OS复习提纲(5-6章)
操作系统复习提纲
操作系统复习提纲第1章绪论1.操作系统的概念：操作系统是计算机的一个系统软件，管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源、合理地组织计算机工作流程，以便有效利用这个资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩充的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口作用2.操作系统的分类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系和分布式操作系统3.操作系统的功能：处理机管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、用户接口4.操作系统的特征：虚拟、并发与共享、不确定性5.操作系统研究的几种观点：计算机资源的管理者、用户界面的观点、进程管理的观点第2章操作系统用户界面1.用户界面：系统调用界面、图形界面、命令界面2.作业：由程序、数据与作业说明书组成，作业控制块3.输入输出方式：、SPOOLING系统（与设备管理相结合）第3章*进程管理1.进程的基本概念：程序的顺序执行的特点：顺序、封闭、可再现性，多道程序系统中程序执行环境的特点：独立性、随机性、资源共享性 什么是并发，语句并发执行的条件；进程的定义，进程与程序之间的关系、区别？进程由三部分组成：进程控制块PCB、程序段、数据结构集；PCB的结构与作用；进程下下文的概念及其切换；2.进程的5种基本状态：初始态、执行状态、等待状态、就绪状态、终止状态；各状态之间的转换条件；3.进程控制原语：创建、撤销、阻塞、唤醒；4.进程互斥与同步进程间的直接制约、间接制约；什么是临界区，什么是进程互斥、进程同步；信号量，公用信号量、私用信号量，信号量的数值的取值，以及表示的含义。
信号量P操作、V操作的主要动作；PV操作实现互斥、同步；如何用PV操作解决生产者、消费者问题；（基本原则先同步，再互斥），通用PV操作分析解决生活中的互斥、同步问题如读写问题、哲学家进餐问题、司机售票员问题等。
5.进程通信的几种方式：主从式、会话式、消息或邮箱机制、共享存储区方式。
消息缓冲机制、管道通信的基本原理；6.死锁死锁的定义，产生死锁的根本原因、4个必要条件：互斥、不可剥夺、部分分配、环路条件死锁的排除方法：死锁预防；死锁避免（银行家算法）；检测和恢复；7.线程的定义，与进程的关系与区别；线程的分类：用户级线程、系统级（核心级）线程；第4章*处理机调度1.作业的四种状态，及其转换；作业与进程之间的关系。
OS复习提纲2
一：题型
判断题(10)
选择题(10)
填空题（20）
名词解释(10)
简答(20)
大题(30)
二：重点
相关名词：
第一章：多道程序设计技术并发性/并行性虚拟性
第二章：进程进程控制块进程同步/互斥
临界资源临界区进程通信线程
第三章：进程调度死锁
第四章：（动态/静态）重定位碎片虚拟存储器缺页中断
第六章：文件文件目录索引结点文件逻辑结构文件物理结构重点内容（简答及其他）：
第一章：OS的基本特征及主要功能
第二章：进程状态及状态转换
临界资源需要互斥访问的原因及如何互斥访问
线程及线程引入原因
第三章：作业调度和进程调度主要工作
死锁的原因和必要条件
死锁的处理方法
第四章：分段和分页的区别
重定位及需要（动态）重定位的原因
请求分页缺页中断的处理过程
第六章：文件目录管理的主要目的
文件目录类型及特点
索引结点的引入原因
计算题类型：
用PV原语实现进程同步和互斥（信号量及初值的设置）
调度算法（平均周转时间的计算）
银行家算法
分页/段地址结构及地址变换
页面置换算法
索引文件（能表示的最大文件长度）
链接文件（隐式链接和显式链接）。
OS课程复习提纲——答案整理总结
五状态转移变化图
七状态转移变化图
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王云龙 PB10210159 2012.6
6. 请描述实现进程创建和进程结束的内部基本处理流程。
进程创建的基本过程： ①申请空白 PCB（创建内核进程对象） ②为新进程分配资源：创建进程地址空间框架；创建进程打开对象句柄表；加载并映射新进程映像到进程 用户空间，包括分配部分物理内存页；在进程用户空间中分配进程运行环境控制块 (PEB)； ③初始化进程 PCB 和 PEB； ④将新进程状态置为“就绪”，并插入就绪队列。 进程结束撤销的基本过程： ①根据被终止进程标识，从 PCB 中检索出该进程 PCB，从中读出进程状态；若被终止进程处于执行状态， 应立即中止该进程的执行；修改该进程的状态到终止状态，并立即申请再调度；若还有子孙进程，还应 将它们终止或过继； ②释放进程拥有的所有资源； ③释放 PCB
