操作系統(tǒng)復習知識點總結

1、第1章操作系統(tǒng)引論1.1 知識點總結1、什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)：是控制和管理計算機系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程 序運行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的接口。1） OS是什么：是系統(tǒng)軟件（一整套程序組成，如 UNIX由上千個模塊組成）2）管什么：控制和管理系統(tǒng)資源（記錄和調(diào)度）硬伴貨源：儂、內(nèi)存、外語資源,軟件資源；系跳軟件，匣用款件（軟件；詩篁機執(zhí)行的程序）2、操作系統(tǒng)的主要功能？操作系統(tǒng)的功能：存儲器管理、處理機管理、設備管理、文件管理和用戶接口管理。1）存儲器管理：內(nèi)存分配，地址映射，內(nèi)存保護和內(nèi)存擴充2）處理機管理：作業(yè)和進程調(diào)度，進程控制和進程通信3）設備

2、管理：緩沖區(qū)管理，設備分配，設備驅(qū)動和設備無關性4）文件管理：文件存儲空間的管理，文件操作的一般管理，目錄管理，文件的 讀寫管理和存取控制5）用戶接口：命令界面/圖形界面和系統(tǒng)調(diào)用接口3、操作系統(tǒng)的地位操作系統(tǒng)是裸機之上的第一層軟件，是建立其他所有軟件的基礎。它是整個系統(tǒng) 的控制管理中心，既管硬件，又管軟件，它為其它軟件提供運行環(huán)境。4、操作系統(tǒng)的基本特征？操作系統(tǒng)基本特征：并發(fā)，共享和異步性。1）并發(fā)：并發(fā)性是指兩個或多個活動在同一給定的時間間隔中進行。2）共享：共享是指計算機系統(tǒng)中的資源被多個任務所共用。3)異步性：每個程序什么時候執(zhí)行，向前推進速度快慢，是由執(zhí)行的現(xiàn)場所決 定。但同一程序

3、在相同的初始數(shù)據(jù)下，無論何時運行都應獲得同樣的結果。5、操作系統(tǒng)的主要類型？多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、個人機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)1)多道批處理系統(tǒng)(1)批處理系統(tǒng)的特點：多道、成批(2)批處理系統(tǒng)的優(yōu)點：資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量大(3)批處理系統(tǒng)的缺點：等待時間長、沒有交互能力2)分時系統(tǒng)(1)分時：指若干并發(fā)程序?qū)PU時間的共享。它是通過系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的。共 享的時間單位稱為時間片。(2)分時系統(tǒng)的特征：同時性：若干用戶可同時上機使用計算機系統(tǒng)交互性：用戶能方便地與系統(tǒng)進行人-機對話獨立性：系統(tǒng)中各用戶可以彼此獨立地操作，互不干擾或破壞及時性：用戶能在很短時間內(nèi)得到系統(tǒng)的響應

4、(3)優(yōu)點主要是：響應快，界面友好多用戶，便于普及便于資源共享3)實時系統(tǒng)(1)實時系統(tǒng)：響應時間很快，可以在毫秒甚至微秒級立即處理(2)典型應用形式：過程控制系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、事務處理系統(tǒng)(3)與分時系統(tǒng)的主要區(qū)別：分時系統(tǒng)實時系統(tǒng)交互能力強(通用系統(tǒng))弱(專用系統(tǒng))響應時間秒級及時，毫秒/微妙級可靠性一般要求要求更局4)個人機系統(tǒng)(1)單用戶操作系統(tǒng)單用戶操作系統(tǒng)特征：個人使用：整個系統(tǒng)由一個人操縱，使用方便。界面友好：人機交互的方式，圖形界面。管理方便：根據(jù)用戶自己的使用要求，方便的對系統(tǒng)進行管理。適于普及：滿足一般的工作需求，價格低廉。（2）多用戶操作系統(tǒng)多：代表是 UNIX,具有更

5、強大的功能和更多優(yōu)點。 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡= 計算機技術+通信技術計算機網(wǎng)絡的特征：分布性、自治性、互連性、可見性網(wǎng)絡操作系統(tǒng)功能本機+網(wǎng)絡操作系統(tǒng)：本地 OS之上覆蓋了網(wǎng)絡OS,可以是同構的也可以是 異構的。功能：實現(xiàn)網(wǎng)絡通信、資源共享和保護、提供網(wǎng)絡服務和網(wǎng)絡接口等 分布式操作系統(tǒng)定義： 運行在不具有共享內(nèi)存的多臺計算機上，但用戶眼里卻像是一臺計算機。（分布式系統(tǒng)無本地操作系統(tǒng)運行在各個機器上）分布式系統(tǒng)特征：分布式處理、模塊化結構、利用信息通信、實施整體控制分布式操作系統(tǒng)特點：透明性、靈活性、可靠性、高性能、可擴充性1.2 習題練習1、選擇題1） 操作系統(tǒng)是一種（）。A.系統(tǒng)軟件 B

