西工大操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)資料

西工大操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)資料西工大操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)資料西工大操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)資料xxx公司西工大操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)資料文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機(jī)界面，提供各種服務(wù)，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶有效使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。它可被看作是用戶和計(jì)算機(jī)硬件之間的一種接口，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可分割的重要組成部分。操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)方便性：配置OS后，用戶可以通過OS所提供的各種命令，更容易地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。有效性：可使CPU和I/O設(shè)備由于能保持忙碌狀態(tài)而得到有效的利用；由于可使內(nèi)存和外存中存放的數(shù)據(jù)有序而節(jié)省了存儲空間?？蓴U(kuò)充性：OS應(yīng)采用層次化結(jié)構(gòu)，以便增加新的功能層次和模塊，并能修改老的功能層次和模塊。開放性：為使來自不同廠家的計(jì)算機(jī)和設(shè)備能通過網(wǎng)絡(luò)加以集成化，并能正確、有效地協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的可移植性和互操作性，必須具有統(tǒng)一的開放環(huán)境，進(jìn)而要求OS具有開放性。操作系統(tǒng)的作用OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口OS作為虛擬計(jì)算機(jī)OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理者操作系統(tǒng)的主要特性:一-并發(fā)性、二-共享性、三-異步性、四-虛擬性。并發(fā)性指兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件或活動在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。并行性指兩個(gè)或兩個(gè)以上事件或活動在同一時(shí)刻發(fā)生。虛擬性是指操作系統(tǒng)中的一種管理技術(shù)，它是把物理上的一個(gè)實(shí)體變成邏輯上的多個(gè)對應(yīng)物，或把物理上的多個(gè)實(shí)體變成邏輯上的一個(gè)對應(yīng)物的技術(shù)，顯然，前者是實(shí)際存在的而后者是虛構(gòu)假想的。操作系統(tǒng)的主要功能：處理機(jī)管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理、網(wǎng)絡(luò)與通信管理、用戶接口處理機(jī)管理(1)處理器管理的第一項(xiàng)工作是處理中斷事件處理器管理的第二項(xiàng)工作是處理器調(diào)度。(2)處理器管理具體包括：進(jìn)程控制和管理進(jìn)程同步和互斥進(jìn)程通信和死鎖線程控制和管理處理器調(diào)度，分作業(yè)調(diào)度，中程調(diào)度，低級調(diào)度等9.存儲管理具有四大功能：存儲分配、存儲共享、地址轉(zhuǎn)換與存儲保護(hù)、存儲擴(kuò)充10.設(shè)備管理具有以下功能：設(shè)備分配、緩沖管理、設(shè)備驅(qū)動、設(shè)備獨(dú)立性、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備11.文件管理要完成以下任務(wù)：提供文件邏輯組織方法、提供文件物理組織方法、提供文件的存取方法、提供文件的使用方法、實(shí)現(xiàn)文件的目錄管理、實(shí)現(xiàn)文件的存取控制、實(shí)現(xiàn)文件的存儲空間管理12.人工操作方式特點(diǎn):用戶獨(dú)占全機(jī)、CPU等待人工操作、獨(dú)占性、串行性缺點(diǎn):計(jì)算機(jī)的有效機(jī)時(shí)嚴(yán)重浪費(fèi)、效率低13.脫機(jī)I/O方式的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）減少了CPU的空閑時(shí)間。（2)提高I/O速度。14.單道批處理系統(tǒng)的主要特征如下：(1)自動性(2)順序性(3)單道性15.多道程序設(shè)計(jì)的基本概念在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放若干道已開始運(yùn)行尚未結(jié)束的程序，它們交替運(yùn)行，共享系統(tǒng)中的各種硬、軟件資源，從而使處理機(jī)得到充分利用.16.