操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)

1、操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)1第一章引論5. 可靠性 :實(shí)時系統(tǒng)對可靠性的要求更高,否則1、操作系統(tǒng)定義（ P1 ）經(jīng)濟(jì)損失及后果無法預(yù)料。6 、操作系統(tǒng)的基本特征（ P14 ）操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充。是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、合理地對各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度以及方便用戶使用的程序的集合。2、操作系統(tǒng)的作用（ P2 ）1. OS 作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口2. OS 作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者3. OS 實(shí)現(xiàn)了對計(jì)算機(jī)資源的抽象3、推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力（ P4 ）1. 不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率2. 方便用戶3. 器件的不斷更新迭代4. 計(jì)算

2、機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展4、多道批處理系統(tǒng)的特征及優(yōu)缺點(diǎn)（ P8 ）特征：多道性、無序性、調(diào)度性優(yōu)點(diǎn)：1. 資源利用率高2. 系統(tǒng)吞吐量大缺點(diǎn)：1. 平均周轉(zhuǎn)時間長2. 無交互能力（單道、多道都是）5、分時系統(tǒng)和實(shí)時系統(tǒng)特征的比較（ P12 ）1. 多路性（實(shí)時系統(tǒng)的多路性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)周期性地對多路信息的采集、以及對多個對象或多個執(zhí)行機(jī)制進(jìn)行控制。 分時系統(tǒng)中的多路性則和（并發(fā)、共享、虛擬和異步其中并發(fā)特征是操作系統(tǒng)最重要的特征是其他特征的前提）1. 并發(fā)性2. 共享性 （互斥共享方式、同時訪問方式）3. 虛擬性 （時分復(fù)用技術(shù) （虛擬處理機(jī)技術(shù)、虛擬設(shè)備技術(shù)） 、空分復(fù)用技術(shù) （虛擬磁盤技術(shù)、

3、虛擬存儲器技術(shù)） ）4. 異步性（進(jìn)程的異步性： 進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)的）7 、操作系統(tǒng)的主要功能（ P18 ）1. 處理機(jī)管理功能 （進(jìn)程控制（ 1、進(jìn)程互斥方式：進(jìn)程或者線程在對臨界資源進(jìn)行訪問時，應(yīng)采取互斥方式； 2、進(jìn)程同步方式：相互合作去完成共同任務(wù)的諸進(jìn)程貨線程） 、進(jìn)程通信、 調(diào)度（作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度） ）2. 存儲器管理功能 （內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存擴(kuò)充）3. 設(shè)備管理功能 （緩沖管理、 設(shè)備分配、 設(shè)備處理）4. 文件管理功能 （文件存儲空間的管理、 目錄管理、文件的讀 /寫管理和保護(hù)）5. 用戶接口 （命令接口 （聯(lián)機(jī)用戶接口、 脫機(jī)用戶接口）、程

4、序接口、圖形接口）第二章進(jìn)程管理1 、程序順序執(zhí)行時的特征（ P34 ）1. 順序性 ：嚴(yán)格按照程序所規(guī)定的次序執(zhí)行。用戶有關(guān)，時多時少。 ）2. 封閉性 ：程序在封閉環(huán)境下運(yùn)行，系統(tǒng)中所2. 獨(dú)立性有資源的狀態(tài)只有本程序才能改變它。3. 及時性 : （實(shí)時系統(tǒng)對及時性的要求更嚴(yán)格,3. 可再現(xiàn)性 ：只要初始條件相同，無論怎樣執(zhí)實(shí)時控制系統(tǒng)以控制對象要求的開始截止時間或行，其結(jié)果都是相同的。完成截止時間來確定。）4. 交互性 :實(shí)時系統(tǒng)的交互性僅限于訪問某些專用服務(wù)程序。操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)2、程序并發(fā)執(zhí)行時的特征（提高了系統(tǒng)吞吐量）（ P36 ）1. 間斷性 ：并發(fā)執(zhí)行的實(shí)體之間相互制約，

5、造成程序的執(zhí)行出現(xiàn)間斷，而不連續(xù)。2. 非封閉性 ：多個程序共享系統(tǒng)資源， 因而其狀態(tài)有多個程序改變，從而失去封閉性。3. 不可再現(xiàn)性 ：封閉性的失去必然導(dǎo)致不可再現(xiàn)性。3、進(jìn)程及其特征（ P37 ）進(jìn)程是進(jìn)程實(shí)體的運(yùn)行過程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個獨(dú)立單位。進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行進(jìn)程實(shí)體 ：由程序段、相關(guān)的數(shù)據(jù)段和PCB構(gòu)成特征：結(jié)構(gòu)特征動態(tài)性（ 進(jìn)程最基本的特征）并發(fā)性（ 引人進(jìn)程的目的：為了使其進(jìn)程實(shí)體能和其他的進(jìn)程實(shí)體并發(fā)執(zhí)行；而程序（沒有建立PCB）不能并發(fā)執(zhí)行）獨(dú)立性異步性4、進(jìn)程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖（P38 ）1. 就緒 (Ready)狀態(tài)2. 執(zhí)行狀態(tài)3. 阻塞狀態(tài) （典型

