二、操作系統基礎部分

　　32. 操作系統是一個系統軟件，它的任務是統一和有效地管理計算機各種資源，控制和組織和諧的執行。

　　33. 認識計算機操作系統有兩個觀點：資源管理觀點和用戶觀點。

　　34. 操作系統的特點是并發性和共享性。

　　35. 操作系統的主要功能有：進程管理(也稱處理機管理)，其任務是合理、有效地對進程進行調度，使得系統高效、安全地運行;存儲管理，主要是指對內存的管理;設備管理，其任務是為各種設備提供良好的用戶接口，使用各種調度策略以用緩沖和虛擬設備等技術，協調系統中各部分的工作，提高設備效率和利用率;文件管理，主要是對計算機系統中由軟件和數據資源構成的文件進行管理，包括文件的存儲、檢索、修改、共享、保密和保護，并為用戶使用這些文件實現按名存取和提供友好的用戶界面;作業管理，是操作系統為用戶使用計算機系統提供一個良好的環境和友好的界面，作業管理包括作業控制和作業調度。

　　36. 操作系統的分類：按對進程不同的處理方式可分為批處理操作系統、分時系統和實時系統;按用戶數目可分為單用戶系統(單用戶單任務、單用戶多任務)、多用戶操作系統;按處理機數目可分為單處理機操作系統和多處理機操作系統;按拓撲結構可以分為單機操作系統、網絡操作系統和分布式操作系統。

　　37. 批處理操作系統是將用戶群的程序按一定的順序排列，統一交給計算機的輸入設備，計算機系統自動地從輸入設備中把各個作業按照某促規則組織執行，執行完畢后將程序運行結果通過輸出設備交給用戶的操作系統。它能夠充分地利用處理機的高速度，比較好地協調了高速處理機和慢速輸入輸出設備之間的矛盾，提高了計算機系統的使用效率。

　　38. 分時系統是以分時(時間片)方式向多個用戶進程提供服務的一個操作系統;它的特點是既可以支持人機交互、又使得計算機系統可以高效地使用處理機以保證計算機系統高效率。

　　39. 實時系統就是計算機系統可以立即對用戶程序要求或者外部信號作出反應的系統，它可以分為硬實時系統和軟實時系統。

　　40. 網絡操作系統是服務于計算機網絡，按照網絡體系結構的各種協議來完成網絡的通信、資源共享、網絡管理和安全管理的系統軟件。

　　41. 分布式操作系統是建立在網絡操作系統之上，對用戶屏蔽了系統資源的分布而形成的一個邏輯整體系統的操作系統。

　　42. 進程是程序(或一部分程序)、相關的數據處理在處理機上的一次運行，是操作系統進行資源分配和調度的一個基本單位，它具有運動特性、并行特性、獨立特性、異步特性、結構特性等五大特性。進程由操作系統依據程序創建而產生，因調度而執行、因運行條件不滿足而暫時停止，因任務完成而撤銷。

　　43. 程序中指令的集合，是靜態的;處理是為完成某一任務而按規定的程序執行的操作過程，是動態的。

　　44. 進程的三種基本狀態：運行態(是進程正在占用處理機時所處的狀態)，在單CPU系統，最多只能有一個進程處于運行狀態);就緒態(如果一個進程經過等待以后已經具備了運行的條件或者一個進程在運行過程中用完了自己的時間片，都要進入就緒狀態，進程調度程序根據系統運行情況，按照調度策略，可以使某個進程從就緒狀態進入到運行狀態);等待態(進程由于某種原因不具備運行條件時，就進入到等待狀態。當某個事件發生使得該進程的運行條件具備時，進程就轉入就緒狀態)

　　45. 任何一個時刻，沒有結束的進程均處于運行、等待、就緒三種狀態之一，在以上的三種狀態中，運行狀態和就緒狀態可以互相轉化，運行狀態也可以轉化為等待狀態，但等待狀態只能轉化為就緒狀態。

　　46. 進程控制塊(Press Control Block)：是進程存在的唯一標志。它描述進程的基本情況，是系統調度進程的依據。它包括進程標識、優先級、狀態、隊列指針、資源清單、運行現場信息等項目。

　　47. 根據進行的三種不同的狀態，操作系統設置了三個隊列，它們分別是運行隊列、就緒隊列、等待隊列，每一個隊列都有一個隊列指針，指向該隊列的首進程PCB，隊列中的每一個PCB指針，指向下一個PCB。

　　48. 信號量：表明資源可以提供給進程使用的量，它是一個整型值。

　　49. 對信號量的操作可以分為P(減)操作和V(加)操作，我們把這些操作叫做原語。原語是不可再分的操作，在對信號量的操作中，與每個信號量相對應的是一個隊列，隊列中存儲的是排隊等待使用這個資源的進程。

