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操作系统总结(考试重点)

操作系统总结(考试重点)

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进程同步的基本概念
1、 进程的相互制约 ① 间接相互制约——资源共享引起 互斥关系 ② 直接相互制约——相互合作引起 进程同步 2、 临界资源:一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资 源。(排他性资源) 3、 临界区:访问临界资源的那段代码称为临界区。 4、 同步机制应遵循的准则: ① 空闲让进 —— 充分利用资源 ② 忙则等待 —— 保证同步与互斥 ③ 有限等待 ———— 防止陷入“死等” ④ 让权等待 —— 防止陷入“忙等”
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答:
Ta、Tb和Tc并行工作共用CPU时间: (10+15+35)/60%=100 Ta、Tb和Tc顺序工作共用CPU时间: (60+90+120)=270 系统效率提高:
(270-(100+20))/270 =150/270 =55.5%
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二、
进程的基本概念
1、 进程的定义——可并发执行的程序在一个数据集合 上的运行过程。(程序、数据、进程控制块) 2、进程的基本特征 ① 动态性 ② 并发性 ③ 独立性 ④ 异步性 ⑤ 交往性 3、 进程的基本状态及其转变
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单道批处理系统
1、在内存中仅存一道作业运行,运行结 束或出错,才自动调另一道作业运行。 2、单道批处理系统主要特征:自动性、 顺序性、单道性。 3、单道批处理系统主要优点:减少人工 操作,解决了作业的自动接续。 4、单道批处理系统主要缺点:平均周转 时间长,没有交互能力。
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多道批处理系统
一、多道程序的概念: 在内存中存放多道作业运行,运 行结束或出错,自动调度内存中的 另一道作业运行。 ●多道程序带来的好处: 1、提高CPU的利用率。 2、提高内存和I/O设备利用率。 3、增加系统吞吐率。

计算机操作系统笔记第一章

计算机操作系统笔记第一章

------------- ——第一章 --------- ——-------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,其主要作用是管理好这些设备。

操作系统的目标与应用环境有关。

操作系统的目标:1. 方便性 2. 有效性:提高系统资源的利用率,系统的吞吐量 3. 可扩充性4. 开放性:系统能遵循世界标准规范。

操作系统是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源,合理地堆各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序的集合。

OS作为用户与计算机硬件系统之间接口的含义是:OS处于用户与计算机硬件系统之间,用户通过OS来使用计算机系统。

或者说,用户在OS帮助下能够方便、快捷、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。

OS是铺设在计算机硬件上的多层软件的集合,它们不仅增强了系统的功能,还隐藏了对硬件操作的具体细节,实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象模型。

用户通过命令方式,系统调用方式,图标-窗口方式来实现与操作系统的通信。

处理机管理是用于分配和控制处理机。

主要功能:创建和撤销进程,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。

进程控制。

进程同步:主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调,进程互斥式,进程同步式。

进程通信:任务是实现相互合作进程之间的信息交换。

存储器管理主要负责内存的分配和回收。

主要任务:为多道程序的运行提高良好的环境,提高存储器的利用率,方便用户使用,并能从逻辑上扩充内容。

功能:内存分配:主要任务是:(1) 为每道程序分配内存空间,使它们“各得其所”。

(2) 提高存储器的利用率,尽量减少不可用的内存空间( 碎片)。

(3) 允许正在运行的程序申请附加的内存空间,以适应程序和数据动态增长的需要。

(静态分配方式:固定内存大小位置,动态分配方式) 内存保护:主要任务是:①确保每道用户程序都仅在自己的内存空间内运行,彼此互不干扰。

②绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据,也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。

