计算机操作系统(第二版)考试要点说明

1、计算机操作系统知识点概要第一章 操作系统概论1. 一个计算机系统由两部分构成： 系统硬件和系统软件。 系统硬 件是指构成计算机系统所必须配置的全部设备。 软件系统是一个计算 机系统必须配置的程序和数据的集合。 系统硬件和系统软件统称为计 算机系统资源。2. 操作系统层是硬件层的第一次扩充， 语言处理程序是操作系统 层的扩充。3. 操作系统的任务就是如何管理这些资源， 操作系统的首要任务 是跟踪资源的使用情况，提高系统资源利用率。4. 资源管理器的作用是：跟踪资源状态，分配资源，回收资源， 保护资源。5. 人们将计算机系统资源划分为四大类：处理器，存储器， I/O 设备和信息（程序和数据） 。针

2、对这四大类资源，可以为操作系统建 立相应的四类管理器： 处理器管理器， 存储管理器， 设备管理器和信 息管理器（通常指文件系统） 。6. 操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源， 合理地 组织计算机工作流程及方便用户使用的程序和数据的集合。7. 通常多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业， 使它 们都处于执行的开始点和结束点之间。8. 多道程序设计技术的出现， 得到了来自计算机硬件的两方面支 持：中断系统和通道技术。9. 中断指的是： 对异步或例外事件的一种响应； 这一响应自 动地保存CPU状态以便将来重新启动；自动转入中断处理系统。10. 通道又称 I/O 处理机，它能完成主存

3、和外设之间的信息传 输，并与中央处理器并行操作。11. 一个CPU勺主存可以连接若干通道，一个通道可以连接若 干台个控制器，一个控制器又可以连接若干台设备， 即所谓四级连接。12. CPU与通道之间的关系是主从关系，CPU是主设备，通道是 从设备。13. 多道程序设计的主要目的是充分利用系统的所有资源且尽 可能地让它们并行操作。14. 为实现多道程序设计，必须妥善解决三个问题：存储保 护和地址重定位。处理机管理和调度。资源的管理和分配。15. 多道程序设计的特点：多道，即主存中有两道或两道以 上的程序， 它们都处于执行的开始点和结束点之间， 也就是说， 它们 在任意一时刻必处于就绪、 运行、阻

4、塞三种状态之一。 宏观上并行。 微观上串行。16. 操作系统的主要特征：并发性共享性虚拟性不确 定性。17. 操作系统有两种内核结构：一种是强内核，另一种是微内 核。18. 批处理系统中的四个阶段：提交后备执行完 成。19. 分时系统的定义：两个或者两个以上的事件按时间划分轮 流地使用计算机系统中的某一资源，分时的时间单位称为时间片。20. 分时系统特点：同时性，独立性，及时性，交互性。21. 操作系统内核部分是指在系统保护状态（核心态或管态） 下运行的那部分程序。22. 操作系统的类型：单用户（微机）操作系统；批处理系统； 分时系统；实时系统；网络操作系统；分布式操作系统；多处理机系 统。第

5、二章 用户与操作系统的接口1. 作业就是用户一次请求计算机系统为它完成任务所进行的工 作总和；作业步就是处理作业的各个独立的子任务， 系统可以创建若 干进程完成各作业的计算，所以说一个作业是由若干作业步组成的。2. 作业流是由若干作业组成的， 在批处理系统中通常把若干作业 依次放在输入设备上， 在操作系统控制下将其送入辅存， 这样就形成 了一个作业流，也称输入流。3. 作业分为两大类：脱机作业（批量型作业）和联机作业（交互 型作业或终端型作业） 。联机作业多用在分时系统中，而脱机作业多 用在批处理系统中。4. 在计算机中存在两类程序： 系统程序和用户程序。 系统程序是 用户程序的管理者和控制者

6、， 用户程序是系统程序的管理和控制下的 运行的。我们让系统程序工作在管态（管理程序状态） ，让用户程序 工作在算态（算题状态） 。管态也称为核心态，算态也称为用户态。5. 计算机的运行现场通常指下列寄存器： 程序状态字寄存器、 指 令计数器、通用寄存器组以及其它一些特殊控制寄存器。6. 特权指令是一类只能在管态下执行而不能再算态下执行的特 殊机器指令。 常见的特权指令有： 有关使用外设的指令、 有关访问程 序状态的指令、存取特殊寄存器的指令、其它指令。7. 用户程序必须借助一条指令使得处理机能从原来的算态进入 管态，在管态下由操作系统协助完成， 完成后再返回到用户程序， 这 样的指令就是访管指