6、.系統(tǒng)硬件C應用軟件D.支援軟件2） 多道程序設計是指（）。A.在實時系統(tǒng)中并發(fā)運行多個程序B.在分布系統(tǒng)中同一時刻運行多個程序C在一臺處理機同一時刻運行多個程序D.在一臺處理機上并發(fā)運行多個程序3） 操作系統(tǒng)的設計目標之一是正確性，下列（）因素不會影響該目標?A.并發(fā)性B.共享性C高效性D.隨機性4） 在下列操作系統(tǒng)的各個功能組成部分中,哪一個不需要有硬件的支持？A.進程調(diào)度B.時鐘管理 C地址日射D.中斷系統(tǒng)5）下列操作系統(tǒng)中，（）是網(wǎng)絡操作系統(tǒng)A.Windows 3.X B.DOS 6.22 C.CP/M 2.2 D.linux6）若把操作系統(tǒng)看作是計算機系統(tǒng)資源的管理者，下列（）不屬于

7、操作系統(tǒng)所管理的資源？A.CPUB.內(nèi)存C程序D.中斷7）操作系統(tǒng)負責管理計算機系統(tǒng)的（）。A.程序B.文件C資源D進程8）沒有下列設備（），計算機無法工作。A.硬盤B.軟盤C內(nèi)存D.打印機9）操作系統(tǒng)采用最多的數(shù)據(jù)結構是（）。A.隊列B.表格C樹D.堆棧2、判斷題1） OS的最終目標是管理好軟件和硬件資源。（）2）系統(tǒng)軟件指的就是操作系統(tǒng)。（）3）操作系統(tǒng)是存在ROM上的軟件。（）4）從用戶的角度，操作系統(tǒng)可以看成計算機硬件的擴充。（）5）虛擬機是指硬件外層的軟件。（）6）用戶使用計算機，不必知道內(nèi)部數(shù)據(jù)是如何存放的。（）7）操作系統(tǒng)的兩大使命，服務用戶和管理資源是統(tǒng)一的。（）8）多道程序設

8、計既在內(nèi)存中的多個程序并行運行。（）9）多用戶系統(tǒng)一定米用多道技術。（）10）只有多重處理系統(tǒng)可以為多用戶服務。（）11）多用戶必須使用多終端。（）12）分時系統(tǒng)中時間片越長越好。（）13）用戶可以完全按照自己的意愿"生成”操作系統(tǒng)。（）14）操作系統(tǒng)的冷，熱啟動差別只在于是否有加電自檢的過程。（）3、填空題1）從人機交互方式來看，操作系統(tǒng)是用戶與機器的 。2）從管理角度看，操作系統(tǒng)是管理資源的 。3）計算機操作系統(tǒng)是 ,管理和控制 的系統(tǒng)軟件。4、簡答題1）何謂月機I/O，聯(lián)機I/O ?2）分時系統(tǒng)為什么能實現(xiàn)人機交互的操作 ？為什么主機間斷的服務，用戶卻覺得 在連續(xù)地工作？3）批

9、處理系統(tǒng)及分時系統(tǒng)中各用戶均能共享系統(tǒng)資源，在共享系統(tǒng)資源的方法上 有什么不同？4）為什么UNIX系統(tǒng)是小型機的主導操作系統(tǒng)？從系統(tǒng)功能的角度說明之5）操作系統(tǒng)的五大類型的特點6）簡述操作系統(tǒng)的功能7）多道程序設計的基本思想8）操作系統(tǒng)一般為用戶提供了哪三種界面？各有什么特點？9）解釋下列術語：并發(fā)，吞吐量，分時，實時1.3 習題解答1、選擇題4、簡答題1）脫機I/O是指輸入/輸出工作不受主機直接控制，而由衛(wèi)星機專門負責完成 I/O,主機專門完成快速計算任務，從而二者可以并行操作。聯(lián)機I/O是指作業(yè)的輸入、調(diào)入內(nèi)存以及結果輸出都在CPU直接控制下進行。2）分時系統(tǒng)提供兩種接口 ：命令接口和系統(tǒng)

10、調(diào)用，主機在中斷結構和時鐘系統(tǒng)的 支持下，把CPU時間 分成時間片，每個程序只運行一個時間片，就產(chǎn)生一個時鐘中斷，控 制轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)選 擇另一個用戶程序。 它提供命令接口，交互性好,用戶在 終端上操作，即可得到系統(tǒng)的即時響應在交互環(huán)境下，一個用戶使用終端，大部分時間用于操作鍵盤輸入字符，或閱讀思 考系統(tǒng)送回顯示的信息.這個階段終端可獨立完成，無需主機直接的服務.用戶感覺主 機在不間斷地為自己服務，因此這種系統(tǒng)也稱為聯(lián)機系統(tǒng).各用戶在自己享用的時間 片內(nèi)，取得主機的服務3 ) 批處理系統(tǒng)采用并發(fā)處理方式，作業(yè)搭配，利用外設申請中斷的功能，通過系統(tǒng)調(diào)度程序進行操作。分時系統(tǒng)各用戶按時間片