6、事例：請求 I/O 、申請緩沖空間等）就緒時間片完I/O完成進(jìn)程調(diào)度阻塞執(zhí)行I/O 請求25 、引入掛起狀態(tài)的原因（ P39 ）1. 終端用戶的請求2. 父進(jìn)程請求3. 負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要4. 操作系統(tǒng)的需要6 、具有掛起狀態(tài)的進(jìn)程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換圖執(zhí)行掛/O起I求請激活活動靜止放就緒掛起就緒釋激活放活動靜止釋阻塞掛起阻塞7 、進(jìn)程控制塊及其作用（ P41 ）PCB 是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程實(shí)體的一部分，記錄了操作系統(tǒng)所需的、用于描述進(jìn)程的當(dāng)前情況以及控制進(jìn)程運(yùn)行的全部信息。作用：1. 使一個在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序 (含數(shù)據(jù) ) ，成為一個能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程

7、。或者說，OS是根據(jù)PCB 來對并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。2. PCB 是進(jìn)程存在與否的唯一標(biāo)志 , 隨著進(jìn)程的建立而建立 ,隨著進(jìn)程的撤消而撤消。 創(chuàng)建進(jìn)程就是創(chuàng)建 PCB。8 、進(jìn)程之間的兩種制約關(guān)系（P48 ）1. 間接制約競爭資源進(jìn)程互斥2. 直接制約相互合作進(jìn)程同步9 、臨界資源 （P48 ）OS 中把一次只能被一個進(jìn)程使用的資源成為操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)臨界資源。10 、臨界區(qū) （ P50 ）進(jìn)程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)。11 、同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的規(guī)則（ P50 ）空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待12 、利用信號量實(shí)現(xiàn)前驅(qū)關(guān)系算法P(54) P(55)13 、經(jīng)典

8、同步算法（生產(chǎn)者消費(fèi)者問題,哲學(xué)家就餐問題和讀者寫者問題）略14 、進(jìn)程通信的類型（P65 ）低級：信號量進(jìn)程通信共享存儲器系統(tǒng)（基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 或存儲區(qū) 的通信方式）高級消息傳遞系統(tǒng)（直接、間接）管道通信系統(tǒng)（必須提供的協(xié)調(diào)能力：互斥、同步、確定對方是否存在）15 、線程的定義 （ P72 ）現(xiàn)代 OS 引入的比進(jìn)程更小的可以獨(dú)立運(yùn)行、調(diào)度的基本單位，是輕型實(shí)體，不擁有資源 。16 、線程和進(jìn)程比較線程又稱為輕型進(jìn)程， 通常一個進(jìn)程都擁有若干個線程，至少也有一個（多線程OS 中的進(jìn)程不是一個可執(zhí)行的實(shí)體）1、調(diào)度 ：傳統(tǒng) OS 中，進(jìn)程是擁有資源的基本單位，獨(dú)立調(diào)度、 分派的基本單位。 引

9、入線程后，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而進(jìn)程作為擁有資源的基本單位2、并發(fā)性 ：引入線程的OS 中，進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，在一個進(jìn)程中的多個線程之間也可以；這樣使得OS 具有更好的并發(fā)性，從而能更加有效的提高系統(tǒng)資源的利用率和吞吐量33、擁有資源 ：線程不能擁有資源4、系統(tǒng)開銷 ：就切換代價(jià)而言，進(jìn)程遠(yuǎn)高于線程17、線程的屬性（ P73 ）1. 輕型實(shí)體2. 獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位3. 可并發(fā)執(zhí)行4. 共享進(jìn)程資源第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖1 、高級調(diào)度 （P84 ）又稱為 作業(yè)調(diào)度 。即從外存的后備隊(duì)列中選擇一個作業(yè)，為它創(chuàng)建進(jìn)程 ，分配必要的 資源，并將新進(jìn)程 插入主存的 就緒隊(duì)列 上

10、。注意： 分時系統(tǒng)和實(shí)時系統(tǒng)無作業(yè)調(diào)度。JCB （作業(yè)控制塊） ；是作業(yè)在系統(tǒng)中存在的標(biāo)志，其中保存了系統(tǒng)對作業(yè)進(jìn)行管理和調(diào)度所需的全部信息2 、低級調(diào)度 （P86 ）又稱進(jìn)程調(diào)度 或短程調(diào)度 ，即從就緒隊(duì)列中選擇一個進(jìn)程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)（非搶占方式、可搶占方式）。調(diào)度的對象是進(jìn)程（多批道處理、分時、實(shí)時三種類型的OS 中都有）3 、中級調(diào)度 （P87 ）中程調(diào)度為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量（引入目的），為此，應(yīng)使那些暫時不能運(yùn)行的進(jìn)程不再占用內(nèi)存資源，而將它們調(diào)至外存。適當(dāng)時機(jī)再將其調(diào)回內(nèi)存。這種調(diào)度稱為中級調(diào)度。4 、進(jìn)程調(diào)度的兩種方式（ P86 ）1、非搶占方式（一旦給進(jìn)程分配處理機(jī)，一直