7、令。8. 系统调用是通访管指令或中断方式中断现行程序， 而转去执行 相应的子程序，以完成特定的系统功能。9. 系统调用就是用户在程序中能用访问指令或软中断指令调用 的，由操作系统提供的子功能集合， 其中每一个子功能就是一个系统 调用命令。10. 系统调用与过程调用的区别：运行在不同的系统状态 通过软中断进入。第三章 进程管理1. 程序的顺序执行的特点： 封闭性和可再现性。 所谓封闭性指的 是程序一旦开始执行， 器计算结果就指取决于程序的本身， 除了人为 改变机器运行状态胡机器故障外， 不受外界因素的影响。 所谓可再现 性是指当程序重复执行时，必将获得相同的结果。2. 程序的并发性执行已成为现代

8、操作系统的一个基本特征。3. 程序并发执行和资源共享之间互为依存条件。4. 进程是程序的一次执行， 该程序可与其他程序并发执行。 进程 因创建而产生， 因被调度而执行， 因要求 I/O 时间而阻塞， 因执行结 束而消亡。5. 进程通常由三部分组成。 一部分程序， 一部分是数据集合， 再 一部分是进程控制块。6. 在通常的操作系统中，PCB（进程控制块）已包含以下信息： 进程标识名或标识数位置信息状态信息进程的优先级进 程现场保护资源清单队列指针或链接字其它。7. 进程有三种基本调度状态：运行状态就绪状态阻塞状态。8. 原语是指由若干条机器指令构成的并用以完成特定功能的一 段程序，这段程序在执行

9、期间是不可分割的。 原语的执行不能被中断， 和机器指令相似，原语一旦开始执行就“一口气”被执行完，中间不 允许插入别的操作。9. 内核中所包含的原语主要有进程控制原语、 进程通信原语、资 源管理原语以及其它方面的原语。10. 属于进程控制方面的原语有进程创建原语、 进程撤消原语、 进程挂起原语、进程激活原语、进程阻塞原语以及进程唤醒原语等。11. 在进程状态的变化中，从就绪到运行的转变是由一个专门 的程序来完成的，该程序称为进程调度程序。12. 在进程状态的变化中，从就绪到运行的转变是由一个专门的程序来完成的，该程序称为进程调度程序。其功能如下：记住系统中所有进程的状态、优先数和资源需求情况。

10、确定调度算法，决定把处理机分配给哪个进程和分配多长时 间。分配处理机给进程。进程队列的组织方式：线性表(小型) ；连接表或进程队列(大型)13. 所谓进程调度方式， 是指当一个进程正在处理机上运行时， 若有某个更为紧迫或更为重要的进程需要进行处理。 或者说，若果有 更高优先级的进程进入就绪队列时， 如何分配处理机。 通常有两种进 程调度方式：非剥夺方式剥夺方式。14. 常用的进程调度算法：静态优先法动态优先级法时 间片轮转法多队列轮转法。15. 一个作业可划分为若干个进程来完成，而每个进程又都有 其实体程序和数据集合。16. 进程和程序之间的区别：1) 进程是程序的一次执行， 属于一种动态概念

11、， 而程序是 一组有序的指令，是一种静态概念；2) 一个进程可以执行一个或几个程序； 反之，同一种程序 可能由几个进程同时执行。3) 程序可以作为一种软件资源长期保留， 而进程是程序的 一次执行过程，是暂时的。4) 进程具有并发性，它能与其他进程并发运行。5) 进程是一个独立的运行单位， 也是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。16. 线程可定义为 “进程内的一个执行单位” ，或者定义为 “进 程内的一个可调度的实体” 。17. 相互合作的几个进程需要在某些确定点上协调它们的工 作。一个进程到达了这些点后， 除非另一进程已完成了某些操作， 否 则就不得不停下来等待这些操作的结束。这就是进程间

12、的同步。18. 在各协同工作之间存在着同步关系，但进程之间更为一般 的关系是互斥关系。 把一次仅允许一个进程使用的资源称为临界。 临 界资源也称可逐放再使用资源。 两个或两个以上进程由于不能同时使 用同一临界资源， 只能一个进程使用完了， 另一个进程才能使用， 这 种现象称为进程互斥，故临界资源也称为互斥资源。19. 信号量是表示资源的实体， 是一个与队列有关的整型变量， 其值仅能由 P、V 操作来改变。公用信号量通常用于实现进程之间的 互斥，私用信号量通常用于实现进程之间的同步。20. P、V操作是定义在信号量S上的两个操作，其定义如下：P(S)： S： =S-1； 若S>0,则调用P

