操作系统知识概括

Bertha 。 2022-03-10 06:25 431阅读 0赞

Operating Systems Basic Concepts  
本文分为题目与答案，前半部分为题目，后半部分为题目和答案。转载请声明作者，谢谢。

*  操作系统的设计目标:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_。
 *  \_\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_\_\_\_\_是操作系统设计中最重要的两个目标。
 *  1990年后，\_\_\_\_\_\_\_\_\_已成为新系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。
 *  操作系统的基本特征:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_。\_\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_\_\_\_\_是多用户、多任务操作系统两个\_\_\_\_\_\_\_\_\_的**特征**。\_\_\_\_\_\_\_\_\_是**多用户、多任务**操作系统**最重要**的**特征**。
 *  在OS基本特征中，\_\_\_\_\_\_\_\_\_是指进程是以人们不可预知的速度向前推进的。操作系统基本类型:\_\_\_\_\_\_\_\_\_系统:\_\_\_\_\_\_\_\_\_系统:\_\_\_\_\_\_\_\_\_系统。
 *  在操作系统基本类型中， \_\_\_\_\_\_\_\_\_是**实时系统最重要**的**特征**。
 *  操作系统的主要功能: \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_。
 *  操作系统的用户接口:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 接口;\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 接口:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 接口。
 *  在操作系统接口中，**程序接口**亦称为\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  目前比较流行的操作系统(实例) : \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。UNIX系统最本质的特征(英文缩写) :\_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  UNIX系统的内核结构可分成两大部分:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  进程三种基本状态:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  进程所请求的一次I/O完成后将使进程状态从阻塞状态变为\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  操作系统中处于执行状态的进程时间片用完后进程状态将转变为\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  操作系统中处于执行状态的进程提出I/O请求后进程状态将转变为\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  进程三种基本状态中，就绪状态是指进程已分配到除CPU以外的所有必要资源。进程同步机制应遵循的准则:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  同步机制准则中，让权等待是指当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机。进程、文件、线程在系统中存在的唯一标志(英文缩写) : \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ .在文件系统中，文件属性信息存储在数据结构(英文缩写)\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 中。
 *  操作系统利用数据结构 (英文缩写) \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 描述进程的基本情况和活动过程。
 *  系统将被中断进程的CPU现场信息保存在该进程的数据结构(英文缩写)\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 中。
 *  在操作系统中，实现进程同步的机制:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  1965年，荷兰学者Dijkstra提出的\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 是一种卓有成效的进程同步工具。
 *  产生进程死锁的必要条件:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  在死锁的条件中，\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 是指进程己狭得的资源只能在使用完时由自己释放。
 *  在死锁的条件中，\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 是指在一段时间内， 某资源只能被一个进程占用。