11、分享CPU,使系統(tǒng)具備共享能力4 .核心層提供基本功能，具有較強的進程管理、存儲管理和文件管理的功能，實用層有命令的解釋和語言系統(tǒng)等實用軟件，也有大量的應用軟件，系統(tǒng)便于掌握，也便于擴展，代碼采用C 語言 移植性強。很強的文件處理能力，以文件方法實現(xiàn)I/O 功能，管理十分方便。良好的開發(fā)環(huán)境5 . 操作系統(tǒng)有以下幾種類型：多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 和分布式操作系統(tǒng)。多道批處理系統(tǒng)的特點：多道、成批分時系統(tǒng)的特點：同時性、交互性、獨立性、及時性實時系統(tǒng)的特點：交互能力較弱，系統(tǒng)專用，響應時間更嚴格、及時、可靠性要求更高網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的特點：分布性、自治性、互連性、可見性分布

12、式操作系統(tǒng)的特點：透明性、靈活性、可靠性、高性能、可擴充性6 .存儲器管理：包括內(nèi)存分配、址映射、內(nèi)存保護和內(nèi)存擴充。作業(yè)管理：包括作業(yè)的創(chuàng)建,撤消,用戶界面的設計進程管理: 進程控制和進程通信。設備管理：包括緩沖管理、設備分配、和設備無關性。文件管理：包括文件存空間的管理、文件操作的一般管理、目錄管理、文件的讀寫管理和存取控制。7 .教材P108 .操作系統(tǒng)一般為用戶提供的三種界面是：命令界面、圖形界面和系統(tǒng)調(diào)用界面命令界面-在提示符之后用戶從鍵盤上輸入命令，系統(tǒng)提供相應服務。圖形界面-用戶利用鼠標、窗口、菜單、圖標等圖形用戶界面工具，可以直觀、方便、有效地使用系統(tǒng)服務和各種應用程序及實用工

13、具。系統(tǒng)調(diào)用界面-用戶在自己的C程序中使用系統(tǒng)調(diào)用，從而獲取系統(tǒng)更基層的服務。9 .教材P610 .并發(fā)：是指兩個或多個活動在同一給定的時間間隔中進行。是宏觀上的概念。吞吐量：在一段給定的時間內(nèi)，計算機所能完成的總工作量。分時：主要是指若干并發(fā)程序?qū)PU時間的共享。實時：表示"及時"或 "既時"。第2章進程管理1、程序順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行比較順序執(zhí)行并發(fā)執(zhí)行程序順序執(zhí)行間斷執(zhí)行，多個程序各自在 走走停?！狈N進行程序具有封閉性程序失去封閉性獨享資源共享資源具有可在現(xiàn)性失去RJ再現(xiàn)性?有宜接和簡接的相互制約2、多道程序設計概念及其優(yōu)點1）多道程序設計：是在一

14、臺計算機上同時運行兩個或更多個程序。2）多道程序設計的特點：多個程序共享系統(tǒng)資源、多個程序并發(fā)執(zhí)行3）多道程序設計的優(yōu)點：提高資源利用率、增加系統(tǒng)吞吐量3、什么是進程，進程與程序的區(qū)別和關系1）進程的引入由于多道程序的特點，程序具有了并行、制約和動態(tài)的特征，就使得原來程序的 概念已難以刻劃和反映系統(tǒng)中的情況了。2）進程：程序在并發(fā)環(huán)境下的執(zhí)行過程。3）進程與程序的主要區(qū)別：（1）程序是永存的，進程是暫時的（2）程序是靜態(tài)的觀念，進程是動態(tài)的觀念（3）進程由三部分組成：程序 跋據(jù)+進程控制塊（描述進程活動情況的數(shù)據(jù)結構）（4）進程和程序不是對應的一個程序可對應多個進程即多個進程可執(zhí)行同一程序一個

15、進程可以執(zhí)行一個或幾個程序4）進程特征：動態(tài)性、并發(fā)性、調(diào)度性、異步性、結構性4、進程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換1）進程基本狀態(tài)(1)運行態(tài)(Running):進程正在占用 CPU(2)就緒態(tài)(Readys :進程具備運行條件，但尚未占用CPU(3)阻塞態(tài)(Blocked):進程由于等待某一事件不能享用 CPU2) 進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(1) 就緒態(tài)-運行態(tài)(2) 運行態(tài)-就緒態(tài)(3) 運行態(tài)-阻塞態(tài)(4) 阻塞態(tài)-就緒態(tài)5、進程是由哪些部分組成, 進程控制塊的作用1)進程的組成：由程序、數(shù)據(jù)集合和 PCB三部分組成。2) 進程控制塊的作用：進程控制塊是進程組成中最關鍵的部分。(1) 每個進程有唯一的PCB

