杭电期末操作系统复习资料

操作系统作用：1.作为用户与计算机硬件系统之间的接口；2.作为计算机系统资源的管理者；3.实现了对计算机资源的抽象。

关于操作系统的定义，包括的功能，每块具体的任务：（1）是配置在计算机硬件上的第一次软件，是对硬件系统的首次扩充.（2）处理机管理功能（进程控制，进程同步，进程通信，调度），存储器~（内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充），设备~（缓冲管理，设备分配，设备处理），文件~（文件存储空间的管理，目录管理，文件的读/写管理和保护），作业（用户接口，程序接口）

批处理操作系统、分时系统的主要目的是什么，各自的特点是什么

1批处：提高CPU的利用率；提高内存和I/O设备利用率；增加系统吞吐量。分时：一台计算机提供多个用户同时使用，提高计算机的利用率。2批处：多道性，无序~，调度~。分时：多路性，独立~，及时~，交互~

临界资源临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

文件的存取方法的性能依赖于:磁盘高速缓存

磁盘空间如何管理、方法特点，优缺点:先来先服务，最短寻道时间有限，扫描。

磁道距离最近的作业请求作为下一次服务的对象。

通道又称I/O处理器，它用于实现主存储器和外设之间的信息传输。

进程、作业的调度算法，每个算法的特点、优缺点、(1)先来先服务：可作业调度，进程调度。利于长作业。（2）短作业优先调度算法：都可，能有效降低作业的平均等待时间，提高系统吞吐量。缺：对长作业不利，不能保证紧迫性作业会被及时处理，只根据用户提供的估计执行时间而定，不一定能做到短作业优先。（3）高响应比：既照顾了短作业，有考虑了作业到达的先后次序，不会使长作业长时间得不到服务，但会增加系统开销。

采用请求分页、分段管理的目的（1）满足客户在编程和使用上多方面的要求，其中有些要求是其他几种存储管理方式所难以满足的。（2）为了能支持虚拟存储器功能而增加了请求调页功能和也变置换功能。

并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；

并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

引入缓冲的原因：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。

双缓冲工作原理：在设备输入时先将数据送入第一缓冲区，装满后转向第二缓冲区，此时操作系统可以从第一缓冲区中移出数据送入用户进程，接着由CPU对数据进行计算，在双缓冲时系统处理一块数据的时间可以粗略地认为是MAX(C,T)如果C

处理机管理的主要功能是创建和撤销进程（线程），对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程

存储器管理的主要任务是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以及能从逻辑上扩充内存。

存储器功能：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充。

程序顺序执行时的特征：顺序性、封闭性、可再现性。

进程的三种基本状态的转换：处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程便可执行，相应的，它就由就绪状态转变为执行状态。正在执行的进程也称为当前进程，如果因分配给它的时间片已完而被暂停执行时，该进程便由执行状态又回复到就绪状态；如果因发生某事件而使进程的执行受阻，使之无法继续执行，该进程将由执行状态转变为阻塞状态。

进程的创建：申请空白PCB、为新进程分配资源、初始化进程控制块、将新进程插入就绪队列。

同步机制应遵循原则：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。

线程与进程的比较：线程具有许多传统进程具有的特征，所以称为轻型进程或进程元，相应地把传统进程称为重型进程，传统进程相当于只有一个线程任务。在引入了线程的操作系统中，通常一个进程都拥有若干个线程，至少也有一个线程。

高级调度又称作业调度或长程调度，主要功能是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，也就是说它的调度对象是作业。

周转时间=结束时间—到达时间；带权周转时间=周转时间/服务时间。

产生死锁的原因：竞争资源；进程间推进顺序非法。产生死锁的必要条件：互斥条件；请求和保持条件；不剥夺条件；环路等待条件。预防死锁：通过设置某些限制条件去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或多个来预防。避免死锁：在资源的动态分配过程中，用某些方法去防止系统进入不安全状态。检测死锁：允许系统在运行的时候进入死锁，通过系统所设置的检测机构及时检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关进程和资源，然后采取措施清除死锁。

页面置换算法：最佳置换算法：选择以后永不使用的（或最长时间不用的）页面淘汰。先进先出算法（FIFO）：选择最先进入的页面淘汰。最近最久未使用算法（LRU）：选择最近最久未使用页面淘汰。

磁盘调度：寻道时间：Ts=m×n+s；旋转延迟时间Tr=1/2r；传输时间Tt=b/rN，r 为转数，N为磁道上字节数；访问时间Ta=Ts+Tr+Tt。

1.操作系统是一套配置在计算机硬件上的第一层软件，其基本功能包括进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。

2.文件主要分堆文件、索引文件、索引顺序文件、直接文件、哈希文件

3.如果多个进程同时到达系统，则平均周转时间最短的进程调度算法是时间片轮转算法。

4.在动态分区分配算法中，首次适应算法、循环首次适应算法根据空闲分区链表的地址从低到高排列搜索空闲分区，最佳适应算法、最坏适应算法根据空闲分区的大小进行搜索。

5.逻辑文件可分有结构文件（记录式）和无结构文件（流式）两种形式。

6.组织成链接结构和索引结构形式的物理文件，文件信息可以被存放在存储介质上不相邻的块中。

7.从资源分配的角度看，可以把设备分成独占设备和共享设备，打印机是独占设备，磁盘是共享设备。

8.现代操作系统都具有并发、共享、虚拟和异步的特性，最基本的特征是并发和共享。

9.从结构上看，进程由程序段、相关的数据段和PCB三部分组成。

10.利用共享文件进行通信的进程通信方式也叫内存共享。

11.实现虚拟存储器的理论基础是离散分配的存储管理方式。

12.请求调页存储管理方式中，LRU算法将选择最近最久未使用页面进行淘汰。

13.为了缓和高速的CPU和低速的I/O设备之间速度不匹配的矛盾，在设备管理中普通采用SPOOLing技术。

14.操作系统目前有五大类型: 批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。

15.面对一般用户，通过操作命令方式控制操作系统；面对编程人员，通过系统调用控制。

16.作业输入方式有联机输入、脱机输入、直接耦合、假脱机和网络输入。

17.操作系统用户界面的发展经历了三代：命令行及系统调用界面、图形界面和虚拟现实的界面元素。

18.计算机操作命令可分为联机命令、shell程序语言命令和脱机作业控制语言命令。

19.按操作系统中文件的性质与用途分文件分为：系统文件、库文件和用户文件。

20.按使用情况文件可分为：临时文件、永久文件和档案文件

21.在unix系统中文件分为：普通文件、目录文件和特殊文件。

22.unix的文件物理结构采用成组链接法。