操作系統(tǒng)期末復(fù)習重點史上最全)

1、操作系統(tǒng) （Operat ing System ） 復(fù)習要點第一早3,多道批處理系統(tǒng)一一現(xiàn)代意義上的操作系統(tǒng)多道批處理：允許多個程序同時存在于主存之中，由中央處 理機以切換方式為之服務(wù)，使得多個程序可以“同時”執(zhí)行。操作系統(tǒng)分類：批處理 OS,分時OS,實時OS,嵌入式OS,個人 計算機OS,網(wǎng)絡(luò)OS,分布式OS,智能卡OS。操作系統(tǒng)類型：批處理 OS,分時OS,實時OS,網(wǎng)絡(luò)OS,分布式OS。分時系統(tǒng)：支持多個終端用戶共享一個計算機系統(tǒng)而互不干擾，能 實現(xiàn)人機交互的系統(tǒng)。特點：支持多用戶，具有同時性、獨立性、及時性、交互性。 實時系統(tǒng)：使計算機系統(tǒng)接收到外部信號后及時進行處理，并且在 嚴格的

2、規(guī)定時間內(nèi)處理結(jié)束、再給岀反饋信號的系統(tǒng)。特點：及時響應(yīng)，快速處理，安全可靠。宏觀和微觀兩個發(fā)展方向：網(wǎng)絡(luò)OS、分布式 OS （大型系統(tǒng)）、嵌入式OS （微機）研究操作系統(tǒng)的幾種視角：軟件的視角、用戶接口、資源管理、虛擬機、服務(wù)提供者視角操作系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)中的一組系統(tǒng)軟件，由它統(tǒng)一管理計算機系 統(tǒng)的各種資源并合理組織計算機的工作流程，方便用戶使用。具有 管理和服務(wù)功能操作系統(tǒng)的特征：并發(fā)性，共享性，隨機性，可重構(gòu)性，虛擬性。 并發(fā)是指計算機系統(tǒng)中同時存在多個程序，宏觀上看，這些程序是 同時向前推進的。共享性：批操作系統(tǒng)程序與多個用戶程序共用系統(tǒng)中的各種資源 虛擬性：物理實體轉(zhuǎn)化為若干邏輯上的

3、對應(yīng)物。操作系統(tǒng)的功能：1，進程管理；2,存儲管理；3,文件管理；4,作業(yè)管理；5,設(shè)備管理；6,其他功能（系統(tǒng)安全，網(wǎng)絡(luò)通信）。傳統(tǒng)OS中，進程是系統(tǒng)調(diào)度的最小單位，是程序的一次執(zhí)行；而 現(xiàn)代OS中則是線程，是程序一次相對獨立的執(zhí)行過程。操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史1, 手工操作：穿孔卡片2, 監(jiān)督程序一一早期批處理：計算機高級語言岀現(xiàn)，單道批處理單道批處理：串行執(zhí)行作業(yè)中，由監(jiān)督程序識別一個作業(yè)，進行處理后再取下一個作業(yè)的自動定序處理方式第作業(yè)的定義：用戶要求計算機系統(tǒng)處理的一個計算問題。（或參考“小結(jié)”）調(diào)度性能的衡量一一周轉(zhuǎn)時間、平均周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、平作業(yè)的兩種控制方式1, 批處理：操作

4、系統(tǒng)按各作業(yè)的作業(yè)控制說明書的要求， 分別控制相應(yīng)的作業(yè)按指定步驟執(zhí)行。2, 交互：在作業(yè)執(zhí)行過程中，操作系統(tǒng)與用戶之間不斷交 互作用。作業(yè)調(diào)度：從后備作業(yè)隊列中選取某個作業(yè)投入主存參與多道運 行。調(diào)度算法原則：盡可能運行更多的作業(yè)，優(yōu)先考慮短作業(yè)； 使處理機保持繁忙，優(yōu)先考慮計算量大的作業(yè)； 使I/O設(shè)備保持繁忙，優(yōu)先考慮I/O繁忙的作業(yè)； 對所有的作業(yè)都是公平合理的。選擇原則：選擇的調(diào)度算法與系統(tǒng)的整體設(shè)計目標一致； 注意系統(tǒng)資源的均衡使用，使 I/O作業(yè)與CPU作業(yè) 搭配合理； 作業(yè)應(yīng)該在規(guī)定時間內(nèi)完成，能縮短作業(yè)周轉(zhuǎn)時間。第進程的定義：具有獨立功能的并行程序一次執(zhí)行過程進程和程序的區(qū)別

5、與聯(lián)系：區(qū)別：程序是指令的有序集合，靜態(tài)；進程是程序的一次運行活 動，動態(tài)； 進程是一個獨立運行單位， 共享資源的實體，能并發(fā)執(zhí)行； 而程序不能。聯(lián)系：一個程序?qū)?yīng)多個進程，一個進程至少對應(yīng)一段程序； 靜態(tài)地觀察進程，與程序一樣都由指令集和數(shù)據(jù)構(gòu)成。均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間=完成時間一提交時間；運行時間=完成時間一開始時間；帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間-運行時間；響應(yīng)比=1+等待時間運行時間調(diào)度算法：（注意：一律以小時為單位）FCFS:按到達先后順序執(zhí)行;短作業(yè)優(yōu)先法：按運行時間最短優(yōu)先：響應(yīng)比優(yōu)先法：按響應(yīng)比最高的作業(yè)優(yōu)先，注意每執(zhí)行完一次作業(yè)計算一次響應(yīng)比 。交互式作業(yè)的管理一接口（操作控制命令菜