16、。(2)操作系統(tǒng)根據(jù)PCB對進程實施控制和管理。(3)進程的動態(tài)、并發(fā)等特征是利用 PCB表現(xiàn)出來的。(4) PCB是進程存在的唯一標志。6、PCB組織方式線性隊列、鏈接表、索引表7、進程的同步與互斥1) 同步：是進程間共同完成一項任務時直接發(fā)生相互作用的關系。2) 互斥：排它性訪問即競爭同一個物理資源而相互制約。8、什么是臨界資源、臨界區(qū)？1) 臨界資源：一次僅允許一個進程使用的資源。2) 臨界區(qū)：在每個進程中訪問臨界資源的那段程序。3) 互斥進入臨界區(qū)的準則：(1) 如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個進程進入。(2) 任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進程不可多于一個。如已有進程進入

17、自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待。(3) 進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內(nèi)退出，以便其它進程能及時進入自己的臨界區(qū)。(4) 如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應讓出CPU,避免進程出現(xiàn)忙等現(xiàn)象。9、信號量1)信號量定義：信號量(信號燈)=<信號量的值，指向PCB的指針>2) 信號量的物理意義：(1) 信號量的值大于0：表示當前資源可用數(shù)量小于 0：其絕對值表示等待使用該資源的進程個數(shù)(2) 信號量初值為非負的整數(shù)變量，代表資源數(shù)。(3)信號量值可變，但僅能由P、V操作來改變。10、P/V操作原語1) P操作原語P(S)(1) P操作一次，S值減1,即S= S1 (請

18、求分配一資源)；(2)如果S冷，則該進程繼續(xù)執(zhí)行； 如果S< 0表示無資源，則該進程的狀態(tài) 置為阻塞態(tài)，把相應的PCB連入該信號量隊列的末尾，并放棄處理機，進行等待(直 至另一個進程執(zhí)行V (S)操作)。2) V操作原語(荷蘭語的等待)V(S)1) ) V操作一次，S值加1,即S= S+1 (釋放一單位量資源)；(2)如果S> 0,表示有資源，則該進程繼續(xù)執(zhí)行；如果S&Q則釋放信號量隊列上的第一個PCB所對應的進程(阻塞態(tài)改為就緒態(tài))，執(zhí)行 V操作的進程繼 續(xù)執(zhí)行。11、進程間簡單同步與互斥的實現(xiàn)2) 用 P， V 原語實現(xiàn)互斥的一般模型設互斥信號量mutex 初值為 12

19、)用P、V原語操作實現(xiàn)簡單同步的例子S1 緩沖區(qū)是否空(0 表示不空，1 表示空)，初值S1=0；S2緩沖區(qū)是否滿(0表示不滿，1表示滿)，初值S2=0;3)生產(chǎn)者一一消費者問題(OS典型例子)：mutex互斥信號量，初值為1； full 滿緩沖區(qū)數(shù)，初值為0； empty 空緩沖區(qū)數(shù)，初值為N；第三章處理機調(diào)度與死鎖處理機調(diào)度級別1 .調(diào)度：選出待分派的作業(yè)或進程2 .處理機調(diào)度：分配處理機3 .三級調(diào)度：高級調(diào)度（作業(yè)調(diào)度）、中級調(diào)度（內(nèi)存對換）、低級調(diào)度 （進程調(diào)度）作業(yè)狀態(tài)1 .作業(yè)狀態(tài)分為四種：提交、后備、執(zhí)行和完成2 .作業(yè)狀態(tài)變遷圖：提交后備執(zhí)行完感作業(yè)調(diào)度和調(diào)度的功能1 .作業(yè)

20、調(diào)度的任務后備狀態(tài)一執(zhí)行狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)一完成狀態(tài)2 .作業(yè)調(diào)度的功能1）記錄系統(tǒng)中各個作業(yè)的情況2）按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊列中挑選作業(yè)3）為選中的作業(yè)分配內(nèi)存和外設等資源4）為選中的作業(yè)建立相應的進程5）作業(yè)結束后進行善后處理工作進程調(diào)度和調(diào)度的功能1 .進程調(diào)度：后備狀態(tài)一執(zhí)行狀態(tài)2 .進程調(diào)度時機：任務完成后、等待資源時、運行到時了、發(fā)現(xiàn)重調(diào)標志3 .進程調(diào)度的功能：保存現(xiàn)場、挑選進程、恢復現(xiàn)場兩級調(diào)度模型作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度的區(qū)別作業(yè)調(diào)度（宏觀調(diào)度）為進程活動做準備，即有狀得處埋 機的資格調(diào)度次數(shù)有的系統(tǒng)/、設作業(yè)調(diào)度進程調(diào)度（微觀調(diào)度）使進程活動起來，即分配得到了處 理機調(diào)度頻率圖進

