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2016操作系统考研知识点必背

时间: 文桦2 高考辅导

  操作系统课程是计算机专业考研统考课程之一,其知识点抽象、理论知识晦涩难懂。为了帮助大家更好的学习,以下学习啦小编搜集整合了:2016必背操作系统考研知识点,欢迎参考阅读!

  2016操作系统考研知识点如下:

  操作系统概述

  随着计算机的发展,计算机系统的硬件和软件资源越来越丰富。为了提高这些资源的利用率和增强系统的处理能力,出现了相应的操作管理程序,作为用户与计算机之间的接口。操作系统(Operating System,OS)是计算机系统中最重要、最基本的系统软件,位于硬件和用户之间。一方面,它能向用户提供接口,方便用户使用计算机;另一方面,它能管理计算机软、硬件资源,以便合理充分地利用它们。根据考试大纲要求,本章要求考生掌握以下知识点:

  (1)操作系统的概念、特征、功能和提供的服务;

  (2)操作系统的发展与分类;

  (3)操作系统的运行环境。

  1.1 操作系统的基本概念

  操作系统的出现、使用和发展是近四十余年来计算机软件的一个重大进步,它的出现为人们使用各种各样的计算机奠定了重要基础。

  1.1.1 操作系统概念

  计算机发展到今天,从个人机到巨型机,无一例外都配置一种或多种操作系统,操作系统已经成为现代计算机系统不可分割的重要组成部分,它为人们建立各种各样的应用环境奠定了重要基础。计算机系统包括硬件和软件两个组成部分。硬件是所有软件运行的物质基础,软件能充分发挥硬件潜能和扩充硬件功能,完成各种系统及应用任务,两者互相促进、相辅相成、缺一不可。图1-1给出了一个计算机系统的软、硬件层次结构。

  硬件层提供了基本的可计算性资源,包括处理器、寄存器、存储器,以及各种I/O设施和设备,是操作系统和上层软件赖以工作的基础。操作系统层通常是最靠近硬件的软件层,对计算机硬件作首次扩充和改造,主要完成资源的调度和分配、信息的存取和保护、并发活动的协调和控制等许多工作。操作系统是上层其他软件运行的基础,为编译程序和数据库管理系统等系统程序的设计者提供了有力支撑。系统程序层的工作基础建立在操作系统改造和扩充过的机器上,利用操作系统提供的扩展指令集,可以较为容易地实现各种各样的语言处理程序、数据库管理系统和其他系统程序。此外,还提供种类繁多的实用程序,如连接装配程序、库管理程序、诊断排错程序、分类/合并程序等供用户使用。应用程序层解决用户特定的或不同应用需要的问题,应用程序开发者借助于程序设计语言来表达应用问题,开发各种应用程序,既快捷又方便。而最终用户则通过应用程序与计算机系统交互来解决他的应用问题。

  图1-1 计算机系统的软、硬件层次结构

  计算机系统由硬件、软件和数据组成。在计算机系统的运行中,操作系统提供了利用这些资源的合理途径。操作系统与政府十分相似。像一个政府,其本身并不能做什么。操作系统仅仅提供了一个环境,其他程序可以在此做有用的工作。我们可以从两个视角来研究操作系统:资源视角和用户视角。

  从资源管理的角度来看,操作系统是计算机系统中的资源管理器,负责对系统的硬、软件资源实施有效的控制和管理,提高系统资源的利用率。

  从方便用户使用的角度看,操作系统是一台虚拟机,是对计算机硬件的首次扩充,隐藏了硬件操作细节,使用户与硬件细节隔离,从而方便用户使用。

  尽管操作系统尚未有一个严格的定义,但一般认为:

  操作系统是控制和管理计算机软、硬件资源,以尽量合理有效的方法组织多个用户共享多种资源的程序集合。

  1.1.2 操作系统特征

  一般操作系统具有以下4个基本特征。

  1.并发性

  并发性(Concurrence)是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。系统内部具有并发机制,能协调多个终端用户同时使用计算机和资源,能控制多道程序同时运行。

  在多处理器系统中,程序的并发性不仅体现在宏观上,而且体现在微观上(即在多个CPU 上)也是并发的,又称并行的。并行性(Parallelism)是指两个或两个以上事件或活动在同一时刻发生。在多道程序环境下,并行性使多个程序同一时刻可在不同的CPU上同时执行。而在分布式系统中,多台计算机的并存使程序的并发性得到了更充分的发挥。但在单处理机系统中,每一个时刻CPU仅能执行一道程序,故微观上这些程序是在交替运行的。

