操作系统原理知识点总结
操作系统原理重点知识点
注意：大题必看否则很难及格！1、什么是操作系统：操作系统是配置在计算机硬件上带第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
2、操作系统的作用：OS作为用户与计算机硬件系统之间带接口、OS作为计算机系统资源带管理者、OS实现啦对计算机资源带抽象3、操作系统的目标：有效性、方便性、可扩充性、开放性4、操作系统基本特征（并发性共享性虚拟性异步性）其中最重要的特征是并发性5、操作系统带主要功能：处理机管理存储器管理设备管理文件管理用户接口6、进程的三种基本状态：就绪---（进程调度）---执行---（I/O请求）---阻塞---（I/O完成）---就绪执行---（时间片用完）---就绪（P38页）7、进程的特征：动态性并发性独立性异步性8、批处理系统带特征：脱机多道成批处理9、分时系统带特征：多路性独立性及时性交互性10、常用I/O控制方式有：程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式、通道方式。
11、为什么要引入缓冲区？(1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
(2) 减少对CPU 的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制。
(3) 提高CPU和I/O设备之间的并行性12、SPOOLing系统由哪几部分组成？以打印机为例说明如何利用该技术实现多个进程对打印机的共享？组成：输人井和输出井输入缓冲区和输出缓冲区输入进程和输出进程对所有提出输出请求的用户进程，系统接受它们的请求时，并不真正把打印机分配给它们，而是由输出进程在输出井中为它申请一空闲缓冲区，并将要打印的数据卷入其中，输出进程再为用户进程申请一张空白的用户打印请求表，并将用户的打印请求填入表中，再将该表挂到打印机队列上。
这时，用户进程觉得它的打印过程已经完成，而不必等待真正的慢速的打印过程的完成。
当打印机空闲时，输出进程将从请求队列队首取出一张打印请求表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传到内存输出缓冲区，再由打印机进行输出打印。
打印完后，再处理打印队列中的一个打印请求表，实现了对打印机的共享。
操作系统原理知识知识点复习_梁光祥
目录第一章操作系统概论 (2)1.1 操作系统概念 (2)1.2 操纵系统的主要功能 (2)1.3 操作系统的基本特征 (3)1.4 操作系统的逻辑结构和运行模型 (3)1.5 操作系统的形成与发展 (3)1.6 操作系统主要类型 (3)第二章进程管理 (4)2.1．进程概念 (4) (4)2.2．进程控制 (5)2.3．进程互斥与同步 (5)2.4．进程通信 (5)2.5.线程 (5)第三章处理器调度与死锁 (6)3.1．处理器调度 (6)3.2．死锁 (7)第四章存储管理 (8)4.1．程序的链接和装入 (8)4.2．分区式存储管理 (8)4.3．分页式存储管理 (8)4.4．分段式存储管理 (9)4.5．段页式存储管理 (9)4.6．虚拟存储管理 (10)第五章设备管理 (11)5.1．输入输出系统 (11)5.2．输入输出控制方式 (11)5.3．缓冲技术 (14)5.4．分配策略： (14)5.5．输入输出软件 (14)5.6．虚拟设备 (14)5.7．磁盘存储管理 (14)第六章文件管理 (15)6.1．概述 (15)6.2文件数据的组织和存储 (15)6.3．文件目录 (15)6.4．文件储存空间管理 (16)第一章操作系统概论1.1操作系统概念1.配备操作系统的目的1)方便人们使用计算机2)有效管理计算机2.操作系统的目标1)有效地管理计算机的硬件和软件资源2)提高系统效率3)具有可扩充性4)具有开放性5)具有可靠性6)具有可移植性1.2操纵系统的主要功能1.处理器管理功能1)进程控制2)进程同步3)进程通信4)调度2.存储管理功能1)内存的分配与回收2)内存保护3)地址映射4)内存扩充5)内存共享3.