操作系统要点.doc
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第一章1操作系统概念:操作系统是管理和控制计算机各种硬件和软件资源,合理的组织计算机的工作流程,以及方便用户的程序的集合2所谓分时是指多个用户分时共享使用同一台计算机,也就是说把计算机的系统资源(尤其是CPU时间)进行时间上分割,即将整个工作时间分成一个个的时间片,每个时间片分给一个用户使用,这样将CPU工作时间分别提供给多个用户使用,每个用户依次地轮流且使用一个时间片。3分时系统的重要指标――响应时间响应时间是分时系统的重要指标,它是用户发生终端命令到系统作出响应间的时间间隔。系统的响应时间主要是根据用户所能接受的等待时间确定的。假设分时系统中进程数为n,每个进程的运行时间片为q,则系统的响应时间为S=n×q。每个进程分到的时间片q由二部分组成,用于对换时间Ts和用于真正处理时间T(计算)。分时系统中时间片q的选择是一个复杂和关键的任务,如时间片选得过大,造成响应时间不变时用户数减少,或造成响应时间过长,当时间片过小时,在一个时间片内切换开销相对增加,一个进程相对要花费更多的时间片才能运行结束,一个进程在系统中的周转时间大大增长。最佳的时间片值应既能使分时用户得到好的响应时间,同时又要使在一个时间片内切换开销相对较小可忽略。UNIX系统是典型的分时系统,UNIX系统是一个多用户,多任务操作系统4习题:1.操作系统是一种﹎A﹎,在操作系统中采用多道程序设计方式能提高CPU和外部设备的﹎B﹎。一般来说,为了实现多道程序设计,计算机需要有﹎C﹎。A:(1)通用软件;(2)系统软件;(3)应用软件;(4)软件包。B:(1)利用效率;(2)可靠性;(3)稳定性;(4)兼容性。C:(1)更大的内存;(2)更快的外部设备;(3)更快的CPU;(4)更先进的终端;()2.分时系统中,为使多个用户能够同时与系统交互,最关键的问题是﹎A﹎,当用户数目为100时,为保证响应不超过2秒;此时的时间片最大应为﹎﹎B﹎﹎。A:(1)计算机具有足够的运行速度;(2)内存容量应足够大;(3)系统能及时地接收多个用户输入;(4)能在一短的时间内,使所有用户程序都能运行;(5)能快速进行内外存对换。B:(1)10ms;(2)20ms;(3)50ms;(4)100ms;(5)200ms。3.在设计分时操作系统时,首先要考虑的是﹎﹎A﹎﹎;在设计实时操作系统时,首先要考虑的是﹎﹎B﹎﹎;在设计批处理系统时,首先要考虑的是﹎﹎C﹎﹎。A、B、C:(1)灵活性和可适应性;(2)交互性和响应时间;(3)周转时间和系统吞吐量;(4)实时性和可靠性。多道程序解决问题:CPU和I/O设备使用忙闲不均(取决于当前作业的特性)。对计算为主的作业,外设空闲;对I/O为主的作业,CPU空闲;硬件技术通道:用于控制I/O设备与内存间的数据传输。启动后可独立于CPU运行,实现CPU与I/O的并行。中断:是指CPU在收到外部中断信号后,停止原来工作,转去处理该中断事件,完毕后回到原来断点继续工作。内存中同时主流多个作业多道批处理的运行特征多道:内存中同时存放几个作业;宏观上并行运行:都处于运行状态,但都未运行完;微观上串行运行:各作业交替使用CPU;优点:资源利用率高:CPU和内存利用率较高;作业吞吐量大:单位时间内完成的工作总量大;缺点:用户交互性差:整个作业完成后或中间出错时,才与用户交互,不利于调试和修改;作业平均周转时间长:短作业的周转时间显著增长;进一步延伸:多道批处理系统例子:doctor------分时系统分时系统实现中的关键问题(1)及时接收设置多路卡,使主机可以同时接受各终端的数据。(2)及时处理在不长的时间内,例如在3秒钟内,就能使每个作业都运行一次(较短的时间),这样方能使用户键入的命令获得及时处理。注意:可以忍受即可例:超市售货员特征(1)共享性对保存在内存和磁盘上的若干作业之间共享CPU(CPU被分配给某个作业仅当该作业在内存)(2)独立性(independence)每个用户各占一个终端,彼此独立操作,互不干扰。(3)及时性(timeliness)用户的请求能在很短时间内获得响应,此时间间隔是以人们能接受的等待时间来确定的,通常为2~3秒。(4)交互性(interactivity)直接的人机交互,提供用户和系统之间的在线通信;操作系统完成了一条命令的执行后,它从用户键盘上寻找下一条控制语句第二章1轮询的工作过程:计算机的早期使用的,假设现在正在执行的用户程序需要一个进行数据输入,cpu就向相应的设备控制器发送一个I/o指令,启动此设备,然后该设备就执行I/o指令,同时将自身的状态标志位(寄存器)设置为忙(1),cpu此时等待并不停的检测设