11、讓他運(yùn)行下去，直到完成再把處理機(jī)分配給其他進(jìn)程）2、搶占方式（允許調(diào)度程序根據(jù)某些原則去暫停某個正在執(zhí)行的進(jìn)程，將已分配給該進(jìn)程的處理機(jī)重新分配給另一個進(jìn)程）操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)5、搶占的原則（ P87 ）1. 優(yōu)先權(quán)原則2. 短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先原則3. 時間片原則6、操作系統(tǒng)選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法的若干準(zhǔn)則 （P90 ）1. 面向用戶的準(zhǔn)則（周轉(zhuǎn)時間短、響應(yīng)時間快、截止時間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則）2. 面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則 （系統(tǒng)吞吐量高、 處理機(jī)利用率好、各類資源的平衡利用）7、周轉(zhuǎn)時間 （P92 ）周轉(zhuǎn)時間：是指從作業(yè)被提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完成為止的這段時間間隔周轉(zhuǎn)時間= 完成時間- 到達(dá)時間待

12、權(quán)周轉(zhuǎn)時間= 周轉(zhuǎn)時間/ 服務(wù)時間8、針對各種調(diào)度算法（先來先服務(wù)，短進(jìn)程優(yōu)先，優(yōu)先權(quán)） ，計(jì)算周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 , 平均周轉(zhuǎn)時間、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間9、吞吐量指在單位時間內(nèi)系統(tǒng)所完成的作業(yè)數(shù)10 、多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法的原理、性能該算法用于 進(jìn)程調(diào)度 ，主要是為解決前面各種進(jìn)程調(diào)度算法存在的各種不同問題而設(shè)計(jì)的一種考慮綜合因素的調(diào)度算法。其思想如下：1、設(shè)置多個就緒隊(duì)列，不同隊(duì)列具有不同優(yōu)先級，第一個隊(duì)列優(yōu)先級最高，以后次之。給不同隊(duì)列分配不同大小的時間片，第一個隊(duì)列最小，以后次之（皆為前者的二倍）。有的系統(tǒng)也將最后一級隊(duì)列不劃分時間片。2、當(dāng)有一個新進(jìn)程進(jìn)入內(nèi)存后，首先將它放入第一隊(duì)列

13、的末尾，按FCFS（先來先服務(wù)）原則排隊(duì)等待調(diào)度。當(dāng)輪到該進(jìn)程執(zhí)行時，如果它能在該時間片內(nèi)完成，便可準(zhǔn)備撤離系統(tǒng)；若不能則將它放在第二列的隊(duì)尾。 。3、僅當(dāng)前一級隊(duì)列為空時才調(diào)度下一級隊(duì)列4中的進(jìn)程。算法采用搶占式調(diào)度策略。執(zhí)行的進(jìn)程在規(guī)定的時間片內(nèi)為執(zhí)行完畢，則進(jìn)入下一級隊(duì)列的隊(duì)尾，新進(jìn)程則進(jìn)入第一級隊(duì)列的隊(duì)尾。性能：（較好的性能， 能滿足各種類型的用戶）1、終端型作業(yè)用戶2、短批處理作業(yè)用戶3、長批處理作業(yè)用戶11、死鎖、產(chǎn)生死鎖原因、必要條件（P103 ）死鎖 是指兩個或多個進(jìn)程由于資源競爭 而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程將永遠(yuǎn)無法向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的 原因：1. 競爭資源 （

14、可剝奪和非剝奪性資源、 競爭非剝奪性資源、競爭臨時性資源）2. 進(jìn)程推進(jìn)順序非法 （請求和釋放資源的順序不當(dāng)）必要條件 ：1. 互斥條件：進(jìn)程間必須互斥使用某些資源才可能產(chǎn)生死鎖。2. 請求保持條件：進(jìn)程已經(jīng)占有至少一個資源，但又提出了新的資源請求。3. 不剝奪條件：進(jìn)程已經(jīng)獲得的資源不能被剝奪。4. 環(huán)路等待條件：在發(fā)生死鎖時，必然存在一個進(jìn)程資源環(huán)形鏈。12、處理死鎖的基本方法（ P105 ）1. 預(yù)防死鎖 ：通過設(shè)置某些限制條件，破壞四個必要條件中的一個或幾個 。該方法比較簡單，但由于限制條件過于嚴(yán)格，往往導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和吞吐量低。2. 避免死鎖 ：不需事先預(yù)防，但在 資源的動態(tài)分配