操作系统期末复习重点

操作系统期末复习重点

目录第一章操纵系统引论------------------------------------------------ 11.1操作系统的目标和作用 --------------------------------------------------- 11.2操纵系统的发展过程 ----------------------------------------------------- 11.3操作系统的基本特性 ----------------------------------------------------- 21.5 OS结构设计 ------------------------------------------------------------ 2第二章进程的描述与控制-------------------------------------------- 32.1前趋图和程序执行 ------------------------------------------------------- 32.2进程的描述 ------------------------------------------------------------- 32.3 进程控制--------------------------------------------------------------- 32.4 进程同步--------------------------------------------------------------- 32.6 进程通信--------------------------------------------------------------- 4第三章处理机调度与死锁-------------------------------------------- 43.1处理机调度的层次和调度算法的目标 --------------------------------------- 43.3进程调度 --------------------------------------------------------------- 43.5死锁概述 --------------------------------------------------------------- 5第四章存储器管理-------------------------------------------------- 64.2程序的装入和链接 ------------------------------------------------------- 64.3连续分配存储管理方式 --------------------------------------------------- 64.4对换(Swapping) ------------------------------------------------------- 74.5分页存储管理方式 ------------------------------------------------------- 74.6分段存储管理方式 ------------------------------------------------------- 8第五章虚拟存储器-------------------------------------------------- 85.1虚拟存储器概述 --------------------------------------------------------- 85.2请求分页存储管理方式 --------------------------------------------------- 95.3页面置换算法 ----------------------------------------------------------- 95.4“抖动”和工作集------------------------------------------------------- 10第六章输入输出系统----------------------------------------------- 11第七章文件管理--------------------------------------------------- 11第一章操纵系统引论1.1操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标(4个)——P001目标:方便性,有效性,可扩充性,开放性1.1.2操作系统的作用(3个)——P002作用:1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口。

操作系统笔记

操作系统笔记

操作系统笔记(总17页)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March操作系统的定义:操作系统(Operating System, OS)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操作系统的目标和作用在计算机系统上配置操作系统主要目标与计算机系统的规模和应用环境有关。

操作系统的目标方便性硬件只能识别机器代码(0、1)OS提供命令,方便用户使用计算机有效性使CPU、I/O保持忙碌,充分利用使内存、外存数据存放有序,节省空间合理组织工作流程,改善资源利用率,提高吞吐量可扩充性计算机技术的发展:硬件/体系结构/网络/InternetOS应采用层次化结构,便于扩充和修改功能层次和模块开放性支持网络环境,兼容遵循OSI标准开发的硬件和软件操作系统的作用1. 用户与计算机硬件系统之间的接口命令方式用户通过键盘输入联机命令(语言)系统调用方式用户程序通过系统调用,操纵计算机图形、窗口方式用户通过窗口、图标等图形界面操纵计算机2.计算机系统资源管理者4大类资源:处理机;存储器;I/O设备;信息(文件:程序、数据)3.对计算机资源的抽象(扩充机器)裸机:只有硬件的计算机,难以使用虚机器:在裸机增加软件(OS等),功能增强,使用方便推动操作系统发展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率早期计算机很昂贵,为提高资源利用率,产生了批处理系统2.方便用户为改善用户上机、调试程序时的条件,产生了分时系统3.器件的不断更新换代OS随之更新换代,如:8位->16位->32位4.计算机体系结构的不断发展单处理机OS->多处理机OS->网络操作系统操作系统的发展过程无操作系统时代OS尚未出现,人们如何使用计算机人工操作方式人工操作方式的缺点用户独占全机CPU等待人工操作结果:资源利用率低下脱机输入输出系统低速设备纸带机/卡片机高速设备磁带/磁盘I/O速度提高,缓解了I/O设备与CPU的速度矛盾主机:用于计算的主计算机外围机:也是计算机,处理输入输出,使之不占用主机CPU时间外围机控制输入/输出输入:低速设备->高速设备输出:高速设备->低速设备输入和输出使用独立于主机的外围机,不占用主机的CPU时间,是脱机过程,因此叫做脱机输入/输出方式单道批处理系统计算机发展的早期,没有任何用于管理的软件,所有的运行管理和具体操作都由用户自己承担,任何操作出错都要重做作业,CPU的利用率甚低。

OS2复习整理提纲

OS2复习整理提纲

《操作系统2》复习提纲2012/3/7第四章存储管理——管理对象:内存——功能:内存分配,地址映射,地址保护,内存扩充(虚拟存储概念)1.程序的装入:●绝对装入方式。

