作業系統基本知識點
作業系統是一管理電腦硬體與軟體資源的程式，同時也是計算機系統的核心與基石。以下是由小編整理關於作業系統基本知識的內容，希望大家喜歡!
一、作業系統基本知識——基本概念題
1、***程序***是作業系統中可以並行工作的基本單位，也是核心排程及資源分配的最小單位，它由***程式、資料和PCB***組成，它與程式的重要區別之一是：***它有狀態，而程式沒有***。在SMP系統中，作業系統還提供了***執行緒***機制，它是***處理器分配***的最小單位。
對於程序而言，包括以下幾個方面：
*** 1 ***程序是程式關於某個資料集的一次執行，具有動態性和併發性。 *** 2***程序是核心排程及資源分配的最小單位，也是可並行工作的基本單位。 *** 3 ***程序是由程式、資料和程序控制塊***PCB***組成的。
*** 4 ***程序是一種輕量級程序，一個程序可以由1個或多個執行緒組成。 *** 5***程序是處理器分配的最小單位。
*** 6***執行緒通常通常用於對稱多處理系統***SMP***中。
2、儲存管理的任務核心是儲存空間的分配與***回收***。而現代作業系統中有多種的儲存空間分配方案，其中將“儲存空間分成大小不等的區域，根據使用者要求動態分配”的方法稱為***要變分割槽分配***。
分析：現代作業系統中使用的分配方案主要有以下幾種：
***1***單一連續分配：不分割槽，所有使用者空間給某個程序或作業。
***2***固定分割槽分配：分成大小不等的區域，區域分完後固定不變。
***3***可變分割槽分配：分成大小不等的區域，根據使用者要求動態分配。
3、在計算機系統中，採用磁碟高速裝置虛擬多個“高速”的列印等低速裝置的技術稱為***Spooling***。
分析：Spooling技術就是通過高速裝置作為快取，將低速裝置上的任務以佇列儲存起來，以提高給使用者的響應時間。
4、在UNIX作業系統中，與Windows作業系統中“快捷方式”類似的概念是***檔案連結***。
分析：它只是在當前目錄下建立一個檔案項，但沒有複製真正的內容，而且當原檔案改變時，這個連結檔案也會改變。
5、嵌入式作業系統：主要應用於受限的硬體環境中，CPU、記憶體、儲存的資源相對受到較高的限制，而且硬體選擇較多，使用者日常操作比較密集，並且現在都朝著“聯網使用”的趨勢發展。因此應該***具有較強的實時性***，***擁有強大的網路功能***、***良好的移植性***;但由於儲存有限，因此是不可能實現海量資料處理能力的。
現代流行的嵌入式作業系統有40多種，主要的派系有三個：最悠久的PalmOS、開源的嵌入式Linux，以及windows的嵌入式版本***最早是windows CE，後來發展為適用於PDA的pocketPC和適用於智慧手機的smartPhone***。而FreeBSD是一個UNIX開源實現，屬於PC作業系統之列。
二、作業系統基本知識——概念比較題
1、將一些主存中的頁淘汰到外存，騰出空間給要使用的頁，這個過程就是Swapping。
頁面排程演算法有：
***1***最優演算法：這顯然是我們追求的目標，但由於要實現最優，就是要使得未來的缺頁次數最少，這需要根據未來的“頁面需求”才能夠決策，但我們無法預知未來，因此僅僅是理論上的排程演算法。
***2***隨機演算法：也就是隨機地換出一些頁，由於這種演算法實現起來比較簡單，因此也是一種可能的演算法。
***3***先進先出：由於最先調入的頁，就意味著其駐留時間最長,因此將其調出也是一種比較合理的方案。
***4***最近最少使用：雖然我們無法預知未來，但我們可以總結過去，因此我們可以將最近最少使用的頁調出，因為它們不用的概率更高一些。
“後進先出”的排程思路，顯然是將最後調入的頁，先置換出去。但由於儲存具有“時間區域性性”，因此剛調入主存的頁面，在一段時間內訪問的需求肯定是比較大的。這時，如果將其置換出去，顯然易於造成“顛簸”，因此顯然是不合理的排程演算法。