15、時，用某種方法防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，從而避免死鎖 。該方法比較難于實(shí)現(xiàn)，但往往可獲得較高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)53. 死鎖的檢測與解除 ：允許系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖，3. 動態(tài)運(yùn)行時裝入方式 ：在這種方式下動態(tài)運(yùn)但能及時檢測出來，并通過某些措施解除。該方法行時的裝入程序，在把裝入模塊裝入內(nèi)存后，并不實(shí)現(xiàn)難度最大，但往往可獲得較好的資源利用率和立即把裝入模塊中的相對地址轉(zhuǎn)換為絕對地址，而系統(tǒng)吞吐量。是把這種地址轉(zhuǎn)換推遲到程序真正要執(zhí)行時才進(jìn)13 、預(yù)防死鎖的方法 （P106 ）行。因此， 裝入內(nèi)存后的所有地址都仍是相對地預(yù)防死鎖的方法是使四個必要條件中的第2、址。 顯然為使指令的執(zhí)

16、行不受影響，進(jìn)行這種地3、4 個條件不能成立， 來避免發(fā)生死鎖。 至于必要址的動態(tài)轉(zhuǎn)換，就必須有專門的硬件機(jī)構(gòu)解決條件 1，因?yàn)樗怯稍O(shè)備固有性能決定的，不僅不2 、重定位、靜態(tài)重定位、動態(tài)重定位（ P119 ）能改變，還應(yīng)加以保證。 （互斥條件破壞不了）重定位 ：我們把裝入時對目標(biāo)程序中的指令地1. 摒棄“請求和保持”條件：資源靜態(tài)分配址和數(shù)據(jù)地址的修改過程稱為重定位。2. 摒棄“不剝奪”條件：資源的動態(tài)分配靜態(tài)重定位 ：如果重定位是在裝入時由裝入程3. 摒棄“環(huán)路等待”條件：資源有序分配序一次性完成的，則稱為靜態(tài)重定位。14 、安全狀態(tài) （ P107 ）動態(tài)重定位 ：在這種方式下動態(tài)運(yùn)行時

17、的裝入所謂安全狀態(tài) ，是指系統(tǒng)能按某種進(jìn)程順序程序，在把裝入模塊裝入內(nèi)存后，并不立即把裝入(P1, P2, ，Pn)(稱 P1, P2, , Pn序列為安全序模塊中的相對地址轉(zhuǎn)換為絕對地址，而是把這種地列) ，來為每個進(jìn)程 Pi 分配其所需資源，直至滿足址轉(zhuǎn)換推遲到程序真正要執(zhí)行時才進(jìn)行。每個進(jìn)程對資源的 最大需求 ，使每個進(jìn)程都可順利3 、內(nèi)存的連續(xù)分配方式有哪些？（ P121 ）地完成 。如果系統(tǒng)無法找到這樣一個安全序列，則1. 單一連續(xù)分配（單道）稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。2. 固定分區(qū)分配15 、銀行家算法3. 動態(tài)（可變式）分區(qū)分配P( 109 )4. 可重定位分區(qū)分配16 、死鎖定理

18、（ P113 ）4 、動態(tài)分區(qū)分配算法（ P123 ）S 狀態(tài)是死鎖的 充分條件 是，當(dāng)且僅當(dāng) S 狀態(tài)1. 首次適應(yīng)算法的資源分配圖是不可完全簡化的。該充分條件被稱2. 循環(huán)首次適應(yīng)算法為死鎖定理3. 最佳適應(yīng)算法第四章 存儲器管理4. 最壞適應(yīng)算法5. 快速適應(yīng)算法1、程序裝入的方式 （ P119 ）5 、對換技術(shù) （P129 ）1. 絕對裝入方式 ：完全按照目標(biāo)程序中所給定對換技術(shù) ，是指把內(nèi)存中 暫時不能運(yùn)行 的進(jìn)程的地址裝入內(nèi)存，即目標(biāo)程序中使用的是絕對地或者暫時不用 的程序和數(shù)據(jù)調(diào)出到外存上，以便騰址。該絕對地址 既可在編譯或匯編是給出，也可由出足夠的內(nèi)存空間， 再把已具備運(yùn)行條件

19、的進(jìn)程 或程序員直接賦予。進(jìn)程所需的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存的方法。2. 可重定位裝入方式 ：通常是把在裝入時對目6 、緊湊或拼接技術(shù)（ P127 ）標(biāo)程序中指令和數(shù)據(jù)的修改過程稱為重定位。又緊湊技術(shù) ，是指通過移動內(nèi)存中作業(yè)的位置，把原因?yàn)榈刂纷儞Q通常是在裝入時一次完成的，以后不先分散的小分區(qū)拼接成一個大分區(qū)的方法。在每次再改變，故稱為靜態(tài)重定位拼接后，都必須對移動了的程序或數(shù)據(jù)進(jìn)行重定位操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)7、基本分頁管理原理、地址變換過程P( 130)8、分段系統(tǒng)的基本原理、地址變換過程P( 136 )9、分頁與分段的主要區(qū)別（ P138 ）1. 頁是信息的物理單位 ，分頁是為了實(shí)現(xiàn)離散分配方