装入前指定位置(编译程序或程序员),只适用于单道处理环境。

●可重定位装入方式。

目标模块的起始地址从0开始,装入时由装入模块进行静态地址重定位——需要重定位地址寄存器的支持。

●动态运行时装入方式。

初装时不进行逻辑地址到物理地址的转换,程序可在内存移动,地址转换推迟到程序真正运行时进行。

——动态地址重定位。

●重点:定位时间、方法、硬件支持?各自又对内存分配提供怎样的支持?2.程序的链接:●静态链接方式。

程序装入运行前,个目标模块、库函数等已链接成一个完整的装配模块,以后不再拆开,即形成可执行文件。

●装入时动态链接方式。

将一组目标模块边装入边链接的链接方式。

——优点:便于修改更新;便于实现对目标模块的共享。

●运行时的动态链接方式。

将某些模块的链接推迟到模块要运行时才进行链接。

——可加快程序转入过程;节省大量内存空间。

●重点:链接的时间、过程、优点,与各种内存管理方式的联系?3.连续分配方式:每个用户程序占一个连续的内存空间。

固定分区分配/ 可变分区分配4.可变分区存储管理:●逻辑地址?物理地址?如何分配?如何回收?碎片问题?●内存分配表?分配算法?●如何实现地址映射?●地址保护:硬件支持(两个寄存器:基址寄存器,限长寄存器或长度寄存器)?界地址法、保护键法5.基本页式存储管理:●产生的动机?(空间利用率高)离散分配的优点?●程序空间划分(主体)、内存空间的划分、逻辑地址?物理地址?如何实施分配和回收?●内存的分配和回收——位示图的概念,分配回收过程(位示图中位置的表示、位置和块号的变换)?●地址映射(方法及实现机制)?有哪些数据结构(页表—内容及其作用)?引入快表的目的(提高地址映射的速度)、内容、如何使用?效果?预调页和请求调页?●如何实现地址保护?●多级页表的概念?级数?6.段式管理、段页式存储管理:●产生的动机?(有用户的使用要求驱动——程序逻辑、独立的编辑和链接、共享)●程序空间划分(主体)、内存空间的划分、逻辑地址?物理地址?如何分配?●地址映射(与页式管理的区别)?有哪些数据结构(段表和页表)?7.程序的局部性原理:时间、空间?——虚拟存储的理论基础8.虚拟页式存储管理:●数据结构的变化(页表—内容及其作用)?●地址映射过程?缺页中断?●置换算法(OPT理想淘汰算法、FIFO算法、LRU算法、Clock置换算法)?缺页次数的计算,工作集的概念,“抖动现象”及其原因和解决办法,Belady现象。

操作系统考点整理

操作系统考点整理

操作系统考点第一章:1,操作系统的定义(简述):操作系统是一组用于控制和管理计算机系统中所有资源的程序的集合,其任务是合理的组织计算机的工作流程,有效的组织诸资源协调一致的工作以完成各种任务,从何达到充分发挥资源效率方便用户使用计算机的目的。

2,操作系统的功能:<六大点要记得,下面的小点只要记得部分>(1)处理机管理,包括a 进程控制和管理b进程的同步和互斥c进程通信d进程死锁e线程控制和管理f处理器调度(2)存储管理,包括a存储分配b存储共享c地址转换与存储保护d存储扩充(3)设备管理,包括a提供I/O设备的控制与管理b提供缓冲区的管理c提供设备的独立性d外围设备的分配和去配e实现共享性I/O设备的驱动调度f实现虚拟设备(4)文件管理a提供文件逻辑组织方法b提供文件物理组织方法c提供文件存取方法d提供文件使用方法e实现文件的目录管理f实现文件的共享和存取控制g实现文件的存储空间管理(5)网络管理a网上资源管理功能b数据通信管理功能c网络管理功能(6)提供的良好的用户界面,她是直接关系到操作系统能否得到用户认可的一个关键问题。

3,操作系统的特性:(1)并发性(2)共享性(3)不确定性(4)虚拟性(区别并发与并行)4,通道是一种专用处理部件,它能控制一台或者多台外设工作,负责外部设备和内存之间的信息传输。

(注;主机与I/O之间并行程度最高的方式就是通道)第二章:1,操作系统可以通过程序接口和操作接口两种方式把它的服务和功能提供给用户。

程序接口也称应用程序接口(API)2,系统调用他是用户程序或者其他系统程序获得操作系统服务的唯一途径。

第三章:1,中断的概念:中断是指CPU对系统中或系统外发生异步事件的响应。

2,进程是为了描述程序在并发执行时对系统资源的共享,所需的一个描述程序执行时动态特征的概念。

进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一个运动活动,是系统进行资源分配,调度和保护的独立单位3,(注意:七状态转换的条件,例如激活是将什么状态转换为什么状态4,PCB(进程控制块)是系统感知进程存在的唯一标志。