王云龙 PB10210159 2012.6
④进程与程序的组成不同：进程组成包括代码段、数据段和控制块。 联系:进程与程序密切关联。通过多次加载执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可涉 及多个程序。进程可创建其他进程，而程序并不能形成新的程序。
4. 理解 PCB 数据结构中的主要属性域及作用。
第 3 章 存储管理
1. 说明存储管理的主要功能和目标。
当今计算机都是基于冯诺依曼存储程序式，程序和数据在使用时都必须位于主存中。操作系统中的存储管 理是指对主存（又称内存）的管理。
存储器组织，从上到下速度越来越慢，容量越来越大，单元价格越来越便宜。 ①内存分配与回收。为每个进程创建执行空间，分配初始所需基本内存，并允许进程在执行中动态申 请/释放内存。 ②实现有效的存储保护与共享。保证进入内存的各道作业都在自己的存储空间内运行，互不干扰。 ③主存扩充（扩充主存的大小）。引入虚拟存储技术，用外存扩充主存数量，弥补物理内存数量的不 足。 ④提高主存的利用率。采用合理得当的算法、策略和数据结构。提高计算机资源利用率的根本途径是 采用多道程序设计技术，实现并发共享。 ⑤地址变换：陈故乡的地址都从“0 ”开始，程序中其他地址都相对于起始地址计算，由这些地址所形 成的地址范围称为地址空间，其中的地址称为逻辑地址。存储空间是指主存中一系列存储信息的物理 单元的集合，其中的地址称为物理地址。地址空间是逻辑地址的集合，存储空间是物理地址的集合。 存储管理必须提供地址变换（重定位）功能，将逻辑地址转换为物理地址。
完整word版,os复习提纲
第一章、引言操作系统的概念，操作系统的分类，基本特征和主要功能。
操作系统是：指控制和管理计算机的软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程、方便用户使用的程序集合。
操作系统分类：批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性(不确定性)主要功能：处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理，用户接口多道程序的概念，采用多道程序的目的。
概念：内存中同时存放几道相互独立互斥运行的程序。
目的：提高CPU的利用率，提高系统吞吐量，平均周转时间。
第二章、进程管理进程的概念、特征、组成进程的概念：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的一次运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。
进程的特征：(1) 动态性（2）异步性（3）独立性（4）并发性进程的组成（1）程序段（2）数据段（3）PCBPCB（进程控制块）进程控制块的作用：是进程存在的唯一标志；PCB (process control block) 常驻内存进程控制块中的信息：标识、处理机状态，进程调度信息，进程控制信息进程的基本状态及之间的变迁(1)就绪状态（2）执行状态（3）阻塞状态原语、原子操作原语操作：所谓原语就是由若干条指令组成，用于完成一定功能的一个过程原语操作有五种：创建、终止、挂起、激活、阻塞。
原子操作：所谓原子操作是指一个操作所有的动作要么全做要么不做，换言之，它是一个不可分割的基本单位。
进程间的制约关系（1）间接制约关系（互斥）多个程序在并发执行时，由于共享系统资源，致使在这些并发执行的程序之间形成相互制约的关系。
进程间要通过某种中介发生联系，是无意识安排的，可发生在相交进程之间，也可发生在无关进程之间（2）直接制约关系（同步）多个进程将为完成同一项任务而相互合作。
从而引起的相互制约关系。
进程间的相互联系是有意识的安排的，直接作用只发生在相交进程间信号量的物理意义、信号量机制基本思想：为一类资源设置一个信号量，以表示该类资源的使用情况。
OS第五章
2. 动态分区时的分配与回收 动态分区时的分配方法从可用表或自由链中寻找 空闲区的常用方法（算法）有三种： ①最先适应法(first fit algorithm，FF)
②最佳适应法(best fit algorithm，BF)
③最坏适应法(worst fit algorithm，WF)
(1) 最先适应法——FF 也称为首次适应算法。
结构：
(1) 分配结构：登记内存使用情况，供分配程序使用
的表格与链表。如内存空闲区表、空闲区队列等。