 *  资源的按序分配法是摒弃死锁条件中的\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 来预防死锁的发生。现代操作系统产生死锁的条件中，\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 是不能被摒弃来预防死锁的发生。
 *  抢占式进程调度方式基于的主要原则:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  通常采用解除死锁的两种方法:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  产生进程死锁的原因可归结为两点:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  1968年，Peter J Derining指出程序执行时呈现出\*\*\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  虚拟有储器的理论依据:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  在局部性原理中，产生时间在局部性原理中，产生空间局限性的原因是\_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  请求分页系统的主要硬件支持:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  在请求分页系统的硬件支持中，所要访问的页面不在内存时，由\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 实现
 *  在请求分页系统的硬件支持中页面置换算法需要应用\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 实现
 *  设备分配中的主要数据结构(英文缩写》: \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  为了实现**设备**的**独立性**，系统必须设置(英文缩写) : \_\_\_\_\_\_\_\_\_ Logical Unit Table
 *  在设备分配中，用于记录每一个**设备情况**的数据结构(英文缩写): \_\_\_\_\_\_\_\_\_ . Device Control Table
 *  在设备分配中，用于记录**全部设备情况**的数据结构(英文缩写): \_\_\_\_\_\_\_\_\_ System Device Table)  
    在设备分配中，用于记录每一个控制器情况的数据结构(英文缩写): \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。Controller Control Table
 *  解决通道"瓶颈"问题最有效的方法是\_\_\_\_\_\_\_\_\_
 *  按设备的**固有属性**分类，将I/O设备分为:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 设备:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 设备;\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 设备。
 *  将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备的技术:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  按设备的固有属性分类中，**独占设备**属于\_\_\_\_\_\_\_\_\_ ，即进程临界区访问的资源。
 *  按设备的固有属性分类中，典型的\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 设备有\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 等。
 *  按设备的固有属性分类中，典型的\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 设备有\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 等。
 *  在假脱机打印机系统中，按设备的固有属性分类，是将独占设备改造为共享设备在假脱机打印机系统中，按设备的固有属性分类，实现了\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。SPOOLing技术是对脱机I/O系统的模拟，或称为\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  目录管理的主要功能:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  在索引节点中设置链接引用(inks)计数的目的是为了实现目录管理的文件共享功能实现\_\_\_\_
 *  \_\_\_\_\_ 是文件系统目录管理中最基本的功能。实现"**按名存取**”是文件系统向用户提供的最基本的服务。
 *  影响文件安全性的主要因素:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  保证文件系统安全性的主要措施:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  通过建立\_\_\_\_\_\_\_\_\_ ，防止由\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 所造成的文件系统的不安全性。
 *  通过\_\_\_\_\_\_\_\_\_ ，防止由\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 所造成的文件系统的不安全性。
