2026【软考程序员】备考：操作系统与机制详解

批处理操作系统：单道批和多道批操作系统。

分时操作系统：一个计算机系统与多个终端设备连接，特点：多路性、独立性、交互性和及时性。

实时操作系统：实时控制系统和实时信息系统，交互能力要求不高，可靠性要求高。

网络操作系统：方便有效共享网络资源，提供服务软件和有关协议的集合，主要的网络操作系统有：Unix、Linux和Windows Server系统。

分布式操作系统：任意两台计算机可以通过通信交换信息，是网络操作系统的更高级形式，具有透明性、可靠性和高性能等特性。

微机操作系统：Windows：Microsoft开发的图形用户界面、多任务、多线程操作系统和Linux：免费使用和自由传播的类Unix操作系统，多用户、多任务、多线程和多CPU的操作系统。

嵌入式操作系统：运行在智能芯片环境中，特点：微型化、可定制、实时性、可靠性、易移植性。

2.进程三态模型

三态模型：哪三种状态和状态之间的转换。

3.信号量机制

进程通信：各个进程交换信息的过程。

分类：同步（直接制约）、互斥（申请临界资源间接制约）。

信号量S：整型变量，并根据控制对象进行赋值。S≧0表示资源可用数，S<0表示排队进程数。

分类：公用信号量（互斥）、私用信号量（同步）。

4.PV机制、互斥和同步

互斥模型：多进程共享一台打印机。

同步模型：单缓冲区生产者、消费者问题；多缓冲区生产者、消费者问题。

在单缓冲区生产者消费模型中：s1、s2是同步信号量，s1的初值为1，s2的初值为0。

如果是多缓冲区生产者消费者问题，则：s1、s2是同步信号量，s1的初值为n，s2的初值为0（n表示缓冲区可以容纳的产品数量）。

5.虚拟存储器

虚拟存储器：利用外部辅存暂存主存待加载的数据，组成主存+辅存的虚拟存储结构。

虚拟存储器的最大容量是由计算机系统的地址结构和外存空间决定的。

采用虚拟存储器的目的是扩大用户的地址空间。

局限性：时间局限性、空间局限性。

实现方式：请求分页系统、请求分段系统、请求段页式系统。

6.磁盘调度

磁盘调度：采用适当的调度算法，使各进程对磁盘的平均访问时间最小。

硬/磁盘的主要技术指标：道密度、位密度、存储容量、平均存取时间、寻道时间、等待时间、数据传输率。

数据读取时间：通常由磁道搜索、扇区搜索、数据传输三个部分组成。

驱动调度：先来先服务、最短寻道时间优先、扫描算法、单向扫描调度算法。

7.磁盘调度算法

先来先服务算法：该算法实际上不考虑访问者要求访问的物理位置，而只是考虑访问者提出访问请求的先后次序。有可能随时改变移动臂的方向。

最短寻找时间优先调度算法：从等待的访问者中挑选寻找时间最短的那个请求执行，而不管访问者的先后次序。这也有可能随时改变移动臂的方向。

电梯调度算法：从移动臂当前位置沿移动方向选择最近的那个柱面的访问者来执行，若该方向上无请求访问时，就改变臂的移动方向再选择。

单向扫描调度算法。不考虑访问者等待的先后次序，总是从0号柱面开始向里道扫描，按照各自所要访问的柱面位置的次序去选择访问者。在移动臂到达最后一个柱面后，立即快速返回到0号柱面，返回时不为任何的访问者提供服务，在返回到0号柱面后，再次进行扫描。

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