多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)多道：多道指某個(gè)作業(yè)占用CPU，若由于某種原因暫時(shí)不用CPU則系統(tǒng)讓第二個(gè)作業(yè)占用CPU成批處理：用戶自己不能干預(yù)自己作業(yè)的運(yùn)行，一旦發(fā)現(xiàn)作業(yè)錯誤不能及時(shí)改正，并延長開發(fā)軟件時(shí)間，所以適用于成熟的程序。無序性調(diào)度性17.多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)(1)資源利用率高(2)系統(tǒng)吞吐量大(3)可提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率(4)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(5)無交互能力。適合大型科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理。18.多道批處理需要解決的問題:(1)處理機(jī)管理問題。(2)內(nèi)存管理問題。(3)I/O設(shè)備管理問題。(4)文件管理問題。(5)作業(yè)管理問題。19.分時(shí)系統(tǒng)是指，在一臺主機(jī)上連接了多個(gè)帶有顯示器和鍵盤的終端，同時(shí)允許多個(gè)用戶通過自己的終端，以交互方式使用計(jì)算機(jī)，共享主機(jī)中的資源。20.分時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)多路性：同時(shí)有多個(gè)用戶使用一臺計(jì)算機(jī)。宏觀上，是多個(gè)人同時(shí)使用一個(gè)CPU；微觀上，多個(gè)人在不同時(shí)刻輪流使用CPU。交互性：用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)一步提出新請求(用戶直接干預(yù)每一步)。獨(dú)立性：用戶感覺不到計(jì)算機(jī)為其他人服務(wù)（OS提供虛機(jī)器，各用戶虛機(jī)器互不干擾）。及時(shí)性：系統(tǒng)對用戶提出的請求及時(shí)響應(yīng)。21.實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Real-TimeSystem)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。22.進(jìn)程的概念進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行。進(jìn)程是一個(gè)程序及其數(shù)據(jù)在處理機(jī)上順序執(zhí)行時(shí)所發(fā)生的活動。進(jìn)程是可與其他程序并發(fā)執(zhí)行的程序，在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過程。它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。進(jìn)程與程序的區(qū)別程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動態(tài)的;進(jìn)程更能真實(shí)地描述并發(fā),而程序不能;同一程序同時(shí)運(yùn)行于若干個(gè)數(shù)據(jù)集合上，它將屬于若干個(gè)不同的進(jìn)程。也就是說同一程序可以對應(yīng)多個(gè)進(jìn)程；進(jìn)程有生命周期，有誕生有消亡，短暫的；而程序是相對長久的;程序可作為軟件資源長期保存，進(jìn)程只是一次執(zhí)行過程，是暫時(shí)的；進(jìn)程是系統(tǒng)分配調(diào)度的獨(dú)立單位，能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行;進(jìn)程是由程序和數(shù)據(jù)兩部分組成的；進(jìn)程具有創(chuàng)建其他進(jìn)程的功能，而程序沒有。運(yùn)行中的進(jìn)程可能具有三種狀態(tài)：就緒狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)；這三種基本狀態(tài)可以依據(jù)一定的條件相互轉(zhuǎn)換：就緒-->運(yùn)行:調(diào)度程序選擇一個(gè)新的進(jìn)程運(yùn)行；運(yùn)行-->就緒:運(yùn)行進(jìn)程用完了時(shí)間片運(yùn)行進(jìn)程被中斷，因?yàn)橐桓邇?yōu)先級進(jìn)程處于就緒狀態(tài)；運(yùn)行-->阻塞:當(dāng)一進(jìn)程必須等待時(shí)，OS尚未完成服務(wù)、對一資源的訪問尚不能進(jìn)行、初始化I/O且必須等待結(jié)果、等待某一進(jìn)程提供輸入(IPC)；阻塞-->就緒；當(dāng)所等待的事件發(fā)生時(shí)。系統(tǒng)為了管理進(jìn)程設(shè)置的一個(gè)專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放了用于描述該進(jìn)程情況和控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息。系統(tǒng)利用PCB來控制和管理進(jìn)程，所以PCB是系統(tǒng)感知進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志進(jìn)程與PCB是一一對應(yīng)的進(jìn)程控制塊PCB系統(tǒng)為了管理進(jìn)程設(shè)置的一個(gè)專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放了用于描述該進(jìn)程情況和控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息。系統(tǒng)利用PCB來控制和管理進(jìn)程，所以PCB是系統(tǒng)感知進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志進(jìn)程與PCB是一一對應(yīng)的23.進(jìn)程控制的主要任務(wù)