操作系统 重点知识点总结

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。

操作系统 复习 笔记 整理

操作系统原理第一章绪论1. 存储程序式计算机的特点:集中顺序过程控制2. 操作系统的定义、特征定义:操作系统的定义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。

三要点:①管理系统资源;②方便用户使用;③系统软件。

特征:并发,共享,不确定性3. 操作系统的四大资源管理功能:处理机调度,内存管理,设备管理,软件资源管理,用户接口4. 多道程序设计与分时技术的定义、特征:多道,宏观上并行,微观上串行5. 操作系统的几个基本类型批量操作系统:特征是“批量”,优点吞吐量高,缺点是对用户响应时间长;分时操作系统:分时技术,特点是并行独占交互性;实时操作系统:实时控制+实时信息处理,要求高可靠性和安全性,效率第二位;个人操作系统:追求最大化CPU和外设利用率改为最大化用户方便性和响应速度;网络操作系统:一般操作系统增加网络通信模块;分布式操作系统:多个处理单元连接组成的操作系统,在系统控制下完成一个共同任务网络操作系统与分布式系统区别:网络操作系统具有多机合作和坚强性(优美降级和自动恢复)用户界面=操作命令(命令接口:键盘命令、作业控制语言、图形化用户界面)+系统功能调用(程序接口)中断与通道 执行系统DOS 磁盘操作系统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第二章操作系统的逻辑(组织)结构1. 操作系统虚拟机概念:裸机上配置操作系统程序后成虚拟机,操作系统核心在裸机上运行,用户程序在扩充后的机器上运行,扩充后的指令统称操作命令语言2. 处理机的态及其区别硬件支持:状态寄存器即系统状态位、管态/核态:中央处理机允许使用全部资源+指令,包括特权指令=改变机器状态指令+外设I/O指令+修改特殊寄存器指令、目态/用户态3. 中断与俘获的概念、类型1)所谓中断是指某个事件(例如电源掉电、定点加法溢出或I/O传输结束等)发生时,系统中止现行程序的运行、引出处理事件程序对该事件进行处理,处理完毕后返回断点,继续执行。

(完整版)操作系统复习知识点总结

第1 章操作系统引论1.1知识点总结1、什么是操作系统?操作系统:是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机之间的接口。

1)OS 是什么:是系统软件(一整套程序组成,如UNIX 由上千个模块组成)2)管什么:控制和管理系统资源(记录和调度)2、操作系统的主要功能?操作系统的功能:存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理和用户接口管理。

1)存储器管理:内存分配,地址映射,内存保护和内存扩充2)处理机管理:作业和进程调度,进程控制和进程通信3)设备管理:缓冲区管理,设备分配,设备驱动和设备无关性4)文件管理:文件存储空间的管理,文件操作的一般管理,目录管理,文件的读写管理和存取控制5)用户接口:命令界面/图形界面和系统调用接口3、操作系统的地位操作系统是裸机之上的第一层软件,是建立其他所有软件的基础。

它是整个系统的控制管理中心,既管硬件,又管软件,它为其它软件提供运行环境。

4、操作系统的基本特征?操作系统基本特征:并发,共享和异步性。

1)并发:并发性是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。

2)共享:共享是指计算机系统中的资源被多个任务所共用。

3)异步性:每个程序什么时候执行,向前推进速度快慢,是由执行的现场所决定。

但同一程序在相同的初始数据下,无论何时运行都应获得同样的结果。

5、操作系统的主要类型?多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络系统和分布式系统1)多道批处理系统(1)批处理系统的特点:多道、成批(2)批处理系统的优点:资源利用率高、系统吞吐量大(3)批处理系统的缺点:等待时间长、没有交互能力2)分时系统(1)分时:指若干并发程序对CPU 时间的共享。

它是通过系统软件实现的。

共享的时间单位称为时间片。

(2)分时系统的特征:同时性:若干用户可同时上机使用计算机系统交互性:用户能方便地与系统进行人--机对话独立性:系统中各用户可以彼此独立地操作,互不干扰或破坏及时性:用户能在很短时间内得到系统的响应(3)优点主要是:响应快,界面友好多用户,便于普及便于资源共享3)实时系统(1)实时系统:响应时间很快,可以在毫秒甚至微秒级立即处理(2)典型应用形式:过程控制系统、信息查询系统、事务处理系统4)个人机系统(1)单用户操作系统单用户操作系统特征:个人使用:整个系统由一个人操纵,使用方便。

