操作系统全知识点详解与练习

"操作系统练习题.doc" 操作系统是计算机系统的核心组件，负责管理和协调计算机硬件与软件资源，以提供高效、安全的运行环境。本资源提供的练习题涵盖了操作系统的主要知识点，包括操作系统的目标、作用、定义，以及操作系统的发展过程和基本特征。 操作系统的目标主要有两个：一是提高系统资源的利用率，二是为用户提供方便、高效的接口。它的作用在于管理和调度计算机的硬件资源，如处理器、内存、I/O设备等，并提供多任务和多用户环境。操作系统的发展历程可大致分为单道批处理、多道批处理、分时系统和实时系统等阶段，每阶段因应不同的需求和技术发展而产生，如多道批处理提高了硬件的利用率，分时系统则实现了多个用户同时交互使用计算机。 操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。其中，并发性指的是多个事件在同一时间段内发生，而并行性则是在同一时刻发生；程序在操作系统中被表现为进程，进程具有独立性、动态性、结构性和异步性等特征，而并发与并行是进程在不同条件下的表现形式。进程与程序的区别在于，程序是静态的，而进程是动态的执行实体。线程是进程内的一个执行单元，它共享进程的资源，但拥有自己的栈空间。 在进程管理部分，前趋图用于描述进程间的执行顺序，顺序程序与并发程序的主要区别在于是否支持同时执行。进程的定义是一个由操作系统分配资源的独立执行单位，其基本状态包括就绪、运行和阻塞。原语是操作系统内不可中断的操作，用于控制进程状态的转换。核心态和用户态是处理机的两种执行状态，核心态具有更高的权限，可以执行特权指令。进程间的关系主要包括同步和互斥，前者涉及进程间的有序协作，后者涉及对临界资源的独占访问。临界区是指进程中访问临界资源的那段代码，而PCB（进程控制块）存储了进程的状态和控制信息。 处理机调度的目标是高效地分配CPU，常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最短剩余时间优先（SRTN）和最高响应比优先（HRN）。调度算法的评估指标包括周转时间、带权周转时间、响应时间等。实时调度则根据调度策略的不同，可以分为抢占式和非抢占式。 死锁是操作系统中的一种有害现象，定义为两个或多个进程相互等待对方释放资源而无法继续执行。死锁的四个必要条件包括互斥、占有并等待、无剥夺和循环等待。处理死锁的方法包括预防、避免和检测恢复，银行家算法是一种避免死锁的策略。死锁定理指出，如果系统状态满足资源分配图中无环路的条件，则系统不会出现死锁。 在处理机调度的练习题中，给出了不同调度算法下进程的周转时间和带权周转时间的计算问题，这是评估调度效率的关键指标。通过对这些概念和算法的深入理解和应用，可以更好地掌握操作系统的本质和实际操作。