進(jìn)程控制是對系統(tǒng)中所有進(jìn)程從產(chǎn)生、存在到消亡的全過程實(shí)行有效的管理和控制。進(jìn)程控制一般是由操作系統(tǒng)的內(nèi)核來實(shí)現(xiàn)，內(nèi)核在執(zhí)行操作時(shí)，往往是通過執(zhí)行各種原語操作來實(shí)現(xiàn)的。內(nèi)核：加在硬件上的第一層軟件，通過執(zhí)行各種原語操作來實(shí)現(xiàn)各種控制和管理功能，具有創(chuàng)建、撤消、進(jìn)程通信、資源管理的功能。內(nèi)核的基本功能:支撐功能：中斷處理、時(shí)鐘管理、原語操作資源管理功能：進(jìn)程管理、存貯管理、設(shè)備管理原語：是由若干多機(jī)器指令構(gòu)成的完成某種特定功能的一段程序，具有不可分割性。即原語的執(zhí)行必須是連續(xù)的，在執(zhí)行過程中不允許被中斷。24.進(jìn)程同步的主要任務(wù)是使并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程間有效的共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。25.臨界資源： 系統(tǒng)中某些資源一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用，稱這樣的資源為臨界資源或互斥資源或共享變量。多個(gè)進(jìn)程訪問同一資源的臨界區(qū)稱為相關(guān)臨界區(qū)。26.使用互斥區(qū)的原則空閑讓進(jìn)：當(dāng)無進(jìn)程在互斥區(qū)時(shí)，任何有權(quán)使用互斥區(qū)的進(jìn)程可進(jìn)入忙則等待：不允許兩個(gè)以上的進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入互斥區(qū)有限等待：任何進(jìn)入互斥區(qū)的要求應(yīng)在有限的時(shí)間內(nèi)得到滿足讓權(quán)等待：處于等待狀態(tài)的進(jìn)程應(yīng)放棄占用CPU，以使其他進(jìn)程有機(jī)會得到CPU的使用權(quán)。27．信號量：是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下：V(s){V(s){s.value=s.value++;if(s.value<=0)//意味著原有資源已用完,等待隊(duì)列非空{(diào)喚醒相應(yīng)等待隊(duì)列s.queue中等待的一個(gè)進(jìn)程改變其狀態(tài)為就緒態(tài)并將其插入就緒隊(duì)列}}{ intvalue; pointer_PCBqueue;}P(s){s.value=s.value--;if(s.value<0){ 該進(jìn)程狀態(tài)置為等待狀態(tài);將該進(jìn)程的PCB插入相應(yīng)的等待隊(duì)列末尾s.queue;}}P(S):表示申請一個(gè)資源，V(S)表示釋放一個(gè)資源。信號量的初值應(yīng)該大于等于0。P.V操作必須成對出現(xiàn)，有一個(gè)P操作就一定有一個(gè)V操作；當(dāng)為互斥操作時(shí)，它們同處于同一進(jìn)程；當(dāng)為同步操作時(shí)，則不在同一進(jìn)程中出現(xiàn)；如果P(S1)和P(S2)兩個(gè)操作在一起，那么P操作的順序至關(guān)重要,一個(gè)同步P操作與一個(gè)互斥P操作在一起時(shí)同步P操作在互斥P操作前，兩個(gè)V操作無關(guān)緊要。28.P.V操作的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：簡單，而且表達(dá)能力強(qiáng)（用P.V操作可解決任何同步互斥問題）缺點(diǎn):“不夠安；P.V操作使用不當(dāng)會出現(xiàn)死鎖；遇到復(fù)雜同步互斥問題時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜29.AND型信號量集是指同時(shí)需要多種資源且每種占用一個(gè)時(shí)的信號量操作AND型信號量集的基本思想：在一個(gè)原語中申請整段代碼需要的多個(gè)臨界資源，要么全部分配給它，要么一個(gè)都不分配30.讀者優(yōu)先。讀者優(yōu)先指的是除非有寫者在寫文件，否則讀者不需要等待。所以可以用一個(gè)整數(shù)變量Read_count記錄當(dāng)前的讀者數(shù)目，用于確定是否需要釋放正在等待的寫者進(jìn)程（當(dāng)Read_count=0時(shí)，表明所有的讀者讀完，需要釋放寫者等待隊(duì)列中的一個(gè)寫者）。每當(dāng)一個(gè)讀者開始讀文件時(shí)，必須修改Read_count變量。因此需要一個(gè)互斥對象mutex來實(shí)現(xiàn)對全局變量Read_count修改時(shí)的互斥。