操作系统期末复习知识点

操作系统期末复习知识点要说这操作系统啊,可真是让我又爱又恨。

期末临近,复习操作系统这门课,那感觉就像是在知识的海洋里拼命扑腾,还不知道能不能游到岸。

先来说说进程管理吧。

进程就像是一个个在电脑里忙碌的小工人,它们有自己的任务和状态。

进程的状态转换,那可真是复杂得让人头疼。

比如就绪状态、运行状态和阻塞状态,它们之间的切换就像是一场精心编排的舞蹈。

想象一下,一个进程准备好要工作了,就处于就绪状态,等着被操作系统这个大导演选中上台表演,这就是进入运行状态。

可要是遇到点麻烦,比如要等待某个资源,它就得乖乖停下来,进入阻塞状态。

这就好比一个演员突然忘词了,只能在后台等着重新准备好再上台。

再讲讲内存管理。

内存就像是一个大仓库,我们得合理地安排货物的存放位置,不然就会乱成一团糟。

页面置换算法,这可真是个让人纠结的问题。

就像你整理衣柜,空间有限,得把不常穿的衣服拿出去,给新衣服腾地方。

什么先进先出算法、最近最少使用算法,每次做这些题的时候,我都感觉自己像是个精打细算的管家,得权衡各种利弊,做出最优的选择。

还有文件管理,文件系统就像是一个巨大的图书馆,各种各样的文件就是里面的书籍。

文件的目录结构、文件的存储方式,这都得搞清楚。

想象一下,你要在一个超级大的图书馆里快速找到你想要的那本书,没有清晰的目录和合理的存储方式,那简直就是大海捞针。

说到死锁,这可是个让人头疼的大麻烦。

就好像一群人挤在一个狭窄的门口,谁也不让谁,结果大家都被困住了。

预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁,每一个环节都不能马虎。

操作系统里的设备管理也不简单。

各种输入输出设备,就像是一群性格各异的小伙伴,得好好协调它们的工作。

比如说打印机,大家都争着要用,就得有个先来后到的规矩,不然肯定会乱套。

我还记得有一次做操作系统的练习题,那道关于进程同步的问题,我盯着题目看了半天,脑袋里一片浆糊。

我一会儿抓抓头发,一会儿在草稿纸上乱画一通,感觉自己就像在黑暗中摸索,怎么也找不到出路。

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第一章操作系统引论对操作系统的描述: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。