21、程調(diào)度必/、可少評價調(diào)度算法的指標調(diào)度性能評價準則：CPU利用率、吞吐量、周轉(zhuǎn)時間、就緒等待時間和響應 時間1.吞吐量：單位時間內(nèi)CPU完成作業(yè)的數(shù)量2.周轉(zhuǎn)時間：1）周轉(zhuǎn)時間=完成時刻一提交時刻2）平均周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間/ n3）帶權周轉(zhuǎn)時間二周轉(zhuǎn)時間/實際運行時間4）平均帶權周轉(zhuǎn)時間=帶權周轉(zhuǎn)時間/ n簡單的調(diào)度算法1 .先來先服務（FCFS調(diào)度算法的實現(xiàn)思想：按作業(yè)（進程）到來的先后次序進行調(diào)度，即先來的先得到運行。 用于作業(yè)調(diào)度：從作業(yè)對列（按時間先后為序）中選擇隊頭的 一個或幾個作業(yè)運行。用于進程調(diào)度：從就緒隊列中選擇一個最先進入該隊列 的進程投入運行。 例如設有三個作業(yè)，編號為1,

22、 2, 3。各作業(yè)分別對應一個圖小出米用FCF時式調(diào)度時進程。各作業(yè)依次到達，相差一個時間單位 這三個作業(yè)的執(zhí)行順序進程名 到達時間到達 時間運行時間異蛇時間所可轉(zhuǎn)舊 周時帶權周轉(zhuǎn) 時間時間片A0120如您2 . 17|B05117173. AC03211113.67r0620與3 , 33平均周轉(zhuǎn)時間T=N,5 平均帶板周轉(zhuǎn)時間W=314時間片A012Q比262 . 17BD54202CI4C0311113 . 67D0611式713.67平均周轉(zhuǎn)時間T=1S54F均帶權周轉(zhuǎn)時間w=3.第算出各作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間和帶權周轉(zhuǎn)時間作業(yè)到 達時間運行時間開 始時間完 成時間周 轉(zhuǎn)時間帶權 周轉(zhuǎn)時間10

23、240242412132427268.673232730289.33平均周轉(zhuǎn)時間T=26平均帶權周轉(zhuǎn)時間 W=6.332 .時間片輪轉(zhuǎn)（RR）調(diào)度算法的實現(xiàn)思想：系統(tǒng)把所有就緒進程按先進先出的原則排成一個 隊列。新來的進程加到就緒隊列末尾。每當執(zhí)行進程調(diào)度時，進程調(diào)度程序總是選出就緒隊列的隊首進程，讓它在 CPU上運行一個時間片的時間。當時間片到，產(chǎn)生時鐘中斷,調(diào)度程序便停止該進程的運行，并把它放入就緒隊列末尾，然后，把 CPU 分給就緒隊列的隊首進程。時間片：是一個小的時間單位，通常10100ms數(shù)量級。例如 設四個進程A、B、C和D依次進入就緒隊列（同時到達），四個進程 分別需要運行12、

24、5、3和6個時間單位。 圖示RR法時間片q=1和q=4示進程運行情況算出各進程的周轉(zhuǎn)時間和帶權周轉(zhuǎn)時間1 進程名到達運行開梏完成帶枚周轉(zhuǎn)到達時間時間時間時間時r日時間A012026262 .17時間片 q=iB05117173.4C03211113.67D06320203 . 33平均周轉(zhuǎn)時間丁=嗨匚5平均帶權周轉(zhuǎn)時間W=314A0120262 .17時間片 q=4B0542D3D4C0311113 .倒D0611223.57平均周轉(zhuǎn)時間T=19,75平均帚權周轉(zhuǎn)時間W=3.333 .優(yōu)先級調(diào)度算法的實現(xiàn)思想：從就緒隊列中選出優(yōu)先級最高的進程到 CPU上運行。1）兩種不同的處理方式：非搶占式優(yōu)

25、先級法、搶占式優(yōu)先級法2）兩種確定優(yōu)先級的方式：靜態(tài)優(yōu)先級、動態(tài)優(yōu)先級例如假定在單CPU條件下有下列要執(zhí)行的作業(yè)：作業(yè)運行時間優(yōu)先級1103211323414552 用執(zhí)行時間圖描述非強占優(yōu)先級調(diào)度算法執(zhí)行這些作業(yè)的情況作業(yè)5i1作業(yè),：j；作業(yè) 3：!：;：作業(yè)？：；：；：；ftnL：一!一!：II1IIIBIHI0123410 n13U 19t算出各作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間和帶權周轉(zhuǎn)時間作業(yè)到 達時間運行時間開 始時間完 成時間周 轉(zhuǎn)時間帶權 周轉(zhuǎn)時間1010010101021128191818.03221113115.5435101188.054513181428平均周轉(zhuǎn)時間T=12.2平均帶權周

