陕西师大《操作系统》高起专作业详解与关键知识点

陕西师范大学的《操作系统》（高起专）考评作业包含了丰富的操作系统理论知识，涵盖了操作系统的基本概念、体系结构以及常见的操作系统的特性与管理。以下是一些关键知识点的详细解读： 1. **系统软件基础** - 计算机硬件的第一层软件是操作系统，它是所有计算机必不可少的基础，负责管理和调度硬件资源。 2. **操作系统目标** - 操作系统设计追求有效性，即系统能高效地使用资源并提供一致的服务。 3. **批处理系统缺点** - 批处理系统最大的缺点是缺乏交互性，用户无法实时监控程序运行，分时系统应运而生以解决这个问题。 4. **多道批处理系统优势** - 进入多道批处理系统的主要目的是提升计算机的利用率，允许同时处理多个任务。 5. **分时系统与实时系统比较** - 分时系统在交互性和及时性上有优势，而实时系统在可靠性方面更强，根据应用需求选择合适的系统。 6. **虚拟处理机** - 分时系统通过虚拟处理机技术实现多用户共享物理处理器，理论上虚拟处理机速度是物理机速度的1/n，不计切换时间。 7. **地址变换** - 动态地址重定位是指在执行指令阶段根据需要改变指令或数据的内存地址，需要硬件支持。 8. **不可中断程序段** - 在操作系统中，核心程序段（如操作系统内核）通常在执行过程中不允许被中断，这可能涉及特权模式和保护机制。 9. **微内核技术** - 微内核技术的核心是模块化设计，采用微服务架构，常结合模块加载技术来构建系统。 10. **进程构成** - 进程由程序、数据和进程控制块（PCB）组成，后者记录了进程状态和资源信息。 11. **分时系统调度** - 时间片轮转调度中，未完成时间片的进程会从执行状态转为等待状态，等待下一次调度。 12. **线程与调度** - 在内核级线程中，线程是资源分配的基本单位，也是调度的基本单元。 13. **进程同步** - 除了信号量机制，可以使用互斥量（mutex）机制来实现进程同步和互斥。 14. **进程通信** - Unix的高级通信方式之一是基于文件的通信，即管道（pipe）通信。 15. **调度算法** - 响应比高的进程优先调度算法综合了短进程优先（SRTF）和优先级调度的优点。 16. **死锁原因** - 死锁产生的原因包括资源竞争和循环等待，即多个进程互相等待对方释放资源。 17. **内存管理** - 可变分区管理采用最先适应策略时，空白分区按照大小顺序链接。 18. **虚拟存储器** - 实现虚拟内存基于地址映射原理，常用的技术包括页面置换和快表（TLB）加速。 19. **LRU算法** - 最近最少使用（LRU）算法用于内存管理，淘汰最长时间未使用的页面。 20. **I/O控制** - 计算机控制I/O通常涉及设备独立性（DMA）技术，让CPU不必全程参与数据传输，提高效率。 这些知识点展示了操作系统设计的关键要素，涵盖了系统架构、调度、内存管理、进程通信和并发控制等多个方面。通过深入理解和掌握这些内容，有助于学生更好地理解操作系统的工作原理和实践应用。