另外，為了實(shí)現(xiàn)讀-寫互斥，需要增加一個(gè)臨界區(qū)對象W。當(dāng)寫者發(fā)出寫請求時(shí)，必須申請臨界區(qū)對象的所有權(quán)。通過這種方法，可以實(shí)現(xiàn)讀-寫互斥，當(dāng)Read_count=1時(shí)（即第一個(gè)讀者到來時(shí)），讀者線程也必須申請臨界區(qū)對象的所有權(quán)。

當(dāng)讀者擁有臨界區(qū)的所有權(quán)時(shí)，寫者阻塞在臨界區(qū)對象W上。當(dāng)寫者擁有臨界區(qū)的所有權(quán)時(shí)，第一個(gè)讀者判斷完”Read_count==1”后阻塞在W上，其余的讀者由于等待對Read_count的判斷，阻塞在mutex上。寫者：while(true){寫者：while(true){P(w);寫V(w);};while(true){P(mutex);readcount++;if(readcount==1)P(w);V(mutex);讀P(mutex);readcount--;if(readcount==0)V(w);V(mutex);};3)第二類讀者寫者問題：寫者優(yōu)先條件：1）多個(gè)讀者可以同時(shí)進(jìn)行讀2）寫者必須互斥（只允許一個(gè)寫者寫，也不能讀者寫者同時(shí)進(jìn)行）3）寫者優(yōu)先于讀者（一旦有寫者，則后續(xù)讀者必須等待，喚醒時(shí)優(yōu)先考慮寫者）寫者優(yōu)先。寫者優(yōu)先與讀者優(yōu)先相類似。不同之處在于一旦一個(gè)寫者到來，它應(yīng)該盡快對文件進(jìn)行寫操作，如果有一個(gè)寫者在等待，則新到來的讀者不允許進(jìn)行讀操作。為此應(yīng)當(dāng)填加一個(gè)整形變量Write_count，用于記錄正在等待的寫者的數(shù)目，當(dāng)Write_count=0時(shí)，才可以釋放等待的讀者線程隊(duì)列。

為了對全局變量Write_count實(shí)現(xiàn)互斥，必須增加一個(gè)互斥對象mutex3。

為了實(shí)現(xiàn)寫者優(yōu)先，應(yīng)當(dāng)填加一個(gè)臨界區(qū)對象read，當(dāng)有寫者在寫文件或等待時(shí)，讀者必須阻塞在read上。

讀者線程除了要對全局變量Read_count實(shí)現(xiàn)操作上的互斥外，還必須有一個(gè)互斥對象對阻塞read這一過程實(shí)現(xiàn)互斥。這兩個(gè)互斥對象分別命名為mutex1,mutex2。20.實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信的方式共享存儲器方式：相互通信的進(jìn)程通過共享某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或存儲區(qū)來進(jìn)行通信，可分為共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方式、共享存儲區(qū)方式；消息通信方式：進(jìn)程間的消息交換以消息或報(bào)文為單位，程序員利用一組通信命令(原語)來實(shí)現(xiàn)通信，可分為直接、間接通信方式；共享文件方式：利用共享文件來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。21.在UNIX系統(tǒng)中，利用一個(gè)打開的共享文件來連接兩個(gè)相互通信的進(jìn)程，該共享文件稱為管道(Pipe)，因而該方式又稱為管道通信。為了協(xié)調(diào)雙方通信，管道通信必須提供三方面的協(xié)調(diào)能力：互斥、同步、對方是否存在。22.可把處理機(jī)調(diào)度分成三個(gè)層次：高級調(diào)度也稱為作業(yè)調(diào)度或宏觀調(diào)度高級調(diào)度的時(shí)間尺度通常是分鐘、小時(shí)或天中級調(diào)度涉及進(jìn)程在內(nèi)外存間的交換，從存儲器資源管理的角度來看，把進(jìn)程的部分或全部換出到外存上，可為當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的執(zhí)行提供所需內(nèi)存空間，將當(dāng)前進(jìn)程所需部分換入到內(nèi)存。指令和數(shù)據(jù)必須在內(nèi)存里才能被處理機(jī)直接訪問低級調(diào)度也稱微觀調(diào)度，從處理機(jī)資源分配的角度來看，處理機(jī)需要經(jīng)常選擇就緒進(jìn)程或線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，低級調(diào)度的時(shí)間尺度通常是毫秒級的。由于低級調(diào)度算法的頻繁使用，要求在實(shí)現(xiàn)時(shí)做到高效23.進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)是控制協(xié)調(diào)進(jìn)程對CPU的競爭,即按一定的調(diào)度算法從就緒隊(duì)列中選中一個(gè)進(jìn)程，把CPU的使用權(quán)交給被選中的進(jìn)程24.確定算法的原則具有公平性資源利用率高（特別是CPU利用率）在交互式系統(tǒng)情況下要追求響應(yīng)時(shí)間（越短越好）在批處理系統(tǒng)情況下要追求系統(tǒng)吞吐量25.進(jìn)程調(diào)度方式非剝奪方式：分派程序一旦把處理機(jī)分配給某進(jìn)程后便讓它一直運(yùn)行下去，直到進(jìn)程完成或發(fā)生某事件而阻塞時(shí)，才把處理機(jī)分配給另一個(gè)進(jìn)程。