26、轉(zhuǎn)時間W=7. 06Shell命令執(zhí)行過程1 .讀命令：shell命令解釋程序?qū)⒚钚凶x到自己的工作區(qū)中。2 .判對錯：判斷命令是否正確，若有錯則發(fā)出相應的錯誤信息。3 .建子進程：終端進程調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用fork,創(chuàng)建一個子進程。4 .等待完成：終端進程將等待自己創(chuàng)建的子進程完成工作，變成睡眠態(tài)如果用戶鍵入的命令行末尾有“ &”符號，表明是后臺命令，則立即轉(zhuǎn)(8)，發(fā)提示符。5 . 子進程運行：子進程被創(chuàng)建后處于就緒態(tài)，進入就緒隊列排隊。當進程調(diào)度程序選中它之后，就把 CPU分給它使用。6 . 子進程終止：子進程完成工作后，一方面釋放它所占用的資源；另一方面喚醒父進程。子進程從系統(tǒng)中消失

27、。7 . 父進程運行：子進程喚醒父進程。8 . 發(fā)提示符：終端進程發(fā)提示符，讓用戶鍵入新的命令。什么是死鎖死鎖：多個進程循環(huán)等待它方占有的資源而無限期地僵持下去的局面。產(chǎn)生死鎖的根本原因產(chǎn)生死鎖的根本原因：資源有限且操作不當。產(chǎn)生死鎖的必要條件產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件、不可強占條件、占有且申請條件、循環(huán)等待條件。如果在計算機系統(tǒng)中同時具備上面四個必要條件時，那么會發(fā)生死鎖。即四個條件中有一個不具備，系統(tǒng)就不會發(fā)生死鎖。解決死鎖的一般方法解決死鎖的三種方法：死鎖的預防、避免、檢測與恢復。死鎖預防的基本思想和可行的解決辦法1. 死鎖預防的基本思想：打破產(chǎn)生死鎖的四個必要條件的一個或幾個。2.

28、預防死鎖的策略：資源預先分配策略、資源有序分配策略。1) 資源預先分配策略：打破占有且申請條件，進程在運行前一次性地向系統(tǒng)申請它所需要的全部資源，如果所序言的全部資源得不到滿足，則不分配任何資源，此進程暫不運行。2) 資源有序分配策略：打破循環(huán)等待條件，把資源事先分類編號，按序分配，使進程在申請、占用資源時不會形成環(huán)路。什么是進程的安全序列，死鎖與安全序列的關系1. 安全序列的定義：所謂系統(tǒng)是安全的，是指系統(tǒng)中的所有進程能夠按照某一種次序分配資源，并且依次地運行完畢，這種進程序列P1, P2,，Pn就是安全序列。2. 安全序列P1, P2,，Pn是這樣組成的：若又t于每一個進程Pi(1 &am

29、p;in)它需要的附加資源可以被系統(tǒng)中當前可用資源加上所有進程Pj(j<i)d 當前占有資源之和所滿足，則P1, P2,，Pn為一個安全序列。3. 安全序列與死鎖的關系：雖然存在安全序列一定不會有死鎖發(fā)生，但是系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)(四個死鎖的必要條件同時發(fā)生)也未必會產(chǎn)生死鎖，當然，產(chǎn)生死鎖后，系統(tǒng)一定處于不安全狀態(tài)。死鎖的避免與銀行家算法1. 避免死鎖的方法：銀行家算法。2.銀行家算法的基本思想：分配資源之前，判斷系統(tǒng)是否是安全的；若是，才分配。死鎖檢測1. 死鎖的檢測算法：是當進程進行資源請求時檢查并發(fā)進程組是否構成資源的請求和占用環(huán)路。如果不存在這一環(huán)路，則系統(tǒng)中一定沒有死鎖。2.

30、總之：如果資源分配圖中不存在環(huán)路，則系統(tǒng)不存在死鎖；反之如果資源分配圖中存在環(huán)路，則系統(tǒng)可能存在死鎖，也可能不存在死鎖。死鎖的恢復1. 死鎖的恢復思想：一旦在死鎖檢測時發(fā)現(xiàn)死鎖，就要消除死鎖，使系統(tǒng)從死鎖中恢復過來。2. 死鎖的恢復方法：1) 系統(tǒng)重新啟動2) 撤消進程、剝奪資源第四章存儲器管理<>存儲器的層次存儲器存取時間流少 存儲器存取速度增懂每位存儲器成本增加 存儲器客曷激少程序和數(shù)據(jù)可 以被CPU直接 存取程序和數(shù)據(jù)必須先 糕到內(nèi)存才能檢 CTU存取三綴存偌債結構用戶程序的主要處理階段1) .編輯階段：創(chuàng)建源文件2) .編譯階段：生成目標文件3) .連接階段：生成可執(zhí)行文件

31、4) .裝入階段：重定位，裝入內(nèi)存5) .運行階段：得到結果存儲器管理的功能存儲器管理的功能：內(nèi)存分配、地址映射、內(nèi)存保護、內(nèi)存擴充存儲器有關概念1) .邏輯地址：用戶程序經(jīng)編譯之后的每個目標模塊都以0為基地址順序編址。2) .物理地址：內(nèi)存中各物理單元的地址是從統(tǒng)一的基地址順序編址。3) .重定位：把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過程。4) .靜態(tài)重定位：是在目標程序裝入內(nèi)存時，由裝入程序?qū)δ繕顺绦蛑械闹噶詈蛿?shù)據(jù)的地址進行修改，即把程序的邏輯地址都改成實際的內(nèi)存地址。重定位在程序裝入時一次完成。靜君重定宦示.意叵5) .動態(tài)重定位：在程序執(zhí)行期間，每次訪問內(nèi)存之間進行重定位，這種變 換是靠硬

