操作系统复习

1.1操作系统：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度以及方便用户的程序集合。

1.2 OS的基本类型：.批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统，个人操作系统，网络操作系统
1.3 OS 几大特征：并发性（最基本），共享性，虚拟性，异步性P13
1.4多道程序设计技术：两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始到结束之间的状态。

多道OS优点：资源利用率高，系统吞吐量大，平均周转时间长，无交互能力。

1.5现代OS的主要目标是：有效性方便性开放性可扩充性
1.6 OS 的特点：分层次结构，，
2.1 前驱图是用于描述程序执行先后顺序的，有向无循环图。

程序顺序执行时具有：顺序性，封闭性，可再现性。

（只有不存在前驱关系的程序之间才可以并发执行）
2.2 进程的特征：动态性，并发性，独立性，异步性。

进程是程序的一次执行
2.3 进程三种状态的转换就绪状态，执行状态，阻塞状态
2.4 PCB及其状态PCB 是进程存在的唯一标志，
批类操作
3.1 处理机调度层次：高级调度（作业调度，根据算法把后备队列中的作业调入内存，主要用于多道批处理系统），低级调度（进程调度，保存处理机的现场信息，按算法的先取进程，再把处理器分配给进程，最基本的调度），中级调度（内存调度，提高内存利用率和系统吞吐量，实际上是存储器管理中的对换功能，使暂时无用进程调至外存等待，把进程状态变换为就绪或挂起）三种调度的运行频率：低>中>高
3.2处理机调度的共同目标：资源利用率，公平性，平衡性，策略强制执行
批处理系统目标：平均周转时间短，系统吞吐量高，处理机利用率高；分时系统目标：响应时间快（对交互性作业），均衡性；实时系统：截止时间的保证，可预测性。

3.3 作业调度，将外存作业调入内存，创建PCB等，插入就绪队列
3.4 选择调度方式和算法的若干准则：（面向用户）1.周转时间短（常用于批处理系统）：作业从提交→完成的时间.分为：（驻外等待调度时间，驻内等待调度时间，执行时间，阻塞时间）2．响应时间快：（对交互性作业）概念：键盘提交请求到首次响应时间（输入传送时间，处理时间，应传送时间）
3．截止时间的保证（特别于实时系统）；4．优先权准则：（即需要抢占调度）
面向系统的准则：1．吞吐量高（特别于批处理）：单位时间完成作业数，2．处理机利用率好：（因CPU贵，特别于大中型多用户系统）3．各类资源的平衡利用
3.5先来先服务和短作业（进程）优先调度算法：简单，有利于长作业即CPU繁忙性作业
短作业进程优先调度算法：SJ(P)F
优点：提高了平均周转时间和平均带权周转时间（从而提高了系统吞吐量）
缺点：对长作业不利，有可能得不到服务（饥饿）估计时间不易确定
优先权调度算法类型：非抢占式优先权算法，抢占式优先权算法，实时性更好
静态优先权动态优先权
高响应比优先算法：响应比Rp=（等待时间＋服务时间）/服务时间
作为优先权，Rp=（Tw+Ts）/Ts （1）短作业RP大；（2）Ts（要求服务时间）相同的进程间相当于FCFS；（3）长作业等待一段时间仍能得到服务
3.6 进程调度方式：非抢占式（实时性低），抢占方式（遵循优先权原则，短进程优先原则，时间片原则）
调度算法的特点
3.7 死锁：多个进程在运行过程中因相互竞争资源而造成一种都无法向前推进的状态
可能原因：竞争资源产生死锁；进程推进顺序不当引起死锁
3.8 产生死锁的必要条件：互斥条件（资源的临界性），请求和保持条件，不可剥夺条件，．环路等待。

处理死锁的方法：预防，避免，检测，解除
3.9安全状态，按某种顺序并发进程都能达到获得最大资源且能顺序完成的进程序列为安全序列，能找到安全序列的状态为安全状态。

4.1存储管理的任务：为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率，能够从逻辑上扩充存储器
存储管理的功能：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充
4.2 编辑――〉编译――〉链接――〉装入――〉运行
地址变换？完成：逻辑页号 物理块号的映射，由页表完成
基本地址变换机构：越界保护，每个进程对应一页表，其信息（如长度、始址）放在PCB 中，执行时将其首地址装入页表寄存器。

4.3 具有快表的地址变换机构
不具快表，则需两次访问内存（1）访页表（2）得到绝对地址内容 有快表，速度提高，快表贵，不能太多
（逻辑地址，物理地址）
动态重定位的引入：连续式分配中，总量大于作业大小的多个小分区，但每个分区不能容纳作业，动态重定位的实现——紧凑
通过作业移动将原来分散的小分区拼接成一个大分区，作业的移动需重定位
页表寄存器逻辑地址具有快表的地址变换机构
越界中断
物理地址
分段系统地址变换机构
虚拟存储器的特征：多次性(局部装入，多次装入)，对换性，虚拟性.
重定位：对相对地址中的指令和数据地址的调整过程
地址重定位
5.1 页面置换算法（缺页）：
最佳置换算法（理论上最佳，但很难实现）：淘汰最久时间不会用到的页面先进先出（FIFO）页面置换算法：淘汰最先进入内存的页面
最近最久未用置换算法（LRU）：淘汰最近最久未使用的页面
6.1 SPOOLing技术是对脱机输入/输出系统的模拟
spooling OS 的特点：
提高了I/O的速度，将独占设备改造为分享设备，实现了虚拟设备功能
设备独立性软件，设备独立性概念：
即设备无关性，指应用程序独立于具体使用的物理设备。

（逻辑设备，物理设备）
优点：设备分配更灵活，逻辑设备和物理设备间可以是多——多的映射关系,提高了物理设备的共享性，以及使用的灵活性。

如：某逻辑名可对应这一类设备，提高均衡性与容错性，几个逻辑名可对应某一个设备，提高共享性
易于实现I/O重定向，不变程序，只需改变LUT表的映射关系
缓冲管理，缓冲技术
7.1文件存储空间的管理：空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法
文件的逻辑结构，物理结构及其之间的关系
1.文件的逻辑结构：顺序、索引文件、索引顺序
2.文件的物理结构（外存的分配方式）：连续分配、链接分配（隐式、显示／ＦＡＴ）。