  可见并行性是并发性的特例,而并发性是并行性的扩展。

  2.共享性

  共享性是操作系统的另一个重要特性。共享是指操作系统中的资源(包括硬件资源和软件资源)可被多个并发执行的进程共同使用,而不是被一个进程所独占。共享的方式可以分成两种:

  第一种是互斥访问。系统中的某些资源如打印机、磁带机、卡片机,虽然它们可提供给多个进程使用,但在同一时间内却只允许一个进程访问这些资源,即要求互相排斥地使用这些资源。当一个进程还在使用该资源时,其他欲访问该资源的进程必须等待,仅当该进程访问完毕并释放资源后,才允许另一进程对该资源访问;

  第二种是同时访问。系统中还有许多资源,允许同一时间内多个进程对它们进行访问,这里“同时”是宏观上的说法。典型的可供多进程同时访问的资源是磁盘,可重入程序也可被同时访问。

  与共享性有关的问题是资源分配、信息保护、存取控制等,必须要妥善解决好这些问题。

  并发性和共享性相辅相成,是操作系统的两个最基本的特征,两者之间互为存在条件。一方面,资源的共享是以程序的并发执行为条件的,若系统不允许程序的并发执行,自然不存在资源共享问题;另一方面,若系统不能对资源共享实施有效的管理,也必然影响到程序的并发执行,甚至根本无法并发执行。

  3.虚拟性

  虚拟性是指操作系统中的一种管理技术,它把一个物理上的实体映射为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的,后者是虚幻的,只是用户的一种感觉。采用虚拟技术的目的是为用户提供易于使用、方便高效的操作环境。例如,Spooling技术可把物理上的一****占设备变成逻辑上的多台虚拟设备;窗口技术可把一个物理屏幕变成逻辑上的多个虚拟屏幕;IBM的VM技术把物理上的一台计算机变成逻辑上的多台计算机。虚拟存储器则是把物理上的多个存储器(主存和辅存)变成逻辑上的一个存储器(虚存)。

  4.不确定性

  在操作系统中,由于运行环境的影响,程序的运行时间、运行顺序及同一程序或数据的多次运行结果等均具有不确定性。不确定性有两种含义:程序执行结果是不确定的,即对同一程序,使用相同的输入,在相同的环境下运行,却可能获得完全不同的结果,即程序是不可再现的。多道程序环境下,程序的执行是以异步方式进行的。换言之,每个程序在何时执行、多个程序间的执行顺序,以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,因而也是不可预知的。例如,作业到达系统的类型和时间是不确定的;操作员发出命令或按按钮的时刻是不确定的;程序运行发生错误或异常的时刻是不确定的;各种各样硬件和软件中断事件发生的时刻是不确定的,等等。

  2016必背计算机操作系统必考的知识点

  第一:操作系统概述

  操作系统概述这部分内容不会出现大题。一般是以基本原理和概念的形式为主,属于识记形式的题目。重点是操作系统的定义、操作系统的特征和主要功能等。

  第二:进程管理

  进程管理是考试的热门,考点即可以出现在选择题中,也可出在综合应用题中。重点是要掌握进程的基本特征、进程的状态及其相互转换的条件和过程;进程与线程的区别和联系;进程通信的基本类型;调度的基本概念、时机、切换过程,掌握各种调度算法及其环境,并会用算法进行计算;进程同步相关概念、同步互斥机制;死锁的定义、死锁产生的四个必要条件、熟练掌握死锁的预防、死锁的避免,死锁解除的原理与方法。

  从往年试题来看,在综合应用题中,考了一道信号量机制的应用题,这部分是操作系统科目的难点,也是考试的热点。

  第三:内存管理

  内存管理这部分内容也要作为重点进行复习,这部分内容的考查方式也很灵活。建议重点复习内存连续分配算法、非连续分配管理方式、虚拟内存请求分页的基本原理,页面置换算法等。虚拟内存这部分内容可以结合计算机组成原理科目中虚拟存储器来进行复习。

  第四:文件管理

  文件管理这部分内容的重点是文件的几种逻辑物理结构,目录的管理和磁盘管理,重点掌握磁盘管理各种调度算法的基本原理及其应用。

  第五:输入/输出管理

  输入/输出管理这部分重点掌握四种输入/输出控制方式特点及相互比较、中断处理、SPOOLing技术,提高性能的缓冲策略等。

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