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1，操作系统的定义

① 用户与计算机硬件系统的接口，为用户提供良好的用户界面，快速，安全，便捷的使用计算机硬件和使用自己的程序

② 合理的组织计算机工作流程，管理，分配计算机系统硬件及软件资源（处理机，存储器，I/O,文件）

③ 现代操作系统中最基本的两个特征是共享和并发

2，发展过程

无操作系统->批处理系统(单道，多道)->分时系统->实时系统->网络操作系统->分布式操作系统->嵌入式操作系统

3，单道/多道单处理机批处理系统

单道：系统内存一次只允许进入一个作业

多道：系统内存可以运行多个作业进入(宏观的并行，微观的串行)

单处理机：一个CPU，意味着系统某一个时间只能处理一个作业

批处理：将多个作业组合成一批进行处理，批量进入，批量退出

并行：两个或多个事件同时发生且同时执行

并发：两个或多个事件同时发生但在不同的时间间隔内执行

题目类型（求效率，处理总时间等)

解题思路：

① 判断处理机为单道还是多道

② 判断处理机的机制（运行顺序，抢占还是分时）

③ 若为多道批处理机则对每一个机器画时间流程图即可

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答案

4， 分时系统

概念：将每一个的处理机运行时间分成很短的时间片，每个作业一次只能运行一个时间片，超过该时间片则交给下一个程序进行运行

特征：

① 多路性：多个用户能同时工作，共享资源，提高了资源利用率

② 及时性：用户能在极短的时间内完成系统响应

③ 独立性：各用户互不影响，互不干扰

④ 交互性：系统能及时对用户的操作进行响应，加快调试过程

5，四大基本特性

① 并发性

② 共享性

③ 虚拟性

④ 异步性

6，五大基本功能

设备管理功能，处理机管理功能，存储管理功能，文件系统 管理功能，用户接口

7，进程

① 进程的概念

一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态运行过程，简而言之，进程是程序的一次动态执行过程，是资源分配的最小单位

② 进程包括什么

由进程控制块(PCB)、程序段,数据段三部分组成

1.一个可执行程序,包括初始代码和数据

2一个独立的用户地址空间

3.系统资源,由OS分配给进程的系统资源,包括:1O设备、文件等

4进程运行及处理机调度进程切换时所要涉及到的数据

③进程和程序的区别

进程是动态的，程序是静态的

进程是暂时的，程序是永久的

进程与程序的组成不同，进程由PCB，程序块，数据块组成，程序是命令的集合

进程能实现并发，程序不能

进程与程序的对应关系，通过多次执行一个程序对应多个进程，通过调用关系，一个进程对应多个程序

④ PCB包括什么

进程标识符，进程调度信息，处理机状态信息，进程控制信息

⑤ 进程的三态图

⑥ 进程的状态转换

解题思路：

① 了解当前进程状态信息

② 熟读状态图，来进行解题

常出的题目类型：

1，一个进程可以有几个状态 ___

答案：一个

2，

答案：

1 0，9 0 ，10 0

3，程序创建后是什么状态___

答案：就绪态

4，程序被唤醒是由什么状态到达了什么状态__

答案：阻塞态->就绪态

8，进程的同步与互斥

① 临界资源，临界区

临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，互斥资源或共享变量

临界区：临界资源的代码块

② 互斥，同步

互斥：当一个进程使用临界资源时，其他进程必须等待临界资源使用完之后并退出，才能进入临界资源访问数据

同步：多个相互合作的进程，在某一个关键点上需要相互等待，这种直接制约的关系我们称为进程同步

题目：

解题步骤

① 确定临界资源

② 判断对象与对象之间是否需要合作或者等待

答案：

（1） 互斥（2） 互斥（3） 同步（4） 同步 

9，信号量机制

① 整型信号量

 wait中的S<=0会导致进程进入”忙等状态“

② 记录型信号量

                             

S>0时则表示，当前资源可用，且存在多少可用资源

S<0时则表示，当前资源缺失，且被阻塞的进程数目有多少

p为Wait操作，v为Signal操作

 ③ 信号量机制实现同步与互斥

1，互斥实现

由于每一个进程必须等待临界资源区空闲下来才能使用临界资源所以资源S=1

 2，同步实现

由于进程之间必须互相合作才能运行，所以临界资源大多情况下为S=0 

 只有当P1()完成了V(S),P2()才能被唤醒

总结

① 信号量必须成对出现，有一个P操作就一定有V操作

互斥进程P，V必定出现在同一个进程中

同步进程P，V在不同进程中出现

② S>0代表 还有多少资源

S=0代表无资源可用

S<0代表 有多少等待进程

题目：

一,基本概念考察以及信号量特征

解题步骤：

① 分清楚临界资源的数量，也就是S的值

② 明确清楚S的不同状态的值为多少

③ 根据信号量机制进行答题

 

答案：

1,B 2,C 3,B 4,D 5,D 6,[1-m,1] 7, [-2,2]

二，模拟信号量编写代码

解题步骤：

① 确认信号量有哪几种

② 确认对象与对象之间是互斥还是同步关系

③ 画图

由题可知：

dish 有一个 所以 dish=1

苹果，香蕉一开始为空 所以 apple=0 banna=0 

主程序过程如下

 母亲和父亲要等待盘子放入水果，而儿子和女儿要等待水果返回盘子，由此可得

10，处理机调度

① 调度的概念

概念：系统将计算机资源分配给进程

② 处理机三级调度

作业的概念与分类

概念：作业由一组统一管理和操作的进程集合构成，是用户要求计算机系统完成的一项相对独立的工作。作业是可以完成了编译，链接之后的一个用户程序，也可以是用各种命令构成的一个脚本。

分类：

处理工作的类型分为计算型作业和I/O型作业

作业提交方式，分为批处理作业和终端型作业

高级调度-作业调度

–作业调度是在资源满足的条件下，将处于后备状态的作业调入内存，同时生成与作业相对应的进程，并为这些进程提供所需要的资源。

用途：一般用于作业调度。使用频率最低

中级调度-中程调度，交换调度

•是为了提高内存利用率和平衡系统负载而采取的一种利用外存补充内存的措施。

•为了充分利用内存资源，系统会采用进程对换的方法将进程换出到外存，将这些进程占用的内存空间释放，让内存能够接纳新的进程或使得内存中的进程能够更快推进。当被换出到外存中的进程挂起时间到时，又需要将这些进程换入到内存。

用途：一般用于内存管理，特别是虚拟存储器管理。使用频率中等

低级调度-短程调度，进程调度

•按照一定的调度算法从内存的就绪进程队列中选择进程，为进程分配处理器，避免进程对处理器竞争的方法。

用途：一般用于避免进程对处理器竞争的方法，使用频率最高

机制：排队器，分派器，上下文切换机制

③ 调度算法

 题目：

解题步骤：

1）作业的周转时间：指从作业提交到作业完成之间的时间间隔。

2）平均周转时间：指多个作业的周转时间的平均值。

3）带权周转时间：指作业周转时间与作业实际运行时间的比。

4）平均带权周转时间：指多个作业的带权周转时间的平均值。

 

答案：

 11，作业调度算法

① FCFS (先来先服务)

• 基本思想