(2) 放置策略：确定调入内存的程序和数据在内存 中的位置。这是一种选择内存空闲区的策略。
(3) 交换策略：在需要将某个程序段和数据调入内 存时，如果内存中没有足够的空闲区，由交换策 略来确定把内存中的哪些程序段和数据段调出内 存，以便腾出足够的空间。 (4) 调入策略：外存中的程序段和数据段什么时间 按什么样的控制方式进入内存。调入策略与本节 中所述内外存数据流动控制方式有关。
动态重定位的主要优点有：
(1) 可以对内存进行非连续分配。 (2) 动态重定位提供了实现虚拟存储器的基础。 (3) 有利于程序段的共享。
动态重定位的具体过程是：
(4) 地址变换机构把VR和BR的内容相加，得到实际 (3) 在程序执行过程中，将所要访问的虚拟地址送 (2) 设置基地址寄存器BR，虚拟地址寄存器VR。 (1) 将程序段装入内存，且将其占用的内存区首地址 访问的物理地址。 入VR中，例如在下图中执行LOAD A 500语句时， 送BR中。例如，在下图中，(BR)=1000。 将所要访问的虚拟地址500放入VR中。
1、虚拟存储器 2、地址变换 3、内外存数据传输的控制 4、内存的分配与回收 5、内存信息的共享与保护
5.1.1 虚拟存储器
OS课程笔记
课程笔记第一章操作系统引论操作系统的目标:方便性，有效性，可扩充性，开放性。
操作系统的作用有：作为用户与计算机硬件系统之间的接口，作为计算机系统资源的管理者，用作扩充机器。
用户使用计算机的三种方式：命令方式，系统调用方式，图形、窗口方式。
资源分为四种：处理器，存储器，I/O设备，信息（数据和程序）。
推动操作系统发展的主要动力有：不断提高计算机资源利用率，方便用户，器件的不断更新换代，计算机体系结构的不断发展。
操作系统同计算机系统发展的几个阶段：无操作系统的计算机系统，单道批处理系统，多道批处理系统，分时系统，实时系统。
操作系统: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。
分时系统是指:在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
实时系统是指，系统能及时（或即时）响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。
实时任务可分为:周期性实时任务和非周期性实时任务，也可分为硬实时任务和软实时任务。
操作系统都具有四个基本特征：（程序）并发，（资源）共享，虚拟和异步。
并行性指:两个或多个事件在同一时间发生，并发性指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
共享指:系统中地资源可供内存中多个并发执行的进程（线程）共同使用，可分为互斥共享方式和同时访问方式。
虚拟指: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。
如果n是某物理设备所对应的虚拟的逻辑设备数，则虚拟设备的平均速度必然是物理设备速度的1/n。
操作系统的功能：处理机管理，存储器管理，设备管理和文件管理。
处理器管理包括：进程控制，进程同步，进程通信，调度。
存储器管理包括：内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充。
设备管理包括：缓冲管理，设备分配，设备处理。
文件管理包括：文件存储空间管理，目录管理，文件的读写管理和保护。
OS讲义-第五章
第五章并发性：互斥和同步1、什么是进程并发操作系统中引入并发程序设计技术后，一个程序未执行完，另一个程序就可以开始运行，一个程序也可以在不同的数据集上多次运行。
因此，操作系统引进进程来刻画这种状态。
进程执行的并发性：一组进程的执行在时间上是重叠的。
也就说一个进程执行的第一条指令是在另外一个进程执行的最后一条指令之前开始的。
例如：有两个进程A(a1、a2、a3)和B(b1、b2、b3)并发执行。
每一个进程的执行还是顺序的，但两个进程可能是交叉执行的。
从宏观上看，并发性反映一个时间段中几个进程都在同一处理器上，处于运行还未运行结束状态，从微观上看，任一时刻仅有一个进程在处理器上运行。
并发的实质是一个处理器在几个进程之间的多路复用，并发是对有限的物理资源强制行使多用户共享，消除计算机部件之间的互等现象，以提高系统资源利用率。