设备管理功能1)缓冲管理2)设备分配与回收3)设备驱动4)实现设备独立性5)实现虚拟设备4.文件管理功能1)文件的存储空间管理2)目录管理3)文件的读写管理4)文件保护5.网络功能1)网络资源管理2)网络通信管理3)网络管理6.用户接口1)命令接口2)程序接口3)图形接口1.3操作系统的基本特征1.并发2.共享3.异步4.虚拟1.4操作系统的逻辑结构和运行模型1.操作系统的逻辑结构1)单核结构a)整体模块结构b)分层结构2)微内核结构2.操作系统的运行模型1)独立运行的内核模型2)嵌入进程中的执行模型3)作为独立进程运行模型1.5操作系统的形成与发展1.人工阶段从计算机产生到20世纪50年代中期机器属于第一代计算机。
操作系统原理基础知识讲解
操作系统原理基础知识讲解操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，它负责管理和控制计算机的各种硬件和软件资源，提供良好的用户界面和应用程序的运行环境。
在本文中，将对操作系统的基本原理进行详细的讲解，包括进程管理、内存管理、文件系统以及输入输出系统等。
一、进程管理进程是计算机中执行的基本单位，它包括程序、数据以及程序执行的上下文。
操作系统通过进程管理来确保计算机系统的高效运行。
1. 进程调度进程调度是操作系统中非常重要的一个功能，它负责根据一定的算法和策略，从就绪队列中选择一个最优的进程分配CPU时间片，以实现多个进程的并发执行。
2. 进程同步与互斥在多道程序环境下，多个进程可能会同时访问共享资源，为了避免数据的错误和不一致，操作系统需要提供进程同步和互斥机制。
常见的同步与互斥方法有信号量、互斥量、临界区等。
3. 进程通信不同的进程之间需要进行数据交换和协作，操作系统提供了多种进程通信的机制，比如管道、消息队列、共享内存等，以便实现进程间的信息传递与共享。
二、内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责将进程所需的空间分配给其执行，同时进行内存的合理利用和回收。
1. 内存分配内存分配可以通过连续分配、非连续分配等方式进行。
常见的内存分配方法有分段、分页、段页式等，以满足不同程序对内存的需求。
2. 虚拟内存虚拟内存是一种通过磁盘上的交换区来扩展主存容量的技术，它允许将部分程序或数据存储在磁盘上，以释放主存空间，并提供更大的地址空间给应用程序。
3. 内存保护与地址转换操作系统通过内存保护机制来防止进程之间的干扰和错误的访问，同时通过地址转换实现虚拟地址与物理地址之间的映射。
三、文件系统文件系统是操作系统中负责管理磁盘存储空间和文件的重要组成部分，它使得用户可以方便地访问和管理文件。
1. 文件组织与管理操作系统通过文件目录结构和文件控制块等数据结构来组织和管理文件，包括文件的创建、删除、读取和写入等操作。
操作系统原理总结
操作系统原理总结操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和协调计算机的各种活动，使得计算机能够高效、稳定地运行。
下面就让我们来深入了解一下操作系统的原理。
操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。
处理机管理的任务是合理地分配和调度处理机资源，以提高处理机的利用率和系统的性能。
进程是处理机管理中的一个重要概念，它是程序的一次执行过程。
操作系统通过进程控制、进程同步、进程通信和进程调度等手段来管理进程。
进程调度算法决定了哪个进程将获得处理机资源，常见的调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
存储器管理的目标是为程序的运行提供良好的内存环境，提高内存的利用率。
内存分配方式有连续分配和离散分配两种。
连续分配包括单一连续分配和分区分配，离散分配则包括分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。
虚拟存储器技术通过将部分程序和数据暂时存放在外存上，使得计算机能够运行比实际内存更大的程序。