剝奪方式：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)可以基于某種原則，剝奪已分配給它的處理機(jī)，將之分配給其它進(jìn)程。剝奪原則有：優(yōu)先權(quán)原則、短進(jìn)程優(yōu)先原則、時(shí)間片原則。26.進(jìn)程調(diào)度性能衡量的指標(biāo)：周轉(zhuǎn)時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間、CPU-I/O執(zhí)行期27.選擇進(jìn)程調(diào)度方式的準(zhǔn)則：面向用戶的準(zhǔn)則：周轉(zhuǎn)時(shí)間短；響應(yīng)時(shí)間快；截止時(shí)間的保證；優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則面向系統(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28.進(jìn)程調(diào)度算法先來先服務(wù)(FCFS)算法最短CPU運(yùn)行期優(yōu)先調(diào)度算法最高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法輪轉(zhuǎn)法多級反饋隊(duì)列29.與時(shí)間片大小有關(guān)的因素：系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、就緒進(jìn)程個(gè)數(shù)、CPU能力30.引起進(jìn)程調(diào)度的原因:正在執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行完畢或因發(fā)生某事件而不能再繼續(xù)執(zhí)行；執(zhí)行中的進(jìn)程因提出I/O請求而暫停執(zhí)行；在進(jìn)程通信或同步過程中執(zhí)行了某種原語操作如P操作、阻塞、掛起原語等；在可剝奪式調(diào)度中，有比當(dāng)前進(jìn)程優(yōu)先權(quán)更高的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列；在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，時(shí)間片完；通常系統(tǒng)是按先來先服務(wù)或優(yōu)先權(quán)形式來組織調(diào)度隊(duì)列。31.多個(gè)進(jìn)程因競爭共享資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)。這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程死鎖，這一組進(jìn)程就稱為死鎖進(jìn)程。32.產(chǎn)生死鎖的原因：1.競爭系統(tǒng)資源2.進(jìn)程的推進(jìn)順序不當(dāng)33.產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件（資源獨(dú)占）、請求和保持條件（部分分配，占有申請）、不剝奪條件（不可強(qiáng)占）、環(huán)路等待條件。34.解決死鎖的基本辦法:預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測死鎖、解除死鎖35.預(yù)防死鎖的方法在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定資源分配算法，保證不發(fā)生死鎖。具體的做法是破壞產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件之一。1)資源一次性分配；(破壞請求和保持條件)2)可剝奪資源；即當(dāng)某進(jìn)程新的資源未滿足時(shí)，釋放已占有的資源(破壞不可剝奪條件)3)資源有序分配法；做法：系統(tǒng)給每類資源賦予一個(gè)編號，每一個(gè)進(jìn)程按編號遞增的順序請求資源，釋放則相反(破壞環(huán)路等待條件)死鎖避免定義:在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，對進(jìn)程發(fā)出的每一個(gè)系統(tǒng)能夠滿足的資源申請進(jìn)行動態(tài)檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否分配資源，若分配后系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖，則不予分配，否則予以分配。35.安全狀態(tài)指系統(tǒng)能按某種進(jìn)程順序來為每個(gè)進(jìn)程分配其所需資源，直至最大需求，使每個(gè)進(jìn)程都可順序完成。若系統(tǒng)不存在這樣一個(gè)序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。36死鎖定理：如果資源分配圖中沒有環(huán)路，則系統(tǒng)中沒有死鎖，如果圖中存在環(huán)路則系統(tǒng)中可能存在死鎖。如果每個(gè)資源類中只包含一個(gè)資源實(shí)例，則環(huán)路是死鎖存在的充分必要條件。37.解除死鎖采用的方法有：剝奪資源：從其它進(jìn)程剝奪足夠數(shù)量的資源給死鎖進(jìn)程，以解除死鎖狀態(tài)；撤消進(jìn)程：可以直接撤消死鎖進(jìn)程或撤消代價(jià)最小的進(jìn)程，直至有足夠的資源可用，死鎖狀態(tài)消除為止；所謂代價(jià)是指優(yōu)先級、運(yùn)行代價(jià)、進(jìn)程的重要性和價(jià)值等。