20、式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存利用率，分頁是由于系統(tǒng)管理的需要而不是用戶的需要。段則是信息的邏輯單位 ，分段的目的 是為了能更好地滿足用戶的需要。2. 頁的大小固定且由系統(tǒng)決定 ；而段的長度卻不固定 ， 取決于 用戶所編寫的程序。3. 分頁的作業(yè)地址空間是 一維 的，即單一的線性地址空間； 而分段的作業(yè)地址空間則是二維的。10 、虛擬存儲器的定義、特征（ P143 ）定義：虛擬存儲器就是僅把作業(yè)的一部分裝入內(nèi)存便可運(yùn)行的存儲器系統(tǒng)，具體說就是指 具有請求調(diào)入功能 和置換功能 ，能從邏輯上對內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)。特性：1. 離散性 ：即非連續(xù)性，這是實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器管理技術(shù)的 前提；

21、2. 多次性 ：一個作業(yè)被分成多次調(diào)入內(nèi)存；3. 對換性 ：允許在作業(yè)運(yùn)行過程中換入、換出；4. 虛擬性 ：能夠從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量。11、頁面置換算法：計(jì)算缺頁次數(shù)、置換次數(shù)、缺頁率、置換率P( 150 )第五章設(shè)備管理1、設(shè)備管理的對象：設(shè)備、設(shè)備控制器、通道62 、 I/O 控制方式及發(fā)展宗旨（ P167 ）I/O 系統(tǒng)是用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入，輸出及數(shù)據(jù)存儲的系統(tǒng)I/O 控制方式 ：1. 程序 I/O 方式（忙等待方式）2. 中斷驅(qū)動 I/O 方式3. 直接存儲器訪問 DMA 控制方式4. I/O 通道控制方式發(fā)展宗旨：盡量較少主機(jī)對I/O 控制的干預(yù)， 把主機(jī)從繁雜的 I/O 控制事務(wù)中

22、解脫出來，以便更多的去完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。3 、緩沖引入的原因（ P172 ）1. 緩和 CPU 與 I/O 設(shè)備間速度不匹配的矛盾。2. 減少對 CPU 的中斷頻率， 放寬對 CPU 中斷響應(yīng)時間的限制。3. 提高 CPU 和 I/O 設(shè)備之間的并行性。4 、設(shè)備獨(dú)立性應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備叫設(shè)備獨(dú)立性，也稱為設(shè)備無關(guān)性。5 、 SPOOLING原理、 組成、 特點(diǎn)、共享打印機(jī)原理（ P190 ）SPOOLING原理： 在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的外圍操作與CPU 對數(shù)據(jù)的處理同時進(jìn)行，稱為 假脫機(jī)操作，又叫Spooling 。Spooling 系統(tǒng)的 組成：1. 輸入井和輸出井2. 輸入緩沖

23、區(qū)和輸出緩沖區(qū)（為了緩和CPU與磁盤之間速度不匹配的矛盾）3. 輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程4. 請求打印隊(duì)列SPOOLing 系統(tǒng)的 特點(diǎn) ：1. 提高了 I/O 的速度。2. 將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備。3. 實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。共享打印機(jī)原理：操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)共享打印機(jī)技術(shù)已被廣泛地用于多用戶系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)用戶進(jìn)程請求打印輸出時，SPOOLing 系統(tǒng)同意為它打印輸出，但并不真正立即把打印機(jī)分配給該用戶進(jìn)程，而只為它做兩件事：1. 由輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請一個空閑磁盤塊區(qū)， 并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；2. 輸出進(jìn)程再為用戶進(jìn)程申請一張空白的用戶請求打印表， 并將用戶的打印要求填入其中，

24、 再將該表掛到請求打印隊(duì)列上。6、磁盤訪問時間包括什么？（ P193 ）1. 尋道時間 Ts2. 旋轉(zhuǎn)延遲時間 T3. 傳輸時間 Tt7、磁盤調(diào)度算法：計(jì)算平均尋道長度P(194)第六章文件管理1、文件文件是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)元素的集合，可分為 有結(jié)構(gòu)文件 和無結(jié)構(gòu)文件兩種。在有結(jié)構(gòu)的文件中，文件由若干個相關(guān)記錄組成；而無結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個字符流。文件在文件系統(tǒng)中是一個最大的數(shù)據(jù)單位，它描述了一個對象集。2、文件的邏輯結(jié)構(gòu)及分類（ P208 ）文件的 邏輯結(jié)構(gòu) 分為兩大類：1. 有結(jié)構(gòu)文件 ：即記錄式文件 ；記錄的長度分為定長記錄 和變長記錄2. 無結(jié)構(gòu)文件 ：即流式

25、文件（被看成字符流） 。3、文件的物理結(jié)構(gòu)及分類（ P213 ）文件的 物理結(jié)構(gòu) 直接與外存分配方式有關(guān)?？煞譃椋?. 連續(xù)分配 方式時的 順序式文件結(jié)構(gòu) 。2. 鏈接分配 方式時的 鏈接式文件結(jié)構(gòu) 。3. 索引分配 方式時的 索引式文件結(jié)構(gòu) 。74 、文件外存分配方式（ P213 ）1. 連續(xù)分配 。2. 鏈接分配 。3. 索引分配。5 、文件目錄，目錄查詢方式文件目錄 是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于標(biāo)識系統(tǒng)中的文件及其物理地址，供檢索時使用，是文件數(shù)據(jù)塊的有序集合 。目錄查詢方式：1. 線性檢索法2. Hash 方法6 、目錄管理的要求1. 實(shí)現(xiàn)“按名存取” 。2. 提高對目錄的檢索速度。3. 文件