影响进程执行速度的因素——◆其他进程的活动◆OS处理中断的方式◆OS的调度策略存在的问题——◆全局资源的共享充满危险◆OS对资源分配的管理难以达到最优◆定位程序设计错误非常困难（不可再现性）2、进程交互相关术语：临界资源，临界区，互斥，死锁，饥饿进程中的资源竞争——◆特点：–每个进程不知道其他进程的存在–两个或更多进程在各自的执行过程中需要访问相同的资源（I/O设备、存储器、CPU、时钟等）–进程之间没有信息交换◆相互间产生的影响：–执行结果不会受影响–执行时间受影响◆竞争引发的控制问题：互斥；死锁；饥饿进程间通过共享的合作——◆特点：–没有意识到其他进程的存在，但知道要维护数据完整性–共享变量、文件或数据库等◆相互间产生的影响：–执行结果可能会受影响–执行时间受影响◆共享引发的控制问题：互斥；死锁；饥饿；数据的一致性进程间通过通信的合作——◆特点：–进程直接知道合作伙伴–采用消息传送的方式通信（发送/接收消息）◆相互间产生的影响：–执行结果可能会受影响–执行时间受影响◆引发的控制问题：死锁；饥饿互斥机制要求——◆空闲让进：一次只允许一个进程进入临界区◆忙则等待：任何时候，处于临界区的进程不得多与一个◆有限等待：进入临界区的进程要在有限的时间内退出。
os复习提纲.doc
地点 403机房 403机房 403机房上机实验时间14周周五5-6节15周周五5-6节17周周五5-6节Chapter 11. The concept of Operating System.2. What is batch system, Time sharing System?3. What is Multiprogramming?Chapter 21. The DMA structure. P252. The storage devices. P313. What is Dual-Mode Operation? P34Chapter 31. Operating System Components. P452. What is System call. P533. The characteristics of JVM. P75Chapter 41. Process Concept. P872. Process State.3. What is PCB. P894. Operations on process. P955. What is Parent process, what is Child Process, and the relationshipsbetween them.6.What is Context Switch? P95Chapter 51.What is Threads? P1152.The difference between Process and Thread.3.What is User Threads? What is Kernel Threads? P1174.The Multithreading Models? P118Chapter 61.What is CPU bound process, what is I/O bound process? P1352.What is short term scheduler, what is long term scheduler? P1373. 6.3 the Scheduling Algorithms: FCFS, SJF, Priority, RR, MQS, MFQS Chapter 71.Critical-Section Problem. P1752.The concept and the basic priciples of monitor. P1993.The Two-Tasks solutions.4.The Semphores, and the operations of Semphores. P1855.The wait and signal operation.6.Three Classical Synchronzation Problems. P190Chapter 81.The concept of Deadlock.2.Four necessary conditions of deadlock. P2293.Resource Allocation Graph. P2314.Methods for handling deadlocks. P2335.Deadlock prevention. P2376.Banker's Algorithm.7.How to recovery from deadlock?Chapter 91.Address binding concepts P2562.What is Swapping? P2623.What is Contiguous Memory Allocation? the concepts of hole,fragmentation.4.Paging. P2695.Segmentation. P2846.Semgmentation