丰锋的博客

如图 14 - 1 所示，操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，它位于计算机硬件和用户程序（用户）之间，负责管理计算机的硬件资源，为用户和应用程序提供一个统一的、友好的、安全的接口，使计算机能够高效运行。操作系统具有 4 个基本特征，包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。并发性指的是操作系统可以在一段时间内处理多个任务。共享性指的是操作系统可以让多个进程共享计算机中的各类资源。虚拟性指的是操作系统可以为每个进程提供一个虚拟的计算机环境，包括通过时分复用虚拟 CPU，通过空分复用虚拟内存等。

【考纲内容】1.操作系统的基本概念2.操作系统的发展历程3.程序运行环境(1) CPU 运行模式：内核模式；用户模式(2) 中断和异常的处理(3) 系统调用(4) 程序的链接与装入(5) 程序运行时内存映像与地址空间4.操作系统结构：分层；模块化；宏内核；微内核；外核5.操作系统引导6.虚拟机【考情统计】年份单选题数综合题数总分值考点2009204中断、批处理系统2010204系统调用、中断2011102运行模式2012204。

本章内容较多，主要包括了进程与线程、处理器调度与上下文切换、进程同步和死锁四节内容，这里进行简单地回顾。进程与线程一节，首先引入并介绍了操作系统中重要概念：进程。进程区别于程序，是一个动态的概念，用以描述一个程序在内存中运行的整个过程，包括各种细节和特点。本节中的各个小节，都在围绕着进程的各个特点讲解（线程同理），进程具有动态性、并发性、独立性和异步性四个特性，有 5 种状态（其中 3 种为基本状态），还可以扩展到 7 种状态。这些状态构成了进程的整个生命周期，进程会在这些状态间转换。

可执行存储器与 CPU 直接交互，系统可以在较少的时钟周期内使用一条 load 或 store 指令对其进行访问，相较于辅存储器一般能快 3 个数量级甚至更多。

如果文件占 n 块，并从位置 b 开始，则文件将占有块 b, b + 1, b + 2, …, b + n - 1，如果要访问文件的第 i 块，可以直接访问块 b + i - 1。因此，

本章内容较为分散，主要包括 I/O 管理基础、设备独立软件和外存管理三节内容，这里进行简单的回顾。I/O 管理一节，首先引入了 I/O 设备，并介绍了 I/O 设备的基本概念和常见分类。I/O 设备是区别于处理机、存储器等主机内部设备的外部硬件，I/O 管理是对主机外部硬件的管理。按设备的共享属性可以将设备分为独占设备、共享设备和虚拟设备。

在多道程序系统中，由于进程的并发执行，极大提升了系统效率。然而，多个进程的并发执行也带来了新的问题 —— 死锁。所谓死锁，是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待对方手里的资源），使得各个进程都被阻塞，若无外力干涉，这些进程都无法向前推进。下面通过一些实例来说明死锁现象。先看生活中的一个实例。在一条河上有一座桥，桥面很窄，只能容纳一辆汽车通行。

【考纲内容】（一）进程与线程1.进程与线程的基本概念；进程 / 线程的状态与转换2.线程的实现：内核支持的线程，线程库支持的线程3.进程与线程的组织与控制4.进程间通信：共享内存，消息传递，管道，信号（二）CPU 调度与上下文切换1.调度的基本概念；调度的目标2.调度的实现：调度器 / 调度程序（scheduler），调度的时机与调度方式（抢占式 / 非抢占式），闲逛进程，内核级线程与用户级线程调度3.CPU 调度算法4.多处理机调度5.上下文及其切换机制（三）同步与互斥。

内存管理概念：逻辑地址与物理地址空间，地址变换，内存共享，内存保护，内存分配与回收连续分配管理方式；页式管理；段式管理；段页式管理虚拟内存基本概念；请求页式管理；页框分配与回收；页置换算法内存映射文件（Memory-Mapped Files）；虚拟存储器性能的影响因素及改进方式内存管理和进程管理是操作系统的核心内容，需要重点复习。本章围绕分页机制展开：通过分页管理方式在物理内存大小的基础上提高内存的利用率，再进一步引入请求分页管理方式，实现虚拟内存，使内存脱离物理大小的限制，从而提高处理器的利用率。

由于服务外移，因此，微内核的服务之间的耦合性减弱，可扩展性增强，可维护性增强，在添加服务的时候，不需要去修改最基本的功能，因此，不需要修改内核。对于D，从交互角度看，分时操作系统中交互性问题是关键，用户可以通过终端与系统进行广泛的人机交互，实时系统也具有交互性，但仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序，它的交互性具有很大的局限性。对D，对于不同状态的程序来说，有不同的寄存器可操作，用户态可以把自己运算可以操作的寄存器清零，系统态可以把全部可清零的寄存器清零，所以不能单凭清零的动作判断是在用户态还是系统态。

采用连续分配方式时，会使相当一部分内存空间都处于暂时或永久的空闲状态，造成内存资源的严重浪费，也无法从逻辑上扩大内存容量，因此虚拟内存的实现只能建立在离散分配的内存管理的基础上。当不存在空闲块时，发生页面置换算法。系统根据段号找到对应的段首地址，然后将段首地址与段内地址相加，就得到了物理地址，即物理地址 = 段首地址 + 段内地址，该选项正确。·选项 A ：缺页处理时，当调入新页或更新页的状态等情况发生，必然要修改页表来记录页面的相关信息，如页框号、存在位等，所以修改页表操作一定会发生。