1.①操作系統(tǒng)的定義:操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源、合理地組織工作流程以及方便用戶的程序集合。
②現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特征:并發(fā)性、共享性、虛擬性、不確定性。
2.操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處于何種地位:是硬件層的第一次擴(kuò)充,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的重要組成部分。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu):硬件層—操作系統(tǒng)層—語言處理程序?qū)印獞?yīng)用程序?qū)。操作系統(tǒng)的作用:提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率,增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力,充分發(fā)揮系統(tǒng)資源的利用率,方便用戶使用。
3.多道程序設(shè)計(jì)的硬件基礎(chǔ):①中斷系統(tǒng)②通道技術(shù)③CPU與通道的通信
4.①多道程序設(shè)計(jì)的基本原理:多道程序設(shè)計(jì)的主要目的是充分利用系統(tǒng)中所有資源且盡可能地讓它們并行操作。采用通道技術(shù)后使CPU從繁瑣的I/O操作中解放出來,它不僅能實(shí)現(xiàn)CPU與通道并行工作,而且也能實(shí)現(xiàn)通道與通道之間、各通道與外設(shè)之間的并行。
、诙嗟莱绦蛟O(shè)計(jì)的主要特點(diǎn):①多道②宏觀上并行③微觀上串行。
5.實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)要解決的幾個問題:①存儲保護(hù)和地址重定位。(幾道程序共享同一主存)②處理機(jī)的管理和調(diào)度。(共享同一處理機(jī))③資源的管理與分配。(共享系統(tǒng)資源)
6.虛擬處理機(jī):邏輯上的處理機(jī)稱為虛擬處理機(jī)。
虛擬計(jì)算機(jī):在一臺計(jì)算機(jī)上配置操作系統(tǒng)后,比原來的計(jì)算機(jī)的功能增強(qiáng)了。這種是概念上的、邏輯上的計(jì)算機(jī),而不是真正的物理計(jì)算機(jī),這樣的計(jì)算機(jī)稱為虛擬計(jì)算機(jī)。
7.處理機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)場:就是指處理機(jī)在執(zhí)行程序過程中任一時刻的狀態(tài)信息的集合。
處理機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場包括的內(nèi)容:①指令計(jì)數(shù)器(程序計(jì)數(shù)器)②程序狀態(tài)寄存器③通用寄存器④特殊控制寄存器。處理機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有兩種:核心態(tài)(00)和用戶態(tài)(11)。程序分為系統(tǒng)程序和用戶程序。程序狀態(tài)分為三種:①就緒②運(yùn)行③阻塞。程序狀態(tài)的作用:程序狀態(tài)可以互相轉(zhuǎn)換,便于處理機(jī)按照某種規(guī)則進(jìn)行調(diào)度。
8.訪管指令、特權(quán)指令、系統(tǒng)調(diào)用之間的區(qū)別和聯(lián)系
9.①系統(tǒng)調(diào)用:用戶在程序中能用訪管指令調(diào)用的,由操作系統(tǒng)提供的子功能集合,其中每一個子功能稱為一個系統(tǒng)調(diào)用命令。
、谟脩舫绦蚴褂孟到y(tǒng)調(diào)用后,為什么能從算態(tài)進(jìn)入管態(tài),返回用戶程序后又從管態(tài)回到算態(tài)(系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理):系統(tǒng)調(diào)用中的訪管指令的地址碼可作為系統(tǒng)調(diào)用的功能號,它對應(yīng)一個操作系統(tǒng)為用戶提供的子功能或函數(shù)。
當(dāng)用戶程序需要調(diào)用系統(tǒng)功能時,就在其程序的適當(dāng)位置安排一條系統(tǒng)調(diào)用命令,當(dāng)執(zhí)行到該指令時便產(chǎn)生訪管中斷,中斷的硬件裝置開始響應(yīng)中斷,保存原來的PSW到內(nèi)存的固定單元,再從內(nèi)存的另一個固定單元中取出新的PSW送入PSW寄存器。由于新PSW中已事先設(shè)置了系統(tǒng)狀態(tài)為管態(tài),從而使處理機(jī)進(jìn)入管態(tài),在管態(tài)下執(zhí)行中斷處理程序。
由于在管態(tài)下可以使用特權(quán)指令,所以用戶要求操作系統(tǒng)提供的服務(wù)就很容易地被完成。中斷處理程序結(jié)束后,通過恢復(fù)舊的PSW到PSW寄存器,于是又可返回到被中斷的用戶程序,即從管態(tài)又回到算態(tài)。
10.UNIX的系統(tǒng)調(diào)用的兩種方式:①直接系統(tǒng)調(diào)用②間接系統(tǒng)調(diào)用。它們各是怎樣處理:①直接系統(tǒng)調(diào)用除可使寄存器傳遞參數(shù)外,其它參數(shù)都跟在trap指令的后面②間接系統(tǒng)調(diào)用跟隨trap指令的是一個指向程序數(shù)據(jù)區(qū)的指針。該程序數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)有一個直接系統(tǒng)調(diào)用trap指令,其后跟以除r0外的參數(shù)。
11.①分時:兩個或兩個以上的事件按時間劃分輪流地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的某一資源。②分時系統(tǒng)(又稱交互作用系統(tǒng)):在一個系統(tǒng)中,如果多個用戶通過自己的終端分時地使用同一個計(jì)算機(jī),這樣的系統(tǒng)就稱為分時系統(tǒng),其上的操作系統(tǒng)統(tǒng)稱為分時操作系統(tǒng)。
UNIX屬分時系統(tǒng)。③分時系統(tǒng)的特點(diǎn):①同時性(可同時操作,共同使用該系統(tǒng))②獨(dú)立性(獨(dú)占感)③及時性(及時響應(yīng))④交互性(人機(jī)對話)。調(diào)進(jìn)/調(diào)出是實(shí)現(xiàn)分時系統(tǒng)的一種主要方式(分時系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理)。(多流調(diào)進(jìn)調(diào)出方式)
12.實(shí)時系統(tǒng)分為兩類:①實(shí)時控制系統(tǒng)(導(dǎo)彈發(fā)射)②實(shí)時處理系統(tǒng)(預(yù)訂飛機(jī)票)。
設(shè)計(jì)實(shí)時系統(tǒng)要考慮的問題:①實(shí)時時鐘管理(實(shí)時任務(wù)、延遲任務(wù))②連續(xù)人機(jī)對話③過載的防護(hù)(任務(wù)的隨機(jī)性)④高可靠性和保證(故障引起的嚴(yán)重后果)。
13.分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng):是一個由多臺計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng),在用戶看來,他所擁有的計(jì)算機(jī)是一臺單獨(dú)的計(jì)算機(jī),而這臺計(jì)算機(jī)是一臺功能擴(kuò)大了的虛擬機(jī)。分布式系統(tǒng)的三個基本功能:①通信②資源共享③并行計(jì)算。分布式系統(tǒng)最為突出的特點(diǎn)是透明性。