6、單技術(shù)窗口技術(shù)）：字符（命令行）、菜單、圖形用戶和操作系統(tǒng)之間的接口：程序一級接口作業(yè)控制一級接口P42中的第二題（應(yīng)用題），必做。進程的特征：動態(tài)性、并行性、獨立性，異步性，結(jié)構(gòu)性。進程和線程的區(qū)別： 線程是進程內(nèi)一個可獨立執(zhí)行的子任務(wù)，基本 上不擁有或少量擁有資源。進程的狀態(tài)：就緒狀態(tài)，自由狀態(tài)（執(zhí)行狀態(tài)和阻塞狀態(tài)） 狀態(tài)轉(zhuǎn)換：.原因是自身的推進和外界條件的變化。執(zhí)行T阻塞：某一事件的請求執(zhí)行；阻塞T就緒：事件結(jié)束，等待調(diào)度； 就緒T執(zhí)行：處理機分配進程。進程控制塊(PCB):管理和控制進程 進程標識符 現(xiàn)行狀態(tài) CPU 狀態(tài)保護區(qū) 進程程序起始地址 資源清單 進程優(yōu)先數(shù) 隊列指針或隊列表

7、進程的互斥: 進程對某一資源進行請求時， 當且僅當只許一個使用 進程的同步: 異步環(huán)境下， 一組并發(fā)進程因直接制約而互相發(fā)送消息，進行互相合作，互相等待，使得各進程在時間 上先后次序的過程。臨界區(qū): 訪問臨界資源的那段程序臨界資源: 一次僅供允許一個進程使用的資源臨界區(qū)的調(diào)度原則:互斥訪問，空閑讓進，忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待信號量和 P、V 操作:P (S) :每執(zhí)行一次，申請一次單位資源。S: =S+1S 0,繼續(xù)執(zhí)行；S0:繼續(xù)執(zhí)行；S 0,從信號量的等待隊列中移出一個進程賦予其就緒狀態(tài) 。讀者和寫者問題：beginS , Sr , Semaphore ;rc : integer ;S

8、 := 1; Sr := 1;/S 是判斷寫者， Sr 是判斷讀寫權(quán)利Rc := 0 ; / 判斷讀者是否存在cobeginPROCESS readr i (i=1,2,)BeginP(Sr);rc :=rc +1;if rc=1 then P(S);V(Sr);read file F ;P(Sr); rc := rc - 1; if rc=0 then V(S);V(Sr);end;PROCESS Writer j (j=1,2,)beginP(S);write file F;V(S);end;coend;end;生產(chǎn)者和消費者問題 : begin semaphore ,mutex ,emp

9、ty ,full;mutex:=1, empty:=n, full:=0; cobeginproducer:beginL1:produce next message;P(empty);P (mutex);Add to buffer;V(mutex);V(full);Goto L1;consumer: beginL2:P(empty);P (mutex);Take from buffer;V(mutex);V(full);Consume product;Goto L2;End;coend;End;進程調(diào)度引起調(diào)度的原因： 正在執(zhí)行的進程執(zhí)行完畢 執(zhí)行中進程阻塞自己，進行等待狀態(tài) 執(zhí)行中進程提出

10、I/O 請求后被阻塞 執(zhí)行中進程執(zhí)行了某種原語操作而阻塞 在分時系統(tǒng)中， 分配給該進程運行時間片已用 宀完 在執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用，當系統(tǒng)程序返回用戶進程時，可認為系統(tǒng)進程執(zhí)行完畢，可調(diào)度選擇新一 個用戶進程執(zhí)行 可剝奪方式下，就緒隊列中，某進程優(yōu)先級高 于當前執(zhí)行進程調(diào)度算法：FCFS、短進程優(yōu)先、最高優(yōu)先級優(yōu)先(剩余作業(yè)最短優(yōu)先、高響應(yīng)比者優(yōu)先) 、輪轉(zhuǎn)法(簡單輪轉(zhuǎn)，可變時間輪轉(zhuǎn)，多隊 列輪轉(zhuǎn))死鎖 的定義： 計算機系統(tǒng)和進程所處的一種狀態(tài)，當某進程提出 資源請求后， 使得若干進程在無外力作用下永遠不能繼續(xù)前進的狀 態(tài)。引起死鎖的原因：當進程提出資源請求時，而系統(tǒng)中多道程序共享的系統(tǒng)資源不足；進