26、共享。4. 允許文件重名。7 、文件控制塊為了能對一個文件進(jìn)行正確的存取，必須為文件設(shè)置用于 描述和控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，稱之為 文件控制塊（包含三大信息：基本信息、存取控制信息、使用信息）8 、索引節(jié)點(diǎn)概念，為什么引入索引節(jié)點(diǎn)？索引節(jié)點(diǎn) ：采用將文件名與文件描述信息分開的辦法，將文件描述信息單獨(dú)形成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫索引節(jié)點(diǎn) 簡稱 i 節(jié)點(diǎn) 。引入原因 ：由于檢索目錄文件只用到文件名，即用不到該文件的描述信息，且在檢索目錄時索引節(jié)點(diǎn)不用調(diào)入內(nèi)存，從而大大節(jié)省了系統(tǒng)開銷。9 、文件存儲空間的管理方法1. 空閑表法2. 空閑鏈表法3. 位示圖法4. 成組鏈接法 （空閑表法和空閑鏈表法都不適合大型文件系統(tǒng)

27、）操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)810 、成組鏈接法的空閑盤塊組織、分配回收過程10010099空閑盤塊號40003997999棧3017901S.free10003003004007900129998202299399789979999920120130178017901(1) 順序掃描位示圖，從中找出一個或一組其值為“ 0”的二進(jìn)制位 (“ 0”表示空閑時 )。(2) 將所找到的一個或一組二進(jìn)制位，轉(zhuǎn)換成與之相應(yīng)的盤塊號。假定找到的其值為“0”的二進(jìn)制位，位于位示圖的第i 行、第 j 列，則其相應(yīng)的盤塊號應(yīng)按下式計(jì)算：b=n(i-1)+j式中，n 代表每行的位數(shù)。(3) 修改位示圖，令 mapi,j

28、 =1?？臻e盤塊的分配與回收： 當(dāng)系統(tǒng)要為用戶分配文件所需的盤塊時，首先檢查空閑盤塊號棧是否上鎖，如未上鎖，便從棧頂取出一空閑盤塊號，將與之對應(yīng)的盤塊分配給用戶，然后將棧頂指針下移一格。若該盤塊號已是棧底，即 S.free(0)，這是當(dāng)前棧中最后一個可分配的盤塊號。由于在該盤塊號所對應(yīng)的盤塊中記有下一組可用的盤塊號，因此， 須調(diào)用磁盤讀過程，將棧底盤塊號所對應(yīng)盤塊的內(nèi)容讀入棧中，作為新的盤塊號棧的內(nèi)容，并把原棧底對應(yīng)的盤塊分配出去。在系統(tǒng)回收空閑盤塊時， 將回收盤塊的盤塊號記入空閑盤塊號棧的頂部，并執(zhí)行空閑盤塊數(shù)加 1 操作。當(dāng)棧中空閑盤塊號數(shù)目已達(dá)100 時，表示棧已滿，便將現(xiàn)有棧中的100

29、個盤塊號，記入新回收的盤塊中，再將其盤塊號作為新棧底。第七章操作系統(tǒng)接口1、操作系統(tǒng)接口分為用戶接口和程序接口（概念）。用戶接口包括命令接口、圖形接口等。2 、程序接口程序接口是由一組系統(tǒng)調(diào)用組成。系統(tǒng)調(diào)用是在 OS 核心設(shè)置的一組實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的子程序（過程）。第八章網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)1、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)通信，網(wǎng)絡(luò)資源共享，應(yīng)用互操作，網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用互操作包括：信息互通性和信息互用性。在 Internet 下，主要利用 TCP/IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息的互通性。2 、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的服務(wù)：域名服務(wù)，目錄服務(wù)，Web 服務(wù)3 、目錄管理記錄了網(wǎng)絡(luò)中的三大資源物理設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和用戶的名字，屬性和位置。

30、操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)1、進(jìn)程同步互斥問題* 信號量類型 : 整型 ( 忙等待 ) 、記錄型、 AND 型、一般信號量集解決的問題：1、描述前趨關(guān)系：根據(jù)前趨圖，各邊分別設(shè)置信號量，初值為0；若某邊從某節(jié)點(diǎn)出發(fā)，在此節(jié)點(diǎn)操作后， 對該邊對應(yīng)信號量作signal 操作；若某邊指向某節(jié)點(diǎn)，在此節(jié)點(diǎn)操作前，對該邊對應(yīng)信號量作 wait 錯作；Var a,b,c,d,e,f,g,h,i,j: semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0; beginparbeginbegin S1; signal(a); signal(b); end;beginwait(a);S2;signal(c);sign