32、件地址變換機構實現(xiàn)的。| 500 |6) .碎片：內(nèi)存中容量太小、無法被利用的小分區(qū)。存儲管理基本技術三種基本的存儲管理技術：分區(qū)法、可重定位分區(qū)法和對換技術1) 固定分區(qū)：分區(qū)的個數(shù)、分區(qū)的大小固定不變；優(yōu)點：管理方式簡單。缺點：內(nèi)存空間利用率低。2) 動態(tài)分區(qū)法：分區(qū)大小和個數(shù)依作業(yè)情況而定；作業(yè)進入內(nèi)存時才建分優(yōu)點：按需分配內(nèi)存缺點：產(chǎn)生大量碎片。2. 可重定位分區(qū)分配：通過緊縮可解決碎片問題；作業(yè)在內(nèi)存中可以移動。1. 分區(qū)法：把內(nèi)存劃分成若干分區(qū)，每個分區(qū)里容納一個作業(yè)。每個分區(qū)只能放一道作作業(yè)進入內(nèi)存時才建分作業(yè)在內(nèi)存中可以移動優(yōu)點：解決了碎片的問題，提高了主存利用率；缺點：增加了

33、開銷。，但須消耗大量的CPU時間。3. 對換技術：作業(yè)(或進程)在內(nèi)存和磁盤之間交換，換出暫時不能運行的作業(yè)(或進程)；換入具備運行條件的作業(yè)(或進程)。虛擬存儲器1. 虛擬存儲器：是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器2. 虛擬存儲器的基本特征：1) 虛擬擴充：不是物理上，而是邏輯上擴充了內(nèi)存容量2) 部分裝入：每個作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存，而是只裝入一部分3) 離散分配：不必占用連續(xù)的空間，而是“見縫插針 ”。4) 多次對換：所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存3. 虛擬存儲器受到的限制：1) 指令中表示地址的字長2) 外存的容量分頁存儲管理技術1) 分頁的概念2) 邏輯空間等分為頁

34、；3) 物理空間等分為塊，與頁面大小相同；4) 邏輯地址表示：(如，頁面大小為1K)4）內(nèi)存分配原則：以塊為單位，邏輯上相鄰的頁可以分配在不相鄰的內(nèi)存塊中。5）頁表：實現(xiàn)從頁號到物理塊號的地址映射作業(yè)I瓦表頁號塊號作業(yè)£頁表頁號塊號1k卒3k4k整6k7k*9k9k作業(yè)凌度表10k-l作業(yè)2 世頁）作業(yè)2 U賀作業(yè)1 g貢5作業(yè)1 頁）作業(yè)2Q貫）（%頁）主存6)地址映射：由硬件完成。2.請求分頁的基本思想1)2)3)作業(yè)所占的各塊不連續(xù)。4)硬件通過頁表生成訪內(nèi)地址。5)若缺頁，進行缺頁中斷處理，換入內(nèi)存。6)利用快表可加速地址轉(zhuǎn)換O地址空間分頁，內(nèi)存分塊，頁與塊大小相同;作業(yè)部分

35、裝入內(nèi)存。分段存儲管理技術1.分段的概念1）邏輯空間分段：段是信息的邏輯單位，每段對應一個相應的程序模塊, 有完整的邏輯意義。2）程序的地址結構:邏輯地址表示：（二維的地址空間）131653）內(nèi)存分配：內(nèi)存以段為單位進行分配，每個段單獨占用一塊連續(xù)的內(nèi)存分區(qū)。4）段表：實現(xiàn)每個邏輯段到物理內(nèi)存中分區(qū)位置的映射5）地址轉(zhuǎn)換：見圖 P126 4-232.分頁與分段的區(qū)別分頁信息的物理單位大小一樣，由系統(tǒng)固定地址空間是一維的分段信息的邏輯單位大小不等，由用戶確定地址空間是二維的虛存中的置換算法1 .先進先出法（FIFQ :將最先進入內(nèi)存的頁換出內(nèi)存。例如 內(nèi)存塊數(shù)量為3時，采用FIFO頁面置換算法，

36、下面頁面走向情況下, 缺頁次數(shù)是多少？缺頁次數(shù)=14次2 .最佳置換法（OPT）:將將來不再被使用或是最遠的將來才被訪問的貢例如 內(nèi)存塊數(shù)量為3時，采用OPT頁面置換算法，下面頁面走向情況下, 缺頁次數(shù)是多少？042303212缺頁次數(shù)=9次3 .最近最少使用置換法（LRU :將最近一段時間里最久沒有使用過的頁面 換出內(nèi)存。例如 內(nèi)存塊數(shù)量為3時，采用LRU頁面置換算法，下面頁面走向情況下, 缺頁次數(shù)是多少？缺頁次數(shù)=12次4.最近未使用置換法 比較小。(NUR)LRU近似方法,比較容易實現(xiàn)，開銷也實現(xiàn)方法：在存儲分塊表的每一表項中增加一個引用位， 操作系統(tǒng)定期地 將它們置為00當某一頁被訪問