11、程推進順序非法。兩種資源：永久性資源：可供進程重復(fù)使用的資源消耗性資源： 由某個進程產(chǎn)生而由另一個進程消耗的 資源死鎖產(chǎn)生的四個必要條件： 互斥條件請求和保持條件不剝 (只要死鎖， 4 個同時成立) 奪條件循環(huán)等待條件死鎖的解決： 預(yù)防、檢測和恢復(fù)死鎖定理： 當且僅當當前狀態(tài)的進程資源圖是不可完全化簡。存儲管理的目的和功能： 對主存空間進行分配和管理提高主存的利用率 “擴充”主存容量 實現(xiàn)地址的變換存儲分配：直接方式： 編譯時，直接使用實際的存儲器地址 靜態(tài)分配： 裝入內(nèi)存時直接確定主存中的相對位置 動態(tài)分配： 靜態(tài)分配后，允許浮動和臨時申請附加空 間重定位： 邏輯地址和物理地址 邏輯地址：

12、目標模塊的地址 物理地址（絕對地址） ： 單位編號 靜態(tài)重定位： 裝入作業(yè)時，把作業(yè)中的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部轉(zhuǎn) 換成絕對址址 動態(tài)重定位： 在程序執(zhí)行過程中，當訪問指令或數(shù)據(jù)時才進行的 地址變換方法 實存管理技術(shù)（重） 固定式分區(qū)： 在處理作業(yè)之前把存儲器劃分成若干個確定個數(shù)的分 區(qū)，每個分區(qū)大小不變。 優(yōu)點：硬件支持小，不受某個作業(yè)干擾或破壞系統(tǒng)和其他作業(yè) 缺點：多個作業(yè)共享時，區(qū)內(nèi)零頭過多，空間嚴重浪費 可變式分區(qū)原理：在作業(yè)執(zhí)行之前不建立分區(qū)，而在處理作業(yè)中進 行，其大小根據(jù)需求而改變。 優(yōu)點：主存利用率高，更好適應(yīng)多作業(yè)共享。 缺點：檢查、回收分區(qū)次數(shù)高計算量過大；需要大量的空表目

13、登記占用分區(qū)和空閑區(qū) 可變式分區(qū)的管理算法： 首次適應(yīng)： 系統(tǒng)順序查找空閑表，把作業(yè)裝入最先能滿足要求的空閑區(qū) 最佳適應(yīng)： 按作業(yè)要求選擇一個能滿足作業(yè)要求的最小最合適的空閑區(qū) 最壞適應(yīng)： 以最大空閑區(qū)進行分配作業(yè) 基址寄存器：存放作業(yè)所占分區(qū)的起始地址 限長寄存器：存放作業(yè)所占分區(qū)長充度 可重定位分區(qū)分配原理（消除碎片） ： 移動所有已分配區(qū)的內(nèi)容，I/O 設(shè)備的分類I/O類設(shè)備：以字節(jié)為單位進行數(shù)據(jù)交換。eg：打印機、掃描儀 存儲類型設(shè)備：存儲程序和數(shù)據(jù)。eg:磁盤、磁帶、光盤 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備：交換、共享數(shù)據(jù)。eg各種網(wǎng)絡(luò)接口，調(diào)制解調(diào)器 I/O控制方式的發(fā)展：循環(huán)測試t程序中斷t DMA

14、t通道技術(shù) 通道的類型： 字節(jié)多路、數(shù)據(jù)選擇、數(shù)組多路緩沖技術(shù)緩沖的引入： 以空間換取時間，緩解“瓶頸”問題，減少中斷CPU 次數(shù)，以及提高 I/O 設(shè)備與 CPU 并行操作的能力 幾種緩沖技術(shù)： 單緩沖、雙緩沖、多緩沖、緩沖池 中斷機構(gòu) 中斷： CPU 暫停正在執(zhí)行的程序， 保留現(xiàn)場后自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行該事件死鎖的解除： 資源剝奪法撤銷進程法第四章使原來不連續(xù)的若干個小的空閑區(qū)合并成一個較大的空閑區(qū)，以存放更多作業(yè)。多重分區(qū)分配管理，不僅部分解決了零頭，而且也便于諸作業(yè)共享 使用公共的子程序和數(shù)據(jù)。換算法則 頁（段）內(nèi)位移=邏輯地址%頁（段）長=邏輯地址該頁 （段）首地址 塊（段）起始地址=塊（閔號X塊（段）長如題無說明，頁長 =塊長頁面頁號 =邏輯地址 / 頁長分頁存儲管理 實現(xiàn)原理：保持頁面在邏輯上的連續(xù)性情況下，分頁存儲器把一個 作業(yè)存放到若干個不相鄰的大小相等的分區(qū)中。地址映射：絕對地址=塊號X塊長+頁內(nèi)位移虛存管理技術(shù)請求頁式管理原理：當?shù)爻队成錂C構(gòu)遇到一個具有狀態(tài)為 N 的頁時，便產(chǎn)生一個 缺頁中斷，請求操作系統(tǒng)裝入所需的頁，調(diào)整頁面映象表，然后重 啟該指令優(yōu)點：不必將地扯空間限定在主存物理空間范圍內(nèi)；有效解決碎片問題，利于多道程序執(zhí)行。缺點：管理復(fù)雜，易因置換算法不