with Paging. P291Chapter 101.Demand Paging principles.2.Page replacement algorithm. FIFO, Opitmal page replacement, LRU,LRU approximation, Counting based (LFU, MFU).3.What is Trashing? What is Working-Set model?Chapter 111.File concept, File System concept.2.Several file types.3.Access Methods. P3554.Several Directory Structure. P3575.File Allocation Methods: Contiguous, Linked, Indexed P377Chapter 121.What is polling? P4052.How to handle interrupt. P4073.The buffer, cache, and the difference between them.4.What is spooling? P421Chapter 131.Disk Scheduling Algorithms: FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK,C-LOOK.2.Swap space management. P446Chapter 201.The history of Unix.2.The advantage of Unix system.。
OPS复习提纲
第1章操作系统引论1.2.1三大经典操作系统1.3操作系统的四大基本特征（※）并发：并行性是指多个事件在同一时刻发生；而并发性是指多个事件在同一时间间隔内发生。
对于多处理机系统，这些并发执行的程序分配到多个处理机上实现并行执行。
共享：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用（互斥共享/同时访问）。
虚拟：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。
OS中利用了多种虚拟技术，分别用来实现虚拟处理机、虚拟内存、虚拟外部设备和虚拟信道等。
异步：进程是以人们不可预知的速度向前推进。
停停走走的概念。
//并发和共享是操作系统的两个最基本的特征。
并发性最基本。
1.4操作系统五大主要功能（考察点在给出实现，判断反映了何种功能）1.4.1处理机管理功能进程控制、进程同步、进程通信、作业与进程调度。
1.4.2存储器管理功能内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充。
1.4.3设备管理功能缓冲管理、设备分配、设备处理。
1.4.4文件管理功能文件存储空间管理、目录管理、文件的读写管理和保护。
1.4.5提供操作系统与用户之间的接口用户接口和程序接口。
第2章进程描述与控制2.2进程的描述2.2.1进程的定义和特征进程：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。
由程序段、数据段、PCB（process control block）组成。
进程特征：1）结构特征2)动态性3)并发性4)独立性5)异步性（※）2.2.2进程的基本状态和转换进程基本状态：1)就绪状态(Ready)2)执行状态(Running)3)阻塞状态(Block)进程状态的转换：（※3张图）(1)活动就绪→静止就绪。
(2)活动阻塞→静止阻塞。
(3)静止就绪→活动就绪。
(4)静止阻塞→活动阻塞。
进程5种基本状态及转换（P37图）2.2.3进程块及其组织方式PCB 是进程存在的唯一标识；JCB 是作业在进程中存在的唯一标识；FCB 是文件在进程中存在的唯一标识；PCB 中信息：1)进程标识符2)处理机状态3)进程调度信息4)进程控制信息进程块中的组织方式：2)索引方式3)线性方式2.3进程控制（由OS 内核中的原语实现）（※三对原语，考察某进程做了某事）2.3.1进程的创建与终止1）进程创建：os 调用create 原语→申请空白PCB →为新进程分配资源（物理&逻辑）→初始化PCB →将新进程插入就绪队列2）进程终止：os 调用terminate 原语→根据终止进程标识符检索进程PCB ，从中读取进程状态→立即终止其及子进程，置调度标志为真（终止后需重新调度）→将进程资源归还父进程/系统→将PCB 