31、al(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);signal(f);end;begin wait(c); S4;signal(g);end;begin wait(d); S5;signal(h);end;begin wait(e); S6; signal(i); end;begin wait(f); S7; signal(j); end;begin wait(g); wait(h); wait(i); wait(j);S8; end;parendend2、進(jìn)程互斥問題（資源共享）* 根據(jù)臨界資源的種類設(shè)置信號量的個數(shù)，初值為各臨界資源的可用數(shù)量；9* 在訪問臨界資源前，

32、對對應(yīng)信號量作 wait 操作；在訪問結(jié)束后作 signal 操作，即將臨界區(qū)放在 wait 和 signal 之間。3、進(jìn)程同步（相互合作）* 為同步雙方設(shè)置各自的信號量，初值為其初始狀態(tài)可用的資源數(shù) ( 故該信號量稱為資源信號量或私有信號量 )；* 同步雙方任一進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，應(yīng)先對自己的信號量執(zhí)行wait(< 己方信號量 >)操作，以測試是否有自己可用的資源。若有資源可用，則進(jìn)入臨界區(qū)，否則阻塞；同步雙方任一進(jìn)程離開臨界區(qū)后，應(yīng)對合作方 (對方 ) 的信號量執(zhí)行 signal(< 對方信號量 >) 操作，以通知 (若對方處于阻塞狀態(tài)，則喚醒它 ) 對方已有資

33、源可用 (對方已可進(jìn)入臨界區(qū) ) 。* 有一個閱覽室，共有 100 個座位，讀者進(jìn)入時必須先在一張登記表上登記，該表為每一個座位列一表目， 包括座號和讀者姓名等， 讀者離開時要消掉登記的信息，試用 wait,signal 原語描述各個進(jìn)程之間的同步互斥關(guān)系。Var s,mutax: semaphore:=100,1;Reader ：BeginRepeatWait(s);Wait(mutex);登記；Signal(mutex);閱覽圖書；Wait(mutex);取消登記；Signal(mutex);Signal(s);Until fasleend操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)桌上有一個盤子，每次只能放一個

34、水果，爸爸專向盤中放蘋果，媽媽專向盤中放橘子，兒子專等吃盤里的桔子，女兒專等吃盤里的蘋果。只要盤子空，爸爸媽媽可向盤中放水果，僅當(dāng)盤中有自己需要的水果時，兒子或女兒可從中取出，請給出他們四人之間的同步關(guān)系程序。VAR s,so,sa:semaphore :=1,0,0;/s 表示盤空， so表示橘子， sa 表示蘋果。parbeginFather:beginrepeatwait(s);put apple();signal(sa);until falseendMother:beginrepeatwait(s);put orange();signal(so);until falseendSon:b

35、eginrepaet10wait(so);eat orange();signal(s);until falseenddaughter:beginrepeatwait(sa);eat apple();signal(s);until falseendparend2設(shè)公共汽車上有一位司機(jī)和一位售票員，它們的活動如下：司機(jī)：啟動車輛，行車，到站停車，售票員：售票；到站開門，關(guān)門請分析司機(jī)與售票員之間的同步關(guān)系，如何用 PV 操作實(shí)現(xiàn)。答：為了安全起見，顯然要求：關(guān)車門后才能啟動車輛；到站停車后才能開車門。所以司機(jī)和售票員在到站、開門、關(guān)門、啟動車輛這幾個活動之間存在著同步關(guān)系。用兩個信號量S1、 S2

36、 分別表示可以開車和可以開門，S1 的初值為 1，S2 的初值為 0。用 PV 操作實(shí)現(xiàn)司機(jī)進(jìn)程和售票員進(jìn)程同步的算法描述如下：司機(jī)：P（ S1） ；啟動車輛；正常行車；到站停車；V （S2）；售票員：售票；P（ S2） ；操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)開車門；關(guān)車門；V （ S1）；生產(chǎn)者消費(fèi)者問題三個進(jìn)程兩個緩沖區(qū)倆倆合作（下頁）；設(shè)自行車生產(chǎn)車間有兩個貨架，貨架 A 可以存放 8 個車架，貨架B 可以存放 20 個車輪；又設(shè)有4 個工人，他們的活動是重復(fù)勞動，分別為：工人1 加工一個車架放入貨架A 中；工人2、3 分別加工車輪放入貨架B 中（每人每次放入1 個車輪）；工人 4 從貨架A 中取一個車

37、架，再從貨架B 中取兩個車輪，組裝成一輛自行車。試用PV 操作實(shí)現(xiàn)四個工人的合作1、系統(tǒng)中有是三個進(jìn)程GET，PRO 和 PUT，共用兩個緩沖區(qū)BUF1 和 BUF2 。假設(shè) BUF1 中最多可放 8 個信息，BUF2 中最多可放5 個信息。GET進(jìn)程負(fù)責(zé)不斷地將信息送入BUF1 中，PRO 進(jìn)程負(fù)責(zé)從 BUF1 中取出信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果送到 BUF2 中，PUT 進(jìn)程負(fù)責(zé)從 BUF2 中讀取結(jié)果并輸出。試用 wait、signal 原語（ P、V 操作）實(shí)現(xiàn)GET，PRO，PUT 進(jìn)程之間的同步算法。1、 var：mutex1 ，mutex2 ，empty1 ，empty2 ，ful