设备管理的主要任务是管理和控制各类 I/O 设备，方便用户使用设备，并提高设备的利用率。
设备管理包括设备分配、设备驱动、设备缓冲和设备独立性等方面。
设备分配算法要考虑设备的使用情况和请求的优先级。
设备驱动程序是操作系统与设备硬件之间的接口，负责控制设备的操作。
设备缓冲可以减少 I/O 操作的次数，提高系统的性能。
文件管理负责对文件进行组织、存储、检索和保护。
文件系统为用户提供了一种按名存取的方式，方便用户对文件进行操作。
文件的逻辑结构有流式文件和记录式文件，物理结构有连续文件、链接文件和索引文件。
文件存储空间的管理方法有空闲表法、空闲链表法和位示图法等。
文件的保护机制可以防止文件被非法访问和修改。
用户接口是操作系统与用户之间的交互界面，分为命令接口和程序接口。
命令接口包括联机命令接口和脱机命令接口，程序接口则通过系统调用为用户程序提供服务。
操作系统的体系结构主要有单体结构、层次结构、微内核结构和客户/服务器结构等。
我的操作系统原理笔记和总结
1、操作系统的分类依照操作系统提供的效劳，大致能够把操作系统分为有单道和多道之分的批处置系统，有同时性和独立性的分时系统，有严格时刻规定的实时系统，可实现资源共享的网络系统，可和谐多个运算机以完成一个一起任务的散布式系统。
咱们使有的windows是网络式系统。
2、操作系统的结构操作系统具有层次结构……层次结构最大特点是整体问题局部化来优化系统，提高系统的正确性、高效性使系统可保护、可移植。
要紧优势是有利于系统设计和调试；要紧困难在于层次的划分和安排。
3、操作系统与用户（1）作业执行步骤操作系统提供给用户表示作业执行步骤的手腕有两种：作业操纵语言和操作操纵命令。
作业操纵语言形成批处置作业。
操作操纵命令进行交互处置。
（2）系统挪用操作系统提供的系统挪用要紧有：文件操作类，资源申请类，操纵类，信息保护类系统挪用往往在管态下执行。
当操作系统完成了用户请求的“系统挪用”功能后，应使中央处置器从管态转换到目态工作。
4、移动技术移动技术是把某个作业移到另一处主存空间去（在磁盘整理中咱们应用的也是类似的移动技术）。
最大益处是能够归并一些空闲区。
处置器治理一、多道程序设计系统“多道程序设计系统” 简称“多道系统”，即多个作业可同时装入主存储器进行运行的系统。
在多道系统中一点必需的是系统须能进行程序浮动。
所谓程序浮动是指程序能够随机地从主存的一个区域移动到另一个区域，程序被移动后仍不阻碍它的执行。
多道系统的益处在于提高了处置器的利用率；充分利用外围设备资源；发挥了处置器与外围设备和外围设备之间的并行工作能力。
能够有效地提高系统中资源的利用率，增加单位时刻内的算题量，从而提高了吞吐率。
（关键词：处置器，外围设备，资源利用率，单位算题量，吞吐率），但要注意对每一个计算问题来讲所需要的时刻可能延长，另外由于系统的资源有限，会产生饱和，因此并行工作道数与系统效率不成正比。
二、进程1、概念进程是一个程序在一个数据集上的一次执行。
操作系统原理知识点总结
引言概述：操作系统是计算机系统中的核心组件之一，它扮演着资源管理者的角色，为用户和应用程序提供了一个可操作和友好的界面。
操作系统的原理是了解和掌握计算机科学和软件工程的基础。
本文将系统总结操作系统原理的相关知识点，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和虚拟化技术。
正文内容：1.进程管理：进程概念：介绍进程的定义和特征，如进程的状态转换和进程控制块的结构。
进程调度：详细介绍常见的进程调度算法，如先来先服务、短作业优先和多级反馈队列调度算法。
进程同步：解释进程同步的问题和原则，介绍临界区、互斥量、信号量等进程同步机制。
进程通信：介绍进程间通信的机制和方式，例如共享内存、管道、消息队列等。
进程死锁：探讨进程死锁的概念和解决方法，如死锁预防、死锁避免和死锁检测。
2.内存管理：内存分配：讨论内存分配的策略，如连续分配、离散分配和虚拟内存。
分页和分段：介绍分页和分段的原理、优缺点以及地质映射机制。
页面置换算法：详细介绍常见的页面置换算法，如最佳页面置换算法、先进先出页面置换算法等。
