2011-2012操作系统总复习
海日汗 2009210609 （华中师范大学）
第一章：OS概述
OS的定义：
操作系统是计算机系统的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合 ——它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活，方便，有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行！
OS的特性：
并发性 共享性 随机性
OS的功能：
进程管理
存储管理：内存分配，地址映射，内存保护，内存扩充；
文件管理：文件存储空间的管理，文件操作的一般管理，目录管理，文件的存取控制； 设备管理：缓冲区管理，设备分配，设备驱动，设备无关性； 作业管理 其他功能
OS的发展历史： OS的分类：
批处理操作系统： 分时操作系统：
将一台计算机很好的提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。 实时操作系统：
是计算机系统可以立即对用户程序要求或者外部信号作出反应的系统，它可以分为硬实时系统和软实时系统。 嵌入式操作系统： 个人计算机操作系统：
第二章：OS硬件环境
特权指令：
特权指令是指在指令系统中那些只能由操作系统使用的指令！
处理器工作状态划分成：管太和目态 管态：
操作系统管理程序运行的状态，具有较高的特权级别，又称为特权态，系统态！
目态：
用户程序运行时的状态，具有较低的特权级别，又称为普通态，用户态！
程序状态字：
程序状态字是指，指示处理器状态的寄存器！ PSW通常包括以下状态代码：
A． CPU的工作状态码------指明管态还是目态，用来说明当前在CPU上执行的是操作系统
还是一般用户！ B． 条件码--------反映指令执行后的结果特征！ C． 中断屏蔽码-------指出是否允许中断！
多级存储体系：
计算机存储系统的设计主要考虑三个问题：容量，速度，成本！
沿着层次下降时，每比特的价格将下降，容量将增大，速度将变慢，处理器的访问频率下降！
第三章：用户接口与作业管理
作业的概念：
用户在一次计算过程中，或一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称
用户与操作系统之间的接口分为：作业级接口和程序级接口。
作业级接口：
操作系统为用户对作业运行全过程控制提供的功能 (1) 联机接口（交互式） (2) 脱机接口（批处理）
程序级接口：
系统为用户在程序一级提供有关服务而设置的，由一组系统调用命令组成
? 负责管理和控制运行的程序
? 并在这些程序与系统控制的资源和提供的服务间实现交互作用
JCB：
作业控制块是批处理作业存在的标志，其中保存有系统对于作业进行管理所需要的全部信息，它们被保存于磁盘区域中。
? 记录系统管理作业所需要的全部信息 ? 作业控制块是批处理作业存在的标志 ? 位于磁盘固定区域中（长度固定）
作业的状态及转换：
一个作业从进入系统到运行结束经历四个不同的状态： ―进入状态‖ ―后备状态‖ ―执行状态‖ ―完成状态‖
进入状态 数据 数据 … 源程序 作业说明书 输入设备 输 入 程 序 输 入 井 就后备状态 执行状态 退出状态 作 业 调 度 作业控制进程 运进程 等输 出 井 输 出 程 序 输出设备 作业调度算法：
? 先来先服务算法（FCFS：First Come First Serve） ? 最短作业优先算法（SJF：Shortest Job First）
? 最高响应比优先算法（HRN：Highest Response Ratio Next） 响应比R = 作业周转时间 / 作业处理时间
=（作业处理时间+作业等待时间）/ 作业处理时间 = 1 +（作业等待时间 / 作业处理时间）
系统调用：
用户在程序中调用操作系统提供的一些子功能
·一种特殊的过程调用，由特殊的机器指令实现（每种机器的机器指令集中都有一
条系统调用指令——访管指令）
·系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口
? ·从目态转入管态 ? ·系统调用是一个低级过程，只能由汇编语言直接访问 ? ·利用系统调用，动态请求和释放系统资源完成与硬件相关的工作以及控制程序的
执行等
第四章 进程管理
程序顺序执行的特点：
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顺序性
处理机严格按照程序所规定的顺序执行，即每个操作必须在下一个操作开始之前结束。
封闭性
程序一旦开始执行，其计算结果不受外界的影响，当程序的初始条件给定之后，其后的状态只能由程序本身确定，即只有本程序才能改变它。
可再现性
程序执行的结果与初始条件有关，而与执行时间无关。即只要程序的初始条件相同，它的执行结果是相同的，不论它在什么时间执行，也不管计算机的运行速度。
多道程序并发执行的特点：
? 程序并发执行 （定义）
? 若干个程序段同时在系统中运行，这些程序的执行在时间上是重迭的，一个程序段
的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始，即使这种重迭是很小的，也称这几个程序段是并发执行的。
P ?
Q
多道程序环境具有以下特点： （1）独立性 （2）随机性
（3）资源共享性
并发执行区 R 进程的概念：
进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位
进程的状态及变迁：
运行 ? 就绪 ? ? ? 等待 进程的状态及其转换 进程调度算法：
先进先出进程调度算法（FIFO）
按照进程就绪的先后次序来调度进程
基于优先数的调度（HPF—Highest Priority First） 优先选择就绪队列中优先级最高的进程投入运行 时间片轮转程序调度算法
把CPU划分成若干时间片,并且按顺序赋给就绪队列中的每一个进程，进程轮流占有CPU，当时间片用完时，即使进程未执行完毕，系统也剥夺该进程的CPU，将该进程排在就绪队列末尾。同时系统选择另一个进程运行
进程控制；原语
创建、撤消进程以及完成进程各状态之间的转换，由具有特定功能的原语完成 创建进程原语 撤消进程原语 阻塞原语 唤醒原语 挂起原语
激活（解挂）原语 进程撤销：
收回进程所占有的资源 撤消该进程的PCB