操作系统错题知识点(不再更新)
第一章 操作系统概述
- 从用户的观点看,操作系统是 用户与计算机之间的接口。
- 多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源,并不是真正地同时执行多个作业;而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU,能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理,必须采用 多道程序设计 技术,而 多道程序设计 原则上不一定要求多重处理系统的支持。多重处理系统比起单处理系统来说,虽增加了硬件设施,却换来了提高系统吞吐量、可靠性、 计算能力 和并行处理能力等好处。
- 批处理操作系统
- 批处理(Batch Processing)操作系统的工作方式是:用户将作业交给系统操作员,系统操作员将许 多用户的作业组成一批作业 ,之后输入到计算机中,在系统中形成一个 自动转接的连续的作业流 ,然后启动操作系统,系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结果交给用户。批处理操作系统的特点是:多道和成批处理。
- 分时操作系统
- 分时(Time Sharing)操作系统的工作方式是:一台主机连 接了若干个终端 ,每个终端有一个用户在使用。用户 交互式地向系统提出命令请求 ,系统接受每个用户的命令,采用 时间片轮转 方式处理服务请求,并通过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据上步结果发出下道命令。 分时操作系统 将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片。操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。分时系统具有 多路性、交互性、“独占”性和及时性 的特征。多路性指, 同时有多个用户使用一台计算机 , 宏观上看是多个人同时使用一个CPU , 微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU 。交互性是指,用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步)。“独占”性是指,用户感觉不到计算机为其他人服务,就像整个系统为他所独占。及时性指,系统对用户提出的请求及时响应。它支持位于不同终端的多个用户同时使用一台计算机,彼此独立互不干扰,用户感到好像一台计算机全为他所用。 常见的通用操作系统是分时系统与批处理系统的结合。
- 其原则是: 分时优先,批处理在后 。“前台”响应需频繁交互的作业,如终端的要求; “后台”处理时间性要求不强的作业。
- 实时操作系统
- 实时操作系统(RealTimeOperatingSystem,RTOS)是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是:对外部请求在 严格时间范围内做 出反应,有高可靠性和完整性。其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。此外,实时操作系统应有较强的容错能力。
- 网络操作系统
- 网络操作系统是基于 计算机网络 的,是在各种 计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件,包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是 相互通信及资源共享 。在其支持下,网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。其主要特点是与网络的硬件相结合来完成网络的通信任务。
- 分布式操作系统
- 它是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算机通过 网络被连结在一起 ,可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统(DistributedSystem) 。它在资源管理,通信控制和操作系统的结构等方面都与其他操作系统有较大的区别。由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机上,操作系统对用户的资源需求不能像一般的操作系统那样等待有资源时直接分配的简单做法而是要在系统的各台计算机上搜索,找到所需资源后才可进行分配。对于有些资源,如具有多个副本的文件,还必须考虑一致性。所谓 一致性是指若干个用户对同一个文件所同时读出的数据是一致的 。为了保证一致性,操作系统须控制文件的读、写、操作,使得多个用户可同时读一个文件,而任一时刻最多只能有一个用户在修改文件。分布操作系统的通信功能类似于网络操作系统。由于分布计算机系统不像网络分布得很广,同时分布操作系统还要支持并行处理,因此它提供的通信机制和网络操作系统提供的有所不同,它要求通信速度高。分布操作系统的结构也不同于其他操作系统,它分布于系统的各台计算机上,能并行地处理用户的各种需求,有较强的容错能力。 进程调度是由软件实现的,不需要硬件的直接支持。