虚拟内存：解释虚拟内存的概念和作用，包括虚拟内存的实现方式和页面置换算法。
页面管理：讨论页表的结构和管理方式，如多级页表和反向页表。
3.文件系统：文件系统概念：介绍文件系统的定义和基本操作，如文件的创建、存储和访问。
文件系统组织：详细介绍文件系统的组织结构，如文件目录、索引节点和文件块。
文件系统实现：解释文件系统的实现原理，包括位图、索引和日志等。
文件系统优化：讨论文件系统的性能优化策略，如缓存、预读和写延时等。
文件系统安全性：探讨文件系统的安全性，如权限管理和加密保护。
4.设备管理：设备管理概述：介绍设备管理的重要性和基本原则，如设备分配和设备驱动程序。
设备分配算法：详细介绍设备分配算法，如静态分配和动态分配。
设备驱动程序：解释设备驱动程序的作用和实现方式，如中断驱动程序和直接存储器访问。
设备控制方式：讨论设备控制方式的不同，如程序控制和中断控制。
操作系统原理知识点总结
第一章绪论1、操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理的对各类作业进行调度以方便用户的程序集合※2、操作系统的目标：方便性、有效性、可扩展性、开发性※3、操作系统的作用：作为计算机硬件和用户间的接口、作为计算机系统资源的管理者、作为扩充机器4、单批道处理系统：作业处理成批进行，内存中始终保持一道作业（自动性、顺序性、单道性）5、多批道处理系统：系统中同时驻留多个作业，优点：提高CPU利用率、提高I/O设备和内存利用率、提高系统吞吐量（多道性、无序性、调度性）6、分时技术特性：多路性、交互性、独立性、及时性，目标：对用户响应的及时性7、实时系统：及时响应外部请求，在规定时间内完成事件处理，任务类型：周期性、非周期性或硬实时任务、软实时任务※8、操作系统基本特性：并发、共享、虚拟、异步性并行是指两或多个事件在同一时刻发生。
并发是两或多个事件在同一时间间隔内发生。
互斥共享：一段时间只允许一个进程访问该资源同时访问：微观上仍是互斥的虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
异步是指运行进度不可预知。
共享性和并发性是操作系统两个最基本的特征※9、操作系统主要功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户管理第二章进程的描述和控制※1、程序顺序执行特征：顺序性、封闭性、可再现性※2、程序并发执行特征：间断性、失去封闭性、不可再现性3、前趋图：有向无循环图，用于描述进程之间执行的前后关系表示方式：（1）p1--->p2（2）--->={(p1,p2)| p1 必须在p2开始前完成}节点表示：一条语句，一个程序段，一进程。
（详见书P32）※4、进程的定义：(1)是程序的一次执行过程，由程序段、数据段、程序控制块（PBC）三部分构成，总称“进程映像”(2)是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动(3)是程序在一个数据集合上的运行过程(4)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特征：动态性、并发性、独立性、异步性由“创建”而产生，由“调度”而执行；由得不到资源而“阻塞”，由“撤消”而消亡※5、进程与程序关系※6、进程的三种状态：就绪、阻塞、执行转换：增加挂起：7、进程控制块（PCB）的作用：进程存在的唯一标志。
计算机四级数据库工程师操作系统原理知识点总结
文件管理1 文件的存取方式依赖于文件的物理结构，存放文件设备的物理特征。
2 文件系统实现的文件按名存取是通过文件目录查找完成的。
3 在成功执行打开文件系统调用时，系统返回用户一个文件描述符。
4 在对磁盘访问时，优化寻道时间可以显著改善磁盘读写性能。
5 快表的另一个名称是TLB，当切换进程时，要刷新快表。
快表的内容是页表的一部分。
快表存放在高速缓存中，对快表的查询是按内容并行进行的。
6 文件控制块必须保存的信息有文件名，文件大小，文件创建时间，磁盘块起始地址。
7 逻辑记录顺序和物理记录顺序一致的物理结构叫顺序结构。