38.存儲管理的目的主存的分配和管理、提高主存儲器的利用率、“擴(kuò)充”主存容量、存儲保護(hù)39.地址空間:程序用來訪問信息所用地址單元的集合、邏輯（相對）地址的集合由編譯程序生成；存儲空間:主存中物理單元的集合、物理（絕對）地址的集合由裝配程序等生成40.程序的裝入：絕對裝入方式、可重定位裝入方式、動態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式程序的鏈接：靜態(tài)鏈接方式、裝入時(shí)動態(tài)鏈接裝入時(shí)動態(tài)鏈接方式有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)便于修改和更新。(2)便于實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)模塊的共享。運(yùn)行時(shí)動態(tài)鏈接41.連續(xù)分配方式:是指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間。這種方式可分為：單一連續(xù)分配、固定分區(qū)分配、動態(tài)分區(qū)分配、動態(tài)重定位分區(qū)分配42.單用戶系統(tǒng)缺點(diǎn)不支持多道、主存利用率不高。程序的運(yùn)行受主存容量限制43.按空閑塊鏈接的方式不同，可以有以下四種分區(qū)分配算法：最佳適應(yīng)法特點(diǎn)：用最小空間滿足要求最壞適應(yīng)法首次適應(yīng)法：特點(diǎn)：優(yōu)先利用內(nèi)存中低地址部分的空閑分區(qū)，保留了高地址部分的大空閑分區(qū)，給以后的大作業(yè)留下空間；缺點(diǎn)：低地址部分不斷劃分，會留下許多難以利用的、很小的空閑分區(qū)，而每次分配從低地址開始，增加了查找的開銷。下次適應(yīng)法（循環(huán)首次適應(yīng)法）特點(diǎn)：使空閑分區(qū)分布均勻，減少查找空閑分區(qū)的開銷；缺點(diǎn)：會缺乏大的空閑分區(qū)。44.緊湊技術(shù)：通過在內(nèi)存移動程序，將所有小的空閑區(qū)域合并為大的空閑區(qū)域。（緊縮技術(shù)，緊致技術(shù)，浮動技術(shù)，搬家技術(shù)）問題：開銷大；移動時(shí)機(jī)。45.分區(qū)式存儲管理的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：便于動態(tài)申請內(nèi)存、便于共享內(nèi)存、便于動態(tài)鏈接缺點(diǎn)：碎片問題(外碎片)，內(nèi)存利用率不高，受實(shí)際內(nèi)存容量限制。46.可重定位分區(qū)的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):解決了可變分區(qū)分配所引入的“外零頭”問題。消除內(nèi)存碎片，提高內(nèi)存利用率。缺點(diǎn):提高硬件成本，緊湊時(shí)花費(fèi)CPU時(shí)間。47.分頁：把用戶程序按邏輯頁劃分成大小相等的部分，稱為頁或虛頁。從0開始編制頁號，頁內(nèi)地址是相對于0編址。塊：內(nèi)存按頁的大小劃分為大小相等的區(qū)域，稱為內(nèi)存塊頁表是指在分頁系統(tǒng)中，系統(tǒng)允許將進(jìn)程的各個(gè)頁離散地存儲在內(nèi)存不同的物理塊中為此而為每個(gè)進(jìn)程建立的列出了頁面的邏輯地址與其在主存中的物理地址間的對應(yīng)關(guān)系的頁面映像表。48.分頁和分段的主要區(qū):(1)頁是信息的物理單位，段則是信息的邏輯單位。(2)頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，而段的長度卻不固定。(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，分段的作業(yè)地址空間則是二維的。49.分段管理的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)：便于動態(tài)申請內(nèi)存、管理和使用統(tǒng)一化、便于共享便于動態(tài)鏈接；缺點(diǎn)：產(chǎn)生碎片50.覆蓋與交換的比較與覆蓋技術(shù)相比，交換技術(shù)不要求用戶給出程序段之間的邏輯覆蓋結(jié)構(gòu)；而且，交換發(fā)生在進(jìn)程或作業(yè)之間。而覆蓋發(fā)生在同一進(jìn)程或作業(yè)內(nèi)。此外，覆蓋只能覆蓋那些與覆蓋段無關(guān)的程序段。51.頁面置換算法:最佳置換算法、先進(jìn)先出置換算法、最近最久未用置換算法、近似的LRU算法（NRU算法）52.影響缺頁次數(shù)的因素:(1)分配給進(jìn)程的物理頁面數(shù)(2)頁面本身的大小(3)程序的編制方法(4)頁面淘汰算法53.設(shè)備的分類按傳輸速率分：低速設(shè)備、中速設(shè)備、高速設(shè)備；按信息交換的單位分類：字符設(shè)備、塊設(shè)備；按資源管理方式分類：獨(dú)占型設(shè)備、共享型設(shè)備、虛擬設(shè)備54.設(shè)備管理的目標(biāo)1.設(shè)備獨(dú)立性2.提高設(shè)備利用率(與此有關(guān)的技術(shù)有：通道技術(shù)和緩沖技術(shù)）3.設(shè)備的統(tǒng)一管理(外設(shè)的主要差別反映在速度、傳遞單位、操作方法和特性、出錯條件)54.DCB是設(shè)備管理的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中較全面地反映了每臺設(shè)備的特性、連接和使用的狀態(tài)等信息。