操作系统重点知识总结

第一章引论

1、操作系统定义（P1）

操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。

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使用的程序的集合。

2、操作系统的作用（P2）

1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口

2. OS作为计算机系统资源的管理者

3. OS实现了对计算机资源的抽象

3、推动操作系统发展的主要动力（P4）

1.不断提高计算机资源的利用率

2.方便用户

3.器件的不断更新迭代

4.计算机体系结构的不断发展4、多道批处理系统的特征及优缺点（P8）

特征：多道性、无序性、调度性

优点：

1. 资源利用率高

2. 系统吞吐量大

缺点：

1. 平均周转时间长

2. 无交互能力（单道、多道都是）

5、分时系统和实时系统特征的比较（P12）

1. 多路性（实时系统的多路性主要表现在系统周期性地对多路信息的采集、以及对多个对象或多个执行机制进行控制。分时系统中的多路性则和用户有关，时多时少。）

2. 独立性

3. 及时性:（实时系统对及时

性的要求更严格,实时控制系统以控制对象要求的开始截止时间或完成截止时间来确定。）

4. 交互性:实时系统的交互性仅限于访问某些专用服务程序。

5. 可靠性:实时系统对可靠性的要求更高,否则经济损失及后果无法预料。

6、操作系统的基本特征（P14）

（并发、共享、虚拟和异步其中并发特征是操作系统最重要的特征是其他特征的前提）

1.并发性

2. 共享性（互斥共享方式、同时访问方式）

3. 虚拟性（时分复用技术（虚拟处理机技术、虚拟设备技术）、空分复用技术（虚拟磁盘技术、虚拟存储器技术））

4. 异步性（进程的异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进的）

7、操作系统的主要功能（P18）

1. 处理机管理功能（进程控制（1、进程互斥方式：进程或者线程在对临界资源进行访问时，应采取互斥方式；2、进程同步方式：相互合作去完成共同任务的诸进程货线程）、进程通信、调度（作业调度、进程调度））

2. 存储器管理功能（内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充）

3. 设备管理功能（缓冲管理、设备分配、设备处理）

4. 文件管理功能（文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护）

5. 用户接口（命令接口（联机用户接口、脱机用户接口）、程序接口、图形接口）

第二章进程管理

1、程序顺序执行时的特征（P34）

1. 顺序性：严格按照程序所规定的次序执行。

2. 封闭性：程序在封闭环境下运行，系统中所有资源的状态只有本程序才能改变它。

3. 可再现性：只要初始条件相同，无论怎样执行，其结果都是相同的。

2、程序并发执行时的特征（提高了系统吞吐量）（P36）

1. 间断性：并发执行的实体之间相互制约，造成程序的执行出现间断，而不连续。

2. 非封闭性：多个程序共享系统资源，因而其状态有多个程序改变，从而失去封闭性。

3. 不可再现性：封闭性的失去必然导致不可再现性。

3、进程及其特征（P37）

进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程是程序的一次执行

进程实体：由程序段、相关的数据段和PCB构成

特征：

结构特征

动态性（进程最基本的特征）并发性（引人进程的目的：为了使其进程实体能和其他的进程实体并发执行；而程序（没有建立PCB）不能并发执行）

独立性

异步性

4、进程的基本状态及其转换图（P38）

1.就绪(Ready)状态

2.执行状态

3.阻塞状态（典型事例：请求I/O、申请缓冲空间等）

间片完

5、引入挂起状态的原因（P39）

1. 终端用户的请求

2. 父进程请求

3. 负荷调节的需要

4. 操作系统的需要

6、具有挂起状态的进程状态及其转换图

7、进程控制块及其作用（P41）

PCB是一种数据结构，是进程实体的一部分，记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。

作用：

1. 使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。或者说，OS是根据PCB 来对并发执行的进程进行控制和管理的。

2. PCB是进程存在与否的唯一标志,随着进程的建立而建立,随着进程的撤消而撤消。创建进程就是创建PCB。。。

8、进程之间的两种制约关系（P48）

1.间接制约——竞争资源——进程互斥

2.直接制约——相互合作——进程同步

9、临界资源（P48）

OS中把一次只能被一个进程使用的资源成为临界资源。

10、临界区（P50）

进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

11、同步机构应遵循的规则（P50）

空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待

12、利用信号量实现前驱关系算法

P( 54 ) —— P( 55 )

13、经典同步算法（生产者－消费者问题, 哲学家就餐问题和读者－写者问题）

略

14、进程通信的类型（P65）

低级：信号量

进程通信共享存储器

系统（基于共享数

据结构或存储区的

通信方式）

高级消息传递系统（直接、间接）

管道通信系统

（必须提供的协调

能力：互斥、同步、

确定对方是否存在）15、线程的定义（P72）

现代OS引入的比进程更小的可以独立运行、调度的基本单位，是轻型实体，不拥有资源。

16、线程和进程比较

线程又称为轻型进程，通常一个进程都拥有若干个线程，至少也有一个（多线程OS中的进程不是一个可执行的实体）

1、调度：传统OS中，进程是拥有资源的基本单位，独立调度、分派的基本单位。引入线程后，则把线程作为调度和分派的基本单位，而进程作为拥有资源的基本单位

2、并发性：引入线程的OS 中，进程之间可以并发执行，在一个进程中的多个线程之间也可