8 提高文件系统性能：块高速缓存，磁盘驱动调度，目录项分解法，引入当前目录，采用相对路径文件名。
9 打开文件时不需填写文件读写方式。
10 直接索引启动磁盘一次，一级索引启动磁盘2次，二级索引启动磁盘3次。
11 寻道时间最能影响磁盘读写功能，调度时间不会影响磁盘的读写功能。
12 FAT文件系统是windows支持的文件系统，FAT指的是文件分配表，FAT16是指系统中用16表示簇号。
FAT文件系统中文件的物理结构是连接结构。
13 文件储存空间的分配单位通常是数据块。
14 必须为每个文件建立一个至少包含文件名和文件物理存储地址的数据结构称为文件控制块（FCB）15 扫描算法SCAN又称电梯算法。
16 UNIX操作系统中，对文件系统空闲去管理通常是成组链接法。
17 FAT32采用的文件物理结构是链接结构。
18 物理结构中适合随机存取的只有索引结构(易于文件扩展)和连接结构，索引结构包括多级索引结构。
19 提高检索速度和节省储存空间的方法有软连接。
20 从用户角度看，文件控制块FCB最重要的字段是文件名。
21 文件的逻辑结构（操作系统提供用户使用的文件组织形式）有流式结构和记录结构。
22 使用文件系统时，显式的进行open（操作），目的是将文件控制块读入内存。
Close操作目的是将文件控制块写入磁盘或缓存。
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6、分时技术特性：多路性、交互性、独立性、
及时性，目标：对用户响应的及时性
7、实时系统：及时响应外部请求，在规定时间
内完成事件处理，任务类型：周期性、非周期性 或硬实时任务、软实时任务
资源分配和调度的一个独立单位
进程特征：动态性、并发性、独立性、异步 性
由“创建”而产生，由“调度”而执行；由得
不到资源而“阻塞”，由“撤消”而消亡
探5、进程与程序关系
进程
程序
概念
动态实体，强
调执行过程
静态实体，是 指令的有序集 合
特征
并发性、独立 性、异步性，
是竞争计算机
系统资源的基
本单位
无并行特性，
探9、操作系统主要功能：处理机管理、存储器 管理、设备管理、文件管理、用户管理
第二章进程的描述和控制
探1程序顺序执行特征：顺序性、封闭性、可 再现性
探2、程序并发执行特征：间断性、失去封闭性、 不可再现性
3、前趋图：有向无循环图，用于描述进程之间 执行的前后关系
表示方式：
（1）p1--->p2
(2)--->={(p1,p2)| pl必须在p2开始前 完成}
18、线程的概念：线程是金成中的一个实体，是 被系统独立调度和分派的基本单位。
一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一
个进程中的多个线程之间可以并发执行。
19、进程与线程比较
进程
线程
引入目的
能并发执行， 提高资源的利 用率和系统吞 叶量
提咼并发执行 的程度，减小 开销，进一步 提高资源的利 用率和系统吞 叶量
是静止的
二者联系
不冋进程可以共享冋一程序，只
要对应数据集不同
探6、进程的三种状态：就绪、阻塞、执行
增加挂起:
7、进程控制块（PCB的作用：进程存在的唯一 标志。
8进程创建：
（1）申请空白PCB（—个系统的PCB是有限 的）
（2）为新进程分配资源
（3）初始化PCB
（4）将新进程插入就绪队列。
进程终止：
第一章 绪论
1、操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软
件资源、合理的对各类作业进行调度以方便用户 的程序集合
探2、操作系统的目标：方便性、有效性、可扩
展性、开发性
探3、操作系统的作用：作为计算机硬件和用户
间的接口、作为计算机系统资源的管理者、作为
扩充机器
4、单批道处理系统：作业处理成批进行，内存 中始终保持一道作业（自动性、顺序性、单道性）
（1）检ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进程状态；
（2）执行态一一＞中止，且置调度标志为真。
（3）有无子孙需终止。
（4）归还资源给其父进程或系统。
（5）从PCB队列中移出PCB.