當(dāng)一臺設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)必須創(chuàng)立相應(yīng)的DCB設(shè)備標(biāo)識符設(shè)備屬性設(shè)備I/O總線地址設(shè)備狀態(tài)等待隊(duì)列指針55．I/O控制方式循環(huán)測試I/O方式:以輸入為例1.把啟動位置1;2.反復(fù)測試完成位，為0轉(zhuǎn)2，為1轉(zhuǎn)3;3.把數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀走。缺點(diǎn):浪費(fèi)大量CPU時(shí)間I/O中斷方式:工作過程：1.把啟動位置1，本進(jìn)程（A）變?yōu)榈却隣顟B(tài)，轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度，調(diào)度另一進(jìn)程B;2.輸入完成時(shí)，控制器發(fā)出中斷，中斷B，通過中斷進(jìn)入中斷處理程序;3.在中斷處理程序中把數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的數(shù)取走，放入內(nèi)存特定位置M，喚醒等待進(jìn)程A，中斷返回到B的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行;4.在以后的某個(gè)時(shí)刻OS調(diào)度要求輸入的進(jìn)程A。A從M取數(shù)處理。同前相比，CPU利用率大大提高。缺點(diǎn)：每臺設(shè)備每輸入輸出一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都有一次中斷。如果設(shè)備較多時(shí)，中斷次數(shù)會很多，使CPU的計(jì)算時(shí)間大大減少。DMA方式:1.當(dāng)進(jìn)程要求輸入時(shí)，把要求傳送的內(nèi)存始址（M）和要傳的字節(jié)數(shù)送入DMA的內(nèi)存地址寄存器和傳送字?jǐn)?shù)寄存器;2.把啟動位置1。設(shè)備開始工作。進(jìn)程（A）掛起。調(diào)度另一進(jìn)程（B）;3.一批數(shù)據(jù)輸入完成后，DMA中斷B，轉(zhuǎn)向中斷處理程序。4、中斷處理程序喚醒A，返回B的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。5.以后OS調(diào)度A運(yùn)行時(shí)，A從M處取數(shù)據(jù)處理。通道方式：某進(jìn)程在運(yùn)行過程中，若提出了I/O請求，則通過系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)入操作系統(tǒng)，系統(tǒng)首先為I/O操作分配通道和外設(shè)，然后按I/O請求生成通道程序并存入內(nèi)存，把起始地址送入通道的首地址寄存器（CAW），接著CPU發(fā)出啟動通道的指令。中央處理機(jī)啟動通道后，通道的工作過程為：根據(jù)CAW，從內(nèi)存取出通道指令，送入通道控制字寄存器（CCW），并修改CAW，使其指向下一條通道指令。執(zhí)行CCW中的通道指令，進(jìn)行實(shí)際的I/O操作，執(zhí)行完畢后，如果還有下一條指令，則返回前一步，否則轉(zhuǎn)下一步。發(fā)出中斷信號通知CPU通道程序已執(zhí)行完成。56.DMA方式與中斷的主要區(qū)別中斷方式是在數(shù)據(jù)緩沖寄存區(qū)滿后，發(fā)中斷請求，CPU進(jìn)行中斷處理。DMA方式則是在所要求傳送的數(shù)據(jù)塊全部傳送結(jié)束時(shí)要求CPU進(jìn)行中斷處理，大大減少了CPU進(jìn)行中斷處理的次數(shù)。中斷方式的數(shù)據(jù)傳送是由CPU控制完成的而DMA方式則是在DMA控制器的控制下不經(jīng)過CPU控制完成的。57.為使中央處理機(jī)從繁忙的I/O處理中擺脫出來，現(xiàn)代大、中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置了專門的處理I/O操作的處理機(jī)，并把這種處理機(jī)稱為通道。58.通道程序是由通道指令組成，一個(gè)通道可以分時(shí)的方式執(zhí)行幾道程序。每道程序控制一臺外部設(shè)備，因此每道通道程序稱為子通道。59.通道有它自己的指令系統(tǒng)，用這些指令編寫的程序叫通道程序，通道只能執(zhí)行通道程序，不可能執(zhí)行用戶進(jìn)程。60.緩沖技術(shù)的目的是為了提高中央處理機(jī)與外設(shè)的并行程度。61.單緩沖最簡單的一種緩沖形式。當(dāng)進(jìn)程發(fā)出一I/O請求時(shí)，OS為之分配一緩沖區(qū)。對于輸入：設(shè)備先將數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)，OS再將數(shù)據(jù)傳給進(jìn)程。對于輸出：進(jìn)程先將數(shù)據(jù)傳入緩沖區(qū)，OS再將數(shù)據(jù)送出到設(shè)備。62.雙緩沖技術(shù)原理：設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū)buf1和buf2。讀入數(shù)據(jù)時(shí)，首先輸入設(shè)備向buf1填入數(shù)據(jù)，然后進(jìn)程從buf1提取數(shù)據(jù)，在進(jìn)程從buf1提取數(shù)據(jù)的同時(shí)。