操作系统期末复习重点(史上最全)

1、操作系统（Operating System）复习要点第一章操作系统：计算机系统中的一组系统软件，由它统一管理计算机系 统的各种资源并合理组织计算机的工作流程，方便用户使用。具有 管理和服务功能操作系统的特征：并发性，共享性，随机性，可重构性，虚拟性。 并发是指计算机系统中同时存在多个程序，宏观上看，这些程序是 同时向前推进的。共享性：批操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源 虚拟性：物理实体转化为若干逻辑上的对应物。操作系统的功能：1，进程管理；2，存储管理；3，文件管理；4，作业管理；5，设备管理；6，其他功能（系统安全，网络通信）。传统OS中，进程是系统调度的最小单位，是程序的一次

2、执行；而 现代OS中则是线程，是程序一次相对独立的执行过程。操作系统的发展历史1, 手工操作：穿孔卡片2, 监督程序一一早期批处理：计算机高级语言岀现，单道批处理单道批处理：串行执行作业中，由监督程序识别一个作业，进行处理后再取下一个作业的自动定序处理方式3, 多道批处理系统 一一现代意义上的操作系统第作业的定义：用户要求计算机系统处理的一个计算问题。（或参考“小结”）作业的两种控制方式1，批处理：操作系统按各作业的作业控制说明书的要求， 分别控制相应的作业按指定步骤执行。2，交互：在作业执行过程中，操作系统与用户之间不断交 互作用。作业调度：从后备作业队列中选取某个作业投入主存参与多道运 行

3、。调度算法原则：尽可能运行更多的作业，优先考虑短作业； 使处理机保持繁忙，优先考虑计算量大的作业； 使I/O设备保持繁忙，优先考虑I/O繁忙的作业； 对所有的作业都是公平合理的。选择原则：选择的调度算法与系统的整体设计目标一致； 注意系统资源的均衡使用，使 I/O作业与CPU作业 搭配合理； 作业应该在规定时间内完成，能缩短作业周转时间。多道批处理：允许多个程序同时存在于主存之中，由中央处 理机以切换方式为之服务，使得多个程序可以同时”执行。操作系统分类：批处理 OS，分时OS,实时OS，嵌入式OS，个 人计算机OS，网络OS，分布式OS，智能卡OS。操作系统类型：批处理 OS，分时OS，实时

4、OS，网络OS，分布 式OS。分时系统：支持多个终端用户共享一个计算机系统而互不干扰，能 实现人机交互的系统。特点：支持多用户，具有同时性、独立性、及时性、交互性。 实时系统：使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且在 严格的规定时间内处理结束、再给岀反馈信号的系统。特点：及时响应，快速处理，安全可靠。宏观和微观两个发展方向： 网络OS、分布式OS （大型系统）、嵌 入式OS （微机）研究操作系统的几种视角： 软件的视角、用户接口、资源管理、虚 拟机、服务提供者视角章调度性能的衡量一一周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间周转时间=完成时间一提交时间；运行时间=完成时间一

5、开始时间；带权周转时间=周转时间-运行时间；响应比=1+等待时间运行时间调度算法：（注意：一律以小时为单位）FCFS:按到达先后顺序执行;短作业优先法：按运行时间最短优先；响应比优先法：按响应比最高的作业优先，注意每执行完一次作业计算一次响应比 。交互式作业的管理一接口（操作控制命令菜单技术窗口技术）：字符（命令行）、菜单、图形用户和操作系统之间的接口： 程序一级接口作业控制一级接口P42中的第二题（应用题），必做。AVV*第二早进程的定义：具有独立功能的并行程序一次执行过程进程和程序的区别与联系:区别：程序是指令的有序集合，静态；进程是程序的一次运行活 动，动态； 进程是一个独立运行单位，

6、共享资源的实体， 能并发执行； 而程序不能。联系：一个程序对应多个进程，一个进程至少对应一段程序； 静态地观察进程，与程序一样都由指令集和数据构成。 进程的特征： 动态性、并行性、独立性，异步性，结构性。进程控制块(PCB):管理和控制进程 进程标识符 现行状态 CPU 状态保护区 进程程序起始地址 资源清单 进程优先数 队列指针或队列表进程的互斥： 进程对某一资源进行请求时， 当且仅当只许一个使用。进程的同步： 异步环境下， 一组并发进程因直接制约而互相发送 消息，进行互相合作，互相等待，使得各进程在时间 上先后次序的过程。临界区： 访问临界资源的那段程序临界资源： 一次仅供允许一个进程使用

7、的资源临界区的调度原则： 互斥访问，空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待信号量和 P、V 操作 :P ( S):每执行一次，申请一次单位资源。S: =S+1S0，继续执行；S0 :继续执行；swo，从信号量的等待队列中移出一个进程赋予其就绪状态 。读者和写者问题:beginS , Sr , Semaphore ;rc : integer ;S := 1; Sr := 1;/S 是判断写者， Sr 是判断读写权利Rc := 0 ;/ 判断读者是否存在cobeginPROCESS readr i (i=1,2,)BeginP(Sr);rc :=rc +1;if rc=1 then P(S);V(

8、Sr);read file F ;进程和线程的区别:线程是进程内一个可独立执行的子任务，基本上不拥有或少量拥有资源。进程的状态: 就绪状态，自由状态(执行状态和阻塞状态) 状态转换: .原因是自身的推进和外界条件的变化。执行T阻塞：某一事件的请求执行； 阻塞T就绪：事件结束，等待调度； 就绪T执行：处理机分配进程。P(Sr);rc := rc -1;if rc=0 then V(S); V(Sr);end;PROCESS Writer j (j=1,2,)beginP(S);write file F; V(S);end;coend;end;生产者和消费者问题 :begin semaphore