2、作業系統的結構設計模式有多種，其中“所有處理機執行且共享一個記憶體”的設計結構是***對稱多處理模式***結核，它的特點是***適合共享儲存器結構的多處理系統***。***分析要點：所有處理機就是多處理器***
三、作業系統基本知識——工作原理題
1、虛擬儲存管理系統的基礎是程式的***區域性性***理論。這個理論的基本含義是指程式執行時往往會***不均勻地***訪問記憶體儲器。程式的***區域性性***現在***時間區域性性***和***空間區域性性***上。***時間區域性性***是指最近訪問的儲存單元可能馬上又要訪問。***空間區域性性***是指馬上訪問的單元，而其附近的單元也可能馬上訪問。
根據這個理論，DENNING提出了工作集理論。工作集是程序執行時頻繁地訪問的頁面集合。在程序執行時，如果它的工作頁面都在***主儲存***器內，能夠使該程序有效地執行，否則會出現頻繁的頁面調入/調出現象。
虛擬儲存的核心是“用磁碟等外存去擴充套件主存”，就是將一部分資訊放在磁碟上，等需要時再調到主存中，這樣就可以在“邏輯上擴大主存的空間”。
從中得出兩個結論：
***1***經常會訪問剛訪問過的儲存單元——時間區域性性。
***2***當某個儲存單元被訪問過，其鄰近的單元就很可能被訪問***也就是對儲存訪問有成組的傾向***——空間區域性性。
這也就是說明，對記憶體的訪問是不均勻的，區域性的。而對於最後的問題而言，事實上只要根據“否則會出現頻繁的頁面調入/調出”中可以看出顯然就是當工作頁面都在“主儲存器”中時無須換頁。
2、Windows NT中，執行在核心態的子系統是***執行體***，而程序就是由***執行體***中的***物件管理器***負責建立和刪除的。分析：Windows NT可以分為執行體和保護子系統。前者執行在核心態，後者執行在使用者態。而保護子系統主要包括環境子系統、整合子系統兩類。而Windows NT的程序是由執行體中的物件管理器負責建立和刪除的。每個程序建立時只有一個執行緒，根據需要可以建立更多的執行緒。 四、 原理應用題：
1、程序PA不斷地向管道寫資料，程序PB從管道中讀資料並加工處理，如圖。如果採用PV操作來實現程序PA和程序PB的管道通訊，並且保證這兩個程序並執行的正確性，則至少需要***2個訊號量，訊號量的初值是0、1***
對於訊號量的個數與初值而言，需要掌握以下幾個要點：
***1***控制互斥只需1個訊號量，訊號量的值是“臨界區”的數量***或指可重入的個數***。
***2***控制同步需要2個訊號量，訊號量的值分別用於管理“同步區”的滿值和空值;因此如果“同步區”的個數是1，則可以省去一個訊號。 ***3***經典的“生產者—消費者”問題，是“互斥+同步”的控制，通常需要3個訊號量。
而本題中這個經典的“生產者—消費者”的問題，其中程序PA和程序PB分別是生產者和消費者，管道為臨界區。根據上面的原則，我們知道在程式中應該設定1個同步訊號量***同步區為1***，為1時說明管道已滿拒絕PA再寫入資料，為0時說明管道為空拒絕PB再讀出資料，管道初始是沒有資料的，所以初始值為0***特別情況即管道的大小為1個單位***;程式還需要1理互斥訊號量來保證程式只有一個程序訪問管道，初始值為1。
2、在系統執行的某一時刻中，有A、B兩個程序。除了互斥地使用惟一的“繪圖儀R”之外，不使用其他資源。如圖，用粗實線表示程序在執行，用細實線表示在使用繪圖儀。對於程序A而言，在時間點t1、t2、t3時其狀態分別是***阻塞、執行、就緒***，程序B在這三個時間點的狀態則分別是***執行、阻塞、執行***。
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