操作系统总结

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资源描述

第一章1.操作系统的概念:操作系统是方便用户管理和控制计算机软硬件资源以及合理对各类资源进行调度的系统软件。2.操作系统的基本类型:有批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、通用操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式系统。特征:批处理操作系统:用户脱机使用计算机,成批处理,多道程序运行。分时操作系统:多路性,独占性,及时性,交互性。实时操作系统:即时响应,高可靠性,专用性。通用操作系统:具有批处理系统、分时操作系统、实时操作系统和多重处理中两种以上的功能。网络操作系统:网络通信,资源共享,交互操作,协作处理。分布式操作系统:统一性,坚强性,透明性。3.操作系统的功能:处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)、提供用户接口等。第二章1.操作系统为用户提供两个接口:一个是系统为用户提供的各种命令接口界面。另一种接口是系统调用。2.使用操作命令进行作业控制的主要方式有两种,即脱机方式和联机方式。3.作业:在一次业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机做有关该业务的全部工作。(有头有尾)它由程序,数据和作业说明书组成4.作业步:在一个作业的处理过程中计算机所做的相对独立的工作。5.作业控制块(JCB):由作业说明书在系统中生成。6.作业说明书包括:作业的基本描述,作业控制描述,资源要求描述。7.作业状态:包括作业提交、作业后备、作业运行及作业完成。作业控制:包括作业建立、作业调度、作业结束等。8.输入输出方式:联机输入输出方式,脱机输入输出方式,直接耦合方式,spooling系统,网络联机方式。9.系统调用是操作系统为编程人员提供的唯一界面。第八章1.文件:一组赋名的相关联字符流(相关联记录)的集合,包括文件说明和文件体。2.文件系统:是操作系统中与管理文件有关的软件和数据。3.文件分类:按性质用途分类:系统文件,库文件,用户文件。按组织形式分类:普通文件,目录文件,特殊文件。4.文件的逻辑结构:分为字符流式的无结构文件和记录式的作业提交作业运行作业完成作业后备作业建立作业调度作业结束有结构文件(后者常用的有连续结构,多重结构,转置结构,顺序结构)。5.文件的物理结构:指文件在存储设备上的存放方法。常用的有:连续文件,串联文件,索引文件。6.文件存储设备:顺序存取存储设备(eg:磁带),直接存取存储设备(eg:磁盘)。7.文件存储空间管理(空闲块管理方法):空闲文件目录,空闲块链,位示图。8.实现文件共享的方法:绕道法,链接法,基本文件目录表(BFD)。9.文件目录分为:单级目录,二级目录,多级目录。10.验证用户存取操作的方法:存取控制矩阵,存取控制表,口令,密码术。11.检索文件方法:线性检索法,散列法,二分搜索法。12.文件系统的层次模型(8层):1用户接口,2符号文件系统层,3基本文件系统层,4存取控制验证层,5逻辑文件系统层,6物理文件系统层,7文件存储设备分配模块和设备策略模块,8启动输入输出层。第九章1.设备的分类:按设备的使用特性分为存储设备,输入输出设备,终端设备以及脱机设备等。按设备的从属关系分为系统设备(eg:键盘,打印机)和用户设备(eg:网络系统中的各种网板)。2.设备管理的任务:(1)选择和分配输入输出设备以便进行数据传输操作;(2)控制输入输出设备和CPU(或内存)之间交换数据;(3)为用户提供一个友好的透明接口,把用户和设备硬件特性分开,使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备,系统按用户要求控制设备工作。另外,这个接口还为新增加的用户设备提供一个和系统相连接的入口,以便用户开发新的设备管理程序;(4)提高设备和设备之间、CPU和设备之间,以及进程和进程之间的并行操作度,以使操作系统获得最佳效率。设备管理的功能:(1)提供和进程管理系统的接口。(2)进行设备分配。(3)实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作。(4)进行缓冲区管理。3.数据传送控制方式:外围设备和内存之间的常用数据传送控制方式有4种,即:(1)程序直接控制方式;(2)中断控制方式;(3)DMA控制方式;(4)通道方式。