37、時，由硬件將該位置 1。需要淘汰一頁時，把該位為0的頁淘汰出去，因為最近一段時間里它未被訪問 過。第五章設備管理設備分類及設備標識1 .設備分類1）存儲設備（外存、輔助存儲器）：用于存儲信息的設備2）輸入/輸出設備：用于輸入/輸出信息的設備2 .設備標識.3 ）設備絕對號：系統(tǒng)為設備指定的唯一代號4 ）設備相對號：用戶自己規(guī)定的設備序號引入緩沖的目的和緩沖區(qū)的設置方式1. 引入緩沖區(qū)的目的1）緩和CPU與外設間速度不匹配的矛盾2）提高CPU與外設之間的并行性3）減少對CPU的中斷次數(shù)2. 緩沖區(qū)的設置方式1） 單緩沖：當數(shù)據(jù)到達率與離去率相差很大時，可采用單緩沖方式。2） 雙緩沖：當信息輸入和

38、輸出率相同（或相差不大）時，可利用雙緩沖區(qū)， 實現(xiàn)兩者的并行。3） 多緩沖：對于陣發(fā)性的輸入、輸出，為了解決速度不匹配問題，可以設 立多個緩沖區(qū)。設備管理的目標設備管理的目標：使用方便、與設備無關、效率高、管理統(tǒng)一。設備管理功能1. 監(jiān)視設備狀態(tài)：記住所有設備、控制器和通道的狀態(tài)，以便有效的調(diào)度 和使用它們。2. 進行設備分配：按照設備的類型和系統(tǒng)中采用的分配算法，實施設備分 配。這一功能由設備分配程序完成。3. 完成 I/O 操作： 通常完成這一部分功能的程序叫做設備驅(qū)動程序。系統(tǒng)按照用戶的要求調(diào)用具體的設備驅(qū)動程序，啟動相應的設備，進行I/O 操作；并且處理來自設備的中斷。操作系統(tǒng)中每類設

39、備都有自己的設備驅(qū)動程序。4. 緩沖管理與地址轉(zhuǎn)換：由于外設與主機間的速度差異，大多數(shù) I/O 操作都涉及到緩沖區(qū)。因此系統(tǒng)應對緩沖區(qū)進行管理。此外， 用戶程序應與實際使用的物理設備無關，這就需要將用戶在程序中使用的邏輯設備轉(zhuǎn)換成物理設備的地 址。常用設備分配技術1. 根據(jù)設備的使用性質(zhì)，可將設備分成：獨占設備、共享設備和虛擬設備1) 獨占設備：不能共享的設備，即：在一段時間內(nèi)，該設備只允許一個進程獨占。如打印機。2) 共享設備：可由若干個進程同時共享的設備。如磁盤機。3) 虛擬設備：是利用某種技術把獨占設備改造成可由多個進程共享的設備。2. 針對三種設備采用三種分配技術：獨占分配、共享分配和

40、虛擬分配。1) 獨占分配技術：是把獨占設備固定地分配給一個進程，直至該進程完成I/O 操作并釋放它為止。2) 共享分配技術：通常適用于高速、大容量的直接存取存儲設備。由多個進程共享一臺設備，每個進程只用其中的一部分。3) 虛擬分配技術：利用共享設備去模擬獨占設備，從而使獨占設備成為可共享的、快速I/O的設備。實現(xiàn)虛擬分配的最有名的技術是SPOOLin眼術，也稱作假脫機操作。處理 I/O 請求的步驟1 .用戶進程發(fā)出I /請求；2 .系統(tǒng)接受這個I /請求；3 . 轉(zhuǎn)去執(zhí)行操作系統(tǒng)的核心程序；4 .設備驅(qū)動程序具體完成I /臊作；5 . I次成后，系統(tǒng)進行I /叩斷處理；然后用戶進程重新開始執(zhí)行。UNIX系統(tǒng)中打印機的主要安裝步驟打印機的主要安裝步驟：配置端口(串口或并口)，連接打印機與主機，將打印機添加到系統(tǒng)中，進行必要的打印機配置等。第六章 文件系統(tǒng)文件、文件系統(tǒng)的概念1文件：是被命名的數(shù)據(jù)的集合體。2文件系統(tǒng)：就是操作系統(tǒng)中負責操縱和管理文件的一整套設施，它實現(xiàn)文件的共享和保護，方便用戶“按名存取UNIX系統(tǒng)中文件類型1. 普通文件：由程序、數(shù)據(jù)或正文的字符串構成。包括一般用戶建立的源 程序文件、數(shù)據(jù)文件