OS的目标:有效性、方便性、可扩充性、开放性。

多道程序必须有中断和通道技术的支持。

OS的作用: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。

OS的三种基本类型:批处理系统、分时系统、实时系统。

OS的四个特征:并发、共享、虚拟、异步性。

第二章进程管理程序顺序执行时的特征:顺序性、封闭性、可再现性。

程序并发执行时的特征:间断性、失去封闭性、不可再现性。

进程的特征:动态性、并发性、独立性、异步性。

传统OS中进程的定义: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。

进程的三种基本状态:就绪、执行、阻塞状态。

PCB昰进程存在的唯一标志。

PCB常驻内存。

PCB的组织方式:链接方式、索引方式。

引起创建新进程的典型事件:用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。

创建新进程的步骤:申请空白PCB;为新进程分配资源;初始化PCB;将新进程插入就绪队列。

引起进程阻塞或被唤醒的事件:请求系统服务;启动某种操作;新数据尚未到达;无新工作可做。

进程的阻塞是进程自身的一种主动行为。

Block原语和wakeup原语要匹配使用,以免造成“永久阻塞”。

同步应遵循的规则:空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待。

把每个进程中访问临界资源的那段代码成为临界区。

信号量是一个被保护的变量,它的值只能通过初始化和两个wait、signal原语来操作--作为OS核心代码执行。

互斥信号量:它的P,V在同一个进程中,初值为1或n, 同步信号量:它的P,V在不同的进程中,初值为0或某个正整数。

同步P操作应在互斥P操作之前,两个V操作无关紧要。

设置进程的目的在于实现系统的并发性,而管程的设置则是解决共享资源的互斥使用问题。

高级通信机制可归结为三大类:共享存储器系统、消息传递系统(是当前应用最广泛的一种进程间的通信机制)、管道通信系统。

发送进程利用Send原语将消息直接发送给接收进程,接收进城则利用Receive原语接收消息。

信号量的定义:用于表示资源数目或请求使用某一资源的进程个数的数据结构。

第三章处理机调度与死锁JCB(作业控制块)是作业在系统中存在的标志。

高级调度又称作业调度或长程调度;低级调度又称为进程调度或短程调度。

低级调度的主要功能:1.保存处理机的现场信息;2.按某种算法选取进程;3.把处理机分配给进程。

进程调度的两种方式:非抢占方式和抢占方式。

调度算法:先来先服务算法、短作业(进程)优先算法、高优先权调度算法、基于时间片轮转调度算法。

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。

优先权的类型:静态优先权;动态优先权。

高响应比优先调度算法:优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间响应比Rp=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间=响应时间/要求服务时间。

基于时间片轮转算法:系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片,在时间片内未完,则插入就绪队列末尾,CPU交给下一个进程。

常用的几种实时调度算法:最早截止时间优先算法(可用于抢占式也可用于非抢占式);最低松弛度优先算法(主要用于抢占式中)。

松弛度=任务必须完成的时间-运行时间-当前时间。

所谓死锁,是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局。

当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,他们都将无法再向前推进。

产生死锁的原因:竞争资源;进程间推进方法非法。

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。

处理死锁的基本方法:预防死锁;避免死锁;检测死锁;解除死锁。

预防死锁的方法:摒弃“请求和保持”条件;摒弃“不剥夺”条件;摒弃“环路等待”条件。

避免死锁:只要使系统始终处于安全状态,便可避免发生死锁。

用银行家算法避免死锁。

系统死锁可用资源分配图来描述。

可利用把资源分配图加以简化的方法来检测系统处于S 状态时是否为死锁状态。

S为死锁状态的充分条件:当且仅当S状态的资源分配图是不可完全简化的,该充分条件被称为死锁定理。

常用的解除死锁的两种方法:剥夺资源;撤销进程。

第四章存储器管理程序的装入:绝对装入方式;可重定位装入方式;动态运行时装入方式。

程序的链接:静态链接;装入时动态链接;运行时动态链接。

连续分配方式:单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配、动态重定位分区分配。

分区分配算法;首次适应算法;循环首次适应算法;最佳适应算法;最坏适应算法;快速适应算法。

对换分区的分配采用连续分配方式。

页表的作用:实现从页号到物理块号的地址映射。

段表的作用:实现从逻辑段到物理内存区的映射。

段页式存储管理方式原理:对内存进行分页(物理块/页架);对用户作业先分段,各段再分页。

所谓虚拟存储器,是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。

其逻辑容量有内存容量和外存容量之和所决定。

页面置换算法:最佳置换算法、先进先出页面置换算法、最近最久未使用置换算法、Clock 算法、最少使用算法、页面缓冲算法。

第五章设备管理I/O设备的类型:按传输速率分类:低速(键盘、鼠标)、中速(打印机)、高速设备(磁带机、磁盘机、光盘机);按信息交换单位分类:块设备(磁盘,DMA方式)、字符设备(交互式终端、打印机,终端驱动方式);按设备的共享属性:独占、共享(磁盘)、虚拟设备。

设备控制器是CPU与I/O设备之间的接口,他接收从CPU发来的命令,并去控制I/O设备工作。

设备控制器的基本功能:接收和识别命令;数据交换;标识和报告设备状态;地址识别;数据缓冲;差错控制。

设备控制器的组成:设备控制器与处理机的接口;设备控制器与设备的接口;I/O逻辑。

通道是专门用于处理I/O的处理机,它控制内存和外设直接进行数据交换。

目的:减轻CPU的负担。

工作方式:CPU向通道发送I/O命令,通道执行通道程序,完成I/O后向CPU发送中断信号。

通道与一般处理机的不同:指令类型单一,仅能执行I/O指令;通道没有自己的内存,通道程序放在主存中。

“瓶颈”问题:通道资源有限,系统需要同时启动的设备可能较多。

解决办法:增加设备到主机间的通路。

I/O控制方式:程序I/O方式、中断驱动方式(字节为单位)、直接存储器访问(DMA)方式(传输的基本单位是块)、I/O通道方式(多个块为单位)。

引入缓冲的主要原因:缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾;减少对CPU的终端频率,放宽对CPU中断响应时间的限制;提高CPU与I/O之间的并行性。