13、 (S)的进程继续运行； 若S0,则调用P(S)的进程被阻塞，并把它插入到等待信号量S的阻塞队列中。V( S)： S： =S+1； 若S> 0,则调用V( S)的进程继续运行； 若S< 0,从等待信号量S的阻塞队列中唤醒头一个进程，然后调用V( S)的进程继续运行。21. 死锁：当某一进程提出资源的使用要求后，使得系统中一 些进程处于无休止的阻塞状态， 在无外力的作用下， 这些进程永远也 不能继续前进的现象。22. 当两个或者两个以上的进程同时对多个互斥资源提出使用 要求时，有可能导致死锁。23. 产生死锁的必要条件： (1)互斥控制。(2)非剥夺控制。( 3)逐次请求。( 4)环

14、路条件。24. 对死锁采取的对策： ( 1 )鸵鸟策略。 ( 2)预防策略。 ( 3) 避免策略。( 4)检测和解除。第四章 存储管理1. 目前关于存储管理的主要研究课题可归纳为以下四个方面：( 1)存储分配问题：重点是研究存储共享和各种分配算法。( 2)地址再定位问题：研究各种地址变换机构，以及静态和 动态再定位方法。(3)存储保护问题：研究保护各类程序、数据区的方法。( 4)存储扩充问题：主要研究虚拟存储器问题及其各种调度 算法。2. 一个逻辑地址空间的程序装入到物理地址空间时，由于两个空间 不一致，就需要进行地址变换。或称地址映射，即地址的再定位。3. 一个逻辑地址空间的程序装入到物理地

15、址空间时，由于两个空间 不一致，就需要地址变换，或称地址映射，即地址的再定位。3. 地址再定位有两种方式：静态再定位和动态再定位。静态再定位 是在程序执行之前进行地址再定位。 动态地址再定位是在程序执行期 间，在每次存储访问之前进行的。4. 一个虚存的最大容量由计算机的地址结构确定。5. 可再定位式分区分配即浮动分区分配，是解决碎片空间问题的简 单而有效的方法。6. 分页存储管理算法：（1）作业表（JT）。（2）存储分块表（MBT。 （ 3）页面变换表（ PMT） .7. 请求分页原理实现了存储器的扩充。8. Windows NS 规定页面大小为 4KB。9. 在WindowsNS中采用了局部

16、置换策略，采用先进先出（FIFO）页 面置换算法。第五章 文件系统1. 文件（ File ）是一个具有符号名的一组相关联元素的有序序列。2. 操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构称为文件管理系 统，简称文件系统。3. 文件按其性质和用途可以分为：系统文件，库文件，用户文件。4. 根据文件的保护方式，文件可分为：只读文件，读写文件，不保 护文件。5. 文件的逻辑结构通常采用两种形式，一是有结构的记录式文件， 二是无结构的流式文件。6. 记录式文件可分为定长记录文件和变长记录文件两种。7. 文件的物理结构：（1）连续结构。（2）串联结构。（3）索引文件（4） Hash 文件。8. 文件结构、

17、存储设备和存取方法之间的关系存储设备磁盘磁带文件结构连接串行索引连续存取方法顺序、直接顺序顺序、直接顺序第六章 输入/输出系统1. 计算机系统中的外部设备，按设备的使用特性，可分为存储设备、 输入/输出设备、终端设备以及脱机设备等。2. 外部设备按其所属关系可分为系统设备和用户设备。按资源分配 角度分类，外部设备又可分为独占设备、共享设备和虚拟设备三大类。 按传输数据数量分类，分为字符设备和块设备。3. I/O四种控制方式：（1）循环I/O测试方式。（2）程序中断I/O 方式。（3） DMA方式。（4）通道方式。4. 通道类型可分为三种类型：（1）字节多路通道。（2）选择通道。(3)数组多路通道。5. 输入/输出指令时中央处理机的指令， 在一般计算机中， 这类指令 均为特权指令，只能在管态下运行，否则作为出错引起程序中断。6. CPU和通道之间的关系式主从关系，CPU是主设备，通道是从设备。CPU和通道之间的通讯方式是：(1) 由CPU向 I/O通道发I/O指令，命令通道工作，并检查其工作情况；(2) 通道以中断方