是：
   批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。
2.批处理操作系统的主要缺点是：缺少交互性
3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（）；                              分时操作系统
   允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（）；            批处理操作系统
   计算机系统能及时处理过程、控制数据并做出响应的操作系统称为（）：        实时操作系统
4.现代操作系统的两个最基本的特征是：       并发和共享。
5.从用户的观点出发，操作系统是（）           用户与计算机之间的接口。
6.实时系统应具有两个基本特征：                  及时性和高可靠性。
7.操作系统的特征是：                                    并发性、共享性、虚拟性和异步性
8.操作系统的五大管理功能是：
   处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理

第二章 进程管理
问：
1、多道程序设计技术；
2、进程的概念、特征、基本状态及与程序的区别和联系；
3、PCB的概念、前趋图、进程图；
4、原语的概念及进程控制原语的种类；
5、进程的同步与互斥的概念、临界资源与临界区的概念；
6、信号量及其应用；
系统中有三个进程GET、PRO和PUT，共用两个缓冲区BUF1和BUF2。
         假设BUF1中最多可放11个信息，现已放入了两个信息；BUF2最多可放5个信息，目前为空。
         GET进程负责不断地将输入信息送入BUF1中，PRO进程负责从BUF1中取出信息进行处理，
         并将处理结果送到BUF2中，PUT进程负责从BUF2中读取结果并输出。
         试写出正确实现GET、PRO、PUT的同步与互斥的算法
      （要求：（1）用类C语言描述，条理清楚，注释恰当；（2）信号量原语统一使用wait和signal）。

  7、线程的概念及种类、引入线程的目的；
答：
1.多道程序设计技术         
       所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用CPU，交替执行。引入多道程序设计技术的根本目的是为了提高CPU的利用率，充分发挥计算机系统部件的并行性，现代计算机系统都采用了多道程序设计技术。
2.进程的概念、特征、基本状态及与程序的区别和联系；
进程的概念：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
特征：
         ①结构性特征，进程的根本——PCB
         ②动态性
                  l进程实质上是进程实体的一次有生命期的执行过程。程序只是静态的一组有序指令。
                  l进程最基本特征
         ③并发性
                 l多个进程实体同存于内存中，在一段时间内同时运行。
                 l有PCB的程序才能并发。
         ④独立性
         ⑤异步性
基本状态：
(1)就绪状态(Ready)
      进程获得除CPU之外的所有必需资源，一旦得到CPU控制权，可立即运行。
(2)运行状态(Running)
      进程已获得所有运行必需的资源，正在处理机上执行。
(3)阻塞状态(Blocked)
      正在执行的进程由于发生某事件（请求I/O、申请缓冲、时间片到）而暂时无法执行时，便放弃CPU后暂停
进程与程序的区别和联系：  
¡动与静：
      l进程是动态的，程序是静态的：程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。
¡永久与暂时：
      l进程是暂时的，程序是永久的：进程是一个状态变化的过程，程序可长久保存。
¡结构：
     l进程的组成包括程序、数据和进程控制块（进程各种控制信息）。
¡进程与程序的对应关系：
    l都可1对n。通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。
3.PCB的概念、前趋图、进程图；
PCB：存放进程的管理和控制信息的数据结构
前趋图：描述进程执行前后关系的图（有向无循环图）
进程图：虽然这里提到了，但并没有找到相关的概念，难道是进程流程图？
4、原语的概念及进程控制原语的种类；
原语是由若干指令构成的原子操作过程，作为整体实现功能，不可被打断。
进程控制原语的种类
（1）创建原语（2）撤销原语（3）挂起原语（4）激活原语（5）阻塞原语（6）唤醒原语
第二章练习 ：
1.理解进程的并发执行。
2.进程是  进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
3.程序并发执行与顺序执行相比产生了一些新特征，分别是：
    •间断性、失去封闭性、不可再现性
4.进程的基本特征是：
●动态性、并发性、独立性、异步性、结构性
5.进程的基本状态有：
●执行、就绪、阻塞
6.（）是进程存在的唯一标志。
7.管理系统所有PCB时，系统的几个关键指针有：执行指针、就绪指针、阻塞指针、空闲指针
8.当进程执行的时间片用完时，进程从：• 执行状态变为就绪状态。
9.分配到必要资源并获得处理机时的进程状态是：• 执行状态
10.进程从结构上讲，包括• 程序段、数据段、进程控制块。
11.在一个单处理机中，若有4个用户进程且假定当前时刻有一个进程处于执行状态，则处于就绪状态的进程最多有：
• 3个，最少有0个。
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作者：胖亚亚
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/qq_37748451/article/details/84700836
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琰囖

非常感谢，感觉自己受益匪浅