探9、原语：是由若干条指令组成的，用于完成 一定功能的一个过程，原语在执行中不允许被中
断，原语的作用是实现进程的通信和控制。
探10、进程同步：并发进程在执行次序上的协调， 以达到有效的资源共享和相互合作，使程序执行 有可再现性。
※&操作系统基本特性：并发、共享、虚拟、
异步性
并行是指两或多个事件在同一时刻发生。
并发是两或多个事件在同一时间间隔内 发生。
互斥共享：一段时间只允许一个进程访问 该资源
同时访问：微观上仍是互斥的
虚拟是指通过某种技术把一个物理实体
变为若干个逻辑上的对应物。
异步是指运行进度不可预知。
共享性和并发性是操作系统两个最基本 的特征
并发性
较低
较咼
基本属性（调
资源拥有的基
独立调度/分
度）
本单位
派的基本单位
基本状态
就绪；执行；
等待
就绪；执行；
等待
拥有资源
资源拥有的基
本单位
无资源分配
系统开销
创建/撤销/切
换时空开销大
创建/撤销/切
换时空开销较
小
系统操作
创建，撤销，
切换
创建，撤销，
切换
存在标志
进程控制块
（PCB
线程控制块
（TCB
关系
单进程单线程；单进程多线程； 多进程单线程；多进程多线程
（批）作业进入内存时，故作业调度的周期长； 低级调度又称为进程调度和短程调度，调度物件 为进程（或内核级线程），进程调度的运行频率 最咼，是最基本的一种调度，多道批处理、分时、 实时三类OS中必须配置这种调度。
引入中级调度的主要目的： 是为了提高系统 资源的利用率和系统吞吐量
2、选择调度方式和调度算法的准则
（书P53 2.4.3和2.4.4）
15、生产者消费者问题（书P60）
16、操作系统中引入进程的目的是为了使多个 程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐 量，在操作系统中再次引入县城，则是为了减少
程序在并发执行时所付出的时空开销
17、管程的定义：定义了一个数据结构和能为并 发进程在该数据结构上执行的一组操作，这祖操 作能同步进程和个i变管程中的数据。
第三章处理机调度与死锁
※仁处理机调度：高级调度（作业调度、长程 调度）：将外存上的作业插入就绪队列。
中级调度（中程调度）：为提高系统吞吐量和内 存利用率而引入的一内外存对换功能。
低级调度（进程调度、短程调度）：把处理器分 配给程序，对象是进程。
高级调度与低级调度的区别
高级调度又称为作业调度或长程调度，调度 对象是作业，作业调度往往发生于一个（批）作 业运行完毕，退出系统，而需要重新调入一个
平均周转时间:
W=丄「＞]
n ■
带权周转时间:
（2）响应时间快（对交互性作业）
（3）截止时间保证（特别对于实时
系统）
（4）优先权准则（需要抢占调度）
3、面向系统准则
（1）系统吞吐量高
（2）处理机利用率好
（3）各类资源平衡利用
探※4、调度算法：在OS中调度实质是一种资 源的分配。先来先服务（FIFO）和短作业（进程） 优先调度算法（SJF/SPF）、高优先权优先调度算 法、基于时间片的轮转调度算法。
11、两种制约关系：
资源共享关系：（进程间接制约）
需互斥地访问临界资源。
相互合作关系：（进程直接制约）
探12、临界资源：一次仅允许一个进程访问的资
源
引起不可再现性是因为临界资源没有互
斥访问。
临界区：进程访问临界资源的那段代码。
探13、同步资源应遵循的准则：空闲让进、忙则 等待、有限等待、让权等待
14、 整形信号量、记录型信号量、AND型信号量
节点表示：一条语句，一个程序段，一进程。
(详见书P32)
探4、进程的定义：
(1)是程序的一次执行过程，由程序段、数据 段、程序控制块(PBC三部分构成，总称“进 程映像”
(2)是一个程序及其数据在处理机上顺序执 行时所发生的活动
(3)是程序在一个数据集合上的运行过程
(4)进程是进程实体的运行过程，是系统进行