A、通道方式的数据输入处理过程是:1)当进程要求设备输入数据时,CPU发Start指令指明I/O操作、设备号和对应通道。2)对应通道接收到CPU发来的启动指令Start之后,把存放在内存中的通道指令程序读出,设置对应设备的I/O控制器中控制状态寄存器。3)设备根据通道指令的要求,把数据送往内存中指定区域。4)若数据传送结束,I/O控制器通过中断请求线发中断信号请求CPU做中断处理。中断处理结束后CPU返回被中断进程处继续执行。B、通道:它是一个独立于CPU的专门输入输出控制的处理机,它控制设备与内存直接进行数据交换。一个系统中可设立3种类型的通道:字节多路通道(用来连接低速设备,如终端,打印机),数组多路通道(用来连接中速块设备,如磁带机),选择通道(连接高速外部设备,如磁盘机)。C、中断的处理过程是:(1)CPU检查响应中断的条件是否满足。CPU响应中断的条件是:有来自中断源的中断请求、CPU允许中断。如果中断条件不满足,则中断处理就无法进行。(2)如果CPU响应中断,则CPU关中断,使其进入不可再次响应中断的状态。(3)保存被中断进程现场。为了在中断处理结束后能使进程正确地返回到中断点,系统必须保存当前处理机状态字PSW和程序计数器PC等到的值。(4)分析中断原因,调用中断处理子程序。在多个中断请求同时发生时,处理优先级最高的中断源发出的中断请求。(5)执行中断处理子程序。(6)退出中断,恢复被中断进程的现场或调度新进程占据处理机。(7)开中断,CPU继续执行。4.中断的类型:中断分为硬中断与软中断。中断包括中断和陷阱,它们需要通过硬件产生相应的中断请求。软中断则不然,它是通信进程之间用一为模拟硬中断的一种信号通信方式。软中断与硬中断相同的地方是:其中断源发中断请求或软中断信号后,CPU或接收进程在适当的时机自动进行中断处理或完成软中断信号所对应的功能。5.设备管理中引入缓冲技术的原因:为了匹配外设与CPU之间的处理速度,为了减少中断次数和CPU的中断处理时间,为了解决DMA或通道方式时的瓶颈问题,在设备管理中引入缓冲技术。6.设备管理中设备分配用的数据结构有哪些:1)设备控制表DCT。系统中每个设备都必须有一张DCT。2)系统设备表SDT。整个系统一张SDT,在SDT中每一行记录着系统中的一个物理设备信息。3)控制器表COCT。每个控制器一张COCT。4)通道控制表CHCT。每个通道一张CHCT。7.设备分配的原则:设备分配的原则是既要充分发挥设备的使用效率,尽可能地让设备忙,但又要避免由于不合理的分配方法造成进程死锁;另外还要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来,即用户程序成对的是逻辑设备,而分配程序将在系统把逻辑设备转换为物理设备之后,再根据要求的物理设备号进行分配。8.设备分配的策略:(1)先请求先分配;(2)优先级高者先分配。9.什么是I/O控制?I/O控制的主要功能有哪些?I/O控制是指从用户进程的输入/输出请求开始,给用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作,并在I/O操作完成之后响应中断,直至善后处理为止的整个系统控制过程。I/O控制的主要功能有:(1)收集和分析调用I/O控制过程的原因,然后根据不同的请求,分别调用不同的程序模块进行处理。(2)I/O请求处理。(3)启动设备分配程序。(4)管理缓冲区。I/O控制过程的实现:(1)作为请求I/O操作的进程的一部分实现。(2)作为当前进程的一部分实现。(3)I/O控制由专门的系统进程——I/O进程完成。I/O进程的实现:(1)每类设备设一个专门的I/O进程,且该进程只能在系统态下执行。(2)整个系统设一个I/O进程,全面负责系统的数据传送工作。(3)每类设备设一个专门的I/O进程,但该进程既可以在用户态也可以在系统态下执行。10.什么是设备驱动程序?它的作用有哪些?:设备驱动程序是驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等直接进行I/O操作的子程序的集合。它的作用有:负责设置相应设备有关寄存器的值,启动设备进行I/O操作,指定操作的类型和数据流向等。11.缓冲技术的分类:单缓冲,双缓冲,多缓冲,缓冲池。12.设备分配流程图:课本227页。补充:Linux系统中把静态建立的进程称为0#进程或idle进程(该进程在核心态下运行),之后建立了控制终端进程及运行shell进程的init进程或1#进程(该进程在用户态和核心态下执行)。

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