9、,mutex ,empty ,full;mutex:=1, empty:=n, full:=0;cobeginproducer:beginL1:produce next message;P(empty);P (mutex);Add to buffer;V(mutex);V(full);Goto L1;consumer: beginL2:P(empty);P (mutex);Take from buffer;V(mutex);V(full);Consume product;Goto L2;End;coend;End;进程调度引起调度的原因： 正在执行的进程执行完毕 执行中进程阻塞自己，进行等待状

10、态 执行中进程提出 I/O 请求后被阻塞 执行中进程执行了某种原语操作而阻塞 在分时系统中， 分配给该进程运行时间片已用 宀完 在执行完系统调用， 当系统程序返回用户进程 时，可认为系统进程执行完毕，可调度选择新一 个用户进程执行 可剥夺方式下，就绪队列中，某进程优先级高 于当前执行进程调度算法：FCFS、短进程优先、最高优先级优先（剩余作业最短优先、高响应比者优先） 、轮转法（简单轮转，可变时间轮转，多队 列轮转）态。引起死锁的原因：当进程提出资源请求时，而系统中多道程序共享的系统资源不足；进程推进顺序非法。两种资源：永久性资源：可供进程重复使用的资源消耗性资源： 由某个进程产生而由另一个进

11、程消耗的 资源死锁产生的四个必要条件： 互斥条件请求和保持条件不剥 （只要死锁， 4 个同时成立） 夺条件循环等待条件 死锁的解决： 预防、检测和恢复死锁定理： 当且仅当当前状态的进程资源图是不可完全化简。 死锁的解除： 资源剥夺法撤销进程法死锁 的定义： 计算机系统和进程所处的一种状态，当某进程提出资源请求后， 使得若干进程在无外力作用下永远不能继续前进的状第四章 最佳适应： 按作业要求选择一个能满足作业要求的最小最合适的空闲区 最坏适应： 以最大空闲区进行分配作业 基址寄存器：存放作业所占分区的起始地址 限长寄存器：存放作业所占分区长充度 可重定位分区分配原理（消除碎片） ：移动所有已分配

12、区的内容， 使原来不连续的若干个小的空闲区合并成一个较大的空闲区， 以存 放更多作业。多重分区分配管理，不仅部分解决了零头，而且也便于诸作业共享 使用公共的子程序和数据。? 换算法则页（段）内位移 =逻辑地址 %页（段）长= 逻辑地址该页 （段）首地址 块（閔起始地址=块（段）号X块（閔长如题无说明，页长 = 块长页面页号 = 逻辑地址 / 页长分页存储管理实现原理：保持页面在逻辑上的连续性情况下，分页存储器把一个 作业存放到若干个不相邻的大小相等的分区中。地址映射：绝对地址=块号X块长+页内位移虚存管理技术请求页式管理空闲区原理：当地扯映射机构遇到一个具有状态为 N 的页时，便产生一存储管理

13、的目的和功能： 对主存空间进行分配和管理 提高主存的利用率 “扩充”主存容量 实现地址的变换 存储分配：直接方式： 编译时，直接使用实际的存储器地址 静态分配： 装入内存时直接确定主存中的相对位置 动态分配： 静态分配后，允许浮动和临时申请附加空 间重定位： 逻辑地址和物理地址逻辑地址： 目标模块的地址物理地址（绝对地址） ： 单位编号静态重定位： 装入作业时，把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对址址动态重定位： 在程序执行过程中，当访问指令或数据时才进行的 地址变换方法实存管理技术（重）固定式分区： 在处理作业之前把存储器划分成若干个确定个数的分 区，每个分区大小不变。优点：硬件支持小

14、，不受某个作业干扰或破坏系统和其他作业 缺点：多个作业共享时，区内零头过多，空间严重浪费 可变式分区原理：在作业执行之前不建立分区，而在处理作业中进 行，其大小根据需求而改变。优点：主存利用率高，更好适应多作业共享。 缺点：检查、回收分区次数高计算量过大；需要大量的空表目 登记占用分区和空闲区可变式分区的管理算法：首次适应： 系统顺序查找空闲表，把作业装入最先能满足要求的 个缺页中断，请求操作系统装入所需的页，调整页面映象表，然后 重启该指令优点：不必将地扯空间限定在主存物理空间范围内；有效解决碎片问题，利于多道程序执行。 缺点：管理复杂，易因置换算法不当产生抖动 页面置换算法（重） ：先进先出算法，最近最久未用页面算法 分段存储管理 原理：系统为每个进程建立一个段表和一个段表控制寄存器，通过 它们分段存储进行管理。地址映射：绝对地扯=段起始地址 +段内位移 要求有相应硬件支持P132 第二题（计算题） 必做 如果作业较多，也会有空间浪费第五章I/O 设备的分类I/O 类设备： 以字节为单位进行数据交换。 eg ：打印机、扫描仪 存储类型设备： 存储程序和数据。 eg: 磁盘、磁带、光盘 网络通信设备： 交换、共享数据。 eg: 各种网络接口，调制解调器I/O控制方式的发展：循环测试T程序中断T DMA T通道技术通道的类型： 字节多路、数据