　　50. 引入信號量、隊列以及P、V操作的目的是為了解決進程間互斥和同步問題。

　　51. 并發的進程之間在運行時可能需要交換信息，這些信息的交換就構成了進程間的通信。進程間的通信使用通信原語來完成。

　　52. 對進程的控制包括使用創建原語創建一個進程、使用撤銷原語撤銷完成任務的進程、使用阻塞原語使一個因得不到資源的進程由運行狀態轉入等待狀態，使用喚醒原語使一個進程由等待狀態轉入就緒狀態。

　　53. 對進程的調度主要是控制和協調各個進程對處理器的競爭，通過某種算法使得適合的進程由就緒狀態轉入運行狀態。

　　54. 執行進程調度通常是發生某個正在運行的進程或者已經運行完畢、或者因某種原因進入了等待隊列時，CPU可以為下一個進程提供服務，另外，有較高優先級的進程進入了就緒狀態，也可能剝奪正在運行的進程的運行權力，使得高優先級進行進入運行狀態，這種方式稱為可剝奪方式。

　　55. 進程的調度算法包括：FIFO(First Input First Output 先進先出法)、RR(時間片輪轉算法)、(HPF)最高優先級算法。

　　56. 死鎖是指在一組進程中的各個進程均占有不會釋放的資源，但因互相申請被其它進程所占用不會釋放的資源而處于的一種永久等待狀態。

　　57. 死鎖產生的四個必要條件為：互斥條件、不可剝奪條件、部分分配、循環等待。應注意，這四個條件不是充分條件，即使這四個條件同時存在，系統也不一定發生死鎖，但系統一旦發生死鎖，這四個條件一定是滿足的。

　　58. 死鎖的處理包括死鎖的預防、避免和解除。

　　59. 死鎖的預防是指破壞死鎖的四個條件之一，具體方法為：資源靜態分配策略(資源有序分配法)，死鎖預防的方法使得系統資源的利用率降低。

　　60. 死鎖避免是在系統運行過程中避免死鎖的最終發生，死鎖避免方法就是使系統總是處于安全狀態，死銷避免采用銀行家算法，就是當需要給進程分配資源時，如果分配以后系統是安全的則給予分配，否則不予以分配，死鎖避免方法使系統開銷增大。

　　61. 死鎖的解除：由于死鎖的預防和避免都要付出很大的代價，而死鎖并不一定發生，所以，為了提高系統效率，可以采取死鎖解除的方法;一旦發生死鎖，就利用資源剝奪法或進程撤銷法解除死鎖，實現死鎖解除的關鍵是死鎖的檢測，檢測方法包括定時檢測、效率低時檢測、進程等待時檢測等。

　　62. 存儲管理主要是指內存的管理，計算機內存空間包括系統區和用戶區，操作系統的內存管理主要是對用戶區的管理，它包括內存空間的分配和回收、存儲保護兩大方面的內容。

　　63. 分區存儲管理主要包括固定分區管理和可變分區管理兩大類。

　　64. 頁式存儲管理：頁式存儲管理使用靜態定長劃分內存的方法，所有頁面統一編號，稱為頁號，也叫邏輯頁號;每個頁面內的內存單元也統一編號，稱為頁內地址。所以，在頁式存儲管理中，物理地址=頁面大小×頁號+頁內地址。

　　65. 頁表：是在頁式存儲管理中記錄頁面使用情況的表，它包括用戶表和空閑表。其中用戶表中記錄了每一個用戶進程所使用的頁面及其對應的物理地址，而空閑表記錄了空閑頁面。在實際使用中，首先從頁表起始地址寄存器中查出進程所在的頁表的物理起始地址，進而由這個頁表中的邏輯頁號查出該頁面的物理起始地址，再加上頁面內地址則成為所需的實際物理地址。

　　66. 越界是指程序的邏輯頁號大于進程在頁表長度寄存器中保存的頁表長度值。

　　67. 段式存儲管理是對內存的每一個邏輯塊使用不同大小的方式，也就是不定長的可變分區，每個邏輯段在內存中有一個起始地址，叫段首址，另外還需要一個段長度來描述這個邏輯段的范圍。

　　68. 段頁式存儲管理：指將內存空間劃分為若干個大小相等的頁面，對用戶程序依照段式存儲的方法劃分成若干個邏輯段，每個邏輯段包含若干個頁面。其物理地址由邏輯段號、邏輯頁面號和頁內地址構成。

　　69. 內碎片是指在頁面內部沒有被使用的存儲區域，在頁式存儲方式中，會出現內碎片。處碎片是指沒有得到分配權的存儲區域，在段式存儲方式中，會產生外碎片。

　　70. 虛擬存儲技術：利用實際內存空間和相對大得多的外部存儲器存儲空間相結合，構成一個遠遠大于實際內存空間的虛擬存儲空間，程序可以運行在這個虛擬存儲空間中。

　　71. 能夠實現虛擬存儲依據是程序的局部性原理，即程序的時間局部性和空間局部性。　　

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