- 批处理系统的目的是提高系统吞吐量和资源的利用率,其缺点是 无 交互性 。
- 批处理系统特点:
- 优点:资源利用率高,系统吞吐量(系统在单位时间内所完成的总工作量)大。
- 缺点:平均周转时间(从作业进入系统开始,直至作业完成并退出系统为止所经历的时间)长,且无交互能力(用户一旦将作业提交给系统,直至作业完成,用户都不能作业进行交互,这对修改与调试程序均是不方便的)。
- 分时系统特点:人机交互:能够边运行边修改;共享主机:当使用计算机时感觉是自己独占主机,不仅能够随时与计算机进行交互,并且感觉不到其他用户也在使用该计算机。
- 时间换空间 ,请求分页、请求分段、请求段页式,这些都是让访问时间增加了,但是扩充了主存的逻辑容量,使得大于主存容量的程序也可以得到执行。
- 空间换时间,各类的缓冲区、缓冲池都是的,本来需要在速度很慢的设备上I/O的,但是自从划分了些存储区域做缓冲,那么就可以减少访问时间啊。再如UNIX的文件系统中的超级块被放在内存中,减少访问时间。
- SPOOLing技术是在通道技术和多道 程序设计基础 上产生的,它由 主机 和相应的通道共同承担作业的输入输出工作,利用磁盘作为后援 存储器 ,实现 外围设备 同时联机操作。
- 覆盖:把一个程序划分为一系列功能相对独立的程序段,让执行时不要求同时装入内存的程序段组成一组(称为覆盖段) ,共享主存的同一个区域,这种内存扩充技术就是覆盖。
- 对换:是指将暂时不用的某个进程及数据(首先是处于阻塞状态优先级最低的)部分(或全部)从内存移到到外存(备份区或对换区)中去,让出内存空间,同时将某个需要的进程调入到内存中,让其运行。
- 计算机系统是由 硬件 系统和 软件 系统两部分组成。
- 采用多道程序设计技术能充分发挥 CPU 和 外设 并行工作的能力。
- 多道程序设计的特点是 多道、 宏观上并行、 微观上串行 。
- 操作系统向用户提供了两类借口,一类是 命令级接口 ,另一类是 程序级接口 。
- 操作系统是计算机系统中的一个 系统软件,他管理和控制着计算机系统中的 软件和硬件资源 。
- 与许多个用户以交互使用计算机的操作系统称为分时操作系统 。
- 与许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为 批处理操作系统 。
- 对系统的总体设计目标来说,批处理操作系统应注重提高计算机的效率,尽量增加系统的 平均吞吐量 ,分时操作系统应保证用户 所能忍受的响应时间 ;而实时操作系统则应在保证及时响应和处理有关事件的前提下,再考虑 系统资源的利用率 。
- 为了实现多道程序设计,计算机系统在硬件方面必须提供两种支持,它们是 中断 和 通道 。
- 批处理系统的基本特征是“批量”, 它把提高 作业的吞吐量 作为主要设计目标,同时也兼顾作业的 周转时间。
- 单道批处理系统是在解决 人机矛盾 和 CPU与I/O设备 的矛盾中发展起来的。
- 为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,出现了批处理系统。它按发展历程又分为单道批处理系统、多道批处理系统(多道程序设计技术出现以后)。
- 操作系统的基本功能包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。除此之外还为用户使用操作系统提供了用户接口。
- 通用操作系统:具有多种类型操作特征的操作系统。可以同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能,或其中两种以上的功能。
- 在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念,其目,的是为了提高CPU的利用率。
- 分时操作系统的主要特征有三个 多路性、交互性、独占性。
- 分时操作性痛和实时操作系统的主要区别是 及时性和高可靠性 。
- 于程序和数据都在 外围机的控制下 完成,或者说,他们在脱离主机的情况下进行的,故此称为脱机输入/输出 ,反之,在 主机的直接控制下 进行的输入/输出的方式称为联机输入/输出方式。
- 并发和共享 是操作系统的两个最基本的特征,两者互为存在条件。
- 一般系统的性能指标有:
- 1、响应时间(系统为其服务所耗费的时间)。
- 2、 吞吐率 (简单讲就是系统在每单位时间内能处理多少个事务/请求/单位数据等)。
- 3、 资源利用率 (常见的资源有:CPU占用率、内存使用率、磁盘I/O、网络I/O)。
- 4、点击数(单位时间内,系统响应客户的请求,