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操作系统各章复习 第一章：操作系统概论 从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？ 答：分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。 什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。 它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，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、有效的使用计算机，使整个计算机系统能安全高效地运行。 操作系统是硬件基础上的第一层扩充，是其它软件和硬件的接口。 操作系统的基本特征是什么？说明他们之间的关系。 答：1.并发性：计算机系统中存在多个程序同时向前推进。 2.共享性： 3.随机性：不能对运行的程序的行为以及硬件设备的情况作出任何假定。操作系统正处于生么样的状态之中是无法确切知道的。 什么是批处理系统 将许多用户的作业组成一批作业，输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接、的连续的作业流，操作系统自动、依次执行每个作业。得到结果。 作业：程序、数据、作业说明书 特点：成批处理 优点：自动化较高、资源利用率高 缺点：无法交互 多道的含义：允许内存中同时存在多个程序，CPU切换的方式为之服务。 SPOOLing系统特点 作业进入到磁盘上的输入井，系统按某种调度策略选择几个搭配得当的作业，调入内存。 作业运行的结果输出到磁盘上的输出井，之后再从磁盘上的输出井将结果送到打印机。 用磁盘设备模拟输出设备，为虚拟机打下基础。 什么是分时系统 一台主机连接多个终端，用户交互式的向系统提出命令请求，系统采用时间片轮转的方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上显示结果，用户根据结果发出下道命令。 特征： 多路性：宏观上看是多个人同时使用一个CPU 交互性： 独占性：用户感觉CPU是只给自己服务的 及时性： 追求目标：及时响应 什么是实时操作系统 对外部请求在严格时间范围内作出响应的系统 及时性、高可靠性 分为：实时过程控制，实时信息处理。 个人计算机操作系统 计算机在同一时间内为单用户服务 追求：界面友好、使用方便。 引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？多道程序系统的特征是什么？ 多道程序设计特征：允许多个程序同时存在于主存之中，由中央处理器以切换的方式服务，使得多个程序可以同时执行。 目的：计算机资源“串行”被占有效率低。 航天航空，核变研究（嵌入式操作系统），民航订票系统（批处理系统） 网络操作系统 目的：相互通信、资源共享 分布式操作系统 与网络操作系统相比的特点：统一的操作系统（共同完成一个任务）、资源进一步共享（所有资源共享），透明性（一台主机，屏蔽了地理位置的差异），自治性（主机地位平等） 操作系统的设计 设计目标：可靠性、高效性（目态下运行时间+管态下为用户工作时间/总时间）、易维护性、可移植性、安全性、可适应性、简明性。 体系结构 整体式结构：有点结构紧密、接口简单、效率高；各模块互相牵连（形成循环），转接随便，限制了并发性。 层次式结构：各层之间的模块只能单向依赖或者单向调用 微内核结构（客户、服务器结构）：优点可靠、灵活、适宜分布计算，缺点：信息传递效率低 第二章：操作系统的硬件环境 层次化存储系统提升系统效能的关键是什么？ 程序访问的局部性原理：在短时间内，程序使用的代码和数据比较稳定的保持在一个存储器的局部区域中。 什么是中断，中断的作用是什么？中断处理的主要步骤是什么？多个中断同时发生时，系统如何处理？ 中断定义：CPU对系统中或系统外发?的异步事件作出的响应。 中断作用： 最初是设备向处理器报告“已完成操作”的手段 解决了处理器和外设并行工作的问题，避免CPU不断查询等待，提高处理器使用效率 提高系统的实时能力 中断系统：中断装置（硬件）、中断处理程序 中断处理的主要步骤： 硬件设备产生中断信号 处理器执行完当前指令后响应中断（在中断未屏蔽的前提下） 处理器发送中断应答信号 保护现场 暂停当前程序运行。硬件将中断点的现场信息（PSW，PC，寄存器信息）保存到核心栈。 处理器切换到管态 按照中断源查询中断向量表，PC置为中断处理程序入口地址 转向中断/异常事件的处理程序 恢复现场 发现多个中断源时： 处理一个中断时禁止中断。中断期间发生的中断将挂起，处理器再次允许中断时，这个中断信号被检测并处理。中断严格按照发生的顺序被处理。 按照中断优先度分级，高优先级允许嵌套，低优先级延后处理。 中断和异常有什么区别？ 中断（异步中断）：是由现行指令无关的中断信号触发的。 异常（同步中断）：由处理器正在执行的现行指令引起的。包括出错和陷入，出错保存指向触发异常的那条指令