 *  通过采取\_\_\_\_\_\_\_\_\_ ，防止由\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 所造成的文件系统的不安全性。
 *  目前，常用的文件(外存)分配方法:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  在死锁的条件中，\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 是指在一段时间内， 某资源只能被个进程占用
 *  资源的按序分配法是\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  现代操作系统产生死锁的条件中，\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 是不能被摒弃来预防死锁的发生。
 *  \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 基于的主要原则:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  通常采用解除死锁的两种方法:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  产生进程死锁的原因可归结为两点:\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_ 。
 *  系统调用与函数调用之间的区别  
    在程序中执行系统调用或函数(过程)调用，虽然都是对某种功能或服务的需求，但两者从调用形式到具体实现都存在很大区别。  
    (1) 调用形式和实现方式不同。函数调用所转向的地址是固定不变的，但系统调用中不包含内核服务例程人口地址，仅提供功能号，按功能号调用:函数调用是在用户态执行的,只能访问用户栈;系统调用要通过陷阱机制，从用户态转换到内核态,服务例程在内核态执行并访问核心栈。  
    (2)被调用代码的位置不同。函数调用是静态调用，调用程序和被调用代码处于同一程序内，经链接后可作为目标代码的一部分，这是用户级程序，当函数升级或修改时，必须重新编译和链接;系统调用是动态调用，系统调用的服务例程位于操作系统中，这是系统级程序,这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关,而且调用程序的K度大为缩短，能减少其所占用的内存空间。  
    (3)提供方式不同。函数调用通常由编程语言提供，不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同;系统调用由操作系统提供，-旦操作系统设计好，系统调用的功能、类型和数量便固定不变。
 *  操作系统的设计目标:**方便性:有效性:可护充性:开放性**。
 *  **方便性**和**有效性**是操作系统设计中最重要的两个目标。
 *  1990年后，**开放性**已成为新系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。
 *  操作系统的基本特征:**并发性:共享性:虚拟性:异步性**。**并发性**和**共享性**是多用户、多任务操作系统两个**最基本**的**特征**。**并发性**是**多用户、多任务**操作系统**最重要**的**特  
    征**。
 *  在OS基本特征中，**异步性**是指进程是以人们不可预知的速度向前推进的。操作系统基本类型:**批处理**系统:**分时**系统:**实时**系统。
 *  在操作系统基本类型中， **可靠性**是**实时系统最重要**的**特征**。
 *  操作系统的主要功能:**处理机管理:存储器管理;设备管理:文件管理:用户接口**。
 *  操作系统的用户接口:**命令**接口;**程序**接口:**图形用户**接口。
 *  在操作系统接口中，**程序接口**亦称为**系统调用**。
 *  目前比较流行的操作系统(实例) : **Windows; UNIX; Linux**。UNIX系统最本质的特征(英文缩写) : **OSI.**
 *  UNIX系统的内核结构可分成两大部分:**进程控制子系统:文件子系统。**
 *  进程三种基本状态:**就绪状态:执行状态:阻塞状态**。
 *  进程所请求的一次I/O完成后将使进程状态从阻塞状态变为**就绪状态**。
 *  操作系统中处于执行状态的进程时间片用完后进程状态将转变为**就绪状态**。
 *  操作系统中处于执行状态的进程提出I/O请求后进程状态将转变为**阻塞状态**。
 *  进程三种基本状态中，就绪状态是指进程已分配到除CPU以外的所有必要资源。进程同步机制应遵循的准则:**空闲让进;忙则等待:有限等待:让权等待**。
 *  同步机制准则中，让权等待是指当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机。进程、文件、线程在系统中存在的唯一标志(英文缩写) : **PCB: FCB: TCB**.在文件系统中，文件属性信息存储在数据结构(英文缩写)**FCB**中。
 *  操作系统利用数据结构 (英文缩写) PCB描述进程的基本情况和活动过程。
 *  系统将被中断进程的CPU现场信息保存在该进程的数据结构(英文缩写)PCB中。
 *  在操作系统中，实现进程同步的机制:**信号量机制:管程机制。**
 *  1965年，荷兰学者Dijkstra提出的**信号量机制**是一种卓有成效的进程同步工具。
 *  产生进程死锁的必要条件:**互斥条件:请求和保持条件:不剥夺条件:环路等待条件**。
 *  在死锁的条件中，**不剥夺条件**是指进程己狭得的资源只能在使用完时由自己释放。
 *  在死锁的条件中，**互斥条件**是指在一段时间内， 某资源只能被个进程占用。
 *  资源的按序分配法是摒弃死锁条件中的**环路等待条件**来预防死锁的发生。现代操作系统产生死锁的条件中，**互斥条件**是不能被摒弃来预防死锁的发生。