为了实现双向数据传输,必须在两台机器中都设置两个缓冲区,一个用作发送缓冲区,另一个用作接收缓冲区。

进程同步:使用输入循环缓冲,可使输入进程和计算进程并行执行。

相应地,指针Nexti 和指针Nextg将不断地沿着顺时针方向移动,这就可能出现两种情况:1.Nexti指针赶上Nextg指针,这意味着输入进程输入数据的速度大于计算进程处理数据的速度,已把全部的空缓冲区装满;2.Nextg指针赶上Nexti指针,这意味着输入数据的速度低于计算进程处理数据的速度,使全部装有输入数据的缓冲区都被抽空。

上述缓冲区仅适用于某特定的I/O进程和计算进程,因而它们属于专用缓冲。

把专用循环缓冲变为公用缓冲池提高内存利用率。

I/O软件的总体设计目标是高效性和通用性。

I/O软件的层次式结构:用户层软件、设备独立性软件、设备驱动程序、中断处理程序。

中断处理程序的处理过程步骤:1.唤醒被阻塞的驱动进程;2.保护被中断进程的CPU环境(压栈);3.转入相应的设备处理程序;4.中断处理;5.恢复被中断进程的现场(出栈)。

设备独立性软件也称为设备无关性,为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念。

为了实现设备独立性,系统必须设置一张逻辑设备表LUT(Logic Unit Table),用以将应用程序中所使用的逻辑设备名映射为物理设备名。

在该表的每个表目中包含了三项:逻辑设备名、物理设备名、设备驱动程序的入口地址。

LUT的设置可采用两种方式:第一种方式是在整个系统中只设置一张LUT,这种方式主要用于单用户系统中,第二种方式是为每个用户设置一张LUT。

设备分配中的数据结构:设备控制表(DCT)、控制器控制表(COCT)、通道控制表(CHCT)、系统设备表(SDT).设备的固有属性:独占性、共享性、可虚拟设备。

设备分配算法:先来先服务、优先级高者优先。

只有在设备、控制器、通道三者都分配成功时,这次的设备分配才算成功,然后,便可启动该I/O设备进行数据传送。

SPOOLing技术又称假脱机技术。

SPOOLing技术是对脱机输入、输出系统的模拟。

SPOOLing系统的组成:输入井和输出井;输入缓冲区和输出缓冲区;输入进程SPi和输出进程SPo。

共享打印机运用了SPOOLing技术,共享打印机技术已被广泛地用于多用户系统和局域网络中。

SPOOLing系统的特点:提高了I/O速度;把独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能。

磁盘访问时间:寻道时间Ts;旋转延迟时间Tr;传输时间Tt。

磁盘调度算法:先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描算法(SCAN)、循环扫描(CSCAN)算法。

对于SSTF算法,当有新进程加入时,会使老进程出现“饥饿”现象。

SCAN算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离,更优先考虑的是磁头当前的移动方向。

磁盘高速缓存的形式:这里所说的磁盘高速缓存,并非通常意义下的内存和CPU之间所增设的一个小容量高速存储器,而是指利用内存中的存储空间来暂存从磁盘中读出的一系列盘块中的信息。

第六章文件管理关键字是唯一能标识一个记录的数据项。

根据文件的性质和用途的不同,可将文件分为三类:系统文件、用户文件、库文件。

按文件中数据的形式分类:源文件、目标文件、可执行文件。

按存取控制属性分类:只执行文件、只读文件、读写文件。

按组织形式和处理方式分类:普通文件、目录文件、特殊文件(特指系统中的各类I/O设备)。

文件系统模型可分三个层次,其底层是对象及其属性,中间层是对对象进行操纵和管理的软件集合,最高层是文件系统提供给用户的接口。

为了避免多次重复地检索目录,在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。

所谓“打开”是指系统将所指文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表的一个表目中,并将该表目的编号返回给用户。

文件结构:文件的逻辑结构(文件组织)、文件的物理结构(文件的存储结构)。

文件的逻辑结构;有结构文件(记录式文件)、无结构文件(流式文件)。

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