38、l11 ， full2 ： =1， 1，8，5， 0， 0；GET:begin （repeatwait(empty1);wait(mutex1);送入 BUF1 ；;signal(mutex1);signal(full);until falseendPRO:beginrepeatwait(full1);wait(mutex1);從 BUF1 中取信息加工;11signal(mutex1);signal(empty1);wait(empty2);wait(mutex2);將加工后的信息放入BUF2;signal(mutex2);signal(full2);until falseendPUT:be

39、ginrepeatwait(full2);wait(mutex2);從 BUF2 中取信息輸出 ; signal(mutex2); signal(empty2);until falseend【分析】設(shè)置資源信號量和互斥信號量如下：信號量 Aempty 表示貨架 A 的空位數(shù)，其初值為8；信號量 Afull 表示貨架 A 上存放的車架數(shù)，其初值為0；信號量 Bempty 表示貨架 B 的空位數(shù)，其初值為20；信號量 Bfull 表示貨架 B 上存放的車輪數(shù)，其初值為0；信號量 mutex 用于互斥（初值為 1）。VarAempty,Afull,Bempty,Bfull,mutex:semapho

40、re;Aempty.value:=8;Afull.value:=0;Bempty.value:=20;Bfull.value:=0;mutext.value:=1;操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)wheelcount:integer:=0;Beginparbeginworker1:beginrepeat生產(chǎn)一個車架；wait(Aempty);/ 看看貨架A 上是否有空位置車架放到貨架A 上；signal(Afull);/ 貨架A 上的車架數(shù)增1，并通知工人4until false;endWorker2，3:beginrepeat生產(chǎn)一個車輪；wait(Bempty);/ 看看貨架B 上是否有空位置wait

41、(mutex);將車輪放到貨架B 上；signal(mutex);signal(Bfull);/ 貨架 B 上的車輪數(shù)增1，并通知工人4until false;endWorker4:beginrepeatwait(Afull);wait(Bfull);wait(Bfull);取一個車架和兩個車輪；signal(Aempty);signal(Bempty);signal(Bempty);組裝一輛自行車；until falseendparendend12哲學(xué)家就餐問題（非死鎖算法） 至多允許 4 個哲學(xué)家同時取左邊的筷子，這樣能至少保證一個哲學(xué)家能就餐，并在用畢后釋放他用過的兩只筷子，從而使更多的

42、哲學(xué)家能夠進(jìn)餐。 （請學(xué)生考慮算法的描述） 僅當(dāng)哲學(xué)家左右兩只筷子均可用時，才允許他拿起筷子進(jìn)餐。 （用 AND 信號量機(jī)制） 規(guī)定奇數(shù)號哲學(xué)家先拿左邊筷子，然后再拿右邊筷子；而偶數(shù)號哲學(xué)家先拿右邊筷子，然后再拿左邊筷子。（ 1 ）var chopstick:array0, ,4 ofsemaphore := 1,1,1,1,1;Sm:semaphore := 4;beginrepeatwait(Sm);wait(chopsticki);wait(chopstick(i+1) mod 5);eat;signal(chopsticki);signal(chopstick(i+1) mod 5);

43、signal(Sm);think;until falseEnd（ 2）varchopstick:array0,of,4 semaphore :=1,1,1,1,1;操作系統(tǒng)重點(diǎn)知識總結(jié)13begin答案：(1) 將獨(dú)木橋的兩個方向分別標(biāo)記為repeatA 和 B 。用整型變量 countA 和 countB 分別 表示 A 、swait(chopsticki ， chopstick(i+1) mod 5);B 方向上已在獨(dú)木橋上的行人數(shù)。初值為0。需要eat;設(shè)置三個初值都為 1的互斥信號量： SA 用來實(shí)現(xiàn)ssignal(chopsticki ，chopstick(i+1) mod 5);對

44、 countA 的互斥訪問， SB 用來實(shí)現(xiàn)對 countB 的互think;斥訪問， mutex 用來實(shí)現(xiàn)對獨(dú)木橋的互斥使用。until false(2)endA 方向行人過橋：（3）var chopstick:array0,4 of semaphore :=Begin P(SA);1,1,1,1,1;countA=countA+1;beginif (countA= =1)repeatP(mutex); V(SA);ifi mod 2=0過橋；thenbegin(SA);wait(chopsticki);countA=countA-1;wait(chopstick(i+1) mod 5);if(countA= =0)end;V(mutex);elsebeginV(SA);wait(chopstick(i+1) mod 5);Endwait(chopsticki);B 方向行人過橋：end;Begin P(SB);countB=countB+1;eat;if (countB= =1)P(mutex);signal(chopsticki);V(SB);signal(chopstick(i+1) mod 5);過橋；think;P(SB);until falsecoun