 *  抢占式进程调度方式基于的主要原则:**优先权原则:短进程优先原则:时间片原则**。
 *  通常采用解除死锁的两种方法:**剥夺资源:撤消进程**。
 *  产生进程死锁的原因可归结为两点:**竞争资源: 进程间推进顺序非法。**
 *  1968年，Peter J Derining指出程序执行时呈现出\*\*:时间局限性:空间局限性\*\*。
 *  虚拟有储器的理论依据:**局部性原理**。
 *  在局部性原理中，产生时间在局部性原理中，产生空间局限性的原因是**在程序中存在着大是程序的顺序执行大量的循环操作。**
 *  请求分页系统的主要硬件支持:**请求页表机制，缺页中断机构，地址变换机构**
 *  在请求分页系统的硬件支持中，所要访问的页面不在内存时，由**缺页中断机构**实现
 *  在请求分页系统的硬件支持中页面置换算法需要应用**请求页表机制**实现
 *  设备分配中的主要数据结构(英文缩写》: **DCT COC CHCT SDT.**
 *  为了实现**设备**的**独立性**，系统必须设置(英文缩写) : **LUT。** Logical Unit Table
 *  在设备分配中，用于记录每一个**设备情况**的数据结构(英文缩写): **DCT**. Device Control Table
 *  在设备分配中，用于记录**全部设备情况**的数据结构(英文缩写): **SDT.** System Device Table)  
    在设备分配中，用于记录每一个控制器情况的数据结构(英文缩写): **COCT**。Controller Control Table
 *  解决通道"瓶颈"问题最有效的方法是**增加设备到主机间的通路**
 *  按设备的**固有属性**分类，将I/O设备分为:**独占**设备:**共享**设备;**虚拟**设备。
 *  将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备的技术: **SPOOLing**。
 *  按设备的固有属性分类中，**独占设备**属于**临界资源**，即进程临界区访问的资源。
 *  按设备的固有属性分类中，典型的**独占设备**有**打印机、磁带机**等。
 *  按设备的固有属性分类中，典型的共享设备有**磁盘、光盘**等。
 *  在假脱机打印机系统中，按设备的固有属性分类，是将独占设备改造为共享设备在假脱机打印机系统中，按设备的固有属性分类，实现了**虚拟设备功能**。SPOOLing技术是对脱机I/O系统的模拟，或称为**假脱机技术**。
 *  目录管理的主要功能:**按名存取:提高检索速度;文件共享:允许文件重名**。
 *  在索引节点中设置链接引用(inks)计数的目的是为了实现目录管理的文件共享功能实现“**按名存取**”是文件系统目录管理中最基本的功能。实现"**按名存取**”是文件系统向用户提供的最基本的服务。
 *  影响文件安全性的主要因素:**人为因素:系统因素:自然因素**。
 *  保证文件系统安全性的主要措施:**存取控制:容错技术:后备系统**。
 *  通过建立**后备系统**，防止由**自然因素**所造成的文件系统的不安全性。
 *  通过**存取控制机制**，防止由**人为因素**所造成的文件系统的不安全性。
 *  通过采取**容错技术**，防止由**系统因素**所造成的文件系统的不安全性。
 *  目前，常用的文件(外存)分配方法:**连续分配:链接分配:索引分配**。
 *  在死锁的条件中，**互斥条件**是指在一段时间内， 某资源只能被个进程占用
 *  资源的按序分配法是**摒弃死锁条件中的环路等待条件来预防死锁的发生**。
 *  现代操作系统产生死锁的条件中，**互斥条件**是不能被摒弃来预防死锁的发生。
 *  **抢占式进程调度方式**基于的主要原则:**优先权原则:短进程优先原则:时间片原则**。
 *  通常采用解除死锁的两种方法:**剥夺资源:撤消进程**。
 *  产生进程死锁的原因可归结为两点:**竞争资源: 进程间推进顺序非法**。
 *  系统调用与函数调用之间的区别  
    在程序中执行系统调用或函数(过程)调用，虽然都是对某种功能或服务的需求，但两者从调用形式到具体实现都存在很大区别。  
    (1) 调用形式和实现方式不同。函数调用所转向的地址是固定不变的，但系统调用中不包含内核服务例程人口地址，仅提供功能号，按功能号调用:函数调用是在用户态执行的,只能访问用户栈;系统调用要通过陷阱机制，从用户态转换到内核态,服务例程在内核态执行并访问核心栈。  
    (2)被调用代码的位置不同。函数调用是静态调用，调用程序和被调用代码处于同一程序内，经链接后可作为目标代码的一部分，这是用户级程序，当函数升级或修改时，必须重新编译和链接;系统调用是动态调用，系统调用的服务例程位于操作系统中，这是系统级程序,这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关,而且调用程序的K度大为缩短，能减少其所占用的内存空间。  
    (3)提供方式不同。函数调用通常由编程语言提供，不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同;系统调用由操作系统提供，-旦操作系统设计好，系统调用的功能、类型和数量便固定不变。

**SPOOLing系统主要由以下四部分组成**  
(1)输入井和输出井  
(2)输入缓冲区和输出缓冲区  
(3)输入进程和输出进程  
(4)井管理程序

**SPOOLing系统的特点**  
(1)提高了I/O的速度  
(2)将独占设备改为共享设备  
(3)实现了虚拟设备功能

**缓冲的引入**  
(1)缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾  
(2)减少对CPU的中断频率,放宽对CPU中断响应时间的限制  
(3)解决数据粒度不匹配问题  
(4)提高CPU和I/O设备之间的并行性

**对目录管理的要求如下**

1.  实现按名存取
2.  提高对目录的检索速度
3.  文件共享
4.  允许文件重命名