从队列或列表中移除2.3.2进程的阻塞与唤醒1)链接方式1）进程阻塞：（主动行为）进程调用block 原语→停止进程执行→将PCB 状态由执行改为阻塞→将PCB 插入具有与相同事件的阻塞队列2）进程唤醒：（二者必须成对使用）有关进程调用wakeup 原语→将进程从阻塞队列中移出→将PCB 状态由阻塞改为就绪→将PCB 插入就绪队列2.3.3进程的挂起与激活1）进程挂起：os 调用suspend 原语→检查被挂起进程的状态，将活动就绪改为静止就绪，将活动阻塞改为静止阻塞→复制PCB 以便用户或父进程考察运行情况（若被挂起的进程正在执行，则转向调度程序重新调度）2）进程激活：os 调用active 原语→将进程从外存调入内存→检查现行状态，静止就绪改为活动就绪，静止阻塞改为活动阻塞（当采用抢占式调度，当激活的进程优先级高于当前进程，则立即剥夺当前进程的运行）2.4进程同步2.4.1概念同步：指系统中多个进程中发生的事件存在时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。
操作系统复习资料全os复习提纲
计算机操作系统1、银行家算法2、磁盘调度3、进程同步问题（pv 文件中123458）4、页面置换算法5、可变分区管理书上第127页开始的动态重定位分区分配6、死锁问题7、分时系统和实时系统上次试卷上的内容8、程序的载入和链接书上第118页开始9、文件相关10、分页和分段相关进程同步问题1、假定系统有三个并发进程read, move和print共享缓冲器B1和B2。
进程read负责从输入设备上读信息，每读出一个记录后把它存放到缓冲器B1中。
进程move从缓冲器B1中取出一记录，加工后存入缓冲器B2。
进程print将B2中的记录取出打印输出。
缓冲器B1和B2每次只能存放一个记录。
要求三个进程协调完成任务，使打印出来的与读入的记录的个数，次序完全一样。
请用PV操作，写出它们的并发程序。
解：beginemptyB1 , fullB1, emptyB2, fullB2 : semaphoreB1,B2 : recordemptyB1 := 1,fullB1:=0,emptyB2:=1,fullB2:=0cobegin process readX : record;begin R: 接收来自输入设备上一个记录X:=接收的一个记录；P(emptyB1)；B1:=X;V(fullB1);goto R;end;Process moveY:record;beginM:P(fullB1);Y:=B1;V(emptyB1)加工 YP(emptyB2)；B2:=Y;V(fullB2);goto M;end;Process printZ:record;beginP:P(fullB2);Z:=B2;V(emptyB2)打印Zgoto P;end;coend;end;2、用PV操作解决读者写者问题的正确程序如下：begin S, Sr: Semaphore; rc: integer;S:=1; Sr:=1; rc:=0;cobegin PROCESS Reader i ( i=1,2…)begin ( P(S5))P(Sr)rc:=rc+1;if rc=1 then P(S);V(Sr);read file;P(Sr);rc:=rc-1if rc=0 thenV(S);V(Sr);( V(S5) )end ;PROCESS Writer j (j=1,2…)begin P(S);Write file;V(S)end;coend ;end;请回答：（1）信号量 Sr的作用；（2）程序中什么语句用于读写互斥，写写互斥；（3）若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序？解：（1）Sr用于读者计数变量rc的互斥信号量；（2）if rc=1 then P（S）中的P（S）用于读写互斥；写者进程中的P（S）用于写写互斥，读写互斥。
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第五章
1、设备分配时需涉及哪些数据结构？设备控制表的作用？
2、什么是设备独立性？
3、什么是虚拟设备？
4、磁盘调度的几种主要算法的思想（FCFS, SSTF, SCAN, CSCAN）计算不同算法下的平均寻道长度。
第六章
1、文件系统的数据组成级别如何划分？
2、什么是位示图？有何作用？
3、几种主流操作系统（如UNIX, Linux, Windows）的目录结构
4、文件控制块和索引结点的作用？
5、文件在外存的分配方式有哪些？几种主流操作系统采用什么方式？
6、文件存储空间的管理主要有哪些方法？主流操作系统采用什么方法？。