輸入設(shè)備向buf2中填數(shù)據(jù)。當(dāng)buf取空時(shí)，進(jìn)程又從buf2中提取數(shù)據(jù)，與此同時(shí)輸入設(shè)備向buf1填數(shù)。如此交替使用兩個(gè)緩沖區(qū)，使CPU和設(shè)備的并行操作的程度進(jìn)一步提高。63.緩沖池由內(nèi)存中一組大小相等的緩沖區(qū)組成，池中各緩沖區(qū)的大小與用于I/O的設(shè)備的基本信息單位相似，緩沖池屬于系統(tǒng)資源，由系統(tǒng)進(jìn)行管理。64.設(shè)備分配方式：靜態(tài)分配、動態(tài)分配65.設(shè)備分配算法：先請求先服務(wù)、優(yōu)先級高的優(yōu)先服務(wù)66.設(shè)備分配技術(shù)根據(jù)設(shè)備的特性把設(shè)備分成獨(dú)占設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備三種。針對這三種設(shè)備采用三種分配技術(shù):獨(dú)享分配、共享分配、虛擬分配67.在單道批處理時(shí)期，用脫機(jī)I/O可以提高CPU利用率。多道出現(xiàn)后可以利用一道程序來模擬脫機(jī)I/O中的衛(wèi)星機(jī)，這樣可實(shí)現(xiàn)在主機(jī)控制下的脫機(jī)I/O功能。我們把這種在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)外圍操作稱為SPOOLing（外部設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作），也稱為假脫機(jī)操作。68.SPOOLing系統(tǒng)的組成：1.輸入井和輸出井2.輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)3.輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程69.SPOOLing系統(tǒng)工作原理:作業(yè)執(zhí)行前預(yù)先將程序和數(shù)據(jù)輸入到輸入井中；作業(yè)運(yùn)行后，使用數(shù)據(jù)時(shí)，從輸入井中取出；作業(yè)執(zhí)行不必直接啟動外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，只需將這些數(shù)據(jù)寫入輸出井中；作業(yè)全部運(yùn)行完畢，再由外設(shè)輸出全部數(shù)據(jù)和信息。好處：實(shí)現(xiàn)了對作業(yè)輸入、組織調(diào)度和輸出的統(tǒng)一管理；使外設(shè)在CPU直接控制下，與CPU并行工作（假脫機(jī)）70.SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn)：1.提高了I/O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71.設(shè)備驅(qū)動程序是一種低級的系統(tǒng)例程。它必須和系統(tǒng)的輸入輸出硬設(shè)備相互通信。使用特權(quán)Ｉ/Ｏ指令來訪問硬件，它通常是用匯編語言或系統(tǒng)編程語言寫的。72.所謂設(shè)備獨(dú)立性：用戶在編制程序時(shí)，使用邏輯設(shè)備名，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從邏輯設(shè)備到物理設(shè)備（實(shí)際設(shè)備）的轉(zhuǎn)換。用戶能獨(dú)立于具體物理設(shè)備而方便的使用設(shè)備。兩種類型的設(shè)備獨(dú)立性：獨(dú)立于同一類設(shè)備中的某臺具體設(shè)備。獨(dú)立于不同類型的設(shè)備。73.文件的分類1）以文件的用途分類:系統(tǒng)文件、庫文件、用戶文件;2）從按文件的操作保護(hù)分類:只讀文件:只允許進(jìn)行讀操作；讀寫文件:允許進(jìn)行讀寫操作。不保護(hù)文件:不作任何操作限制。3）按文件的性質(zhì)分類:普通文件:指一般的用戶文件和系統(tǒng)文件。目錄文件:指由文件目錄項(xiàng)組成的文件。特別文件:有的系統(tǒng)把設(shè)備作為文件統(tǒng)一管理和使用，并為區(qū)別起見，把設(shè)備稱為特別文件。UNIX操作系統(tǒng)把文件分成普通文件、目錄文件和特別文件。。74.文件的定義：文件是賦名的信息(數(shù)據(jù))項(xiàng)的集合。文件是賦名有關(guān)聯(lián)的信息單位(記錄)的集合這兩種解釋定義了兩種文件形式：前者說明文件是由字節(jié)組成，這是一種無結(jié)構(gòu)的文件，或稱流式文件。后者說明文件是由記錄組成。而記錄則是由一組相關(guān)信息項(xiàng)組成。75.操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理文件的機(jī)構(gòu)稱為文件系統(tǒng)。也有的文獻(xiàn)上叫信息系統(tǒng)。文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)文件的創(chuàng)立、撤消、讀寫、修改、復(fù)制和存取控制等，并管理存放文件的各種資源。76.文件的邏輯結(jié)構(gòu):流式文件：基本信息單位是字節(jié)或字，其長度是所含字節(jié)的數(shù)量。這種文件的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省存儲空間。在這種文件中無需